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《北京中医药大学》 2012年
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电针促进家兔骨骼肌钝器伤后再生的作用和机制研究

王荣国  
【摘要】:在意外伤害中,肌肉骨骼系统损伤约占60%,其中骨骼肌损伤占60-67%,最常见的损伤类型是钝器伤。在骨骼肌损伤后修复过程中,细胞外基质过度纤维化阻碍肌纤维再生,从而影响肌肉功能恢复。超声、低功率激光和细胞移植等方法有促进骨骼肌再生的作用,但尚未获得有抑制细胞外基质过度纤维化的临床证据。有些生长因子(如IGF-I)虽有促进骨骼肌再生和抑制过度细胞外基质纤维化的作用,但局限于某些领域或特殊疾病中,难以在临床中推广应用。所以寻找一种既抑制细胞外基质纤维化又促进骨骼肌再生的方法成为国内外研究的热点和难点。 前期研究证实电针有促进骨骼肌再生、抑制基质过度纤维化的作用,但作用机理尚不明确。有鉴于此,我们设计本研究。 1研究目的 通过电针足三里穴、阿是穴干预家兔腓肠肌急性钝器伤的修复过程,观察电针对局部微循环灌注、肌纤维超微结构和胶原纤维沉积的影响,以及对肌球蛋白重链(MHC)、肌肉生长抑制素(GDF-8)和p-Smad 2/3的调控表达,探讨电针促进骨骼肌再生、抑制细胞外基质过度纤维化的相关机制和穴位特异性,为电针促进骨骼肌再生提供实验依据。 2研究方法 将75只成年新西兰兔(雌雄不限,体重:2.0±0.2 kg)制作右后肢腓肠肌重度钝器伤模型(打击面积为1 cm2,能量为9.75 J),随机分为模型组、阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴组、IGF-1治疗组,每组15只动物。于造模后24h开始治疗,模型组自然愈合;电针组足三里穴取在健侧,阿是穴分别取在距打击部位远、近端各10mm处。电针参数:频率2 H z,0.4mA,时间15 min,隔日1次,直到取材前一天结束治疗。IGF-1治疗组于造模后24 h在造模区肌肉注射0.1 mg/ml IGF-1,0.25ml/只,每周治疗一次,最多3次。各组动物分别在造模后7d、14 d、28 d取材(n=5)。 在28 d时将动物麻醉后暴露腓肠肌,用激光多普勒血流灌注成像仪扫描,以造模区为中心提取腓肠肌表面血流值和相关图像。各组各时间点随机选取2只动物取材,进行透射电镜观察肌纤维超微结构;所有动物进行以下观察或染色Masson染色分析胶原纤维面密度;两步法免疫组化染色,分析MHC、GDF-8和p-Smad2/3的表达强度。 3研究结果3.128天局部微循环血流灌注值比较结果(见图1-1) 模型组血流灌注值显著低于其他各组(P0.05),IGF-I组显著高于其他各组(P0.05),足三里+阿是穴组与其他各组比较有显著性差异(P0.05),阿是穴组与足三里组之间比较差异不显著(P0.05),即I GF-I组足三里+阿是穴组阿是穴组、足三里组模型组。图1-128d各组腓肠肌表面微循环灌注值比较(PU) 注:与其他各组比较,▲P0.05,▲▲P0.01; 与阿是穴组、IGF-I组比较,P0.05; 与足三里组、模型组比较,P0.01。 3.2超微结构变化 7d:各组肌节结构不同程度紊乱,Z线异常(模糊或Z线流),线粒体空泡状变化,肌质网扩张;模型组部分Z线消失,其他四组的Z线均明显;足三里组线粒体和肌质网肿胀明显,大小不均匀,阿是穴组和足三里+阿是穴组肿胀较少;模型组、阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴各组肌原纤维直径粗细不等。 14d:各组肌原纤维、肌节结构较7d时更清晰、规律,肿胀线粒体数量明显减少。模型组、阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴各组肌节结构不同程度紊乱,以模型组最明显;阿是穴组单一肌原纤维的Z线规则,部分线粒体肿胀、肌质网扩张;足三里+阿是穴组肌原纤维、肌丝结构相对规则,轻度Z线流,肌膜下线粒体扩张。 28d:模型组部分Z线消失,肌原纤维直径不等,部分肌原纤维萎缩,线粒体肿胀明显;阿是穴组、足三里组的肌原纤维和肌节结构完整、Z线基本正常,少量线粒体肿胀,肌质网基本正常;足三里+阿是穴组与IGF-I组结构相似,肌原纤维和肌节完整,排列规则,Z线基本正常,线粒体和肌质网基本正常。 3.3胶原纤维面密度比较结果(见图1-2) 7d、14d和28d时模型组胶原纤维面密度明显高于其他四组(均P0.01)足三里+阿是穴组与其他各组比较有显著性差异(均P0.01) 7d时阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴组之间相互比较均有显著性差异(均P0.01),即模型组、阿是穴组足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组: 14d和28d时各组间比较均有显著性差异(均P0.01);即模型组阿是穴组足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组。 图1-2各组不同时间点胶原纤维面密度比较(%)注:▲▲与其他各组比较P0.01。 3.4肌球蛋白重链(MHC)表达结果(见图1-3) 7d、14d和28d时足三里+阿是穴组MHC的MOD值显著高于模型组、阿是穴组、足三里组(均P0.01),但显著低于IGF-I组(均P0.01) 7d时阿是穴组MHC的MOD值显著高于模型组(P0.01),阿是穴组与足三里组比较存在差异(P=0.052),模型组与足三里组比较无显著性差异(P0.05),即模型组、足三里组阿是穴组足三里+阿是穴组IGF-I组: 14d时模型组、阿是穴组、足三里组之间没有显著性差异(均P0.05)但阿是穴组MHC的MOD值有上升趋势,即模型组、阿是穴组、足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组: 28 d时足三里组MHC的MOD值显著高于模型组(P0.05),但与阿是穴组比较差异不显著(P0.05),阿是穴组与模型组比较差异不显著(P0.05) 图1-3各组不同时间点MHC表达的MOD值比较 注:与其他各组比较▲P0.05,▲▲P0.01;**与模型组比较P0.01。 3.5肌肉生长抑制素(GDF-8)表达结果(见图1-4) 7d、14d、28d时模型组GDF-8的MOD值明显高于其他四组(P0.01) 7d时阿是穴组显著高于足三里组(P0.05)、足三里+阿是穴组(P0.01),足三里组与足三里+阿是穴组比较差异不显著(P0.05),即模型组阿是穴组足三里组、足三里+阿是穴组IGF-I组; 14d时足三里+阿是穴组显著低于阿是穴组(P0.01)和足三里组(P0.05),阿是穴组和足三里组比较差异不显著(P0.05),即模型组阿是穴组、足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组。 28d时阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴组间相互比较没有显著性差异(均P0.05),即模型组阿是穴组、足三里组、足三里+阿是穴组IGF-I组。 图1-4各组不同时间点GDF-8表达的MOD值比较 注:与其他各组比较▲P0.05,▲▲P0.01。 3.6 p-Smad2/3表达结果(见图1-5) 7d时足三里组、足三里+阿是穴组、IGF-I组p-Smad2/3的MOD值与其他各组比较均有显著性差异(均P0.01),足三里+阿是穴组介于足三里组和IGF-I组之间,阿是穴组与模型组比较无显著性差异(PO.05),即模型组、阿是穴组足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组: 14d时模型组、阿是穴组、足三里组与其他各组比较均有显著性差异(均P0.01),其中模型组的MOD值最高,足三里+阿是穴组与IGF-I组比较无显著性差异(P0.05),但两组的MOD值均显著低于其他各组(均P0.01),即模型组阿是穴组足三里组足三里+阿是穴组、IGF-I组。 28 d时模型组、阿是穴组、IGF-I组与其他各组比较均有显著性差异(均P0.01),足三里+阿是穴组与阿是穴组(P0.01)、足三里组(P0.05)比较有显著性差异,阿是穴组与足三里组比较有显著性差异(P0.01),即模型组阿是穴组足三里组足三里+阿是穴组IGF-I组。 所以,在7d和28 d时,足三里+阿是穴组与其他各组比较均有显著性差异(P0.01或P0.05);14d时足三里+阿是穴组与IGF-I组比较无显著性差异(P0.05);在7d、14d和28d时电针各组间比较均有显著性差异(P0.01或P0.05) 图1-5各组不同时间点p-Smad2/3表达的MOD值比较 注:与其他各组比较,▲▲P0.01;与足三里组比较, P0.05。 4研究结论 4.1电针足三里、阿是穴可以发挥行气、活血的效果,有效改善钝器伤骨骼肌微循环灌注、激发线粒体和肌质网的功能状态和促进肌原纤维结构恢复正常。 4.2电针足三里、阿是穴通过下调GDF-8表达和增强MHC表达促进肌纤维再生,足三里的作用滞后 4.3电针足三里、阿是穴通过抑制GDF-8/p-Smad2/3信号通路减轻细胞外基质纤维化。在修复的不同阶段,电针足三里、阿是穴对GDF-8的调控作用不同。 综上,电针足三里和阿是穴有促进肌纤维再生和抑制纤维化的双重作用但两穴发挥作用的机理不同。
【学位授予单位】:北京中医药大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R245

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