人工反射弧建立后脊髓中枢前角运动神经元变化及轴突再生的形态学研究

摘要

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)后的膀胱功能障碍，又称神经原性膀胱，早期它是影响截瘫患者康复并重返社会的最大障碍，晚期它常常引起泌尿系统感染、肾脏损害等，是截瘫患者远期死亡的主要原因。近百年来，国内外医学工作者为解决这一难题作了多方面的不懈探索。 目前治疗SCI后膀胱功能障碍的方法包括：1.导尿术：包括耻骨上膀胱造瘘、持续导尿、清洁性间歇导尿等；2.加压排尿：Crede手法、腹部加压器具等；3.药物排尿：主要是通过神经药物，包括作用于膀胱逼尿肌的拟胆碱能、抗胆碱能药物，作用于尿道括约肌的α-或β-肾上腺素能兴奋剂、阻滞剂等；4.手术排尿：术式分为膀胱神经再支配(re-innervation)和膀胱、尿道的结构改建，后者包括膀胱容量、膀胱出口、膀胱动力等，如膀胱抬高扩大术、利用肠段的膀胱成形术、尿道外括约肌切开术、带蒂横纹肌移植术、小肠平滑肌移植术；5.电刺激排尿；膀胱去神经(denervation)后采用电刺激排尿(electricalstimulated micturition)促进排尿。尽管以上技术在某些医疗机构已经应用了很多年，但由于临床效果不确定或手术操作复杂等原因阻碍了这些技术的广泛应用。 肖传国等于1990年提出设想：利用脊髓损伤平面以下的废用神经，建立人工体神经-内脏神经反射弧，形成一种新的经体表皮肤控制的神经反射通路，以实现膀胱的可控性排尿。此后，在动物实验和临床实验中均取得成功。人工体神经-内脏神经反射弧能够通过手术建立，为带有膀胱反射亢进和逼尿肌-尿道外括约肌协同紊乱的完全骶上脊髓损伤的患者控制膀胱功能提供了一种新的治疗方法。虽然人工反射弧在实验和临床中取得了巨大的成功，并且目前已经逐渐应用于临床，但是，有关人工反射弧调节膀胱功能的机制尚不完全清楚，特别是人工反射弧脊髓中枢内前角运动神经元的动态变化以及轴突再生的过程还研究较少。为此，我们对此进行了一系列的研究，以求更好的为人工反射弧提供理论支持和实验依据。实验一人工反射弧建立后脊髓中枢的定位目的：检测人工体神经—内脏神经反射弧是否通畅；对模型建立后新脊髓中枢在脊髓内进行节段性定位，进而为后面的实验打下基础． 方法：SD雄性大鼠行人工体神经—内脏神经反射弧手术，术后4个月通过逆行神经示踪的方法，于模型鼠左侧盆神经节内注射5﹪DiI-DMSO溶液，2周后取L2～S2节段脊髓进行连续冰冻切片，激光共聚焦显微镜下观察DiI标记神经元。 结果：在模型鼠L3尾部至L5头侧的左侧脊髓前角(以L4脊髓节段为主)发现DiI标记神经元。 结论：体神经—内脏神经吻合后4个月，再生的轴突已长入盆神经节并替代节前纤维，人工反射弧通畅；同时新的脊髓低级排尿中枢也开始在脊髓节段内形成，主要集中在左侧L4脊髓节段，人工反射弧具备了产生可控性排尿的形态学结构基础。 目的：研究体神经一内脏神经吻合后，人工反射弧脊髓中枢的前角运动神经元在不同时间段的变化情况及吻合口轴突再生情况。 方法：sD雄性大鼠48只，随机分为正常组(n=8)，手术组(n=20)，假手术组(n=20)，正常组不做任何处理，手术组行体神经一内脏神经吻合手术，假手术组仅切断体神经和内脏神经，不予吻合。手术组与假手术组于术后1周、4周、4月时，分别取L4脊髓节段及吻合口段神经进行传统的HE染色，在光镜下观察L4左侧脊髓前角运动神经元的形态变化并进行计数，同时观察吻合口处再生神经纤维的通过情况。 结果：假手术组于术后1周时，前角神经元减少34.1﹪，4周时减少57.7﹪，4月时减少72．5﹪：手术组于术后1周时，前角神经元减少32.9﹪，4周时减少43.7﹪，4月时减少51.3﹪．经统计学处理，假手术组和手术组左侧L4脊髓前角运动神经元数目存活率有显著差异性．手术组1周时吻合口情况：未见神经纤维通过吻合口；4周时吻合口情况：可见远端新生纤维神经稀疏，排列凌乱；吻合口4月时情况：远端充满新生神经纤维，再生神经纤维排列紧密、整齐。 结论：体神经和内脏神经吻合后，脊髓中枢内部分前角运动神经元能够存活下来，存活的神经元是轴突再生的物质基础，轴突的再生反过来又可以促进神经元的存活，二者的相互作用，为反射弧的成功建立，奠定了良好的物质基础。 实验三 人工反射弧建立后再生神经纤维的神经追踪研究目的：研究体神经-内脏神经吻合后，再生神经纤维末梢的终止部位。 方法：SD大鼠行人工体神经一内脏神经反射弧手术，术后4个月应用顺行神经示踪方法，在左侧脊髓L4前角注射DiI-DMSO溶液，2周后取左侧盆神经节(MPG)、尿道外括约肌(EUS)、膀胱行冰冻切片在荧光显微镜下观察再生纤维神经末梢的分布。 结果：DiI-DMSO溶液注射入脊髓L4左侧前角顺行追踪显示，左侧MPG和EUS内有DiI标记阳性神经末梢，膀胱壁未见DiI标记阳性末梢。 结论：体神经和内脏神经吻合后，再生体神经运动纤维能够长入内脏神经节前纤维，并成功到达内脏神经纤维所支配的靶器官，人工反射弧产生可控性排尿具备了形态学基础。但再生神经末梢如何和靶器官发生联系并发挥功能效应，尚需进一步研究证实。

目录

文摘

英文文摘

前言

实验一 人工反射弧建立后脊髓中枢的定位

材料与方法

结果

讨论

参考文献

实验二 人工反射弧建立后脊髓中枢内运动神经元变化及轴突再生的形态学研究

材料与方法

结果

讨论

参考文献

实验三 人工反射弧建立后再生神经纤维的神经追踪研究

材料与方法

结果

讨论

参考文献

全文结论

综述 DiI在神经解剖学中的示踪应用

英文缩略词表

硕士期间发表文章

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