【doc】 急性脊髓前动脉及双侧椎动脉阻断对颈髓血流量影响的实验研究

【doc】 急性脊髓前动脉及双侧椎动脉阻断对颈髓血流量影响的实验研究 急性脊髓前动脉及双侧椎动脉阻断对颈髓 血流量影响的实验研究 多普勒血流测定 仪检测颈髓In【流灌注量,电镜观察颔髓组织细胞形态学,免疫组化检测神经丝的变化.结果:脊髓前动脉阻断后 颈髓ffIL流量下降l,2,随后有所同升,但依然处于低灌注状态;阻断脊髓前动脉和双侧椎动脉后.其血流量下降 更为着,为对照组的l,3,电镜及免疫组化显示两组均现了缺血性改变,经统计学检验两组每一时相点的血 流量和神经丝达程度均有显着性差异(P<0.05).结论:颈髓前部血流量除与脊髓前动脉有关外.前根动脉也 有一定的作川,临床上各种原造成脊髓前动脉或根动脉的损伤均可能导致颈髓缺血性损伤 【关键词】脊髓前动脉;前根动脉;颈髓:血流量:缺血性损伤 中图分类号:R36l文献标识码:A文章编号:l004—406X(2005)一08—0489-04 Anexperimentalstudyonischemicinjuriesofcervicalspinalcordafteracuteb lockadeofanterior spinalarteryandbilateralvertebralarteries/SUNQizhi.RENXianjan.CHEN Junhua.etai//Chinese JournalofSpineandSpinalCord.2005.15(8):489-492 【Abstract】 Objective:Tostudytheeffectonthebloodsupplyofcervicalspinalcordanditscorrespondant histopathologiealehangesafteracuteinjuriesofanteriorspinalarteryandbilateralvertebralarteries.Method: Forty—eightrabt)i 【swererandomlydMdedintotwogroups:anteriorspinalarterieswereblockedasgroupI. andanteriorspinalarteryandbilateralvertebralarterieswerebothblockedasgroupI1.Bloodflowchangesof cervicalspinalcordweremeasured1)yLaserDopplerFlowmetry(LDF)after6hours.24hoursand72hours. Cellmorphologyandexpressionofneurofilamentinthecervicalspinalcordwerenotedbytheelectronmicro— scopeandimmunllhist()chemistryrespectively.Result:ThebloodflowofcervicalspinalcordintestgroupI decreasedtohalfofthatofitseontrolgroupafterblockingtheanteriorspinalartery.Withtheprolongingof isehemictime,thebloodflowin(reasedgradually.Butitwasstillfarmuchlowerthanthatofitscontrolgroup Thebh)odflowofthe(.ervicalspinalcorddecreasedevenmoreintestgroupI1. whichwasonlvonethirdof itscontrolgroupAcuteischemicchangesbothappearedinthetwoexperimentalgroups.Thereweresignificant differencesinbloodflowandexpressionlevelofneurofilamentbetweenthetwoexperimentgroupsatevery timepoint(P<0.05).Conclusion:Anteriorradiculararteries,aswellasanteriorspinalcordartery,plavanimDor— tantroleinbloodsupplyofanteriorcervicalspinalcord, andanyinjuriestooneofthemcanundoubtedlvr?一 suitincervicalspinalcordischemiclesion. 【Keywords】 Anteriorspinalartery;Anteriorradicularartery;Cervicalspinalcord:Bloodflow:Ischemicinjury 【AuthorSaddress】 DepartmentufOrthopedics,XinqiaoHospital,theThirdMilitaryMedicalUniversitv. Chongqing,400037,China 颈部脊髓血供丰富,主要有脊髓前,后动脉和 根动脉,它们在颈髓血供巾占有十分重要的作用. 临床上许多【大】素可造成脊髓前动脉及前根动脉的 第一作者简介:男(1977一),住院陕师,医学硕十,研究方向:脊柱 外科 电话:(023)65230671E-mail:sunqizhi9l5@s0hu.CO1]l 损伤.本实验旨在研究脊髓前动脉以及前根动脉 损伤后对颈髓血流量的影响及其病理学变化. l材料与方法 1.1动物与分组 选取健康日本大耳白兔48只,雌雄不限,体 490中国脊柱脊髓杂志2005年第15卷第8期 ChineseJournalofSpineandSpinalCord,2005,Vol-15,No?8 重2.5,3.Okg,随机分成两组:阻断脊髓前动脉组 (A组)和阻断脊髓前动脉+双侧椎动脉组(B组). 两组均设有对照组(A1组和B1组),各6只动物; 实验组按缺血时间义分为6h(A2,B2组),24h (A3,B3组)和72h(A4,B4组),每组每个时间点 6只动物. 1.2动物模型制备 速眠新?(长春军需大学兽医研究所生产)以 0.15ml/kg肌肉注射麻醉,A组采用右侧颈前路纵 行人路.暴露椎体,确定C2椎体后在上面用骨刀 及其刮匙开0.7xO.3cm左右的/J,~L,以明胶海绵 止血.显微镜下剪开硬脊膜,蛛网膜,用自制显微 细钩勾起脊髓前动脉,剪断,止血,可以看到白色 脊髓组织后缝合,其对照组做同样的操作,不剪断 脊髓前动脉.B组需作两个切口,阻断脊髓前动脉 方法同上,阻断椎动脉采用颈静脉切迹上Icm处 做颈前横切口,在椎动脉进入横突孔前结扎并剪 断,其对照组进行同样的操作但不剪断脊髓前动 脉和双侧椎动脉.整个手术过程均无菌操作,术后 青霉素抗感染,由专人同一条件下饲养. 1.3观察指标 1.3.1颈髓血流量血流量检测采用第三军医大 学野战外科研究所二室的激光多普勒血流测定仪 (LaserDopplerFlowmetry.LPF,瑞典百灵威.Per— imedAB公司生产,型号:FeriFluxSystem 5000),通过专门程序Perisofl进行操作,显示并记 录波形,计算并存储血流数据.将动物模型重新打 开颈前部切口,找到椎体小孔.向下扩大小孔到 C3,C4节段,剪开硬脊膜和蛛网膜,看到白色的脊 髓组织,术野和探头覆盖1%琼脂液(溶于0.9%生 理盐水).将光纤探头用自制支架同定于C3,C4 脊髓表面距前中央沟旁1.5mm.触而不压.这样有 助于测量颈髓血流时记录的数据不因呼吸运动而 发生改变,保持测定区域相对恒定,同时不会损伤 脊髓.被测区域无可视血管,连续记录10min,将 记录的数据通过Perisofl程序处理即可得到相关 的值. 1.3.2免疫组化在相应时间点处死动物后快速 取出兔的C3,C4节段脊髓,40%甲醛同定其中 一 部分用来观察神经微丝68(NF68)在不同时相 点颈髓组织表达情况.抗NF68购自武汉博士德 公司,稀释浓度1:100.免疫组化操作按照SABC (StreptAvidin—BiotinComplex,链霉亲和素一过氧 化物酶复合物)法进行,免疫组化染色结果采用真 彩色医学图像分析软件(MidiaCybernetics公司 image—proplus4.5),参考有关文献【l】进行分析. 每组随机选择6张免疫组化染色片,用阳性染色 面积(Area),阳性染色积分光密度(IOD)两项作为 定量指标. 1.3.3病理学改变所取标本的另一部分常规制 成切片后于光镜及电镜下观察并比较不同组标本 病理学上的差异. 1.4统计学处理 实验数据用SPSS10.0软件处理.结果用 表示,比较组内不同时相点的差异采用单因素方 差分析.组间差异用t检验. 2结果 2.1颈髓血流量情况 阻断脊髓前动脉后6h,颈部血流量最低,随 着缺血时间的延长.血流量有所恢复.但仍处于较 低水平:在阻断脊髓前动脉的基础上进一步阻断 双侧椎动脉后其颈髓血流量下降更加明显.而且 在每一个时相点都明显低于阻断脊髓前动脉组. 经统计学分析两组存在显着性差异(P<0.01,表1). 2.2NF68表达变化 镜下观察发现随着缺血时间的延长和缺血程 度的增加,其表达逐渐减弱(图1,5,后插页?). 软件分析显示无论是阳性染色面积(Area)还是平 均光密度(integralopticaldensity,IOD),颈髓缺 血后都明显下降,而且随着缺血时间的延长呈进 行性下降,两组之间也存在显着性差异(P<0.05. 表1). 2.3病理学变化 表1激光多普勒检测颈髓前部表面血流量的变化和 NF68在颈髓组织中不同时相点的表达(互.n=6) 注:与A2组比较?尸<O.01,?P<O05;与A3组比较?尸<O.01, ? P<O.05;与A4组比较?P<O.01,?P<0.05 脊脊髓杂志2005年笫I5卷第8期 ChineseJourndofSpineawlinalCord,2005,Vo1.15,No.8491 无论是A组还是B组,随着缺血时间延长, 神经细胞凋亡程度明显加大,i且B组较A组在 相同时间点神经细胞凋亡更加明显.光镜下:Al 组,组织,细胞形态正常,无急性缺血病变.A2组, 白质疏松,水肿;胞核消失,细胞外彤改变,同缩, 染色加深,有水肿.A3组,胞体肿胀,胞核分解,消 失,尼氏体消失,急性缺【0【改变.A4组,细胞体同 缩,变肜,周同水肿,胞核分解,消失.Bl组,正常 组织和细胞,无缺血性改变.B2组,细胞不规则, 水肿,同缩,尼氏体消失,胞核分解.B3组,嗜神经 现象,神经细胞浓缩,染色加深,胞核消失,呈缺血 性改变.B4组.胶质细胞增生,有卫星现象,神经 细胞变性,水肿,同缩,胞核消失. 电镜下:Al组.正常,无线粒体的肿胀及内质 网的扩张(罔6,后捕页?).A2组.溶酶体增多, 线粒体肿胀,胞质致密,有同缩改变.A3组,轴浆 内线粒体肿胀,轴突肿胀,破裂,有空泡,髓鞘分 层,洋葱样变,脱失(图7,后捕页?).A4组,病变 较普遍,线粒体肿胀,内质网扩胀显着.Bl组,正 常,无线粒体的肿胀及内质网的扩张(图8,后捅 页?).B2组,内质网轻到巾度扩张.线粒体肿胀. B3组,线粒体肿胀明显,内质网明显扩张.脱颗 粒,有破裂趋势,轴突髓鞘分层,紊乱(图9,后插 页?).B4组,线粒体肿胀,内质网扩张,轴浆肿 胀,变淡 3讨论 3.1人类颈髓【f【L供及根动脉的解剖特点及实验 模型选择 颈部脊髓和脊神经的血供主要来自脊髓前, 后动脉:其次来自椎动脉等节段性动脉发出的根 动脉.根动脉按进入脊髓的位置不同可分为前根 动脉和后根动脉,它们分别伴神经前根和后根汇 人脊髓前,后动脉维持它们的连续性.脊髓前动脉 及其前根动脉供应脊髓前2/3,脊髓后动脉及其后 根动脉供应脊髓后1/3,脊髓前,后动脉之间极少 吻合I.F}1于脊髓后动脉连续性比较好,而且有较 多的后根动脉,【大]此脊髓后1/3发生缺血的机率 很小,根动脉的损伤主要对脊髓前2/3产生影11[~131 兔与人的脊髓管构筑相似l4,51,根动脉的数 量,分布,大小,起源和位置个体差异比较大,动物 模型制作中不能准确地阻断某一条或某几条根动 脉.本实验制作两种动物模型,一是阻断脊髓前动 脉模型,二是在阻断脊髓前动脉基础上进一步阻 断双侧椎动脉模型.前者颈髓前2/3主要是来自 椎动脉和其它动脉发出的前根动脉的血供;后者 颈髓前2/3主要来自椎动脉以外的其它血管发出 的前根动脉的血供,两动物模型之间的差别即是 椎动脉发出的前根动脉.本实验主要探讨脊髓前 动脉及其部分前根动脉损伤后对颈髓前2/3血供 影响及其病理学变化. 3.2脊髓前动脉及前根动脉损伤对颈髓的影响 临床上各种原因都可以造成脊髓前动脉,根 动脉或发出根动脉的节段性动脉的损伤,影响脊 髓血供,进而导致脊髓缺血性病变.颈髓血供丰 富.对于颈部脊髓前动脉或根动脉损伤后是否可 以造成颈髓缺血还存在争议.Brouwers等161报道因 C6神经根诊断性阻滞导致类同醇药物注入C6处 根动脉引起阻塞,从而造成了颈髓的梗死: Karasek等II也报道过类似病例.有人推测在颈椎 病减压手术后造成的C5瘫痪是由于损伤了C5 处的根动脉所致『81;但也有学者认为颈部根动脉的 损伤通常不会造成颈髓的缺血『91.由于不能确定根 动脉损伤后是否对颈髓造成严重损害.给临床操 作带来了网扰. 本实验研究发现兔正常颈髓表面血流量为 l25PU左右,阻断脊髓前动脉6h后颈髓血流减少 到62.492PU,降低了一半,在此基础上进一步阻 断双侧椎动脉以消除前根动脉的血供后.其血流 量从正常的l26.404PU下降到42.525PU,可以说 是在62.492PU的基础上下降了20个单位左右. 由此可见脊髓前动脉是脊髓前部主要的供应动 脉,而前根动脉也占有一定的作用.但是否前根动 脉的作用可以忽略不计呢?A组三个时相点分别 下降了50-3%,41.5%,26.9%.而B组三个时相点 分别下降了66.4%,56.9%,41.2%.统计显示.两组 在每个时相点都存在显着性差异(P<O.O1).而这 个差异主要是由于部分前根动脉的有无所造成 的.当然由于两组都是缺血组,还应该考虑到有其 它因素比如其它血管的代偿等的影响,但可以说 明前根动脉的缺失是颈髓血流量进一步减少的主 要原因.因此我们认为脊髓前动脉是前部颈髓主 要的供血动脉,但是前根动脉也起到不可缺失的 作用. 神经细胞是脊髓组织的主要构成细胞.它的 结构的稳定性直接关系到脊髓组织的结构和功 492中14脊柱脊髓杂志2005年第15卷第8期 ChineseJourhalofSpineandSpinalCord,2005,Vol?15,No?8 能llU】而神经元所特有的结构蛋白是神经丝 (neurofilament.NF),它广泛分布于神经元的胞体 和突起内,按分子量的不同分为三种:68kD, 140kD,200kD.只有NF68的神经丝存在于胞体和 轴突中.作为神经元的标志蛋白,它的变化可以反 映神经元的消长.在缺血损伤后,由于脊髓组织血 流下降,ATP减少,进而导致NF分解增加和合成 减少.因此可以反映神经损伤的程度.本实验利用 NF68单抗,借助免疫组化方法对脊髓缺血不同时 相点的神经细胞进行检测,通过NF的变化来判 断脊髓缺血损伤的程度及随时间变化的情况. 实验发现.脊髓前动脉阻断后,电镜显示颈髓 组织结构随缺血时间增加变性逐渐加重,NF68在 胞体和突起内的阳性颗粒逐渐减少,表明神经元 胞体和轴突内细胞骨架结构紊乱,颈髓组织结构 损害.说明尽管有前根动脉的代偿.脊髓前动脉的 损伤依然造成了颈髓缺血性损害.通过A组和B 组不同时相点的阳性Area和IOD的比较发现, 两组之间存在显着性差异(P<O.05).说明前根动 脉的存在与否对颈髓造成的损害是有显着性差异 的.前根动脉的缺失同样会对颈髓组织带来损害. 有学者IzI研究发现脊髓缺血半小时脊髓组织就可 以发生不可逆的缺血性损害,其损害是渐进性的. 本实验也证实了这个观点.颈髓缺血6h后开始观 察颈髓组织的病理变化,发现颈髓随着时间的延 长,血流量有所恢复,但是其组织结构依然发生不 同程度的损害. 本组实验结果显示.脊髓前动脉是颈髓主要 的供应动脉.它的损伤可以导致颈髓组织结构发 生变化,引起缺血性损害;前根动脉在颈髓血供中 起着不可缺失的作用,它的损伤同样会导致颈髓 血流量减少,进而发生缺血性损害. 虽然兔与人类在颈髓血供相似.但不能完全 代替人类.根动脉的个体差异性和现有的试验条 件不能探讨哪些根动脉是主要的,哪些是次要的. 临床上应注意避免脊髓前动脉以及前根动脉的损 伤.以免对颈髓造成损害. 4参考文献 1.蔡文琴,王泊云.实用免疫细胞化学与核酸分子杂交技术[M],成 都:四川I科学技术出版社,1994.186一l88. 2.胥少汀,郭世绂,脊髓损伤基础与临床[M].第二版.北京:人民卫 生出版社.2o02.198—231. 3.ShamjiMF.MaziakDE.ShamjiFM.eta1.Circulationofthe spinalcord:animportantconsiderationforthethoracicsur- 32l, geons[J].AnnThoracSurg,2003,76(1):3l5— 4.SoutoulJH,GouazeA,CastaingJ,eta1.Lesarteresdela moelleepinierecervicalechezquellquesanimauxdexperi— mention:etudecomparativeaveclavascularisationhumanine[J]. 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(收稿日期:2004—09—23末次修回日期:2005—04—13) (英文编审蒋欣) (本文编辑彭向峰) 2006年《实用骨科杂志》征订启示 《实用骨科杂志》南中华医学会山两分会和北京大学第三医院主办,山西医科大学第二医院承办.本刊设有论着,实验 研究,经验,短篇,个案,基层同地,麻醉,护理,影像,骨科史萃等栏目,宗旨是以实用和普及为主,兼顾提高.本刊大l6开 版,96页,铜版纸印刷,每册8.50元,全年6册,共51.0HD元.双月刊,逢双月25日出版,全国各地邮局(所)均可订阅,如有 不便,也可向编辑部邮购.中同连续版物号:ISSN1008—5572/CN14—1223/R.国内邮发代号:22—174.国外代号: BM1499.邮编:030HD0l;地址:山西省太原市五一路382号山西医科大学第二医院内《实用骨科杂志》编辑部;E—mail: SGKZ@Chinajourna1.net.CB;htttp://SGKZ.Chinajourna1.net.CB;电话:(0351)3365705;3072l33:传真:(0351)3072133. 急性脊髓前动脉及双侧椎动脉阻断对颈髓血流量影响的实验研究 (,文见第489面 0:一 ? 一0..-.’, . 国18常…”.f?l?慢it,国2,2H,F68冲垃肌定赳I性丧皓 目 【#3t的小’r工?j[标签:快照]