持续性压迫对损伤脊髓组织学变化的影响
作者：初同伟 吴梅英 马树支 王大勇
单位：吴梅英 马树支 王大勇 400038 重庆,第三军医大学附属西南医院骨科；初同伟 现在第三军医大学附属新桥医院骨科 400037 重庆
关键词：急性脊髓损伤；压迫；脊髓灰质；血流量；组织病理变化
中华创伤杂志980510 【摘要】 目的 观察急性脊髓损伤后所存在的压迫物对损伤脊髓的血流量及病理变化的影响。方法 对急性脊髓损伤伴压迫组动物和非压迫组动物伤部脊髓行血流量测定及光镜、电镜观察。结果 (1)压迫对急性损伤脊髓血流量下降幅度影响不大,却影响了伤部脊髓血流量恢复。(2)长时间的压迫使伤部脊髓病理改变呈进行性加重。结论 脊髓损伤后持续性压迫使损伤脊髓血流量恢复减慢,病理损害加重。
Effect of Continued Compression on Histopathologic Changes After Spinal Cord Injury CHU Tong-wei, WU Mei-ying, MA Shu-zhi, et al. Dept. of Orthopaedics, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400037
, 百拇医药
【Abstract】 Aim To study the effect of compression on the local blood flow, and the histopathologic changes of the injured spinal cord. Methods The blood flow was measured, and the histopathologic changes under light microscope and electron microscope of the injured spinal cord in both of the compressed group and the non-compressed group were observed. Results (1) The compression did not affect the decreasing range of the injured spinal cord blood flow. (2) Long-term compression caused continuous damage to the injured spinal cord. Conclusion Continued compression aggravates pathologic injury through affecting the recovery of local spinal cord blood flow.
, http://www.100md.com
【Key words】 Acute spinal cord injury Compression Gray mattter of spinal cord Blood flow Histopathologic change
急性脊髓损伤后病理变化已被广泛研究,但急性脊髓损伤后存在的压迫对脊髓组织病理变化所产生的影响尚未见报道。由于临床病人受瞬间暴力造成脊髓损伤后,往往存在骨折块移位突入椎管,对脊髓形成继发性压迫。为探讨压迫对损伤脊髓的影响,笔者对此进行了初步的研究,为临床脊髓损伤伴压迫病人的治疗提供实验依据。
材料与方法
一、动物分组与模型制备
1.动物分组:选用健康日本大耳白兔62只,雌雄不限,体重2.5～3kg。随机分为脊髓腹侧撞击伴压迫组(以下简称压迫组),兔数=28;单纯脊髓腹侧撞击组(以下简称非压迫组),兔数=28;对照组,兔数=6。
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2.模型制备:动物用2.5%的戊巴比妥钠耳静脉麻醉,剂量为25mg/kg。背部脱毛,无菌条件下显露腰4,5右侧椎板,于腰5椎弓根部开窗,置放损伤钩。非压迫组仅采用过邦辅等[1]脊髓腹侧撞击器造成动物可逆性截瘫;压迫组采用过邦辅实验方法造成可逆性截瘫后,在脊髓损伤部位放置自制骨水泥压迫物。压迫物呈半圆柱体,长0.5cm、宽0.2cm、高0.15cm。图1显示置放脊髓压迫物的兔椎管CT横断面。对照组模拟动物模型制备的手术过程,然后测定脊髓灰质血流量,作为正常对照。各组动物术后缝合皮下及皮肤,3日内肌肉注射青霉素(40万单位/日),防止术后感染。
图1 置放压迫物的兔椎管CT横断面
二、脊髓血流量测定及病理观察
模型制备完毕后分别于2,6,24,72小时,1,3,6周各取4只兔应用氢清除率法(PHG-300血流量测定仪,日本)测定伤部脊髓灰质血流量,然后取伤部脊髓分别行电镜及光镜观察。
, 百拇医药
三、统计学处理
采用第三军医大学数学教研室研制的PDA-2程序进行t检验及单因素方差分析。
结 果
一、血流量变化
各实验组兔脊髓血流量变化见附表。
附表 兔脊髓血流量变化(ml.min-1.100g-1)
组别
伤后时间
2小时
6小时
, http://www.100md.com 24小时
72小时
1周
3周
6周
对照组
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
, 百拇医药 72.38±1.99
压迫组
43.38±1.64
37.90±1.31
54.67±1.89△
58.46±1.81△
62.78±1.55△
66.56±1.14△
70.52±1.60△
非压迫组
, 百拇医药 45.19±1.56
36.96±1.25
47.37±1.65△
49.87±1.33△
54.47±1.63△
56.16±0.99△
57.10±1.62△
同时相点比较 △P<0.05
二、组织病理学变化
1.光镜下变化:压迫组和非压迫组1周内光镜下病理变化未见明显不同,表现为伤后2小时蛛网膜下腔及灰质出血、水肿;伤后6小时部分神经元出现坏死,大部分神经元呈缺血性改变,表现为细胞体积缩小、间隙水肿,白质表现为髓鞘水肿。1周时此现象仍较明显。1周后非压迫组伤部脊髓病理变化进行性好转,6周时外观形态基本正常。压迫组1周后伤部脊髓则呈进行性结构破坏,6周时见大量神经元脱失,髓鞘结构破坏呈蜂窝状(图2)。
, 百拇医药
图2 压迫组6周时脊髓灰质内神经元广泛脱失,白质水肿呈蜂窝状 HE ×200
2.电镜下变化:压迫组伤部脊髓内毛细血管变形,呈扁平状,管腔中可见血小板聚集,而非压迫组未见此现象,这可能与压迫有关(图3)。非压迫组与压迫组在伤后2小时～1周的时间内,脊髓病理改变以神经元退行性变及神经纤维的变性坏死为突出特征。首先见神经元内粗面内质网扩张、染色质边集及核碎裂等变化。髓鞘对缺血耐受性强于胞体,受累略迟。6小时神经元内线粒体嵴可见断裂、空化,有髓神经纤维髓鞘断裂分层。1周时压迫组和非压迫组伤部脊髓水肿及结构破坏有所减轻。3周时非压迫组伤部脊髓内结构破坏较压迫组明显减少,6周时非压迫组伤部脊髓残存神经元结构基本正常。而压迫组伤部脊髓结构破坏一直持续至伤后6周,且在伤部残留神经元内出现脂质空泡(图4)。
图3 压迫组脊髓毛细血管变形 ×2 950
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图4 压迫组6周时神经元内出现低密度脂质空泡 HE×6 610
讨 论
临床急性脊髓损伤病人在受瞬间暴力造成脊髓损伤后,往往继发脊柱骨折脱位压迫脊髓。对此类不完全性截瘫病人来说,手术减压治疗仍为目前临床主要治疗方法之一。然而,至今尚缺乏压迫对损伤脊髓影响方面的实验研究。本实验结果证实,压迫组和非压迫组在脊髓损伤后6小时局部血流量均下降至最低点,两组均值比较无显著性差异(P>0.05)。在以后各时相点,非压迫组伤部脊髓血流量进行性恢复,6周时基本达到正常水平。压迫组伤部脊髓血流量和非压迫组同时出现上升趋势,但恢复的速度远不如非压迫组,且压迫组在1周后各时相点血流量上升速度呈停滞趋势。这反映出压迫对损伤脊髓的血流量下降幅度影响不大,却阻碍了伤部脊髓血流量回升过程。压迫对伤部脊髓血流量下降幅度无明显影响的原因可能与压迫对脊髓造成的急性损伤远不如瞬间打击严重;压迫组脊髓的血管变形可能为导致伤部脊髓血流量回升减慢及停滞的原因。急性脊髓损伤后的几小时内,脊髓的主要病理变化为中央管附近及灰质内出血、水肿,继之整个伤部脊髓受累[2，3]。本实验的压迫组和非压迫组伤部脊髓完全重复了这一病理过程。压迫组和非压迫组伤部脊髓病理变化在1周内光镜下观察未见不同,说明压迫对伤部脊髓产生的影响未能在1周内的光镜下表现出明显的病理改变。1周后非压迫组伤部脊髓呈好转趋势,至6周时伤部脊髓的光镜及电镜观察基本正常。但压迫组伤部脊髓呈进行性结构破坏,6周时光镜下见伤部脊髓灰质内大量神经元脱失,白质内髓鞘结构破坏呈蜂窝状;电镜下见神经元内出现脂质空泡,这与神经元的血供较差而产生的缺氧有关。仅从病理改变的角度来分析,由于压迫组和非压迫组伤部脊髓病理变化在1周后才表现出明显不同,可以肯定,压迫对损伤脊髓造成的影响为一亚急性过程。结合伤部脊髓血流量变化可以看出,非压迫组脊髓损伤后在血流量下降至最低点后迅速回升,而压迫组伤部脊髓血流量回升缓慢,说明伤部脊髓的长期低灌注状态导致压迫组伤部脊髓病理损害加重,也证明血流量改变是继发病理变化的重要因素[4],压迫物严重影响了伤部脊髓的血流量恢复。可以断定,早期解除伤部脊髓的压迫对其血流量恢复进而减轻结构破坏有益。然而急性脊髓损伤后多长时间内取出压迫物对脊髓预后无害,有待进一步研究。
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参考文献
[1]过邦辅,汤华丰,陆宸照,等.实验性外伤性截瘫的研究.第一部分:脊髓腹侧撞击器及实验方法.中华骨科杂志, 1984, 4∶50-53.
[2]Allen AR. Remarks on the histopathological changes in the spinal cord due to impact: An experimental study. J Nervment Dis, 1914, 41∶141-147.
[3]Green BA, Wagner FC JR, Bucy PC. Edema formation within the spinal cord. Trans Am Neurol Assoc, 1971, 96∶244-249.
[4]Guha A, Tator CH, Rochon J. Spinal cord blood flow and systemic blood pressure after experimental spinal cord injury in rat. Stroke , 1989, 20∶372-377.
(收稿:1997-11-27 修回:1998-05-30), 百拇医药
单位：吴梅英 马树支 王大勇 400038 重庆,第三军医大学附属西南医院骨科；初同伟 现在第三军医大学附属新桥医院骨科 400037 重庆
关键词：急性脊髓损伤；压迫；脊髓灰质；血流量；组织病理变化
中华创伤杂志980510 【摘要】 目的 观察急性脊髓损伤后所存在的压迫物对损伤脊髓的血流量及病理变化的影响。方法 对急性脊髓损伤伴压迫组动物和非压迫组动物伤部脊髓行血流量测定及光镜、电镜观察。结果 (1)压迫对急性损伤脊髓血流量下降幅度影响不大,却影响了伤部脊髓血流量恢复。(2)长时间的压迫使伤部脊髓病理改变呈进行性加重。结论 脊髓损伤后持续性压迫使损伤脊髓血流量恢复减慢,病理损害加重。
Effect of Continued Compression on Histopathologic Changes After Spinal Cord Injury CHU Tong-wei, WU Mei-ying, MA Shu-zhi, et al. Dept. of Orthopaedics, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400037
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【Abstract】 Aim To study the effect of compression on the local blood flow, and the histopathologic changes of the injured spinal cord. Methods The blood flow was measured, and the histopathologic changes under light microscope and electron microscope of the injured spinal cord in both of the compressed group and the non-compressed group were observed. Results (1) The compression did not affect the decreasing range of the injured spinal cord blood flow. (2) Long-term compression caused continuous damage to the injured spinal cord. Conclusion Continued compression aggravates pathologic injury through affecting the recovery of local spinal cord blood flow.
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【Key words】 Acute spinal cord injury Compression Gray mattter of spinal cord Blood flow Histopathologic change
急性脊髓损伤后病理变化已被广泛研究,但急性脊髓损伤后存在的压迫对脊髓组织病理变化所产生的影响尚未见报道。由于临床病人受瞬间暴力造成脊髓损伤后,往往存在骨折块移位突入椎管,对脊髓形成继发性压迫。为探讨压迫对损伤脊髓的影响,笔者对此进行了初步的研究,为临床脊髓损伤伴压迫病人的治疗提供实验依据。
材料与方法
一、动物分组与模型制备
1.动物分组:选用健康日本大耳白兔62只,雌雄不限,体重2.5～3kg。随机分为脊髓腹侧撞击伴压迫组(以下简称压迫组),兔数=28;单纯脊髓腹侧撞击组(以下简称非压迫组),兔数=28;对照组,兔数=6。
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2.模型制备:动物用2.5%的戊巴比妥钠耳静脉麻醉,剂量为25mg/kg。背部脱毛,无菌条件下显露腰4,5右侧椎板,于腰5椎弓根部开窗,置放损伤钩。非压迫组仅采用过邦辅等[1]脊髓腹侧撞击器造成动物可逆性截瘫;压迫组采用过邦辅实验方法造成可逆性截瘫后,在脊髓损伤部位放置自制骨水泥压迫物。压迫物呈半圆柱体,长0.5cm、宽0.2cm、高0.15cm。图1显示置放脊髓压迫物的兔椎管CT横断面。对照组模拟动物模型制备的手术过程,然后测定脊髓灰质血流量,作为正常对照。各组动物术后缝合皮下及皮肤,3日内肌肉注射青霉素(40万单位/日),防止术后感染。
图1 置放压迫物的兔椎管CT横断面
二、脊髓血流量测定及病理观察
模型制备完毕后分别于2,6,24,72小时,1,3,6周各取4只兔应用氢清除率法(PHG-300血流量测定仪,日本)测定伤部脊髓灰质血流量,然后取伤部脊髓分别行电镜及光镜观察。
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三、统计学处理
采用第三军医大学数学教研室研制的PDA-2程序进行t检验及单因素方差分析。
结 果
一、血流量变化
各实验组兔脊髓血流量变化见附表。
附表 兔脊髓血流量变化(ml.min-1.100g-1)
组别
伤后时间
2小时
6小时
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72小时
1周
3周
6周
对照组
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
72.38±1.99
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压迫组
43.38±1.64
37.90±1.31
54.67±1.89△
58.46±1.81△
62.78±1.55△
66.56±1.14△
70.52±1.60△
非压迫组
, 百拇医药 45.19±1.56
36.96±1.25
47.37±1.65△
49.87±1.33△
54.47±1.63△
56.16±0.99△
57.10±1.62△
同时相点比较 △P<0.05
二、组织病理学变化
1.光镜下变化:压迫组和非压迫组1周内光镜下病理变化未见明显不同,表现为伤后2小时蛛网膜下腔及灰质出血、水肿;伤后6小时部分神经元出现坏死,大部分神经元呈缺血性改变,表现为细胞体积缩小、间隙水肿,白质表现为髓鞘水肿。1周时此现象仍较明显。1周后非压迫组伤部脊髓病理变化进行性好转,6周时外观形态基本正常。压迫组1周后伤部脊髓则呈进行性结构破坏,6周时见大量神经元脱失,髓鞘结构破坏呈蜂窝状(图2)。
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图2 压迫组6周时脊髓灰质内神经元广泛脱失,白质水肿呈蜂窝状 HE ×200
2.电镜下变化:压迫组伤部脊髓内毛细血管变形,呈扁平状,管腔中可见血小板聚集,而非压迫组未见此现象,这可能与压迫有关(图3)。非压迫组与压迫组在伤后2小时～1周的时间内,脊髓病理改变以神经元退行性变及神经纤维的变性坏死为突出特征。首先见神经元内粗面内质网扩张、染色质边集及核碎裂等变化。髓鞘对缺血耐受性强于胞体,受累略迟。6小时神经元内线粒体嵴可见断裂、空化,有髓神经纤维髓鞘断裂分层。1周时压迫组和非压迫组伤部脊髓水肿及结构破坏有所减轻。3周时非压迫组伤部脊髓内结构破坏较压迫组明显减少,6周时非压迫组伤部脊髓残存神经元结构基本正常。而压迫组伤部脊髓结构破坏一直持续至伤后6周,且在伤部残留神经元内出现脂质空泡(图4)。
图3 压迫组脊髓毛细血管变形 ×2 950
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图4 压迫组6周时神经元内出现低密度脂质空泡 HE×6 610
讨 论
临床急性脊髓损伤病人在受瞬间暴力造成脊髓损伤后,往往继发脊柱骨折脱位压迫脊髓。对此类不完全性截瘫病人来说,手术减压治疗仍为目前临床主要治疗方法之一。然而,至今尚缺乏压迫对损伤脊髓影响方面的实验研究。本实验结果证实,压迫组和非压迫组在脊髓损伤后6小时局部血流量均下降至最低点,两组均值比较无显著性差异(P>0.05)。在以后各时相点,非压迫组伤部脊髓血流量进行性恢复,6周时基本达到正常水平。压迫组伤部脊髓血流量和非压迫组同时出现上升趋势,但恢复的速度远不如非压迫组,且压迫组在1周后各时相点血流量上升速度呈停滞趋势。这反映出压迫对损伤脊髓的血流量下降幅度影响不大,却阻碍了伤部脊髓血流量回升过程。压迫对伤部脊髓血流量下降幅度无明显影响的原因可能与压迫对脊髓造成的急性损伤远不如瞬间打击严重;压迫组脊髓的血管变形可能为导致伤部脊髓血流量回升减慢及停滞的原因。急性脊髓损伤后的几小时内,脊髓的主要病理变化为中央管附近及灰质内出血、水肿,继之整个伤部脊髓受累[2，3]。本实验的压迫组和非压迫组伤部脊髓完全重复了这一病理过程。压迫组和非压迫组伤部脊髓病理变化在1周内光镜下观察未见不同,说明压迫对伤部脊髓产生的影响未能在1周内的光镜下表现出明显的病理改变。1周后非压迫组伤部脊髓呈好转趋势,至6周时伤部脊髓的光镜及电镜观察基本正常。但压迫组伤部脊髓呈进行性结构破坏,6周时光镜下见伤部脊髓灰质内大量神经元脱失,白质内髓鞘结构破坏呈蜂窝状;电镜下见神经元内出现脂质空泡,这与神经元的血供较差而产生的缺氧有关。仅从病理改变的角度来分析,由于压迫组和非压迫组伤部脊髓病理变化在1周后才表现出明显不同,可以肯定,压迫对损伤脊髓造成的影响为一亚急性过程。结合伤部脊髓血流量变化可以看出,非压迫组脊髓损伤后在血流量下降至最低点后迅速回升,而压迫组伤部脊髓血流量回升缓慢,说明伤部脊髓的长期低灌注状态导致压迫组伤部脊髓病理损害加重,也证明血流量改变是继发病理变化的重要因素[4],压迫物严重影响了伤部脊髓的血流量恢复。可以断定,早期解除伤部脊髓的压迫对其血流量恢复进而减轻结构破坏有益。然而急性脊髓损伤后多长时间内取出压迫物对脊髓预后无害,有待进一步研究。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]过邦辅,汤华丰,陆宸照,等.实验性外伤性截瘫的研究.第一部分:脊髓腹侧撞击器及实验方法.中华骨科杂志, 1984, 4∶50-53.
[2]Allen AR. Remarks on the histopathological changes in the spinal cord due to impact: An experimental study. J Nervment Dis, 1914, 41∶141-147.
[3]Green BA, Wagner FC JR, Bucy PC. Edema formation within the spinal cord. Trans Am Neurol Assoc, 1971, 96∶244-249.
[4]Guha A, Tator CH, Rochon J. Spinal cord blood flow and systemic blood pressure after experimental spinal cord injury in rat. Stroke , 1989, 20∶372-377.
(收稿:1997-11-27 修回:1998-05-30), 百拇医药