+Gz重復(fù)暴露對兔頸椎間盤的影響.pdf

1、頸椎是人體脊柱中不穩(wěn)定的節(jié)段，因其活動度較大，故容易發(fā)生頸椎損傷。頸椎病是飛行人員的一種常見病，與其飛行職業(yè)有著密切的關(guān)系。椎間盤病變是導(dǎo)致飛行員停飛的一個重要原因。一般認(rèn)為，椎間盤退變是椎間盤突出的重要原因。目前認(rèn)為年齡與損傷(包括積累性損傷)是導(dǎo)致頸椎間盤退變的兩個重要因素。椎間盤退變是一個與年齡相關(guān)的自然老化過程，而生物力學(xué)因素則是誘發(fā)和促進(jìn)椎間盤退變的一個重要外部條件。現(xiàn)代高性能戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)動飛行中所產(chǎn)生的正加速度具有高G值、快增

2、長率、持續(xù)時間長并可反復(fù)出現(xiàn)等特點，使得高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在訓(xùn)練中，尤其是在進(jìn)行空戰(zhàn)訓(xùn)練時，椎體不斷承受高載荷，頭盔以及夜視儀的重量更是增加了其頸部的負(fù)荷，最終導(dǎo)致頸椎間盤提早發(fā)生退行性改變。 近年來，高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的頸部損傷問題已經(jīng)受到世界各國的普遍重視。研究表明，飛行員頸部損傷多發(fā)生于20～40歲，而地面人員則多發(fā)于40歲以上年齡段。這表明殲擊機(jī)飛行員反復(fù)頻繁經(jīng)受高持續(xù)性+Gz作用可能導(dǎo)致頸椎間盤變性提前發(fā)生。但有關(guān)持續(xù)

3、性+Gz作用對頸部脊柱影響的動物或人體實驗研究還很少，頸椎病的發(fā)生與+Gz暴露的關(guān)系尚待進(jìn)一步明確，目前還沒有針對飛行員頸部損傷的有效防護(hù)措施。本研究通過觀察持續(xù)性+Gz重復(fù)暴露后兔頸椎間盤的改變，探討+Gz致頸椎退變的發(fā)生機(jī)制，為飛行員頸部損傷的防護(hù)提供理論依據(jù)。 本研究選用第四軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供的試驗用兔25只，隨機(jī)分為對照組、+Gz暴露1d組、2wk組、4wk組和6wk組，每組5只。+Gz暴露組兔每天連續(xù)5次暴露于+

4、6Gz、持續(xù)45s，中間間歇5min。對照組兔不進(jìn)行+Gz暴露。各組動物均于實驗前后頸椎側(cè)位拍片作自身對比，實驗結(jié)束后氣栓法處死并取頸椎C3～C7段椎間盤制成石蠟切片。分別對標(biāo)本切片做蘇木素-伊紅染色、苦味酸-天狼星紅染色及骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)免疫組化觀察并分析其變化規(guī)律。 本研究的主要結(jié)果及發(fā)現(xiàn)如下： 1.+Gz暴露后頸椎間盤形態(tài)學(xué)改變與對照組相比，+Gz暴露2wk后，兔頸椎間盤纖維環(huán)排列輕度不規(guī)則；暴露4wk后，

5、纖維環(huán)可見裂隙，排列不規(guī)則；暴露6wk后，纖維環(huán)裂隙明顯，排列十分不規(guī)則，纖維環(huán)內(nèi)可見軟骨細(xì)胞增生，髓核縮小，此外纖維環(huán)中可見少量散在分布的BMP表達(dá)陽性的軟骨細(xì)胞。 2.+Gz暴露后兔頸椎影像學(xué)改變與對照組相比，兔頸椎經(jīng)+Gz暴露1d、2wk后無明顯變化；暴露4wk及6wk后，可見椎間孔變小、椎間隙狹窄、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙模糊、關(guān)節(jié)面粗糙硬化等變化，但是未見頸椎椎體前緣骨贅形成。頸椎X線片各項打分結(jié)果顯示，+Gz暴露1d及2wk組

6、較對照組無明顯變化，+Gz暴露4wk及6wk組較對照組和+Gz暴露1d組、2wk組均顯著增加；+Gz暴露6wk組較4wk組也顯著增加。 3.+Gz暴露后兔頸椎間盤膠原分布的變化在偏振光顯微鏡下觀察苦味酸-天狼星紅染色的標(biāo)本切片，可見在對照組兔頸椎間盤纖維環(huán)部位，黃色或紅色的Ⅰ型膠原纖維呈環(huán)狀緊密排列，由纖維環(huán)向髓核，Ⅰ型膠原纖維逐漸減少，而不顯色的Ⅱ型膠原纖維卻逐漸增多，在髓核中心部位，Ⅰ型膠原纖維完全消失。在+Gz暴露組，可見

7、Ⅰ型膠原纖維呈環(huán)狀排列，纖維間出現(xiàn)裂隙，Ⅱ型膠原纖維逐漸由髓核向纖維環(huán)內(nèi)側(cè)移行，且隨著暴露時間的延長，纖維環(huán)膠原纖維間裂隙明顯，排列出現(xiàn)不規(guī)則，Ⅱ型膠原纖維在纖維環(huán)內(nèi)側(cè)表達(dá)增多。 綜上所述，本研究利用動物離心機(jī)暴露、形態(tài)學(xué)、影像學(xué)及免疫組化等方法，分析了+Gz暴露對兔頸椎間盤的病理變化及膠原分布的影響，主要得出了如下結(jié)論：+6Gz重復(fù)暴露4wk和6wk可引起兔頸椎間盤發(fā)生退行性改變。這對深入研究飛行人員頸椎病發(fā)生規(guī)律，并深入探討