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目的:建立大鼠脊髓损伤(SCI)模型,观察水中平板步行训练对SCI大鼠后肢运动功能及肌肉萎缩的影响,探讨水中平板步行训练在脊髓损伤后运动功能恢复及减缓肌萎缩中的作用。
方法:将25只成年雄性SD大鼠,随机分为假模组(Sham组)、对照组(Control组)、水疗组(HT组)、减重平板训练组(BWST组)及水中平板步行训练组(UWTT组),每组5只。除Sham组仅行椎板切除术外,其余各组均用脊髓打击器(MASCISImpactor)建立大鼠SCI模型,训练组于术后1周开始进行不同的康复训练,均训练8周,在术后第1天及第1、3、5、7、9周进行BBB评分,术后9周对各组动物进行爬网格测试(45°斜坡),观察其后肢运动功能的恢复情况。术后9周称量大鼠体重处死,多聚甲醛灌注取材,称量左侧腓肠肌肌肉湿重,计算左侧腓肠肌相对湿重(即左侧腓肠肌重量mg/该大鼠体重g),石蜡包埋切片,免疫组织化学法检测腓肠肌中Ⅰ型肌纤维横截面积(CSA)及Ⅰ、Ⅱ型肌纤维比例变化情况。
结果:
1、行为学表现:
(1)BBB评分:除Sham组均为21分外,其余造模组术后1天BBB评分均为0分:术后1周时BBB评分为0~3分,各组比较差异无统计学意义(P>0.05);术后3周和术后5周时,3组训练组大鼠后肢运动功能与Control组相比明显恢复(均P<0.05),且UWTT组高于HT组(P<0.05);术后7周和9周时,三组训练组评分高于Control组(均P<0.05)。
(2)爬网格试验:术后9周,假模组均能通过网格坡道攀上平台;Control组大鼠后肢无法攀爬,只能依靠前肢拖行,该组无1只攀上平台;其他3组训练组大鼠均能不同程度地利用后肢运动攀爬,部分能用后肢支撑爬行。HT组有1只攀上平台,BWST组有2只攀上平台;UWTT组有3只攀上平台。
2、左侧腓肠肌相对湿重:各组间左侧腓肠肌相对湿重值差异有统计学意义(P<0.05):Control组、HT组腓肠肌相对湿重值小于Sham组(P<0.05);BWST组和UWTT组腓肠肌相对湿重值大于Control组、HT组(P<0.05),与Sham组相比差异均无统计学意义(P>0.05);UWTT组、BWST组相比差异无统计学意义(P>0.05);Control组与HT组相比差异无统计学意义(P>0.05)。
3、Ⅰ型肌纤维横截面积:各组间Ⅰ型肌纤维横截面积差异有统计学意义(P<0.05);Control组、HT组Ⅰ型肌纤维横截面积值小于Sham组(P<0.05,);BWST组和UWTT组Ⅰ型肌纤维横截面积值大于Control组、HT组(均P<0.05);UWTT组、BWST组相比差异无统计学意义(P>0.05);Control组与HT组相比差异无统计学意义(P>0.05)。
4、Ⅰ、Ⅱ型肌纤维构成比例变化情况:各组间Ⅰ、Ⅱ型肌纤维构成比例差异有统计学意义(P<0.005);Control组SCI后Ⅰ、Ⅱ型肌纤维构成比例分别为18.4%,81.6%。BWST组、UWTT组和HT组与Control组相比较Ⅰ型肌纤维比例增高,Ⅱ型肌纤维比例降低,差异有统计学意义(P<0.005)。5、后肢痉挛:UWTT组大鼠较少发生后肢痉挛。
结论:
1、参照改良的Allen’s造模方法,用MASCISImpactor复制大鼠脊髓损伤模型,打击参数可控,质量可靠,重复性好。
2、三种康复训练均能促进SCI大鼠后肢运动功能的恢复。
3、水中平板步行训练及减重平板步行训练可以减轻肌肉湿重的丢失、减少横截面积缩小及Ⅰ型纤维向Ⅱ型纤维的转化,提示两种平板步行训练有减轻骨骼肌萎缩的作用。