丹参对牵张性脊髓损伤的防治作用
作者：宋跃明 沈彬
单位：宋跃明 沈彬610041 成都,华西医科大学第一附属医院骨科
关键词：脊髓损伤；丹参
中华创伤杂志980617 【摘要】 目的 探索丹参对牵张性脊髓损伤的防治作用。方法 用自制脊柱撑开器造成轻度牵张性脊髓损伤对照组和实验组,重度牵张性脊髓损伤对照组和实验组。实验组于术前120,10分钟静脉推注丹参注射液2ml/kg 1次;术后则立即用丹参注射液8ml加入100ml等渗盐水内静脉滴注;对照组在实验过程中给予等量等渗盐水。实验采用体感诱发电位,组织形态学,生物化学,微血管铸型及运动功能评定等方法进行评价。结果 轻度牵张性脊髓损伤中,实验组脊髓功能障碍率低于对照组(P<0.05),过氧化物岐化酶(SOD)含量高于对照组(P<0.05),丙二醛(MDA)含量低于对照组(P<0.05),神经元及神经纤维变性程度轻于对照组;重度牵张性脊髓损伤中,实验组脊髓功能障碍率,SOD、MDA含量,神经元及神经纤维变性程度与对照组间无显著性差异(P>0.05)。结论 (1)丹参能改善脊髓微循环,提高脊髓组织耐受缺氧能力,抑制胶质细胞浸润;(2)丹参对脊髓轻度牵张性损伤有肯定的防治作用。
, 百拇医药
Effect of Danshen on Prevention and Treatment of Traction Injury in Spinal Cord SONG Yue-ming, SHEN Bin. Dept. of Orthopaedics, First Affiliated Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu 610041
【Abstract】 Aim To study the effect of Danshen in prevention and treatment of the traction injury of the spinal cord. Methods The experimental groups and the control groups of mild or severe traction injury of the spinal cord were all performed with a special designed tractor. 2ml/kg Danshen injection was given to the experimental groups in 120 minutes and 10 minutes respectively before the opertion. After the operation, 8ml Danshen in 100ml normal saline were used through intravenous drip. The control groups received normal saline as much as Danshen injection in the operation. And somatosensory cortical evoked potentials (SCEP), pathomorphology, biochemistry, microvascular cast and function assessment were adopted. Results In mild traction injury of the spinal cord, the disabled percentage of the experimental groups was lower (P<0.05), the amount of SOD was higher (P<0.05), the amount of MDA was lower (P<0.05), and the degeneration of neuron and neurofibre was milder than those of the control group. In severe traction injury of the spinal cord, there was no significant difference between the experimental groups and the control groups about the above items. Conclusion (1)Danshen can improve the microcirculation of the spinal cord, promote the tolerant ability of spinal cord to anoxia and depress the infiltration of microglia; (2) The effect of Danshen in prevention and treatment of the mild traction injury of the spinal cord is definite.
, 百拇医药
【Key words】 Spinal cord injury Danshen
牵张性脊髓损伤是一种较常见的脊髓损伤类型,其发生率随脊柱外科矫形手术的普及而有递增的趋势[1，2]。多数学者认为:牵张性脊髓损伤的病理机制是牵张导致脊髓内微循环障碍,从而触发一系列继发性的缺血损害[3，4]。主张应用改善微循环的药物来预防牵张性脊髓损伤。丹参作为一种活血化瘀的中药,经现代研究证实有改善微循环、促进组织修复、再生等作用。为此,我们对丹参防治牵张性脊髓损伤的作用及作用机制进行了研究。
材料与方法
一、材料
1.实验动物:4～5个月龄健康日本大耳白兔40只,体重(2 200±200)g。随机分为体感诱发电位P1波幅下降50%持续5分钟组(简称5分钟对照组)、持续10分钟组(简称10分钟对照组);使用丹参后体感诱发电位P1波幅下降50%持续5分钟组(简称5分钟实验组)、持续10分钟组(简称10分钟实验组)。
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2.试剂和仪器:丹参注射液(上海第九制药厂出品),甲基丙烯酸酯,Keypoint肌电图仪(Denmark),全能生化分析仪(USA),脊柱撑开器(自制)。
二、方法
1.给药:实验组于术前120,10分钟静脉推注丹参注射液2ml/kg1次;术后则立即用丹参注射液8ml加入100ml等渗盐水内静脉滴注;对照组在实验过程中给予等量等渗盐水。
2.麻醉与手术:动物以1.5%戊巴比妥钠30mg/kg腹腔内麻醉。取俯卧位固定于实验台上,消毒铺巾后,在动物脊柱T10～L6平面作一背正中切口,暴露T12～L5段椎体及附件两侧。用撑开器夹臂分别固定T12,L5椎体进行撑开,每次撑开2.5mm,30秒钟内完成,间隔5分钟,直到P1波幅下降50%并持续至实验规定时间。
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3.体感诱发电位(SCEP)的监测:在撑开器放置前和放置后10分钟,每次撑开2.5mm后5分钟,撑开器到位后5分钟以及撑开器取下后30分钟、1,3,8小时等不同时间分别记录SCEP。每组随机取4只动物术后监测SCEP恢复情况,最长时间达7天。
4.评价指标:(1)运动功能评价:采用Tarlov评分和Molt斜板试验,盲法测定术后8小时动物后肢功能状况。(2)生化测定:术后8小时完成运动功能测定后,每组随机取5只动物放血处死。切取L2节段脊髓,用冰等渗盐水洗去残血,迅速存入-80℃冰箱。待测过氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)。(3)病理学评价:①光镜观察:将L1椎体对应脊髓节段放入10%甲醛固定7天,经酒精逐级脱水,氯仿透明,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜观察。②透射电镜观察:随机在各组取2只动物,快速切取L1椎体对应脊髓组织,放入2.5%戊二醛溶液固定1周。经磷酸缓冲液冲洗,10%锇酸再固定,丙酮梯度脱水,环氧树脂包埋,超薄切片,透射电镜观察。③微血管铸型扫描电镜观察:每组随机选择1只动物,在脊柱撑开到位的状态下行主动脉插管,恒定压力下树酯灌注,55℃±热水温浴硬化。40%氢氧化钠腐蚀标本,清洗,显微解剖和剥制铸型,扫描电镜进行观察。
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5.统计学方法:采用成组设计两样本均数比较的t检验。
结 果
一、SCEP监测
我们选用P1波幅变化相对数作为衡量SCEP变化的指标,结果见表1。
表1 恢复过程中SCEP P1波幅的变化情况(%,
±s) 撑开器取
下后时间
对照组
实验组
兔数
5分钟
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兔数
10分钟
兔数
5分钟
兔数
10分钟
30分钟
9
36.04±3.64
9
50.44±4.51
9
30.86±1.44
, http://www.100md.com
9
46.62±5.02
1小时
9
27.12±2.90
9
57.62±2.76
9
23.98±3.29
9
54.27±4.33
3小时
9
, http://www.100md.com
20.90±3.41
9
64.98±3.46
9
15.90±2.50
9
61.92±4.02
8小时
9
16.08±2.80
9
68.56±4.17
, http://www.100md.com 9
12.34±2.63
9
64.89±3.59
1天
4
11.34±2.47
4
70.26±2.86
4
3.98±1.55
4
66.64±2.96
, 百拇医药
3天
3
5.45±1.27
4
73.67±3.32
1
2.19±0.00
4
69.73±2.06
7天
2
3.76±0.55
4
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76.43±3.21
0
-
4
73.87±5.37
可以看出,5分钟组中,实验组P1波幅的恢复快于对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟组中,实验组和对照组的P1波幅在术后均继续下降,二者无统计学差异(P>0.05)。
二、运动功能评价
采用Tarlov评分和Molt斜板试验评价后肢运动功能,各组结果见表2,3。表2 动物后肢Tarlov评分障碍率(%,±s) 组别
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兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
9
28.89±8.58
9
73.33±14.79
实验组
9
20.00±7.90
9
, 百拇医药
64.44±9.82
P值
<0.05
>0.05
表3 动物后肢Molt斜板障碍率(%,±s) 组别
兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
9
, 百拇医药
21.48±3.28
9
56.00±6.24
实验组
9
16.99±3.40
9
52.51±8.09值
<0.05
>0.05
表2,3说明:5分钟实验组术后8小时的运动功能障碍率低于5分钟对照组,统计学处理有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组术后8小时的运动功能障碍率与10分钟对照组无统计学差异(P>0.05)。
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三、生化测定
1.脊髓组织SOD含量:结果见表4。5分钟实验组SOD含量高于5分钟对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组SOD含量与10分钟对照组无显著性差异(P>0.05)。表4 脊髓组织SOD含量(μg/g,±s) 组别
兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
5
67.25±6.21
, 百拇医药
5
51.21±5.37
实验组
5
75.63±4.31
5
55.80±5.38
P值
<0.05
>0.05
2.脊髓组织MDA含量:结果见表5。5分钟实验组MDA含量低于5分钟对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组MDA含量与10分钟对照组无显著性差异(P>0.05)。表5 脊髓组织MDA含量(nmol/g,±s) 组别
, 百拇医药
兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
5
175.26±7.87
5
211.90±8.87
实验组
5
166.17±3.25
5
, 百拇医药
202.70±12.24
P值
<0.05
>0.05
四、病理学评价
1.光镜观察:5分钟组中,对照组脊髓灰质神经元及神经纤维间隙中度增宽,灰质内点状出血,尼氏小体减少,神经纤维排列欠规则,中量小胶质细胞浸润。实验组脊髓组织水肿程度轻,神经元及神经纤维形态基本正常,尼氏体丰富,未见点状出血,小神经胶质细胞正常分布。10分钟组中,对照组脊髓灰质内可见灶性出血,神经元固缩,尼氏体溶解,大量小胶质细胞浸润,神经纤维排列紊乱,呈脱髓鞘改变。实验组脊髓改变近似于对照组。
2.透射电镜观察:5分钟组中,对照组神经元及神经纤维周围间隙中度增宽,内质网扩张,游离核糖体减少;轴突肿胀,血管内皮肿胀(图1)。实验组神经元及神经纤维间隙轻度增宽,内质网轻度扩张,游离核体丰富,血管内皮形态完整(图2)。10分钟组中,对照组神经元重度水肿,胞浆中细胞器明显减少,内质网扩张破裂,膜结构不清;核固缩、溶解;髓鞘板层结构紊乱,血管内皮脱落(图3)。实验组脊髓改变与对照组相近似(图4)。
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图1 透射电镜5分钟对照组 ×8 000
图2 透射电镜5分钟实验组 ×8 000
图3 透射电镜10分钟对照组 ×8 000
图4 透射电镜10分钟实验组 ×8 000
3.扫描电镜观察:5分钟组中,对照组脊髓内小动脉有轻度的环状狭窄,血管粗细不一致,充盈欠佳,连续性尚可(图5)。实验组微血管数量丰富,充盈良好,管径粗细较一致,连续性存在(图6)。10分钟组中,对照组脊髓内微血管密度下降,管径粗细明显不均,走行僵直,有断裂及树酯外溢现象,连续性差(图7)。实验组微血管的变化与对照组相似(图8)。
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图5 扫描电镜5分钟对照组 ×600
图6 扫描电镜5分钟实验组 ×600
图7 扫描电镜10分钟对照组 ×600
图8 扫描电镜10分钟实验组 ×600
讨 论
中药丹参是唇形科多年生草本植物丹参的干燥根,性苦微寒,在祖国传统医学中属活血化瘀,清心安神类中药。近年来,随着对其化学成分及药理作用研究的广泛深入,已发现丹参具有改善微循环、抑制结缔组织增生和促进组织修复、再生等作用[5]。
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一、改善脊髓微循环
研究证实牵张性脊髓损伤早期多为脊髓血管痉挛所致缺血性损害[3，4]。本实验中,5分钟实验组的脊髓微循环改变明显轻于5分钟对照组,P1波幅恢复快于5分钟对照组。而10分钟实验组在组织形态学,动物后肢功能障碍率方面均与10分钟对照组无显著性差异。这一结果说明:丹参对轻度牵张性脊髓损伤有明显改善微循环,保护脊髓功能的作用;而对重度牵张性损伤,丹参保护脊髓功能的作用甚小。
丹参对微循环的改善是通过增加毛细血管网的张力,降低血粘度,解聚血细胞,加速血流而实现的。但改善微循环的作用是有限度的,它仅能使脊髓毛细血管网在短时轻度牵拉下保持一定的张力而不断裂;如果牵拉时间过长,程度过重,则毛细血管网将不能维持张力发生断裂。一旦断裂发生,即使去除牵拉力,脊髓血管仍无法恢复其连续性,因此,10分钟实验组的丹参防治效果较差。
二、保护脊髓神经元和神经纤维
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神经元对损伤极为敏感,Dohrmann等[3]的实验证实,损伤后5分钟,即有少数神经元出现变性,损伤后1～2小时,相当多的神经元出现尼氏体溶解现象,胞核固缩深染,胞浆内出现空泡。目前,多数学者认为脊髓损伤后神经元的变性坏死是由于在缺氧环境下自由基介导的脂质过氧化反应所致,而丹参具有提高常压和低压环境下机体耐缺氧的能力[6，7]。本实验中,损伤后8小时脊髓组织生化测定显示实验组MDA含量低于对照组,SOD含量高于对照组。统计学处理5分钟组之间有显著性差异,而10分钟组之间无显著性差异。表明丹参能够改善神经元内的缺氧环境,但改善的程度取决于牵张性损伤的轻重。如循环已发生不可逆损害,其纠正缺氧效果则不显著。同时,本研究中还发现5分钟实验组的胶质细胞增生及吞噬细胞浸润程度也明显低于5分钟对照组,提示丹参对神经元的保护作用还可能与丹参抑制胶质细胞浸润有关。
因此,我们认为:(1)丹参能改善脊髓微循环,提高脊髓组织耐受缺氧能力,抑制胶质细胞浸润;(2)在脊柱矫形术前应用丹参具有预防牵张性脊髓损伤的作用,其次,当术中体感诱发电位显示脊髓遭受牵张性损伤后,在去除脊柱牵拉力的同时给予丹参治疗,可减轻脊髓的继发性损害程度。
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本课题受国家自然科学基金、纽约中华医学会基金资助(No.39370681)
参考文献
[1]Macewen GD, Wilmington, Delaware, et al. Acute neurological complications in the treatment of scoliosis. J Bone Joint Surg(Am), 1975, 57∶404-408.
[2]Scoliosis Research Society: Morbidity reports read at the annual meetings of the scoliosis research Society: Sept. 29-Oct. 1998; Baltimore, Maltimore, Maryland.
[3]Dohrmann GJ, Wagner FC Jr, Bucy PC. The microvasculature in transitory traumatic paraplegia: An electron microscopic study in the monkey. J Neurosurg, 1971, 35∶263-271.
, 百拇医药
[4]Dolan EJ.The effect of spinal distraction on regional spinal cord blood flow in cats. J Neurosurg, 1980, 53∶756-764.
[5]阴健,郭力弓主编.中药现代研究与临床应用.北京:学苑出版社, 1993, 171-189.
[6]徐任生主编.丹参—生物学及其应用.北京:科学出版社, 1990,158-178.
[7]Demopoulos HB. The free radical pathology and the microcirculation in the major central nervous system disorders. Acta Physiol Scard, 1980, 492(Suppl)∶91-119.
(收稿:1997-08-18 修回:1998-04-27), 百拇医药
单位：宋跃明 沈彬610041 成都,华西医科大学第一附属医院骨科
关键词：脊髓损伤；丹参
中华创伤杂志980617 【摘要】 目的 探索丹参对牵张性脊髓损伤的防治作用。方法 用自制脊柱撑开器造成轻度牵张性脊髓损伤对照组和实验组,重度牵张性脊髓损伤对照组和实验组。实验组于术前120,10分钟静脉推注丹参注射液2ml/kg 1次;术后则立即用丹参注射液8ml加入100ml等渗盐水内静脉滴注;对照组在实验过程中给予等量等渗盐水。实验采用体感诱发电位,组织形态学,生物化学,微血管铸型及运动功能评定等方法进行评价。结果 轻度牵张性脊髓损伤中,实验组脊髓功能障碍率低于对照组(P<0.05),过氧化物岐化酶(SOD)含量高于对照组(P<0.05),丙二醛(MDA)含量低于对照组(P<0.05),神经元及神经纤维变性程度轻于对照组;重度牵张性脊髓损伤中,实验组脊髓功能障碍率,SOD、MDA含量,神经元及神经纤维变性程度与对照组间无显著性差异(P>0.05)。结论 (1)丹参能改善脊髓微循环,提高脊髓组织耐受缺氧能力,抑制胶质细胞浸润;(2)丹参对脊髓轻度牵张性损伤有肯定的防治作用。
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Effect of Danshen on Prevention and Treatment of Traction Injury in Spinal Cord SONG Yue-ming, SHEN Bin. Dept. of Orthopaedics, First Affiliated Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu 610041
【Abstract】 Aim To study the effect of Danshen in prevention and treatment of the traction injury of the spinal cord. Methods The experimental groups and the control groups of mild or severe traction injury of the spinal cord were all performed with a special designed tractor. 2ml/kg Danshen injection was given to the experimental groups in 120 minutes and 10 minutes respectively before the opertion. After the operation, 8ml Danshen in 100ml normal saline were used through intravenous drip. The control groups received normal saline as much as Danshen injection in the operation. And somatosensory cortical evoked potentials (SCEP), pathomorphology, biochemistry, microvascular cast and function assessment were adopted. Results In mild traction injury of the spinal cord, the disabled percentage of the experimental groups was lower (P<0.05), the amount of SOD was higher (P<0.05), the amount of MDA was lower (P<0.05), and the degeneration of neuron and neurofibre was milder than those of the control group. In severe traction injury of the spinal cord, there was no significant difference between the experimental groups and the control groups about the above items. Conclusion (1)Danshen can improve the microcirculation of the spinal cord, promote the tolerant ability of spinal cord to anoxia and depress the infiltration of microglia; (2) The effect of Danshen in prevention and treatment of the mild traction injury of the spinal cord is definite.
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【Key words】 Spinal cord injury Danshen
牵张性脊髓损伤是一种较常见的脊髓损伤类型,其发生率随脊柱外科矫形手术的普及而有递增的趋势[1，2]。多数学者认为:牵张性脊髓损伤的病理机制是牵张导致脊髓内微循环障碍,从而触发一系列继发性的缺血损害[3，4]。主张应用改善微循环的药物来预防牵张性脊髓损伤。丹参作为一种活血化瘀的中药,经现代研究证实有改善微循环、促进组织修复、再生等作用。为此,我们对丹参防治牵张性脊髓损伤的作用及作用机制进行了研究。
材料与方法
一、材料
1.实验动物:4～5个月龄健康日本大耳白兔40只,体重(2 200±200)g。随机分为体感诱发电位P1波幅下降50%持续5分钟组(简称5分钟对照组)、持续10分钟组(简称10分钟对照组);使用丹参后体感诱发电位P1波幅下降50%持续5分钟组(简称5分钟实验组)、持续10分钟组(简称10分钟实验组)。
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2.试剂和仪器:丹参注射液(上海第九制药厂出品),甲基丙烯酸酯,Keypoint肌电图仪(Denmark),全能生化分析仪(USA),脊柱撑开器(自制)。
二、方法
1.给药:实验组于术前120,10分钟静脉推注丹参注射液2ml/kg1次;术后则立即用丹参注射液8ml加入100ml等渗盐水内静脉滴注;对照组在实验过程中给予等量等渗盐水。
2.麻醉与手术:动物以1.5%戊巴比妥钠30mg/kg腹腔内麻醉。取俯卧位固定于实验台上,消毒铺巾后,在动物脊柱T10～L6平面作一背正中切口,暴露T12～L5段椎体及附件两侧。用撑开器夹臂分别固定T12,L5椎体进行撑开,每次撑开2.5mm,30秒钟内完成,间隔5分钟,直到P1波幅下降50%并持续至实验规定时间。
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3.体感诱发电位(SCEP)的监测:在撑开器放置前和放置后10分钟,每次撑开2.5mm后5分钟,撑开器到位后5分钟以及撑开器取下后30分钟、1,3,8小时等不同时间分别记录SCEP。每组随机取4只动物术后监测SCEP恢复情况,最长时间达7天。
4.评价指标:(1)运动功能评价:采用Tarlov评分和Molt斜板试验,盲法测定术后8小时动物后肢功能状况。(2)生化测定:术后8小时完成运动功能测定后,每组随机取5只动物放血处死。切取L2节段脊髓,用冰等渗盐水洗去残血,迅速存入-80℃冰箱。待测过氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)。(3)病理学评价:①光镜观察:将L1椎体对应脊髓节段放入10%甲醛固定7天,经酒精逐级脱水,氯仿透明,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜观察。②透射电镜观察:随机在各组取2只动物,快速切取L1椎体对应脊髓组织,放入2.5%戊二醛溶液固定1周。经磷酸缓冲液冲洗,10%锇酸再固定,丙酮梯度脱水,环氧树脂包埋,超薄切片,透射电镜观察。③微血管铸型扫描电镜观察:每组随机选择1只动物,在脊柱撑开到位的状态下行主动脉插管,恒定压力下树酯灌注,55℃±热水温浴硬化。40%氢氧化钠腐蚀标本,清洗,显微解剖和剥制铸型,扫描电镜进行观察。
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5.统计学方法:采用成组设计两样本均数比较的t检验。
结 果
一、SCEP监测
我们选用P1波幅变化相对数作为衡量SCEP变化的指标,结果见表1。
表1 恢复过程中SCEP P1波幅的变化情况(%,
±s) 撑开器取下后时间
对照组
实验组
兔数
5分钟
, http://www.100md.com
兔数
10分钟
兔数
5分钟
兔数
10分钟
30分钟
9
36.04±3.64
9
50.44±4.51
9
30.86±1.44
, http://www.100md.com
9
46.62±5.02
1小时
9
27.12±2.90
9
57.62±2.76
9
23.98±3.29
9
54.27±4.33
3小时
9
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20.90±3.41
9
64.98±3.46
9
15.90±2.50
9
61.92±4.02
8小时
9
16.08±2.80
9
68.56±4.17
, http://www.100md.com 9
12.34±2.63
9
64.89±3.59
1天
4
11.34±2.47
4
70.26±2.86
4
3.98±1.55
4
66.64±2.96
, 百拇医药
3天
3
5.45±1.27
4
73.67±3.32
1
2.19±0.00
4
69.73±2.06
7天
2
3.76±0.55
4
, http://www.100md.com
76.43±3.21
0
-
4
73.87±5.37
可以看出,5分钟组中,实验组P1波幅的恢复快于对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟组中,实验组和对照组的P1波幅在术后均继续下降,二者无统计学差异(P>0.05)。
二、运动功能评价
采用Tarlov评分和Molt斜板试验评价后肢运动功能,各组结果见表2,3。表2 动物后肢Tarlov评分障碍率(%,
±s) 组别, 百拇医药
兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
9
28.89±8.58
9
73.33±14.79
实验组
9
20.00±7.90
9
, 百拇医药
64.44±9.82
P值
<0.05
>0.05
表3 动物后肢Molt斜板障碍率(%,
±s) 组别兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
9
, 百拇医药
21.48±3.28
9
56.00±6.24
实验组
9
16.99±3.40
9
52.51±8.09值
<0.05
>0.05
表2,3说明:5分钟实验组术后8小时的运动功能障碍率低于5分钟对照组,统计学处理有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组术后8小时的运动功能障碍率与10分钟对照组无统计学差异(P>0.05)。
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三、生化测定
1.脊髓组织SOD含量:结果见表4。5分钟实验组SOD含量高于5分钟对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组SOD含量与10分钟对照组无显著性差异(P>0.05)。表4 脊髓组织SOD含量(μg/g,
±s) 组别兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
5
67.25±6.21
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5
51.21±5.37
实验组
5
75.63±4.31
5
55.80±5.38
P值
<0.05
>0.05
2.脊髓组织MDA含量:结果见表5。5分钟实验组MDA含量低于5分钟对照组,有显著性差异(P<0.05);10分钟实验组MDA含量与10分钟对照组无显著性差异(P>0.05)。表5 脊髓组织MDA含量(nmol/g,
±s) 组别, 百拇医药
兔数
5分钟组
兔数
10分钟组
对照组
5
175.26±7.87
5
211.90±8.87
实验组
5
166.17±3.25
5
, 百拇医药
202.70±12.24
P值
<0.05
>0.05
四、病理学评价
1.光镜观察:5分钟组中,对照组脊髓灰质神经元及神经纤维间隙中度增宽,灰质内点状出血,尼氏小体减少,神经纤维排列欠规则,中量小胶质细胞浸润。实验组脊髓组织水肿程度轻,神经元及神经纤维形态基本正常,尼氏体丰富,未见点状出血,小神经胶质细胞正常分布。10分钟组中,对照组脊髓灰质内可见灶性出血,神经元固缩,尼氏体溶解,大量小胶质细胞浸润,神经纤维排列紊乱,呈脱髓鞘改变。实验组脊髓改变近似于对照组。
2.透射电镜观察:5分钟组中,对照组神经元及神经纤维周围间隙中度增宽,内质网扩张,游离核糖体减少;轴突肿胀,血管内皮肿胀(图1)。实验组神经元及神经纤维间隙轻度增宽,内质网轻度扩张,游离核体丰富,血管内皮形态完整(图2)。10分钟组中,对照组神经元重度水肿,胞浆中细胞器明显减少,内质网扩张破裂,膜结构不清;核固缩、溶解;髓鞘板层结构紊乱,血管内皮脱落(图3)。实验组脊髓改变与对照组相近似(图4)。
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图1 透射电镜5分钟对照组 ×8 000
图2 透射电镜5分钟实验组 ×8 000
图3 透射电镜10分钟对照组 ×8 000
图4 透射电镜10分钟实验组 ×8 000
3.扫描电镜观察:5分钟组中,对照组脊髓内小动脉有轻度的环状狭窄,血管粗细不一致,充盈欠佳,连续性尚可(图5)。实验组微血管数量丰富,充盈良好,管径粗细较一致,连续性存在(图6)。10分钟组中,对照组脊髓内微血管密度下降,管径粗细明显不均,走行僵直,有断裂及树酯外溢现象,连续性差(图7)。实验组微血管的变化与对照组相似(图8)。
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图5 扫描电镜5分钟对照组 ×600
图6 扫描电镜5分钟实验组 ×600
图7 扫描电镜10分钟对照组 ×600
图8 扫描电镜10分钟实验组 ×600
讨 论
中药丹参是唇形科多年生草本植物丹参的干燥根,性苦微寒,在祖国传统医学中属活血化瘀,清心安神类中药。近年来,随着对其化学成分及药理作用研究的广泛深入,已发现丹参具有改善微循环、抑制结缔组织增生和促进组织修复、再生等作用[5]。
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一、改善脊髓微循环
研究证实牵张性脊髓损伤早期多为脊髓血管痉挛所致缺血性损害[3，4]。本实验中,5分钟实验组的脊髓微循环改变明显轻于5分钟对照组,P1波幅恢复快于5分钟对照组。而10分钟实验组在组织形态学,动物后肢功能障碍率方面均与10分钟对照组无显著性差异。这一结果说明:丹参对轻度牵张性脊髓损伤有明显改善微循环,保护脊髓功能的作用;而对重度牵张性损伤,丹参保护脊髓功能的作用甚小。
丹参对微循环的改善是通过增加毛细血管网的张力,降低血粘度,解聚血细胞,加速血流而实现的。但改善微循环的作用是有限度的,它仅能使脊髓毛细血管网在短时轻度牵拉下保持一定的张力而不断裂;如果牵拉时间过长,程度过重,则毛细血管网将不能维持张力发生断裂。一旦断裂发生,即使去除牵拉力,脊髓血管仍无法恢复其连续性,因此,10分钟实验组的丹参防治效果较差。
二、保护脊髓神经元和神经纤维
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神经元对损伤极为敏感,Dohrmann等[3]的实验证实,损伤后5分钟,即有少数神经元出现变性,损伤后1～2小时,相当多的神经元出现尼氏体溶解现象,胞核固缩深染,胞浆内出现空泡。目前,多数学者认为脊髓损伤后神经元的变性坏死是由于在缺氧环境下自由基介导的脂质过氧化反应所致,而丹参具有提高常压和低压环境下机体耐缺氧的能力[6，7]。本实验中,损伤后8小时脊髓组织生化测定显示实验组MDA含量低于对照组,SOD含量高于对照组。统计学处理5分钟组之间有显著性差异,而10分钟组之间无显著性差异。表明丹参能够改善神经元内的缺氧环境,但改善的程度取决于牵张性损伤的轻重。如循环已发生不可逆损害,其纠正缺氧效果则不显著。同时,本研究中还发现5分钟实验组的胶质细胞增生及吞噬细胞浸润程度也明显低于5分钟对照组,提示丹参对神经元的保护作用还可能与丹参抑制胶质细胞浸润有关。
因此,我们认为:(1)丹参能改善脊髓微循环,提高脊髓组织耐受缺氧能力,抑制胶质细胞浸润;(2)在脊柱矫形术前应用丹参具有预防牵张性脊髓损伤的作用,其次,当术中体感诱发电位显示脊髓遭受牵张性损伤后,在去除脊柱牵拉力的同时给予丹参治疗,可减轻脊髓的继发性损害程度。
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本课题受国家自然科学基金、纽约中华医学会基金资助(No.39370681)
参考文献
[1]Macewen GD, Wilmington, Delaware, et al. Acute neurological complications in the treatment of scoliosis. J Bone Joint Surg(Am), 1975, 57∶404-408.
[2]Scoliosis Research Society: Morbidity reports read at the annual meetings of the scoliosis research Society: Sept. 29-Oct. 1998; Baltimore, Maltimore, Maryland.
[3]Dohrmann GJ, Wagner FC Jr, Bucy PC. The microvasculature in transitory traumatic paraplegia: An electron microscopic study in the monkey. J Neurosurg, 1971, 35∶263-271.
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[4]Dolan EJ.The effect of spinal distraction on regional spinal cord blood flow in cats. J Neurosurg, 1980, 53∶756-764.
[5]阴健,郭力弓主编.中药现代研究与临床应用.北京:学苑出版社, 1993, 171-189.
[6]徐任生主编.丹参—生物学及其应用.北京:科学出版社, 1990,158-178.
[7]Demopoulos HB. The free radical pathology and the microcirculation in the major central nervous system disorders. Acta Physiol Scard, 1980, 492(Suppl)∶91-119.
(收稿:1997-08-18 修回:1998-04-27), 百拇医药
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