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《上海体育学院》 2009年
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电刺激治疗股二头肌急性拉伤的模拟实验研究

王大安  
【摘要】: 实验目的: 1.模拟运动状态下股二头肌的急性拉伤,建立一种反映运动实践特点的股二头肌急性拉伤动物模型,从而使进一步深入的研究成为可能; 2.通过对股二头肌急性拉伤后力学以及组织学的观察,明确其结构、功能和病理学等方面的特点,为下一步实验研究打下基础; 3.采用低强度20Hz和80Hz电刺激治疗股二头肌急性拉伤,观察其对于肌肉损伤部位结构重塑的影响; 4.采用低强度20Hz和80Hz电刺激治疗股二头肌急性拉伤,观察电刺激治疗对于成肌细胞分化、融合以及肌纤维形成的MyoD和Myogenin基因表达调控的影响。为阐明电刺激治疗肌肉拉伤的机制寻找的突破口,从而为肌肉拉伤的临床治疗提供科学的参数与依据,优化电刺激治疗方案。 实验方法: 雄性SD大鼠45只,随机分为正常对照组、D0组、D3组、D7组、D7-20Hz组、D7-80Hz组、D14组、D14-20Hz组和D14-80Hz组。除正常对照组外,其余各组建立股二头肌急性拉伤动物模型。麻醉大鼠,采用生理刺激仪针电刺激固定侧肢体的坐骨神经,使股二头肌发生强直收缩,同时牵拉膝关节迅速做角速度为9600·s-1的伸膝运动,股二头肌做离心收缩,造成一侧肢体股二头肌急性拉伤。拉伤前后做超声诊断。动物造模完成后,D7-20Hz组、D7-80Hz组、D14-20Hz组和D14-80Hz于动物造模后第5天开始电刺激,每日两次,每次30分钟,相隔4小时,其余组继续喂养。各组分别在相应的时间进行力矩测试,待实验结束后处死大鼠,分离股二头肌,固定保存以备用,进行病理组织、免疫组化观察。 实验结果: 1.肌肉拉伤部位病理改变光镜观察结果:肌肉拉伤当天肌纤维坏死,肌肉组织结构紊乱,肌纤维水肿变性,肌肉间隙大小不一,部分肌纤维间隙明显加大,并可见血管扩张充血。其中股二头肌损伤程度较之半膜肌与半腱肌严重。拉伤后第3天病理改变光镜观察可见炎性反应明显。拉伤后第7天病理改变光镜观察可见,肌纤维出现修复,但是不成熟,肌纤维排列不严整,大小不一。经过20Hz电刺激治疗后,新生的肌纤维更成熟,成簇排列,结构更严整,边界更清晰。80Hz电刺激治疗的效果不明显。各组于拉伤后第14天肌纤维基本修复。 2.肌肉拉伤后超声图像:大鼠肌肉拉伤后,半腱肌与半膜肌肌肉损伤较轻微,无超声影像的改变;股二头肌肌肉拉伤较前两者严重,表现为受累肌肉的局部回声减低,部分撕裂声像图显示肌纤维部分或完全不连续,裂口间出现血肿,肌肉拉伤位置处于远端肌腱结合部靠近肌肉端。各组于拉伤当日4小时后,经肌肉诊断超声横断面测量损伤所占横径比例处于5%-50%,属于二度损伤,各组之间比较差异不显著(P0.05)。 3.关节最大等长力矩测定:正常对照组关节最大等长力矩值为0.337±0.025(Nm),大鼠肌肉拉伤后不同时刻关节最大等长力矩指标的变化,肌肉拉伤后即刻关节最大等长力矩下降为正常的73.05±5.37%,与正常对照组比较存在显著性差异(P0.05);第三天为79.79±6.95%;第七天为89.84±4.75%;第14天基本恢复到正常。 4.电刺激治疗后关节最大等长力矩测定: D7-20Hz组关节最大等长力矩值为0.312±0.043(Nm),D7-80Hz组关节最大等长力矩值为0.302±0.033(Nm),与D7组比较不存在显著性差异(P0.05)。D14-20Hz组关节最大等长力矩值为0.335±0.028(Nm),D14-80Hz组关节最大等长力矩值为0.334±0.060(Nm),与D14以及受伤前力矩比较比较不存在显著性差异(P0.05)。 5.力矩-角度关系测定结果:正常对照组最优角度出现在130.000±3.540,肌肉拉伤后即刻力矩-角度关系指标测定结果显示关节最大等长力矩出现右侧偏移,最优角度为144.500±3.710,与受伤前比较存在显著性差异(P0.01);大鼠肌肉拉伤后第14天力矩-角度关系指标测定结果显示,D14组关节最大等长力矩出现左侧偏移,最优角度出现在120.000±3.530,与受伤前比较存在显著性差异(P0.05)。大鼠肌肉拉伤后经电刺激治疗,力矩-角度关系指标测定结果显示关节最优角度出现左侧偏移, D14-20Hz和D14-80Hz最优角度分别出现在125.000±3.530以及121.000±4.180,其中D14-20Hz组偏移较小,与D14组比较存在显著性差异(P0.05)。 6. MyoD与Myogenin蛋白表达测定结果:肌肉拉伤后第7天MyoD与Myogenin蛋白表达, D7组、D7-20Hz组以及D7-80Hz组明显增强,与正常对照组比较差异显著(P0.01),其中D7-20Hz组增强更明显,与D7组比较存在显著性差异(P0.01),但是D7-80Hz组与D7组比较不存在显著性差异(P0.05)。肌肉拉伤后第14天MyoD与Myogenin蛋白表达观察结果,其中肌肉拉伤后第14天各组MyoD蛋白表达,D14组以及D14-80Hz组减弱,与正常对照组比较无差异(P0.05),但是D14-20Hz组依旧比正常对照组增强明显(P0.05)。肌肉拉伤后第14天Myogenin蛋白表达,D14-20Hz组Myogenin蛋白表达依旧强于D14动物模型组(P0.05)。 实验结论: 1.本实验研究成功地建立了股二头肌急性拉伤动物模型,并具有接近运动实践的特点; 2.股二头肌急性拉伤后采用低强度20Hz的电刺激治疗,可以有效地促进损伤后肌肉结构的重塑,对于损伤后肌肉组织功能结构的恢复非常有利; 3.股二头肌急性拉伤后采用低强度20Hz的电刺激治疗,并不能在两周内明显提高关节最大等长力矩,但是可以很好地优化关节力矩-角度的关系; 4.股二头肌急性拉伤后采用低强度20Hz的电刺激治疗,促进了MyoD与Myogenin的基因表达,并观察到损伤股二头肌结构重塑和力矩-角度关系的优化,这表明采用低强度20Hz的电刺激治疗通过对MyoD与Myogenin的基因表达调控的影响,从而促进损伤股二头肌组织的修复; 5.股二头肌急性拉伤后采用低强度80Hz时,其对受损伤肌肉在形态结构和功能上的恢复没有明显促进作用,并且对于MyoD与Myogenin的基因表达调控没有显著影响。
【学位授予单位】:上海体育学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R685

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