神经肌肉促进术对脑梗死大鼠运动功能、骨质疏松和护骨素的影响

发布时间：2018-06-19 18:03

本文选题：运动功能 + 脑梗死　；参考：《山东大学》2016年博士论文

【摘要】：研究背景及目的：目前我们国家人口结构显著变化,正在逐渐步入老龄化社会,加之生活方式和环境的变化,工作压力的增大,城市居民缺乏体育锻炼等各种因素,慢性疾病的发病率逐年上升,且有向年轻化发展的趋势,未来我国脑卒中患者的发病率将持续升高。近些年,由于医疗水平的不断提高,尤其是溶栓和介入技术等先进治疗技术开展,脑梗死病人的死亡率在逐渐下降,但仍有较高的致残率,据统计,致残率高达70%-80%[1],给患者、家庭及社会带来沉重的负担。目前临床上,随着医疗技术的进步,大部分脑梗死患者经过积极抢救和治疗能够存活下来,但是遗留脑梗死后遗症的比例却相当高,例如智力低下、植物状态、偏身麻木、视野缺损、失语、失读、精神症状、肢体瘫痪、饮水呛咳、吞咽困难等,其中脑梗死后肢体偏瘫患者的比例很高,给患者的生活质量带来严重的问题。对于遗留运动功能障碍的脑梗死病人,梗死后骨质疏松症(osteoporosis,OP)[2,3],是其常见并发症之一,这在偏瘫侧肢体更易观察到。遗留有运动功能障碍的脑梗死患者,与正常人相比,在行走时摔倒的机率较高,并发骨折的几率也相应升高,这将加大偏瘫肢体后续康复治疗的难度,同时导致患者的日常生活能力更进一步下降。对于脑梗死患者,偏瘫肢体出现骨质疏松症的原因,据大多数专家认为[4],是由全身和局部因素两方面相互作用的结果,全身因素主要是指脑梗死患者由于钙、磷代谢障碍及白细胞介素6、肿瘤坏死因子a、反射性交感神经营养不良、护骨素分泌减少等作用均可促进骨吸收、骨矿物质减少,加速骨质疏松症的发生；制动是引起骨质疏松症最主要的局部影响因素,脑梗死患者因长期卧床和运动障碍可引起不同程度的骨质疏松症[3,4]。唐学阳等[5]认为脑梗死后患者发生骨质疏松有三方面原因：首先是患者肢体瘫痪,逐渐长期卧床不起、全身活动减少；其次瘫痪肢体制动,瘫痪肢体活动减少；最后瘫痪肢体的肌张力降低,进而导致肢体骨骼失重。研究[6]发现即使是身体健康的成人,坚持卧床1周不起,通过实验检测,可以观察到两种现象,即是骨形成减少和骨骼吸收增加,前者主要是由成骨细胞介导,后者由破骨细胞介导。上述研究表明,脑梗死后肢体骨质疏松的最重要原因是制动,由于肢体瘫痪,可能卧床时间较长,全身活动减少,或者瘫痪肢体的局部运动功能障碍,导致患肢活动明显减少,而运动活动的减少使骨骼组织失去了机械应力的刺激,当骨骼受到的机械应力刺激减少时可导致破骨细胞的活性增强,进而导致骨骼组织容易被吸收,机体内骨量明显减少,最终引起不同程度的骨质疏松症,这种由肢体偏瘫导致的骨质疏松症,也称为废用性骨质疏松症[7,8]。因此,在临床工作中,对于脑梗死患者,早期预防和发现瘫痪肢体骨质疏松,同时给予积极有效治疗,对于防止各种并发症,尤其是骨折的发生具有重要意义。骨密度(bone mineral density,BMD)和骨代谢的生化标志物(biochemical markers of bone metabolism)是反应骨质疏松程度的两个重要指标,同时也是诊断骨质疏松的主要依据。目前骨密度的测定,人们普遍采用dual energy X-ray absorptiometry, DEXA,又称为双能X线吸收测量法,这种测量方法被世界卫生组织(WHO)公认为是确诊骨质疏松症诊断的“金标准”方法[2]。骨密度值还可以用来判断骨质疏松症患者发生骨折的风险大小及作为评价治疗骨质疏松症药物疗效的指标。对临床医师来说,它是一种常规的OP的检查方法,也是OP患者诊断和治疗过程中需密切参考的指标之一。骨代谢生化标志物,根据在骨骼组织中的不同作用,分为反应骨骼吸收的骨吸收生化标志物和反应骨骼形成的骨形成生化标志物两种。新骨的形成和旧骨的吸收、破坏,在人体骨骼系统中,是连续不断进行着的动态过程,骨骼组织不断适应变化的应力和牵拉力的过程,也是骨骼持续被改造的过程,而后者又造成了骨骼组织的周期性重建,骨骼组织的这种周期性重建对于修复缺损的骨骼组织具有重要作用。机体内骨吸收、骨形成的平衡一旦被破坏,就会逐渐发展为骨质疏松症,此时,成骨和破骨细胞的活性变化引起骨骼重建失平衡,可伴随产生骨代谢指标的变化,因此,对于OP的诊断及疗效观察来说,检测这些骨代谢生化指标具有重要的参考意义。最新研究显示,尽管破骨细胞受多种细胞因子和激素调节,但它们最终作用的效应因子却是护骨素(osteoprotegerin,OPG)系统,经基因测序分析,发现它属于肿瘤坏死因子受体家族,是这个家族中发现较晚的成员之一,OPG又被称为骨保护蛋白,1997年,在对大鼠小肠cDNA分析测序时Simonet [9]等首次发现OPG,它是含有401个氨基酸残基的蛋白质,由于其能提高松质骨的骨量,被人们命名为OPG。其后,其他研究人员在不同的细胞系中,发现了滤泡树突状细胞受体-1和肿瘤坏死因子受体样分子-1(TNFR-1),它们与1998年Yasuda[10]等人发现的破骨细胞生成抑制因子(OCIF),经最终的氨基酸分析和基因测序,证实它们属于同一种蛋白质分子,由相同基因的编码。为方便人们研究,在2000年,美国骨矿研究协会(ASBMR)将这类分子统一命名为OPG[11]。OPG mRNA在人体组织和细胞系表达广泛,尤其是在骨骼、甲状腺、颅脑、胃肠道组织、肺脏、心脏、肾脏、肝脏等部位表达最高[12],其在人类的乳腺上皮细胞系和泌乳细胞系也有不同程度的表达[13],多种细胞因子和钙调节激素参与了OPG表达的调节[14,15,16]。OPG与RANK(又称为NF-κB受体活化因子,receptor activator of nuclear factor κB)和RANKL(又称为NF-κB受体活化因子配体receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL)的主要生理作用是调节骨骼组织中破骨细胞、成骨细胞和基质细胞的活性,加速或延缓上述细胞的活化、分化过程,他们的生化作用主要是维持骨骼的吸收和形成在一个动态平衡的过程[17,18]。发现OPG后,研究人员很快证实其生物学活性主要是抑制破骨细胞分化,通过抑制破骨细胞分化,导致其破骨活性降低,小梁骨含量增加,改善骨密度,延缓骨质疏松的发生[19]。研究还发现,敲除护骨素基因后的鼠(OPG(-/-)),它的皮质骨和小梁骨骨量明显减少,最后出现OP[20]；而OPG基因表达阳性的鼠(OPG(+／+)),骨组织表现为皮质骨和小梁骨骨量明显增加,骨骼变得硬化[7]。上述实验证明了OPG发挥生物学活性,主要是通过作用于破骨细胞来实现的,显而易见,这种生物学作用对于骨密度的调节具有重要作用。研究还发现,OPG与各种骨质疏松之间存在着密切联系,包括老年性、药物性和绝经后骨质疏松,它的缺乏是导致上述骨质疏松的一个重要原因。目前临床上骨质疏松的治疗,药物治疗主要是补充钙剂及促进钙吸收的维生素D等药物,高压氧治疗也是近年来应用较多的一种方法,但上述方法治疗效果有限,且有不同程度副作用,物理疗法治疗骨质疏松症是近些年发展较快,也逐渐趋于成熟的一种方法。脑梗死患者,偏瘫肢体给予积极的物理康复治疗,通过被动肢体活动对骨骼的影响及各种细胞因子和激素的对骨骼代谢生化标志物的调整,改善偏瘫肢体骨质疏松症[19,20,21]。神经肌肉促进术(neuromuscular facilitation technique, NFT)是针对神经系统运动功能障碍所采用的一种重要的治疗技术,它由许多具体的康复技术组成,例如促进抑制和促进易化技术等。NFT的理论基础是生理学、神经解剖学及神经发育学,采用作业疗法和运动疗法及其它治疗手段,刺激运动和感觉神经,兴奋运动神经元,进而收缩软弱无力的骨骼肌,减轻肌肉痉挛程度(由于脊髓反射亢进所导致的肌痉挛),使肌肉活动变得可控制及具有协调性,进而达到运动神经功能重组的作用。本实验将对脑梗死大鼠在药物治疗基础上,给予神经肌肉促进技术作为研究重点,观察神经肌肉促进术对脑梗死大鼠运动功能、偏瘫上肢骨质疏松、护骨素水平的作用,并探讨通过神经肌肉促进术治疗脑梗死后偏瘫肢体骨质疏松的可行性,为临床上骨质疏松的治疗找到一种新的治疗方法。[方法]随机选择10只老年雌性大鼠(Wistar),作为假手术组,其余老鼠采用线栓法制作大脑中动脉闭塞模型(MCAO),并将神经功能评分为1-3分的30只大鼠(Wistar)作为脑梗死模型组,随机再分为对照组、常规治疗组、常规治疗+NFT治疗组。在造模半月、1月、2月、3月时,对每组大鼠进行走平衡木(beam walking test,BWT)实验观察大鼠偏瘫肢体运动功能恢复情况,通过测定偏瘫上肢近端骨密度(BMD)观察骨质疏松情况,同时观察了护骨素(osteoproteger in,OPG)水平的变化。[结果]造模半月起两治疗组大鼠瘫痪肢体的BWT评分明显高于对照组(P0.05),造模1月起常规治疗+NFT组BWT评分明显高于常规治疗组(P0.05)。造模第2月起,两治疗组骨密度明显高于对照组(P0.05)；造模第3月时,常规治疗+NFT明显高于常规治疗组(P0.05)。造模半月起,各大脑中动脉闭塞模型组大鼠血清OPG水平较假手术组明显增高(P0.05),造模第2月时,两治疗组OPG水平明显高于对照组(P0.05)；造模第3月时,常规治疗+NFT组血清OPG水平明显高于常规治疗组(均P0.05)。[结论]1.神经肌肉促进术能够改善大脑中动脉闭塞模型组大鼠瘫痪肢体运动功能,提高瘫痪上肢的骨密度水平,预防骨质疏松；2.大鼠急性脑梗死后,血清的护骨素水平呈现明显升高的趋势；常规治疗可使大脑中动脉闭塞模型组大鼠血清护骨素持续升高,加用神经肌肉促进术治疗后升高趋势更明显；3.神经肌肉促进术改善大脑中动脉闭塞模型组大鼠瘫痪上肢的骨密度,可能与血清OPG的表达上调有关。
[Abstract]:In recent years , with the improvement of medical technology , the mortality of patients with cerebral infarction has been rising gradually . It can promote bone resorption , reduce bone mineral matter and accelerate the occurrence of osteoporosis .
Braking is one of the most important factors causing osteoporosis , and the patients with cerebral infarction can cause different degrees of osteoporosis due to long - term bed and motion sickness .
Secondly , the paralysis limbs are braked and the activity of paralysis limbs is reduced ;
Bone mineral density ( BMD ) and biochemical markers of bone metabolism are the main reasons for preventing various complications , especially fracture . Bone mineral density ( BMD ) can be used to determine the risk size of bone fracture in patients with osteoporosis and as an index to evaluate the curative effect of osteoporosis . The American Society for Bone Mineral Research ( ASMC ) named this type of molecule as OPG - 11 . OPG mRNA is widely expressed in human tissues and cell lines , especially in bone , thyroid , brain , gastrointestinal tract , lung , heart , kidney , liver , etc . The study also found that the amount of OPG ( - / - ) was significantly reduced in the cortical bone and trabecular bone of mice ( OPG ( - / - )) after the knock - out of the osteoprotegerin gene .
OPG ( + / + ) , a positive expression of OPG gene , showed a significant increase in bone mass in cortical bone and trabecular bone , and the bone became hardened . The experimental results show that the biological activity of OPG plays an important role in the regulation of bone mineral density . It has been found that there is a close link between OPG and various osteoporosis , including senile , pharmaceutical and postmenopausal osteoporosis . Methods : Ten old female rats ( Wistar rats ) were randomly selected as sham operation group , and 30 rats ( Wistar rats ) with neurological function score of 1 - 3 were randomly divided into control group , routine treatment group and conventional treatment + NFT treatment group .
Compared with the control group ( P0.05 ) , the levels of OPG in the middle cerebral artery occlusion model group were significantly higher than those in the sham operation group ( P0.05 ) , and the OPG level in the two groups was significantly higher than that in the control group ( P0.05 ) .
In the third month of the model , the level of serum OPG in conventional treatment + NFT group was significantly higher than that in the conventional treatment group ( P0.05 ) .
2 . After acute cerebral infarction in rats , the serum level of osteoprotegerin increased significantly .
Routine treatment can increase the serum levels of osteoprotegerin in the middle cerebral artery occlusion model group , and increase the trend after treatment with neuromuscular facilitation .
3 . neuromuscular facilitation improves the bone mineral density of the upper limb of the cerebral artery occlusion model group and may be related to the up - regulation of serum OPG .
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R580;R743.3

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