論文一模擬高載荷及失重環(huán)境下對動物椎間盤退變的影響——隨機、對照及單盲評定中期椎間盤MMP1、MMP3與TIMP1表達的相關(guān)研究論文二人工頸椎間盤置換：置換節(jié)段活動度及相鄰節(jié)段退變分析.pdf

1、目的：飛行環(huán)境中的高載荷(high load，+Gz)及失重(weightlessness)環(huán)境是導(dǎo)致飛行員椎間盤退行性變(degenerative disc disease，DDD)的重要因素之一。本實驗通過模擬建立高載荷及失重的環(huán)境，對新西蘭大白兔脊柱的影像學(xué)以及椎間盤內(nèi)基質(zhì)金屬蛋白酶（mateix metalloproteinases，MMP）與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of metalloprote

2、inase，TIMP)的含量變化進行觀察分析。探討高載荷及失重環(huán)境共同作用對椎間盤的影響，以期為預(yù)防和延緩飛行員腰椎間盤退行性改變提供實驗理論依據(jù)。
　　方法：選取120只平均體重為3KG，7-8個月的健康雄性新西蘭大白兔，所有實驗動物在同等飼養(yǎng)條件下進行喂養(yǎng)，采用余數(shù)法隨機分為四組。既對照組，失重組，高載荷組，高載荷/失重混合組，每組再分為30天、60天、90天三個亞組。影像學(xué)采用X線，CT，MRI進行觀測。其中X線正側(cè)位觀察實

3、驗動物脊柱生理曲度是否改變，椎體是否出現(xiàn)滑移，椎間隙是否出現(xiàn)狹窄。CT觀測實驗動物腰6骶1處是否有鈣化，有無椎管狹窄。MRI觀測實驗動物腰6骶1處脊髓受壓情況，椎間盤及椎間隙是否有改變。并采用Thompson法對結(jié)果進行分級。模擬高載荷采用動物實驗離心機，7Gz暴露60秒，重復(fù)3次，每次實驗間隔1天。模擬失重采用本課題組改進的尾部懸吊法，采用每組各懸吊五天后，間隔兩天恢復(fù)自然體位，之后再次進行懸吊實驗。各組分別于30天、60天、90天采

4、用空氣栓塞法處死實驗動物，將實驗動物整段腰椎取出，用福爾馬林進行固定后選取腰6骶1作為觀察對象，檢測MMP1、MMP3以及TIMP1在椎間盤內(nèi)的陽性表達率，實驗數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示;采用方差分析，比較實驗組各時間段之間及對照組各時間段之間的統(tǒng)計學(xué)差異，P＜0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　結(jié)果：(1)影像學(xué):通過對各組實驗動物進行X片、CT、MRI進行比較，其中，X片與CT影像學(xué)結(jié)果各組之間無明顯區(qū)別。MRI可觀測到高載荷/失重混合組

5、90天時實驗動物腰6骶1椎間盤處T2加權(quán)限有一定降低，含水量有一定的降低，出現(xiàn)Modic改變。其余各組無明顯改變。(2)免疫組織化學(xué):將所取實驗動物腰6骶1處椎間盤標(biāo)本分別進行MMP1、MMP3以及TIMP1染色，通過免疫組織化學(xué)法檢測各組中MMP1、MMP3以及TIMP1在椎間盤內(nèi)的表達。在400X光學(xué)顯微鏡下觀察，MMP1、MMP3以及TIMP1的陽性顯示為棕褐色顆粒，且主要分布于細胞漿內(nèi)。在所選標(biāo)本的對照組中MMP1、MMP3以及

6、TIMP1均較少表達，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，實驗組中MMP1、MMP3以及TIMP1均出現(xiàn)陽性表達(P＜0.05)，其中高載荷/失重混合組在各時間階段陽性表達最為明顯，高載荷組次之，失重組陽性表達率在相同時間階段各組中最低。
　　結(jié)論：高載荷/失重會引起動物腰椎間盤的退變，二者可導(dǎo)致椎間盤內(nèi)MMP1、MMP3以及TIMP1的含量發(fā)生改變，同時隨著時間的延長退變也更為明顯。其中高載荷與失重混合組的退變最為明顯，單純高載荷