大鼠腰5神经根牵拉模型建立和机械牵拉对神经根功能和形态学影响

摘要

目的：神经根牵拉引起的神经功能异常在临床工作中十分常见，如腰椎间盘突出症、臂丛神经损伤等。关于机械牵拉作用对神经组织的研究主要集中在外周神经，以至于很多关于神经根方面的观点都是通过外周神经的研究推论得来。外周神经和神经根在解剖结构和生物力学性质上都有明显不同，所以牵拉神经根出现的功能学和形态学变化也必然与外周神经不同。但是，目前直接利用神经根研究机械牵拉影响还比较少，特别是用不同的程度和速度牵拉神经根研究其出现病理生理学变化还未见报道。因此我们利用生物力学的一些研究方法建立大鼠L5神经根机械牵拉模型，设定不同的程度和速度进行牵拉。然后通过神经电生理的方法研究牵拉后神经根神经功能的变化，并且在完成测试后对神经根进行组织学研究，了解牵拉后神经根的病理变化以及与神经功能改变之间的关系。 方法：手术暴露大鼠L5神经根，将神经背根近端切断并连接于Endura-Tec-3200材料测试仪，Wintest软件控制牵拉的长度和速度。高速相机记录神经根标记各点间的运动，记录的图像通过ReadCam软件传输到电脑。Image Express软件分析神经根上标记各点在图像中的位移，计算出牵拉神经根实际牵拉程度。 神经根牵拉前后10分钟内，进行神经电生理测试。在暴露的同侧坐骨神经下方放置刺激电极，L5神经背根下放置两个记录电极。分别以0-3V刺激激活神经复合动作电位。获得的信号记录到EGAA系统进行分析。利用神经传导速度、复合神经动作电位波幅的峰值、动作电位曲线下的面积三个指标评价神经根牵拉前后以及不同的牵拉速度和程度对神经功能的影响。电生理实验结束后取L5神经背根进行形态学观察。银浸染色用来观察神经纤维撕裂和纤维之间的空隙。 H&E染色观察神经根内血管的变化(血管破裂，出血)。另外利用β-APP免疫组织化学染色的方法来评价神经轴突轴浆运输损伤。建立评分系统并分别对三种染色方法进行评分。统计学方法：单因素的方差分析和独立样本的t检验用来分析不同牵拉程度和速度对神经功能和形态学的影响。Logistic回归分析出现神经传导完全阻断的牵拉阈值。同时线性回归分析出现的功能学和形态学变化与牵拉程度、速度之间是否存在线形关系。P<0．05认为有显著性差异。 结论：建立的大鼠L5神经根牵拉模型可以有效研究神经根在牵拉作用下的损伤机制。特别是在牵拉过程中利用高速相机采集图像可以分析不同时间牵拉程度和力量的变化有助于进行神经根生物力学的分析。利用传导速度，CAP波幅峰值和曲线下面积三个指标分析神经功能增加了神经电生理试验的准确性。 实验结果证实神经根牵拉损伤除了与牵拉程度有关外，还与牵拉时的速度有关系。随着牵拉程度和速度的增加，神经功能丧失也逐渐增加。与神经功能研究类似，牵拉后神经根的形态学变化与牵拉速度程度都有关系。说明神经功能丧失在一定程度上是由于神经根形态结构变化引起，但是可能还有其它的机制也起作用，如离子通道和神经受体系统。实验中实验组与假手术组比较差异并不十分明显，因此在下一步关于神经根的病理学研究中还需要进一步探讨。另外我们发现了牵拉后神经根呈现弥散性损伤，该模型造成的轴突损伤与观察到的人脑损伤出现的形态学变化很相似。因此，我们建立的神经根牵拉模型也是研究中枢系统轴突损伤较好的体内研究模型。

目录

论文说明：符号说明

声明

第一部分大鼠神经根牵拉模型建立以及机械牵拉对神经根神经功能的影响

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

附表附图

参考文献

第二部分机械牵拉对大鼠腰5神经根形态学的影响

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

附表附图

参考文献

综述 神经根牵拉损伤的机制

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