脊髓爆震傷的病理特征及熱休克蛋白70對脊髓的保護(hù)作用.pdf

1、隨著武器裝備的現(xiàn)代化以及高科技戰(zhàn)爭條件下戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的轉(zhuǎn)變，各國軍隊(duì)的遠(yuǎn)程打擊能力及爆炸性武器威力都大大提高，精確制導(dǎo)的大規(guī)模殺傷性武器越來越多的用于戰(zhàn)場，戰(zhàn)場上爆炸沖擊傷的數(shù)量明顯增加。脊髓作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)一旦受損，輕者影響戰(zhàn)斗力，重者導(dǎo)致截癱甚至死亡，特別是脊髓截癱患者傷后護(hù)理困難、費(fèi)用高昂、極易罹患各類并發(fā)癥，因此脊柱、脊髓戰(zhàn)傷已經(jīng)成為各國相關(guān)部門研究的熱點(diǎn)。
　　以往，中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是脊柱、脊髓火器傷的研究重點(diǎn)集中在槍彈貫通

2、傷，但是隨著各國單兵保護(hù)裝備的不斷更新和恐怖主義活動的增加，單純的槍彈貫通傷數(shù)量明顯減少，而爆炸沖擊傷明顯增加。本課題在以往脊柱脊髓爆震性損傷動物模型的基礎(chǔ)上，利用已申請國家實(shí)用新型專利的多功能全自動壓力沖擊儀（專利申請?zhí)?00820030390.7）建立神經(jīng)細(xì)胞沖擊損傷模型，從細(xì)胞水平研究脊髓爆震傷的損傷機(jī)制，初步探討脊髓爆震傷后的早期救治，以期為臨床針對性治療脊髓爆震傷提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　第一部分：脊髓爆震傷動物模型的建立及相

3、關(guān)研究
　　1.脊髓爆震傷動物模型的改進(jìn)及病理變化研究。針對脊髓在沖擊損傷后的一系列病理變化，我們建立可控性脊髓爆震傷動物模型，選擇3gC4混合軍用炸藥球作為爆源，完全排除了彈片的干擾，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好的可重復(fù)性和脊髓損傷單純的沖擊性。對實(shí)驗(yàn)動物腦及胸腹臟器加以妥善保護(hù)后，背部平肩胛下角平面的胸腰段脊柱暴露于爆源正下方，電控引爆。實(shí)驗(yàn)中選取1、2、3、4cm的爆炸距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過觀測不同爆炸距離的實(shí)驗(yàn)動物致傷情況，選擇適當(dāng)?shù)谋?/p>

4、距離作為動物模型的建立參數(shù)。最終選擇4cm的爆炸距離作為脊髓爆震傷動物模型的標(biāo)準(zhǔn)爆炸距離。然后，通過病理組織切片和透射電鏡技術(shù)對脊髓爆震傷后的病理變化進(jìn)行系統(tǒng)的觀察。結(jié)果證實(shí)：
　　①動物沖擊傷的死亡原因主要是體內(nèi)重要臟器的挫傷、出血；在臟器損傷中肺部的挫傷最為常見，也是死亡的首要原因。爆炸源為3gC4混合軍用炸藥球，4cm爆炸距離制作的脊髓爆震傷模型的可控性、重復(fù)性好，動物成活率高，未造成脊柱骨折，單純沖擊因素致傷的特點(diǎn)，為脊髓

5、爆震傷的研究奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　?、诩顾璞饌麡?biāo)本表面可見出血及椎管內(nèi)血管的凝血，由此而造成了脊髓的缺血性損傷，是脊髓繼發(fā)性損傷的主要因素之一。從病理切片上看，損傷主要是神經(jīng)元細(xì)胞核濃聚、偏位甚至破裂，尼氏小體消失，白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，髓鞘板層結(jié)構(gòu)松散甚至崩解，并可見組織出血，及血管內(nèi)瘀血、血栓形成。
　　③透射電鏡的觀察爆震傷脊髓主要是白質(zhì)的脫髓鞘改變，髓鞘結(jié)構(gòu)松散、斷裂，有空泡形成；線粒體腫脹，微絲“漂浮”于胞質(zhì)中，核呈“孤島

6、”，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)明顯擴(kuò)張呈大泡，皺襞斷裂，核內(nèi)胞質(zhì)濃聚。
　　2.脊髓爆震傷與機(jī)械性損傷的病理對照研究。對比研究了脊髓爆震傷與機(jī)械性脊髓損傷的病理特點(diǎn)。機(jī)械性損傷模型選用了Allen氏脊髓損傷法（20g重物10cm）。在損傷后脊髓標(biāo)本HE染色的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用Tunel染色的方法觀察傷后6h、12h和24h兩種損傷后組織細(xì)胞的凋亡情況，DNAladder分析了爆震傷脊髓凋亡的情況。通過透射電子顯微鏡對比觀察脊髓組織的超微結(jié)構(gòu)。最后運(yùn)用

7、BBB評分方法對比兩種脊髓損傷動物的神經(jīng)功能恢復(fù)情況。結(jié)果證實(shí)：機(jī)械性脊髓損傷范圍局限，局部出血、淤血較嚴(yán)重，損傷節(jié)段大量脊髓神經(jīng)元變性呈不可逆改變；爆震性損傷累及脊髓節(jié)段范圍廣，于未損傷節(jié)段亦可檢測出細(xì)胞凋亡發(fā)生，神經(jīng)元壞死發(fā)展迅速；電鏡下表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器毀損更嚴(yán)重。
　　3.熱休克蛋白70對動物脊髓爆震損傷的保護(hù)性研究。觀察了熱休克蛋白（HSP70）對爆震傷脊髓的保護(hù)作用：采用免疫組化的方法檢測脊髓爆震傷動物模型損傷后組織中

8、HSP70的表達(dá)情況。與單純爆震損傷的對照組對比觀察熱休克預(yù)處理的動物脊髓神經(jīng)細(xì)胞凋亡的情況。然后，利用行為學(xué)評分的方法，比較熱休克預(yù)處理組與對照組神經(jīng)功能恢復(fù)的情況。結(jié)果證實(shí)：HSP70在爆震沖擊后在動物的脊髓組織內(nèi)表達(dá)量較少，這可能與組織受到爆震沖擊時發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷，沒有時間產(chǎn)生熱休克蛋白有關(guān)；經(jīng)熱休克預(yù)處理的脊髓組織可以大量表達(dá)HSP70，對脊髓組織細(xì)胞的凋亡有明顯的抑制作用，對爆震傷后動物的脊髓起到保護(hù)作用。
　　第二部分：

9、細(xì)胞沖擊傷模型的建立及相關(guān)損傷機(jī)制研究
　　PC12細(xì)胞沖擊損傷模型的建立及病理機(jī)制研究。使用本課題中研制的全自動壓力損傷儀對PC12細(xì)胞體外沖擊加載壓力，觀察細(xì)胞的活性及增殖情況。根據(jù)細(xì)胞MTT結(jié)果，確定0.5Mpa,10min為壓力損傷參數(shù)建立PC12細(xì)胞的體外壓力損傷模型。進(jìn)一步運(yùn)用免疫組化、流式細(xì)胞儀、透射電子顯微鏡等方法研究其病理變化，結(jié)果證實(shí)：
　?、偌?xì)胞的活性及增殖受到壓力損傷的影響，隨壓力的增高，細(xì)胞的增殖減

10、慢，較高的壓力時（0.7Mpa），細(xì)胞大多數(shù)死亡；在0.5Mpa是細(xì)胞多數(shù)表現(xiàn)出凋亡的發(fā)生。
　?、跈C(jī)械性損傷對細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)有破壞作用，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，凋亡的發(fā)生與細(xì)胞微管結(jié)構(gòu)的破壞時程相一致。并且病程發(fā)生早，發(fā)展迅速，這些病理特點(diǎn)提示爆震沖擊性損傷以損傷骨架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。
　　鑒于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明脊髓的爆震沖擊傷不同于一般的機(jī)械壓迫性損傷，傷情更復(fù)雜，發(fā)病早且范圍更廣；沖擊震蕩對脊髓細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu)影響較大，且凋亡發(fā)生早。這些