强制性运动训练对脑梗塞大鼠运动功能和记忆能力的影响

强制性运动训练对脑梗塞大鼠运动功能和记忆能力的影响

唐艳

台州恩泽医疗中心（集团）台州医院康复医学科317000

摘要：目的：观察强制性运动训练对脑梗塞模型大鼠运动功能和记忆能力的影响。方法：共选取50只大鼠，制作成动物模型，将制模成功的50只大鼠随机分为运动组和对照组。运动组通过石膏固定健侧前肢，从而强制大鼠使用患侧肢体，每天进行半小时爬坡训练；对照组制模后未给予特殊处理。分别于造模后第二天及训练2周后，对两组大鼠进行肌力测验、平衡木行走试验及水迷宫试验。结果显示两组大鼠训练前无显著差异，训练2周后，与对照组比较，肌力测验、平衡木行走试验及水迷宫试验均有改善(P<0．05)。结论：强制性运动训练可改善脑梗塞大鼠运动功能及记忆能力。

关键词：强制性运动；脑梗塞；运动功能；记忆能力

脑梗塞是一种多发于中老年人群的神经系统疾病，其发病率随年龄增长而增高，尤其遗留的后遗症给患者日常生活及工作均带来严重影响。大量临床研究发现[1,2]，运动训练对各种神经退行性疾病均有一定疗效。本研究通过对脑梗塞模型大鼠给予强制性运动训练(con—straint—inducedmovementtherapy，CIMT)，观察该疗法对脑梗塞大鼠运动功能及记忆能力的影响，从而为临床应用CIMT治疗脑梗塞患者提供参考依据。现报道如下。

1材料与方法

1.1实验动物

共选取健康大鼠50只，5月龄，雌雄各半，质量250～300g。

1.2脑梗塞模型制作

材料：制备插线选用进口的高碳素钓鱼线，直径为0.20-0.28mm，长度4cm左右，在前端用细砂纸磨钝并沾上蜡，防止插漏血管，并在距离前端18mm处作标记，标记后的鱼线用生理盐水浸泡备用。

模型制备：实验动物以10%的水合氯醛（0.32ml/100g）腹腔麻醉后，仰卧固定于手术台上，颈部正中切开皮肤及浅筋膜，钝性分离胸锁乳突肌与胸骨舌骨肌，暴露颈总动脉与迷走神经，在颈总动脉近心端结扎，结扎颈外动脉，电凝联系颈外动脉与颈内动脉之间的动脉，在颈内动脉穿线备用，在颈总动脉结扎的上端距离颈总动脉分叉处剪一小口，用制备好的鱼线沿颈总动脉插入颈内动脉，当到达指定长度（18mm左右）时结扎颈内动脉。在插线的过程中要注意手感，当遇到阻力时，不要用蛮劲插入，当鱼线弯曲时要更换，手法要轻柔，迅速，动物清醒后，观察大鼠的行为和神经症状。

方法：对大鼠进行神经病学分级：分级标准如下:0分:无神经功能缺损;1分:前肢出现任何屈曲成分(即提尾悬空实验阳性),不伴其他不正常;2分:侧推抵抗力下降(即侧向推力实验阳性),伴前肢屈曲,无转圈行为;3分:同2级行为,伴自发性旋转(自由活动时向瘫痪侧划圈)。选择Ⅲ级及以上模型大鼠进行试验。

1.3动物分组处理

将制模成功的大鼠随机分成对照组和运动组各25只，并将运动组大鼠右侧肢体(即健侧前肢)固定于石膏中，固定时使健侧前肢相对于胸骨呈自然屈曲状态，迫使大鼠使用对侧前肢(即患侧前肢)活动，固定时间持续2周；对照组大鼠制模后未给予特殊处理。2组大鼠均被安置在透明、含有木屑的有机玻璃笼内喂养，每笼4～5只，自然昼夜节律光照，期问自由摄食、饮水。

1.4运动功能与记忆能力检查

分别在术后第2天和第15天对大鼠进行平衡木行走试验、肌力测验及水迷宫试验。

1.4.1平衡木行走试验(beamwalkingtest)

平衡木长80cm,宽2.5cm,平放在距离地面高10cm处。按Feeney的记分标准,0分:穿过平衡木,不会跌倒;1分:穿过平衡木,跌倒机会少于50%;2分:穿过平衡木,跌倒机会大于50%;3分:能穿过平衡木,但受累的瘫痪侧后肢不能帮助向前移动;4分:不能穿过平衡木,但可坐在上面;5分:将大鼠放在平衡木上会掉下来。

1.4.2肌力测验双侧前爪抓握(bilateralforepawsgrasp)

用直径0.15mm铁丝绳,长46cm,置于距地面70cm高度上,其下放高3.5cm泡沫箱。将大鼠两个前爪放在绳上,放开,记录大鼠在绳上的时间。0分:挂在绳上0～2s;1分:挂在绳上3s～4s;2分:挂在绳上5s;3分:挂在绳上5s,将后腿放在绳上。

1.4.3水迷宫试验

水迷宫试验的圆形水池直径120cm,深45cm,盛满室温水,加入奶粉使之变浑浊。在圆池1/4象限水平面下2cm隐藏一平台。每天进行8次水迷宫训练,每次训练1个象限中的1个起点,让大鼠找到平台并爬上去,待其在平台上休息15s后,再将它放在第2个预先随机确定的起点进行训练。如果120s内找不到平台由试验者用引导棒引导大鼠到平台.正式试验过程中,超过120s仍找不到平台者记为120s.每次训练后用干毛巾将小鼠擦干以防止低体温造成的应激,记录大鼠游泳找到平台的潜伏时间。

1.5统计学分析

本研究所得数据以(±s)表示，选用t检验，P<0．05表示差异具有统计学意义。

2结果

两组大鼠在第2天测试结果显示数据无显著差异，训练后差异显著（P<0．05）。

2.1两组大鼠运动功能检查结果比较（见表1、表2）

对2组大鼠行为学检查结果比较后发现，两周后运动组大鼠自主活动较对照组增多，自主觅食能力明显增强，活动范围增大；运动组大鼠平衡木行走试验跌倒次数（0.0±0.0）显著少于对照组（0.2±0.45），肌力测试评分（3.0±0.00）明显高于对照组（1.8±0.84），组间差异均具有统计学意义(P<0．05)。

2.2组大鼠记忆能力检查结果比较（见表3）

两周后运动组大鼠记忆能力显著增高，水迷宫游出时间（13.89±2.28）明显少于对照组（25.16±4.29），组间差异具有统计学意义(P<0．05)。

3.讨论

大脑皮层缺血或局灶性、创伤性损伤可引起大量神经元及胶质细胞的结构和功能发生变化,引起一定的自发性功能恢复,而运动训练可促进这种可塑性改变和功能的恢复[3]。这种改变是脑损伤后功能恢复的基础,而神经再生在脑损伤患者的功能恢复中发挥着重要作用,神经再生包括轴突再生和树突分支生长,由于树突分支的增加提供更多表面进行突触发生,重建轴树连接,因此树突分支的增加是神经发生的重要组成部分[4]。近年来研究结果[5]表明,脑卒中后运动系统通过残存神经元输出运动指令来完成自身的重塑,而卒中后皮质兴奋性的改变更为运动系统的修复提供了良好的基础,康复训练是促进大脑树突生长的积极因素.丰富多样的康复训练可促进大鼠缺血再灌注脑损伤后功能的恢复,并可加强损伤对侧大脑皮层神经元的改变,以上作用可能是多种积极因素综合作用的结果[6]。

强制性运动疗法通过限制了健侧肢体的使用,迫使大鼠不得不使用患侧肢体,从而达到一个更好的治疗效果。本研究结果显示,治疗组加用强制性运动疗法后,在患肢的灵活性和使用频率方面均呈明显好转,疗效显著,与VanderLee等[7]的治疗结果相近。现代康复理论也肯定了“脑的可塑性理论”,强制性运动疗法治疗的前提就是最大限度的应用这一理论。通过强制性运动疗法逐渐地改“习得性废用”为“习得性使用”,充分调动脑的学习能力,促进运动能力的康复。实验证明,对动物进行反复多次的环境刺激和功能训练与树突和树突突触的数目及突触效能的增加呈正相关[8],广泛的大脑皮质损伤在较大程度上使结构和功能发生改变,而对损伤区域的刺激可促进功能恢复[5]。重复和强化训练是强制性运动的主要治疗因素，重复训练和患侧肢体的使用可以导致大脑皮质功能重组，反复密集的训练激活了大脑皮层神经元的兴奋性，促进了大脑的功能重组，与国内外相关研究一致[9,10]。

有研究表明脑缺血后给予强制性运动疗法的干预会促进内源性神经干细胞的激活，导致神经系统的自身修复能力增强，从而促进了肢体运动功能的康复[11]。本研究采用的方法对脑梗塞后大鼠患肢功能障碍进行干预，通过限制健侧肢体，强迫患侧上肢进行特定行为再塑训练及密集的重复练习机会，经有针对性和选择性的运动强化训练，对患侧肢体产生主动性重复刺激，经长期反复训练能形成相应的条件反射，改善神经及其支配肌肉的功能，从而达到运动训练的目的。

参考文献：

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