自血光量子疗法对兔脊髓损伤后镁含量的影响
作者：申才良 江曙 董英海 张巽
单位：230022 合肥,安徽医科大学第一附属医院(申才良为研究生、江曙、董英海)；中国科学技术大学地球与空间科学系(张巽)
关键词：脊髓损伤/血液；脊髓损伤/病理生理学；脊髓损伤/放射疗法；紫外线疗法/标准；镁/分析；光谱分析/方法；兔
中华物理医学杂志980115.htm 摘 要 目的 研究自血光量子疗法(UBIO)治疗脊髓损伤的机理。方法 用Allen's法造成
脊髓损伤，用离子选择电极法和原子吸收光谱法检查血液和脊髓组织中镁含量变化。结果 损
伤组血液及脊髓组织中总镁含量下降，治疗组总镁含量升高；而血液中镁离子在治疗前后无变
, 百拇医药
化。结论 UBIO通过降低血液粘稠度，能够改善血液循环。通过提高分子能量水平，改善能量
代谢。通过阻滞钙离子内流通道，拮抗镁离子外流，从而纠正损伤区离子失衡。UBIO对减轻脊
髓继发性损伤、促进功能恢复有明显的治疗作用。
中图号 R454.2;R681.54
Influenceof Untraviolet Blood Irradiated and Oxygenation on MagnesiumContent in Rabbits with
Spinal Cord Injury Shen Cailiang,Jiang Shu,DongYinghai,et al.First Hospital Affiliated to Anhui Medical
, 百拇医药
University,Hefei 230022
Abstract Objective Ultraviolet blood irradiated and oxygenation(UBIO) was explored in treatment of
spinal cord injury.Methods Spinal cord injury was incurred in rabbits by Allen's method.The concentration
of magnesium in blood and spinal cord was measured by ion-selective electrodes and atomic absorption
, http://www.100md.com
spectroscopy.Results Total magnesium concentration in blood and spinal cord was decreased in the injury
group,but that in the therapeutic group increased.The free magnesium concentration in blood of the therapeutic
group was the same as that of the injury group.Conclusion UBIO improves blood circulation by decreasing
blood viscosity,enhances energy metabolism by raising energy level of molecule,and antagonizes out-flow of
, http://www.100md.com
magnesium by blocking calcium channel,all these for correcting imbalance of ions in injury segment.UBIO has
obvious effect for alleviating secondary injury and enhancing functional recovery of spinal cord.
Key words spinal-cord injuries/blood;spinal-cord injuries/physiopathol;spinal-cord injuries/radiother;
ultraviolet therapy/stand;magnesium/anal;spectrum analysis/methods;rabbits
, 百拇医药
自血光量子疗法(UBIO)是一种疗效确切的光量子物理疗法，是将少量抗凝的自体血，经过
一定波长紫外线照射充氧一定时间后再回输的方法。近年来其对缺血缺氧性疾病的特殊疗效引
起人们注意，1990年起我们用于治疗脊髓损伤，进行了系列研究和临床应用，为进一步探讨其
作用机理，我们又研究了UBIO对家兔脊髓损伤后镁含量的影响，报告如下：
材 料 和 方 法
一、动物模型制备和分组
家兔54只，雌雄不限,体重2.5～3.0 kg，随机分为三组：损伤组：3%戊巴比妥钠按30mg/kg
, http://www.100md.com 静脉注射全麻，腑卧位固定，切除T13棘突及推板，暴露脊髓，用Allen氏法垂直致伤脊髓，打击
能量为120 gcf，止血关闭切口，再分为6 h组、24 h组、48 h组、72 h组、6 d组，每组6只。
治疗组：脊髓致伤方法同损伤组，再分为48 h组；伤后第23 h组进行UBIO治疗，每12 h一次，共三次，末次治疗后一小时取材送检。72 h组：伤后治疗同前；共五次，末次治疗后一小时取材
送检。6 d组：治疗方法同72 h组，伤后第6 d天取材送检。每组6只。
对照组：直接处死动物取材送检，共6只。
二、治疗方法
按3.5 ml/kg体重从股静脉采血，并和预计采血量1/4的ACD保养液混匀，放进光量子血疗仪
, http://www.100md.com
(MD-120B型、镇江产)内，进行充氧和紫外线照射。紫外线照射波长：253.7 nm，照射时间：
4.5 s/ml。血液经上述处理后从股静脉再快速回输。
三、检查方法
1、离子选择电极法
静脉采血，血液凝固30分钟后，离心10分钟(3 000 r/min)，分离出血清，置于塑料管中。
用NOVA-12型电解质分析仪(美国产)测定血清离子镁含量。
2、原子吸收光谱法
①血清 标本处理与离子选择电极法相同，分离出血清用2%HCl作稀释剂，将标本稀释50倍
, http://www.100md.com
测定镁，用Perkin-Elmer 603 AAS原子吸收分光光度计(美国产)测定血清总镁含量。测定所用的
各种塑料和玻璃试管均经过去离子水处理。
②脊髓组织 脊髓组织损伤区活体取材，长约0.5 cm，取下的标本先在蒸馏水中去除硬脊
膜，洗净残血，吸干水分称重，然后用湿消化处理〔1〕，用原子吸收分光光度计测定脊髓组
织总镁含量。镁离子测定波长为289 nm。
四、统计学分析
数据以
±s表示，两组均值比较采用t检验。
, 百拇医药
结 果
脊髓损伤和治疗前后镁含量改变见附表。
附表 脊髓损伤和治疗前后镁含量改变(±s)
对照组
损伤组
治疗组
6h
24h
48h
72h
, http://www.100md.com
6d
48h
72h
6d
血清离子镁
(mmol/L)
0.88±0.07
0.85±0.06
0.85±0.11
0.92±0.11
0.86±0.10
0.87±0.08
, http://www.100md.com
0.96±0.06
0.88±0.08
0.90±0.10
血清总镁
(mmol/L)
2.24±0.34
1.15±0.12△△
1.00±0.17△△
0.81±0.11△△
0.75±0.16△△
1.16±0.27△△
, http://www.100md.com
1.05±0.17△
1.06±0.23△
1.87±0.14△
组织总镁
(μmol/g Wet wt)
6.14±0.45
5.47±0.30△
5.42±0.60△
5.44±0.40△
5.33±0.40△
, 百拇医药
5.20±0.76△
5.35±0.70
5.76±0.30△
5.98±0.49△
注 损伤组与对照组；治疗组不同时间点与相应损伤组：△：P<0.05； △△：P<0.01
讨 论
正常情况下，细胞内外的离子镁浓度基本一致，没有跨膜梯度〔2〕；在细胞内镁离子大部
分以ATP-Mg2+复合物形式存在，而离子镁在体内起调节作用。本实验条件下测得：脊髓损伤后
, http://www.100md.com
血清中离子镁含量没有变化，而血清总镁伤后第6 h开始下降，第72 h降至最低点，伤后第6 d又
有所回升，这是由于脊髓损伤后，镁离子大量丢失，主要经过肾脏排泄；随着镁离子丢失，细胞
内相对较多的镁离子结合部位，释放镁离子增加，使镁离子的丢失暂时得到缓冲，因而血清中
离子镁含量变化不大，有学者研究发现：脊髓损伤后，细胞内镁离子含量下降〔3〕；血清总镁
含量下降，其机理不清，有待研究。
镁在细胞代谢和生命活动中起重要作用，参与300多种酶的生化过程，参与基质的氧化磷酸
化，是许多关键性酶的辅助因子，镁离子不足或丢失将对神经生化产生严重影响。本实验结果显
, http://www.100md.com
示：脊髓损伤后脊髓组织总镁含量下降，第72 h降到最低点，伤后第6 d又有所回升，这与脊髓
损伤后细胞膜结构破坏、离子泵活性降低、能量产生障碍有关；随着细胞内ATP-Mg2+复合物不断
分解和破坏，释放出大量离子镁，相继外流丢失；本实验与Lemke等实验结果一致〔4〕。至于伤
后第6d又有所回升，可能与本实验采用不完全性脊髓损伤模型，部分功能开始恢复有关〔5〕。此
外，钙和镁是一对天然拮抗剂〔6〕，脊髓损伤造成的细胞内高钙，可以促进细胞内镁离子外流而
丢失。离子镁不足可以导致凝血酶时间显著缩短〔7〕，血液呈高凝状态，血栓易于形成，加重微
, 百拇医药
循环障碍，使离子镁丢失形成恶性循环。治疗组采用UBIO治疗后，血清和脊髓组织总镁含量升高，与相应损伤组比较有显著性差异。UBIO可以稳定细胞膜结构，增加离子泵活性，通过高能量光子
传递，维持能量代谢；UBIO具有类似钙通道拮抗剂作用〔8〕，抑制离子钙内流，减少镁离子外流；
UBIO还可以改善血液的高凝状态〔9〕，减少血栓形成，因此能减少镁离子丢失。
脊髓损伤后，伤区离子反常：细胞内高钙和高钠及低钾，可能均与离子镁丢失有关〔2〕。
Na+-K+-ATP酶的激活依赖于镁离子参与，该酶的活性使得细胞外钾重新泵入细胞内，因此离子镁
能够维持细胞内高钾状态，镁丢失，Na+-K+-ATP酶功能障碍，使得细胞内钾减少；离子镁通过激
, http://www.100md.com
活Na+-K+-ATP酶还可以使细胞内钠泵出，而细胞外镁离子通过膜内外Na+-Mg2+交换促进钠离子外
流，因此，Mg2+能够防止细胞内Na+过多；镁离子丢失使得细胞内钠聚集、储留。镁离子通过与
钙离子竞争载体以及通过Na+-Mg2+交换抑制Na+-Ca2+交换，阻止钙离子内流；细胞外离子镁还通
过Mg2+-Ca2+交换促进离子钙外流，因此细胞外镁离子可防止细胞内钙聚集，镁离子丢失可致细胞
内钙增多，所以镁丢失是脊髓损害进一步加重的初始环节。UBIO能够减少镁丢失，使血液和脊髓
, 百拇医药
组织镁失衡得到部分纠正，从而减轻脊髓的继发性损伤。
参 考 文 献
1 孟庆礼.原子吸收光谱法测定生物材料中微量元素的前处理问题.第一军医大学学报，1992，12(1)：86-87.
2 吴翔，汤健.镁在缺血性心脏病中的意义.中国病理生理杂志，1992，8(1)：99-102.
3 Robert V,TracyK,Paul D,et al.Decline in intracellular free Mg2+ isasscociated with irreversible tissue injury
after brain trauma.J Biom Chem,1988,263(2):757-761.
, http://www.100md.com
4 Lemke M,AlanI,Michael W.Edema development and ion changes in rat spinal cordafter impact trauma-injury
dose-reponse studies.J Neurotrauma,1990,7(1):41-44.
5 董英海，江曙，祝延，等.自血光量子疗法治疗不同程度脊髓损伤的实验研究.
中华实验外科杂志，1996，3：258-260.
6 Vink R.Traumaticspinal cord injury in rabbits decrease intracellular freemagnesium concentration as
measured by 31 PMRS.Brain Res,1989,490:144-149.
, 百拇医药
7 Seeling M.Cardiovascular consequence of magnesium deficiencyand loss:Pathogenesis, prevalence and
manifestation-magnesium and chloride loss in refractory ptassiumrepletion.Am J Cordiol,1989,63:49-51.
8 付也平(译).紫外线照射输血预防同种异体致敏.国外医学输血及血液学分册，1990，13：22-23.
9 董英海，张循善，付佳，等.自血光量子疗法对家免脊髓损伤血液循环的影响.中华创伤杂志，1995，11(2)：110-112.
(收稿 1997-08-06 修回 1998-01-04), 百拇医药
单位：230022 合肥,安徽医科大学第一附属医院(申才良为研究生、江曙、董英海)；中国科学技术大学地球与空间科学系(张巽)
关键词：脊髓损伤/血液；脊髓损伤/病理生理学；脊髓损伤/放射疗法；紫外线疗法/标准；镁/分析；光谱分析/方法；兔
中华物理医学杂志980115.htm 摘 要 目的 研究自血光量子疗法(UBIO)治疗脊髓损伤的机理。方法 用Allen's法造成
脊髓损伤，用离子选择电极法和原子吸收光谱法检查血液和脊髓组织中镁含量变化。结果 损
伤组血液及脊髓组织中总镁含量下降，治疗组总镁含量升高；而血液中镁离子在治疗前后无变
, 百拇医药
化。结论 UBIO通过降低血液粘稠度，能够改善血液循环。通过提高分子能量水平，改善能量
代谢。通过阻滞钙离子内流通道，拮抗镁离子外流，从而纠正损伤区离子失衡。UBIO对减轻脊
髓继发性损伤、促进功能恢复有明显的治疗作用。
中图号 R454.2;R681.54
Influenceof Untraviolet Blood Irradiated and Oxygenation on MagnesiumContent in Rabbits with
Spinal Cord Injury Shen Cailiang,Jiang Shu,DongYinghai,et al.First Hospital Affiliated to Anhui Medical
, 百拇医药
University,Hefei 230022
Abstract Objective Ultraviolet blood irradiated and oxygenation(UBIO) was explored in treatment of
spinal cord injury.Methods Spinal cord injury was incurred in rabbits by Allen's method.The concentration
of magnesium in blood and spinal cord was measured by ion-selective electrodes and atomic absorption
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spectroscopy.Results Total magnesium concentration in blood and spinal cord was decreased in the injury
group,but that in the therapeutic group increased.The free magnesium concentration in blood of the therapeutic
group was the same as that of the injury group.Conclusion UBIO improves blood circulation by decreasing
blood viscosity,enhances energy metabolism by raising energy level of molecule,and antagonizes out-flow of
, http://www.100md.com
magnesium by blocking calcium channel,all these for correcting imbalance of ions in injury segment.UBIO has
obvious effect for alleviating secondary injury and enhancing functional recovery of spinal cord.
Key words spinal-cord injuries/blood;spinal-cord injuries/physiopathol;spinal-cord injuries/radiother;
ultraviolet therapy/stand;magnesium/anal;spectrum analysis/methods;rabbits
, 百拇医药
自血光量子疗法(UBIO)是一种疗效确切的光量子物理疗法，是将少量抗凝的自体血，经过
一定波长紫外线照射充氧一定时间后再回输的方法。近年来其对缺血缺氧性疾病的特殊疗效引
起人们注意，1990年起我们用于治疗脊髓损伤，进行了系列研究和临床应用，为进一步探讨其
作用机理，我们又研究了UBIO对家兔脊髓损伤后镁含量的影响，报告如下：
材 料 和 方 法
一、动物模型制备和分组
家兔54只，雌雄不限,体重2.5～3.0 kg，随机分为三组：损伤组：3%戊巴比妥钠按30mg/kg
, http://www.100md.com 静脉注射全麻，腑卧位固定，切除T13棘突及推板，暴露脊髓，用Allen氏法垂直致伤脊髓，打击
能量为120 gcf，止血关闭切口，再分为6 h组、24 h组、48 h组、72 h组、6 d组，每组6只。
治疗组：脊髓致伤方法同损伤组，再分为48 h组；伤后第23 h组进行UBIO治疗，每12 h一次，共三次，末次治疗后一小时取材送检。72 h组：伤后治疗同前；共五次，末次治疗后一小时取材
送检。6 d组：治疗方法同72 h组，伤后第6 d天取材送检。每组6只。
对照组：直接处死动物取材送检，共6只。
二、治疗方法
按3.5 ml/kg体重从股静脉采血，并和预计采血量1/4的ACD保养液混匀，放进光量子血疗仪
, http://www.100md.com
(MD-120B型、镇江产)内，进行充氧和紫外线照射。紫外线照射波长：253.7 nm，照射时间：
4.5 s/ml。血液经上述处理后从股静脉再快速回输。
三、检查方法
1、离子选择电极法
静脉采血，血液凝固30分钟后，离心10分钟(3 000 r/min)，分离出血清，置于塑料管中。
用NOVA-12型电解质分析仪(美国产)测定血清离子镁含量。
2、原子吸收光谱法
①血清 标本处理与离子选择电极法相同，分离出血清用2%HCl作稀释剂，将标本稀释50倍
, http://www.100md.com
测定镁，用Perkin-Elmer 603 AAS原子吸收分光光度计(美国产)测定血清总镁含量。测定所用的
各种塑料和玻璃试管均经过去离子水处理。
②脊髓组织 脊髓组织损伤区活体取材，长约0.5 cm，取下的标本先在蒸馏水中去除硬脊
膜，洗净残血，吸干水分称重，然后用湿消化处理〔1〕，用原子吸收分光光度计测定脊髓组
织总镁含量。镁离子测定波长为289 nm。
四、统计学分析
数据以
±s表示，两组均值比较采用t检验。, 百拇医药
结 果
脊髓损伤和治疗前后镁含量改变见附表。
附表 脊髓损伤和治疗前后镁含量改变(
对照组
损伤组
治疗组
6h
24h
48h
72h
, http://www.100md.com
6d
48h
72h
6d
血清离子镁
(mmol/L)
0.88±0.07
0.85±0.06
0.85±0.11
0.92±0.11
0.86±0.10
0.87±0.08
, http://www.100md.com
0.96±0.06
0.88±0.08
0.90±0.10
血清总镁
(mmol/L)
2.24±0.34
1.15±0.12△△
1.00±0.17△△
0.81±0.11△△
0.75±0.16△△
1.16±0.27△△
, http://www.100md.com
1.05±0.17△
1.06±0.23△
1.87±0.14△
组织总镁
(μmol/g Wet wt)
6.14±0.45
5.47±0.30△
5.42±0.60△
5.44±0.40△
5.33±0.40△
, 百拇医药
5.20±0.76△
5.35±0.70
5.76±0.30△
5.98±0.49△
注 损伤组与对照组；治疗组不同时间点与相应损伤组：△：P<0.05； △△：P<0.01
讨 论
正常情况下，细胞内外的离子镁浓度基本一致，没有跨膜梯度〔2〕；在细胞内镁离子大部
分以ATP-Mg2+复合物形式存在，而离子镁在体内起调节作用。本实验条件下测得：脊髓损伤后
, http://www.100md.com
血清中离子镁含量没有变化，而血清总镁伤后第6 h开始下降，第72 h降至最低点，伤后第6 d又
有所回升，这是由于脊髓损伤后，镁离子大量丢失，主要经过肾脏排泄；随着镁离子丢失，细胞
内相对较多的镁离子结合部位，释放镁离子增加，使镁离子的丢失暂时得到缓冲，因而血清中
离子镁含量变化不大，有学者研究发现：脊髓损伤后，细胞内镁离子含量下降〔3〕；血清总镁
含量下降，其机理不清，有待研究。
镁在细胞代谢和生命活动中起重要作用，参与300多种酶的生化过程，参与基质的氧化磷酸
化，是许多关键性酶的辅助因子，镁离子不足或丢失将对神经生化产生严重影响。本实验结果显
, http://www.100md.com
示：脊髓损伤后脊髓组织总镁含量下降，第72 h降到最低点，伤后第6 d又有所回升，这与脊髓
损伤后细胞膜结构破坏、离子泵活性降低、能量产生障碍有关；随着细胞内ATP-Mg2+复合物不断
分解和破坏，释放出大量离子镁，相继外流丢失；本实验与Lemke等实验结果一致〔4〕。至于伤
后第6d又有所回升，可能与本实验采用不完全性脊髓损伤模型，部分功能开始恢复有关〔5〕。此
外，钙和镁是一对天然拮抗剂〔6〕，脊髓损伤造成的细胞内高钙，可以促进细胞内镁离子外流而
丢失。离子镁不足可以导致凝血酶时间显著缩短〔7〕，血液呈高凝状态，血栓易于形成，加重微
, 百拇医药
循环障碍，使离子镁丢失形成恶性循环。治疗组采用UBIO治疗后，血清和脊髓组织总镁含量升高，与相应损伤组比较有显著性差异。UBIO可以稳定细胞膜结构，增加离子泵活性，通过高能量光子
传递，维持能量代谢；UBIO具有类似钙通道拮抗剂作用〔8〕，抑制离子钙内流，减少镁离子外流；
UBIO还可以改善血液的高凝状态〔9〕，减少血栓形成，因此能减少镁离子丢失。
脊髓损伤后，伤区离子反常：细胞内高钙和高钠及低钾，可能均与离子镁丢失有关〔2〕。
Na+-K+-ATP酶的激活依赖于镁离子参与，该酶的活性使得细胞外钾重新泵入细胞内，因此离子镁
能够维持细胞内高钾状态，镁丢失，Na+-K+-ATP酶功能障碍，使得细胞内钾减少；离子镁通过激
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活Na+-K+-ATP酶还可以使细胞内钠泵出，而细胞外镁离子通过膜内外Na+-Mg2+交换促进钠离子外
流，因此，Mg2+能够防止细胞内Na+过多；镁离子丢失使得细胞内钠聚集、储留。镁离子通过与
钙离子竞争载体以及通过Na+-Mg2+交换抑制Na+-Ca2+交换，阻止钙离子内流；细胞外离子镁还通
过Mg2+-Ca2+交换促进离子钙外流，因此细胞外镁离子可防止细胞内钙聚集，镁离子丢失可致细胞
内钙增多，所以镁丢失是脊髓损害进一步加重的初始环节。UBIO能够减少镁丢失，使血液和脊髓
, 百拇医药
组织镁失衡得到部分纠正，从而减轻脊髓的继发性损伤。
参 考 文 献
1 孟庆礼.原子吸收光谱法测定生物材料中微量元素的前处理问题.第一军医大学学报，1992，12(1)：86-87.
2 吴翔，汤健.镁在缺血性心脏病中的意义.中国病理生理杂志，1992，8(1)：99-102.
3 Robert V,TracyK,Paul D,et al.Decline in intracellular free Mg2+ isasscociated with irreversible tissue injury
after brain trauma.J Biom Chem,1988,263(2):757-761.
, http://www.100md.com
4 Lemke M,AlanI,Michael W.Edema development and ion changes in rat spinal cordafter impact trauma-injury
dose-reponse studies.J Neurotrauma,1990,7(1):41-44.
5 董英海，江曙，祝延，等.自血光量子疗法治疗不同程度脊髓损伤的实验研究.
中华实验外科杂志，1996，3：258-260.
6 Vink R.Traumaticspinal cord injury in rabbits decrease intracellular freemagnesium concentration as
measured by 31 PMRS.Brain Res,1989,490:144-149.
, 百拇医药
7 Seeling M.Cardiovascular consequence of magnesium deficiencyand loss:Pathogenesis, prevalence and
manifestation-magnesium and chloride loss in refractory ptassiumrepletion.Am J Cordiol,1989,63:49-51.
8 付也平(译).紫外线照射输血预防同种异体致敏.国外医学输血及血液学分册，1990，13：22-23.
9 董英海，张循善，付佳，等.自血光量子疗法对家免脊髓损伤血液循环的影响.中华创伤杂志，1995，11(2)：110-112.
(收稿 1997-08-06 修回 1998-01-04), 百拇医药