大剂量甲基强的松龙预防大鼠急性脊髓损伤的初步研究

1、大剂量甲基强的松龙预防大鼠急性脊髓损伤的初步研究江苏省苏北人民医院骨科 杨建东 作者简介：杨建东，男，1969 ，医学博士，副主任医师，专业方向：脊柱伤病。 王静成 蒋百川 冯新民 陶玉平 胡翰生摘要 目的：研究大剂量甲基强的松龙对急性脊髓损伤大鼠神经功能的预防保护作用。方法：利用Allen重物打击模型，选用SD大鼠40只，随机分为两组：脊髓损伤组（SCI组，n=10）；预防使用大剂量甲基强的松龙组（MP组，n=10）。并在脊髓损伤后两个时间段：24小时、72小时，进行神经功能评分、脊髓病理形态学观察和运动诱发电位检测。结果：预防使用大剂量MP可明显改善损伤脊髓的病理形态；神经功能评分明显增高

2、；运动诱发电位明显改善。结论：预先使用大剂量MP对大鼠急性脊髓损伤有预防性神经保护作用。关键词 甲基强的松龙；脊髓损伤；Molt斜板功能；运动诱发电位PROPLYLACTIC EFFECT OF HIGH-DOSE METHYLPREDNISOLONE IN RAT ACUTE SPINAL CORD INJURYYang Jiandong, Wang Jingcheng, Jiang Baichuan, et al. Department of Orthopaedic Surgery， Subei Peoples Hospital of Jiangsu Province, Jiangsu 2

3、25001Abstract Objective To study the prophylactic effect of high-dose methylprednisolone in rat acute spinal cord injury. Methods Forty SD rats were randomly divided into two groups: acute spinal cord injury groups ( SCI groups, n=10), administration of methylprednisolone in prophylaxis (MP groups,

4、n=10). Allens weight drop model of acute spinal cord injury was prepared. Molts inclined plane scales, pathological changes of spinal cord and motor evoked potentials at 24- and 72-hour after SCI were respectively studied. Results The pathological changes of spinal cord were significantly improved i

5、n MP groups to SCI groups. Molts inclined plane scales incresed significantly at 72-hour after SCI in MP groups. Motor evoked potentials were significantly improved in MP groups to SCI groups. Conclusion There is prophylactic effect of high-dose methylprednisolone in rat acute spinal cord injury.Key

6、 words Methylprednisolone; Spinal cord injury; Molts inclined plane scale; Motor evoked potential临床上已广泛应用大剂量甲基强的松龙（Methylprednisolone, MP）治疗急性脊髓损伤（ASCI）。理论上预防使用MP应该也可以保护神经功能，但有关MP预防性使用的研究则不多。本实验对此进行了初步研究。1 材料与方法1.1 材料 SD大鼠(上海医药工业研究所实验动物中心提供)，雌雄不限，体质量250±20g。甲基强的松龙琥珀酸钠(法玛西亚普强公司)。1.2 方法1.2.1 动物分组

7、 SD大鼠40只，随机分成两组：脊髓损伤组（SCI组，n10），椎板切除后进行重物打击，打击前30min由尾静脉推注生理盐水1ml；甲基强的松龙预防使用组（MP组，n10），椎板切除后重物打击，打击前30min由尾静脉推注甲基强的松龙30mg/kg。在脊髓损伤后24小时、72小时进行神经功能评分及标本的取材。 1.2.2 动物模型制备 采用Allens重物打击脊髓损伤模型。1戊巴比妥钠40mg/kg腹腔麻醉，按无菌原则在显微镜下暴露T89脊髓。在暴露的硬膜表面放置一3mm×2mm的弧形垫片。将圆柱状金属棒沿细玻璃导管垂直、自由落下，制成脊髓损伤模型。重物重量10g，高度5cm，致伤能

8、量50g×cm。 然后关闭切口。1.2.3 神经功能评价 采用Molt斜板功能试验。大鼠麻醉苏醒后由非本实验人员进行盲法评分。方法如下：将大鼠置于一块有纹理橡胶皮覆盖的斜板上，斜板基底部放置一测量角度的量角器，斜板倾斜角度从0度缓慢上升，直至大鼠不能保持原有位置5s时（大鼠头部向上），读取斜板度数。1.2.4 病理标本制备 大鼠过量麻醉后，左心室插管，右心耳放血，先用生理盐水灌注，再用 4多聚甲醛100ml灌注、固定。然后取损伤段脊髓及其上下部分，长约2cm，常规甲醛固定、石蜡包埋，切片层厚4m。常规HE染色。1.2.5 运动诱发电位（MEP）检测 参照余科炜1的方法。由于MEP波幅

9、正常值的个体间差异较大，故将损伤前MEP的波幅值作为100，以百分率表示SCI后波幅的变化。1.2.6 统计学处理 用SAS6.12统计分析软件处理数据，两样本均数行t检验。所有数据均以均数加减标准差(±S)表示。以0.05位检验水准进行双侧检验。2 结果2.1 病理学检查 大体：SCI组脊髓组织有明显的出血点，范围较大；MP组脊髓组织中的出血明显好转。光镜：SCI组脊髓组织出血、水肿明显，神经元数目明显减少，多数神经元出现胞浆空泡及核固缩、浓染现象，整个胞体及胞膜皱缩。白质出现轴突水肿、空泡变性。72小时较24小时明显，并因神经元坏死而在灰质内形成空洞。而MP组脊髓组织肿胀较轻，出

10、血较少，胞浆空泡化及核固缩现象减少；白质轴突水肿、空泡变性减轻。2.2 Molt斜板功能评分 SCI组、MP组大鼠术后24小时、72小时的Molt斜板功能评分见表1所示。Tab. 1 Molts inclined plane scales in SCI and MP groups（º）SCIMP24h25.7±3.6528.9±5.2472h24.3±2.41 42.5±3.37*P<0.0001，统计学差异有显著意义。由表1可见：24小时，SCI组与MP组的Molt斜板功能无统计学差异；但在72小时，两组之间统计学差异有显著意义（P&l

11、t;0.0001），表明与SCI组相比，MP组Molt斜板功能提高。2.3 运动诱发电位 测量SCI组、MP组大鼠的运动诱发电位。由于其潜伏期、波幅（峰峰值）均有变化，故分别比较其在术后24小时、72小时的改变。具体见表2，3所示。 Tab.2 Lantency of MEP in SCI and MP groups（ms）SCIMP24h10.22±1.029.53±0.8972h 9.61±0.74 7.84±0.64*P<0.0001，统计学差异有显著意义。Tab.3 Ratio of MEP Amplitude in SCI and MP

12、groups（）SCIMP24h34.79±8.8458.67±8.99*72h40.45±9.6165.89±8.27*P<0.0001，统计学差异有显著意义。由表2可见：24小时，SCI组与MP组MEP潜伏期改变无统计学差异；而72小时，两者有显著差异（P<0.0001），表明预防使用大剂量MP在ASCI的早期（24小时）对MEP的潜伏期影响不大，但72小时可缩短SCI大鼠的MEP的潜伏期。由表3可见：在SCI后24小时和72小时，SCI组与MP组MEP的波幅改变均有统计学差异（P<0.0001），表明MP组较SCI组MEP的波幅有

13、明显改善，说明预防使用大剂量MP在ASCI的早期（24小时）就可改善脊髓神经传导，改善损伤脊髓的神经功能。3 讨论甲基强的松龙是一种人工合成的糖皮质激素，具有强烈的抗炎作用而盐皮质激素作用低。其血浆半衰期约2.5小时。MP在静脉注射约30分钟后，脊髓损伤部位出现峰浓度。在损伤后1小时内给药，损伤部位摄入的MP明显比非损伤部位多，而损伤1小时后给药，损伤部位MP摄入明显随损伤时间下降，与非损伤部位没有显著差异。Sekhon2等认为，急性脊髓损伤后5分钟就产生脂质过氧化物，1小时达到最大，以后逐渐下降。其最大值可达未损伤脊髓的3倍。Yoon等亦证实，MP的“有效作用时间（time window）”

14、极短。在他们的实验中，小于30分钟3。由此可见，MP必须早期使用，最好在急性脊髓损伤当时甚或提前使用才能最大限度地发挥其作用。研究表明，预防使用大剂量MP对SCI的神经功能有保护作用4、5。本研究结果表明，预防性使用大剂量MP后24小时，ASCI大鼠Molt斜板功能无明显改变，但在72小时明显提高，具有统计学意义。说明预防性使用大剂量MP可以改善ASCI大鼠的神经功能。这与实验中损伤脊髓病理形态的明显改变也是一致的。由于近来神经电生理科学的进展，诱发电位已成为脊髓损伤程度及预后估计的评价指标，特别是体感诱发电位（SEP）和运动诱发电位(MEP)。传统SEP不能直接反映脊髓运动功能状态，MEP才

15、是衡量运动功能重要的客观指标。MEP是由一组不同极性的波组成，其潜伏期和波幅各不相同。脊髓损伤后MEP的表现是由脊髓破坏程度所决定的：白质纤维脱髓鞘越重，前角运动细胞损伤数目越多，MEP的潜伏期延长、波幅下降越显著6。因此，通过观察MEP的潜伏期和波幅的改变，可以对脊髓运动功能的损伤程度以及预后情况作出判断。研究表明，大鼠SCI后的MEP变化与损伤程度相关，不同的打击重量可使MEP波幅不同程度下降以至消失。MEP所反映的神经功能丧失与脊髓坏死面积一致，且残存白质纤维的多少是传导功能是否保留的关键。余科炜等7发现，即使在重度打击伤的情况下，脊髓腹侧仍有部分白质保留，说明脊髓遭受重度创伤后仍有可能

16、残留部分神经功能。而这些残存神经传导功能是脊髓损伤病人后期康复所依赖的物质基础，也是目前临床SCI病人早期救治的重点。本研究结果显示，在ASCI后MEP潜伏期延长、波幅下降。预防使用大剂量MP后，MEP潜伏期明显缩短、波幅增高，说明预防使用大剂量MP可以改善损伤脊髓的MEP，改善神经功能。但两者的时间不一致。在SCI后24小时，MP组MEP潜伏期改变无显著差异；但MEP波幅的改变有显著差异。在SCI后72小时，两者改变均有统计学意义。这可能是SCI后24小时脊髓水肿及轴索水肿明显，对动作电位下传仍有明显影响。从以上研究可以看出，预防性使用大剂量MP后，急性脊髓损伤动物的运动功能、运动诱发电位、

17、脊髓病理改变等呈现出一致性的改善。表明大剂量MP对急性脊髓损伤有预防保护作用。参考文献1 余科炜, 李家顺, 贾连顺 等. 大鼠分级脊髓损伤对经颅电刺激运动诱发电位的影响. 中华外科杂志, 1998, 36(7): 417-420 2 Sekhon LH, Fehlings MG. Epidemiology, demographics, and pathophysiology of acute spinal cord injury. Spine, 2001, 26(24 Suppl): S2-123 Yoon DH, Kim YS, Young W. Therapeutic time window for methylprednisolone in spinal cord injured rat. Yonsei Med J, 1999, 40(4): 313-3204 Naso WB, Perot PL, Jr., Cox RD. The neuroprotective effect of high-dose methylprednisolone in rat spinal cord hemisection. Neurosci Lett, 1995, 189(3): 176-1785 宋跃明, 杨志明, 雷骥 等. 甲基强的松龙预防牵张性脊髓损伤的实验研究. 中国修复重建外