[doc] 运动神经肌肉电刺激对鼠骨骼肌微血管灌流的影响

[doc] 运动神经肌肉电刺激对鼠骨骼肌微血管灌流的影响 运动神经肌肉电刺激对鼠骨骼肌微血管灌 流的影响 哆,神l勾,《j荐} 置抖医学臂理医学茸赢复学分琚第J2j棼第2囊 运动神经肌肉电刺激对鼠 骨 C 骼 lem 肌 ente 微 F 血 R 管 et 灌 al 流甏tO,FR右荦R7’fB’,厂r,/ 在8O年代l韧翦.有文?献报道应用神经肌 肉电刺激(Ns)能改瘦周围血流动力 学.并显示供给受刺激肌肉的动脉血流增加, 未受刺激肢体的动脉血流减少,但并不了解 其徽血管床婀具体反应.血流量与血流速度 和灌流血管的横穰衙积成正比,但血流逋度 不能反应血液与英质组织的空间关系.而整 流血管的横截面积或微皿管整度可指示 扩散距离,血液租实质组织的空间关系. 肌肉微血管整流程度是实质组织的氧 营养物质和代谢枷的扩散距离为指示物,微 皿管灌流增加,l则扩散距离减少.因而提高 肌肉对氧,营养物质的利用,并提高代谢产 物的清除率.供血与肌肉组织之间的扩散距 离明显地影响肌肉的动能,若NMES治疗 能增加微血管灌流,则扩散距离应减少这 样能提高肌肉的收缩教率,促进损伤肌肉的 愈合.改善损伤区代谢物质的交换. 本文的目的是测定应用频率2500Hz调 制劐jO次/秒的NMEs增加受刺激肌微血管 床的灌流程度. 资料与方法 用36只雄性12~16周.体重300~450g的 Sprague-Dawley鼠进行试验.所有动物称重 后经腹腔注射戊盛比妥钠(65mg/kg)进行麻 醉.选用此药是因为其对骨骼肌血管阻力无 作用.所有动物包括对照组麻醉以维持3O分 钟或整个实验时伺为宜,动物麻醉之后将导 管分别插入右颈静脉,气管和左颈总动脉经 动脉导管测得动脉血压,心率并加以记录.这 些心血管变量尉来监测每个动物在安静时, ?84? 未刺激时和实验操作时的周围循环状态. 36只动物随机分成6组,第l?组为不治 疗组(对照组),刺激右胫前肌(TA)和趾长伸 肌(t/DL).第2,3,4,56组的动 物电刺激TA和EDL诱发出强直性收缩,并依 次在NMES后的0,5.iO.15和30分钟琅 组织样奉. 除对照组外,所有动物均接受经皮肤 NMES,动物仰卧固定后,将1.0X1.5cm的 碳硅电极一个放置在右膝侧面上方,另一电 极放在右蹂前方,电极用电极胶.并用橡皮 条固定,使用输出连续正弦波的Eleetrostism 180—2i型刺激器载波频率为2500Hz,持续 正弦波调制凝率为50bps,调制通断比为tz/ 1O秒.应用NMES的电流量为TA运动阈的3 倍,并用多用计量监测电流量.全部动物 均进行运动NMES作用3O分钟. 在NMES完成后0,5,10.15,30分钟时迅 速切割TA和EDL,将这砦肌肉放入滑石粉 中,用oct(氨甲酰鸟氨酸化合物)包盖放在 软木片上.并冷冻在异戊烯低玲液氮中,从肌 腹中点横向切开.在连续切片上确定肌纤维 类型和微血管袒流,通过切片上肌浆球蛋白 ATP酶染色情况鉴定肌肉纤维类型.TA的 每块切片要查72个不重复的视野,在纤维类 型大多不同及大多相同区各取材36处,每块 EDL切片要27个不重复视野,从有关区域部 分伸出的纤维按1/2计算.根据各区域肌纤 维的总数计算各类型纤维的百分率,算出整 个TA和EDL切片的百分率莉lTA切片中两类 纤维的百分率. 根据McDonagh手uWilliams标记徽血管 灌流(FITC—BSA)的方法学.用荧光异硫氰 酸盐结台书血清臻自,,用FITC-BSA辫液经 颈静脉导管精|绦注入1赫钟,注_A后2.5分 钟收粜胍海组织.允~FITC-BSA循环1.5分 钟.微循环整流程度通过萤光显微豁甩一个 带有氙照明灯寐d9.nm栅栏滤光镜的光学显 徽铙进符评狲,用前面的取样方法按计划对 纤维类型进行鉴定. 教蘸溢盼徽血管是指直经为5,2om内 古荧光标记的终末小动脉,毛细血管和毛细 血管后小静脉.蒜流微血管和肌纤维在放大 400倍的视野内计算.位于视野边界上的微血 管或矾纤维按一l,2值计算.灌流微血管/肌纤 维的比率(Pv/F率)以该区微血管总数脒以 该区肌纤维总数来计算这种比例将作为骨骼 肌纤维血管灌流密度或程度的指标,应.划 整个TA切片,包括其同型或异型纤维及整 个EDL切片的PV/F率. 结果 心血管雎耐显示平均动脉血压和心率在 整个试验中均在生理标准值范围内. TA腿的_肌浆球噩白ATP酶染色证实有 不同类型纤维成分分布不同两个区域.几 乎都是相同纤雅的表浅区域,距表面约0.81 mm.由1.1%?0.4%的I型纤维和98.9和 ?0.4%的I挚纤维组成.TA距表面0.81mm 以上的较深层异型纤维较多,大约有8.3嘶? 0.6呖是I型纤维,91.7%?0.6%是I型 纤维.Er~cr入TA肌的这两个区域之间. 即由964嘶土0.4嘶地?型纤维和3.7%? 0.4嘶的分布不一致的I型纤维组成. 对照组动物整个TA肌的PV/F比是 0.954?0.036,几乎与表浅TA肌区域I类纤 维的PV/F比0.904?0.023相同.深部TA肌 区的PV/FL~为1.010?e.050.而EDL肌的 PV/F比为0.97e?O.O4 在运动NMES后0分钟的样本里.摧个 TA肌的PV/F比是1.27l?0o]9,表浅TA是 1132?0.049,深部TA肌是!.3G6土O.027. 统计学分析显示运动NMES在0分钟内能增 加整个TA肌包括表浅和深部TA’~L的PV/F 比率.运动NMES后0分钟里EDL的PV/F 比是1.229?0.O38,这些比率的增加与对照 组抛较均有统计学意义. 灌流程度也在TA肌~1EDL肌运动NMEs 停止后问隔5,10.15.30分钟检测.超过 时间劐逐渐恢复到对照组水平.运~maEs 后15分钟内,整个TA肌的PV/F比为1.049 ?0:020,接近恢复到对照组水平.在运动 NMES后1O分钟内TA肌表浅区内的PV/F比 (O.93O?0.037)已恢复到对照组水平.深部 TABIL运动NMES后3O分钟的PV/F比率 (1.002?0.oo9)恢复到与对照组同值.EDL 的PV比与深部TA肌相似.在运动NMES 后30分钟内恢复到对照组东平. 讨论 本研究的最初目的是测试假定应用2506 Hz频率调制到50bps的经皮NMES能增加骨 骼肌微血管灌流.在运动NMES的0分钟内 全部资料显示毹显着增加微血管灌流.虽然 经皮NMES~骨骼肌微血管灌流的作用尚未 见报道,车研究鳍果与其他研究者用埋藏电 极直接刺肌内可增加微血管灌流的报道一 致,本文所描述的微血管灌流增加.支持代 要求高对如肌肉收缩期间血液供庄增加的 观点. 也观察到肌肉收缩能产生急劂的血流改 变.有报道认为这种改变可能是经反射弧 的间接作用.该反射弧的传入部分是由支配 哺乳动物骨骼肌扮I和?型躯体神经纤维组 成.反射弧的转出纤维是支配缩血管肌的交 感传出纤维. 研究者们已经证明肌肉收缩能激活该反 射弧的传入纤维.?,?类纤维的激话能产生 加压或降压和增加血流的反应. Clement和Shepherd报道了肌肉收缩能 显着地使支配活动肌肉的交感传出缩血管作 ,墨五’ 甩变弱,他们认为这是由于吼肉收缩和变感 神经之阃的相互作用,以维持最高效率的血 流与氧耗出率. 其他学者认为增加微血管灌流的另外机 制是肌浆蛋白反应.实质组织氧分压低肌 肉收缩的非特异性代谢,腺昔的浓度增加及 神经调节剂和神经且I:的释放.这些机制已有 详细的研究.然而,上述各项在对肌内收缩 微血管的反应中确切作用仍未得到肯定. 通过对奉研究中应用运动NMEsI起微 血管充盈的测定.运动NMEs的作用在整个 实验时间内均可测得.在所测肌内中,徽血 管的灌流程度随着NMEs后的时间而变化. 逐渐恢复到对照组水平.电莉澈后骨骼肌锾 血管充盈的持续灶增加,未见文献报道.然 而,Honig和Frierson证实了电刺激狗 腹薄肌后,其小动脉扩张持续l2,40分钟, 其他研究者也证明小动脉扩张和微血管灌流 增加之闯有直接关系.据此我们的结果符合 以前的报道.并且表明所用的经皮运动 NMES对鼠骨骼肌微血管灌流在整个实验时 间内.有着不同程度的变化. 本研究结果亦表明上面论述的充血反应 和肌纤维成分有关,这些结果证实运动NM— ES后微血管灌流度嵌复到对照组水平所需 要的时间,以I型纤维比例高的肌肉中较 长.而I型纤维比饲低的肌肉中较短.根据 Berne和Levy的观点.为了重新建立休息状 态时细胞代谢和氧水平的关系,氧化性肌肉 纤维(I型)要求在运动后氧的水平继续增 加.充血反应的关系表明有较大氧化能力的 肌肉纤维.需要撒血管灌流增加的时同更 长,以提供氧的需求恢复到静息状态时的机 会,另外的报道显示糖酵解性肌肉纤维依靠 运动后的血供清除代谢产物,代谢产物的堆 ,, 积对肌内作功起相反的影响.这表明这些物 质的快速排出对肌内有益.代谢产物被清除 后.增加镦血管灌流就不蒋需要. 肌肉纤维类型和充血反应之间的相互关 系提示深部IlA和EDL的PV/F比率恢复到对 照组水平的速度不同,是由于这些肌内的纤 维成分不同.奉研究的设计在于两类肌肉15 , 3O分钟的闻歇内,其PV/F比率的恢复情 况.还需测定是否深部TA和EDL肌的徽血 管灌流程度.在15~30分钟的间歇中恢复到 对照组水平所需的时间不同. 该研究结果的另一种解释可能是,不同 肌内纤维区在运动前中后的血流不同,是由 于各类纤维问的代谢不同所致,也可能与各 类纤维的微血管对氧或代谢产物浓度的敏感 性不同有关.没有实验证明并支持这个假 设.然而,用微血管的敏感性不同可以解释 本实验所观察到的血流差异和恢复模型差 异. 本研究结果显示运动NMES能增加被刺 激骨骼肌的微血管灌流程度,微血管的充盈 将减少被刺激肌肉中的弥散距离,提高血 掖与组织闻的营养物质,代谢产物的交换. 因此弥散距离的改变.将改善受刺激玑肉的 功能. 本研究所观察到的徽血管灌流的增加, 与以前曲研究所得到的支持一起可以提示, 经皮NIvIES后肌肉收缩可激发明显的血管反 立.NMES还有激发感觉的可能性尚束排 除,虽然,感觉NMES的临床应用能改变血 流动力学的作用还没有得到证实.感髓NM- ES在徽血管灌流方面的作用需要进一步研 究. ~physTherl99l71(5):397(英文) 尤春景节译刘燧校]