脊髓火器伤和打击伤早期病理生理变化的对照研究

摘要

随着全世界范围内恐怖活动和暴力行为的加剧，脊髓火器伤的发生率也不断升高。在美国，每年脊髓火器伤者占全部脊髓损伤者的13％-17％。而近代战争中脊柱脊髓火器伤则占全部伤员的0.3％-4.6％。因此，如何预防和治疗脊髓火器伤，是各国政府和医学界面临的一个重大公共卫生课题。 目前国内外对脊柱脊髓火器诊治的研究基本处于较缓慢的发展阶段，整体上缺乏系统的研究。该文检索1984年-2003年有关脊髓火器伤文献后发现：国内对脊柱脊髓火器伤的认识尚停留在上世纪80年代中越边界自卫反击战中战伤病例的处理和总结；国外两伊战争、海湾战争、阿富汗战争及伊拉克战争中脊髓火器伤的处理经验只是零星出现在文献报道中，而且主要是对火器伤的治疗进行回顾性研究。 针对以上不足，该文制作猪胸腰椎脊髓火器伤模型和猪胸腰段脊髓Allen's打击后全瘫的试验模型，分析比较火器伤和打击伤后早期全身病理生理变化、局部病理生理变化和脊髓细胞凋亡的异同点，明确提出了脊髓火器伤后早期的死亡时间点、死亡原因、损伤局部各类神经细胞的变化规律和细胞凋亡在损伤后的意义。 该实验为降低脊髓火器伤后早期死亡率，早期阻断脊髓火器伤后的继发性损伤，尽可能拯救脊髓的相关功能，促进神经功能的恢复提供了理论依据。 目的 1.研究猪脊髓火器伤和打击伤后的早期全身病理生理变化、死亡时间及原因。 2.探讨猪脊髓火器伤及打击伤后早期不同时空相上脊髓组织的病理学变化。 3.探讨猪脊髓火器伤及打击伤后早期不同时空相上基因P-53、Bax和Bcl-2的mRNA水平和蛋白表达变化规律。 方法 1.建立猪胸腰段脊髓火器伤模型和改良Allen's打击后全瘫模型，进行对照研究。 2.对两组动物进行生命体征监测、抽血检查、影像学检查、记录死亡时间及病理解剖，以观察脊髓火器伤及打击伤后早期全身病理生理变化特点。 3.两组动物的脊髓分别在伤后不同时间点(伤后1h、3h、6h)和不同节段(伤点、近伤点、中伤点及远伤点)取材，进行尼氏染色、电镜检查、细胞凋亡TUNEL法染色和神经中丝(NF)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)和S-100蛋白的免疫组化染色，以观察脊髓火器伤及打击伤后早期脊髓的病理变化。 4.采用RT-PCR和免疫组织化学染色分别检测两组动物损伤后早期凋亡基因P-53、Bax和Bcl-2的mRNA水平和蛋白表达的变化规律，以观察脊髓火器伤和打击伤后早期细胞凋亡的特点。 结果 1.脊髓火器伤后早期全身病理生理变化 (1).生存率的变化：火器伤组(G组)动物死亡率为100％，在伤后5.2h-7.5h死亡，死亡时间为6.1±1.1h。打击伤组(A组)动物在G组动物死亡后中止麻醉，复苏期过后，无一只动物死亡。 (2).平均动脉压与心率的变化：G组伤后4h内平均动脉压(MAP)进行性下降，心率进行性上升。而A组的上述指标在4h内相对平稳。 (3).抽血检查：G组伤后4h内下降的指标有红细胞总数(RBC)、血红蛋白量(HGB)、血氧浓度(Pa02)和血钠(Na+)等，出现上升的指标有血钾(K+)、尿素(BUN)、肌酐(Cr)、葡萄糖(Glu)、谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶(CK)等。而A组的上述指标在4h内变化趋势较缓慢。 (4).影像学检查：G组损伤严重，对周围脏器及脊柱稳定性影响大，早期有出血、充血及水肿等表现。而A组的损伤较轻。 (5).病理学改变：G组脊髓广泛硬膜下出血，神经元损伤明显。心被膜下血管扩张充血，心肌呈缺血性改变。肾包膜及肾实质广泛充血、出血。 2.脊髓火器伤后脊髓的早期病理变化 (1).超微结构检查：电镜下脊髓损伤表现。G组和A组在电镜下的表现无明显差别，但有轻重之分。A组1h、3h、6h点的损伤依次加重；6h时，伤点和近伤段有损伤表现，但依次减轻，而中伤段和远伤段电镜下超微结构检查大致正常。G组1h、3h、6h点的损伤逐渐加重；6h时，近伤段、中伤段及远伤段电镜下超微结构均有损伤表现，但依次减轻。 (2).NF检测：脊髓损伤后1h即出现NF的表达下降，6h内随着时间延长而表达下调。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (3).NSE检测：脊髓损伤后1h即出现NSE的表达下降，6h内随着时间延长而表达下调。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (4).GFAP检测：脊髓损伤后6h发现GFAP的表达增加。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (5).S-100检测：脊髓损伤后6h发现S-100的表达增加。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (6).细胞凋亡检测：脊髓损伤后3h出现阳性细胞数的表达增加，6h内随着时间延长而表达上调。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组可波及中伤段及远段伤。 3.脊髓火器伤后P-53、Bax、Bcl-2mRNA和蛋白的表达变化 (1).脊髓损伤后3h出现P-53mRNA和蛋白的表达增加，6h内随着时间延长而表达上调。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (2).脊髓损伤后3h出现BaxmRNA和蛋白的表达增加，6h内随着时间延长而表达上调。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 (3).脊髓损伤后6h出现Bcl-2mRNA和蛋白的表达增加。A组仅在伤点和近伤段变化，而G组波及中伤段及远段伤。 结论 1.和脊髓打击伤相比较，胸腰段脊髓火器伤因为其特殊的损伤机制，对机体的干扰更大，引起全身更加广泛、复杂的病理生理变化。其早期死亡原因可能是多发伤引起的低血容量性休克，而心脏损伤和肾脏损伤加速了早期死亡。 2.和脊髓打击伤相似，脊髓火器伤后神经细胞的破坏与修复并存，有一定的时空性，且与损伤程度有关。受伤后1h即可发现神经元细胞的破坏、崩解，6h发现神经胶质细胞的表达增加。但脊髓火器伤的波及范围较打击伤更为广泛。 3.细胞凋亡基因P-53、Bax和Bcl-2在脊髓损伤中的表达有一定的时空性，其表达量同损伤程度有关。P-53和Bax基因在脊髓损伤后3h出现转录水平(mRNA)和蛋白水平的表达量增加，6h内随着时间延长而表达上调。而Bcl-2基因在脊髓损伤后6h出现转录水平(mRNA)和蛋白水平的表达量增加。脊髓火器伤的波及范围较打击伤更为广泛。

目录

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中英文摘要

英文缩略词

中文详细摘要

英文详细摘要

第一部分脊髓火器伤和打击伤早期病理生理变化

材料与方法

结果

讨论

一、脊髓火器伤动物模型的制作

二、脊髓火器伤的致机制

三、脊髓炎器伤的病理变化

四、脊髓火器伤早期全身代谢反应

五、脊髓火器伤的早期影像学改变

六、脊髓火器伤后早期死亡原因分析

结论

参考文献

第二部分脊髓火器伤和打击伤早期病理及组织化学改变

材料与方法

结果

讨论

小结

参考文献

第三部分P-53、Bax和Bcl-2在脊髓火器伤和打击伤后早期的表达

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

脊髓火器伤的治疗进展

在读期间学术活动简况

致谢