宽波电脉冲电针足三里防治下肢肌萎缩研究

庄伊洢,陈玄,叶笑然,黄晓卿(福建省中医药研究院,福州 350003)



宽波电脉冲电针足三里防治下肢肌萎缩研究

庄伊洢,陈玄,叶笑然,黄晓卿
(福建省中医药研究院,福州 350003)

【摘要】目的筛选电针防治肌萎缩的优化电脉冲波宽。方法将40只大鼠制作成下肢肌萎缩模型,分为Ⅰ组(不电针)、Ⅱ组(波宽0.5 ms,频率2 Hz)、Ⅲ组(波宽100 ms,频率2 Hz)、Ⅳ组(波宽200 ms,频率2 Hz),电针足三里和承山穴。以坐骨神经功能指数(SFI)、腓肠肌湿重比(GW)、腓肠肌纤维横截面积比(GC)、腓肠肌细胞直径比(GD)和腓肠肌细胞凋亡指数(AI)为疗效指标。结果与Ⅰ组相比,Ⅲ组和Ⅳ组的SFI、GW明显增大(P＜0.05),Ⅳ组的GC明显增大(P＜0.05);与Ⅰ组、Ⅱ组比,Ⅲ组、Ⅳ组的患侧AI明显减小(P＜0.05)。结论电针疗效与电针的脉冲波宽有关,100 ms和200 ms的波宽防治肌萎缩的效果明显优于常规电针仪的0.5 ms脉冲。

【关键词】电针;波宽;肌萎缩;坐骨神经功能指数;大鼠

电针疗法可延缓肌萎缩及僵化进程[1-6]。当代电针疗法的通用电针仪输出参数中强度、波型等可调,而波宽是固定的,数值为0.2～0.5 ms,属于短波宽脉冲。研究发现[7],健康肌肉与神经受损后所支配的肌肉在机体中是混合着的,后者往往需要更大刺激强度才能得到最有效的刺激;通用电针仪电刺激后首先引起健康肌肉的收缩,进一步加大刺激强度会造成健康肌肉的过度收缩。为数不多的机构研究并获得适合的治疗肌萎缩的波宽不完全一致,范围在10～300 ms[7];美国学者Petrofsky的研究显示,25 ms的电脉冲波宽可使失神经肢体获得较好康复效果[8]。以上提示,治疗肌肉萎缩所需的波宽至少大于10 ms。究竟多大的波宽能够提高电针治疗肌肉萎缩的疗效呢?本文拟观察比较不同的波宽对电针防治肌萎缩的疗效,筛选优化电脉冲波宽。

1　材料与方法

1.1动物造模及分组

SD雄性大鼠40只。右侧下肢以坐骨神经切断法手术[9]制作萎缩模型,左侧下肢假手术。造模4星期后,大鼠随机分为Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组,每组10只。Ⅰ组不用电针,其余3组采用不同波宽的电针。

1.2电针

电针大鼠患侧足三里和承山穴。每日1次,每次30 min,5次为1个疗程,疗程间隔2 d,共4个疗程。各组电针参数均为单脉冲连续波,频率2 Hz;Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的波宽,依次为0.5 ms、100 ms、200 ms。由小至大调节各组强度,以大鼠下肢肌肉在肉眼下轻微收缩、跳动,针柄明显颤动为度。

1.3疗效检测

4个疗程结束后立即进行。

1.3.1检测坐骨神经功能指数(SFI)

这是一种以足底图形来检测坐骨神经功能的方法[10],本文采用拍照法获取足底照片(图1),两个60 cm ×10 cm×8 cm的通道上下叠放,中间以透明玻璃板相隔。上方通道左右面分别固定不透明及透明的遮挡板。下通道左侧放置与长轴平行的45°的镜子,大鼠在上通道玻璃板上行走,右侧照相机镜头拍镜面中的足底。分别测量①足印长度(print length,PL),从足跟到足尖的最长距离;②足趾宽度(toe spread,TS),第1趾到第5趾连线距离;③中间足趾宽度(intermediary toe spread,IT),第2趾到第4趾连线距离;代入Bain公式检测SFI。Bain公式,SFI=[109.5(eTS－nTS)/nTS－38.3(ePL－nPL)/nPL＋13.3(eIT－nIT)/nIT]－8.8(前缀e代表病损侧,前缀n代表健侧)。

图1　大鼠步行中的足底图形记录装置示意图

1.3.2检测肌湿重(GW)、肌纤维横截面积(GC)、肌细胞直径(GD)和腓肠肌细胞凋亡指数(AI)

取各组大鼠双下肢腓肠肌,称量肌湿重。石蜡包埋处理后,沿肌纤维横、纵切面方向进行切片。横切片HE染色,纵切片TUNEL染色。每张切片随机选择5个不重复高倍视野(×40)在Image-Pro Plus图像分析系统中处理。横切片每个视野分别检测腓肠肌纤维横截面积及细胞直径,求平均值。纵切片每个视野计数阳性细胞核数和总细胞核数,AI=阳性细胞核数/总细胞核数,求平均值。

1.4统计学方法

GW、GC、GD均以患侧与健侧的测定值之比表示。各组的SFI、GW、GC、GD和患侧AI均以均数±标准差表示,采用单因素方差分析进行统计,P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2　结果

与Ⅰ组比,Ⅱ组SFI、GW、GC以及患侧AI均无显著变化,Ⅲ组和Ⅳ组的SFI、GW、GC以及患侧AI均有显著变化,说明宽波脉冲的疗效明显优于短波宽脉冲。详见表1。

表1　电针足三里穴-承山穴治疗大鼠下肢肌萎缩疗效比较

3　讨论

已知神经受损后所支配的肌肉与健康肌肉相比,兴奋性低,表现在对短波宽脉冲刺激不敏感。表1中,Ⅱ组采用通用电针仪的短波宽脉冲,其脉冲波宽为0.5 ms,Ⅲ组、Ⅳ组则分别采用100 ms和200 ms的波宽,与Ⅰ组比,Ⅱ组SFI、GW、GC以及患侧AI均无显著变化,Ⅲ组和Ⅳ组的SFI、GW、GC以及患侧AI均有显著变化,说明宽波脉冲的疗效明显优于短波宽脉冲。

坐骨神经、股神经、闭孔神经等为主要支配下肢的神经。坐骨神经支配5个足趾,股神经、闭孔神经等无支配5个足趾。因此失去坐骨神经后,大鼠5个足趾伸缩异常,5个足趾间的距离异常可反映坐骨神经损伤和康复程度。1982年De Medinaceli通过大鼠足底着地点的变化,分析大鼠的足底印,对比健侧和患侧5个足趾间距离关系,建立了SFI公式,称为坐骨神经功能指标。1988年Bain等完善了SFI公式,Bain公式成为了公认的评定坐骨神经功能损伤和康复的指标[11]。SFI的评定范围是,SFI=0为正常,SFI＜0为不同程度的损伤。本研究拍摄大鼠步行的足底照片,表1是根据照片而测量足底数据,代入Bain公式而得到。表1可见,与Ⅰ组比,Ⅱ组的SFI无显著性差异;Ⅲ组、Ⅳ组的SFI明显增大;说明采用宽波电针可以更好地改善下肢功能。

研究表明,失去坐骨神经后的4星期内腓肠肌肌湿重迅速下降,可降为正常值的30%左右,4星期后湿重缓慢下降;肌细胞直径及截面积呈持续性下降[12]。故本研究在造模4星期后开始电针治疗,以便在肌湿重下降的稳定期观察电针干预的效果。本文以GW、GC、GD作为电针治疗肌肉萎缩的疗效指标,这些指标均以大鼠同体患健侧的测定值之比表示,可排除不同大鼠的个体差异。表1可见,Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的波宽依次增大,大鼠下肢的GW、GC也依次增大。与Ⅰ组比,Ⅱ组GW、GC和GD均无明显增大,Ⅲ组和Ⅳ组GW均明显增大,Ⅳ组的GC明显增大,说明宽波刺激可以提高肌萎缩的疗效。

TUNEL染色下,凋亡细胞核呈深棕色,其核边缘、大小异常,这样的细胞核称为阳性细胞核。细胞凋亡指数(AI)是指在单个视野下,阳性细胞核数量占全部细胞核数量的百分比。AI越大表示细胞的凋亡情况越严重,正常细胞AI值约为0。表1中,各组均是患侧AI,Ⅰ组的AI最大,Ⅲ组的AI最小。与Ⅰ组比,Ⅱ组的患侧AI无明显减小;Ⅲ组和Ⅳ组的患侧AI明显减小,说明宽波电针能抑制肌细胞凋亡。与Ⅱ组比,Ⅲ组和Ⅳ组的患侧AI明显减小,说明100 ms和200 ms的波宽疗效优于0.5 ms。

综上所述,采用100 ms和200 ms的波宽电针较通用电针仪0.5 ms的波宽电针能更有效地延缓肌萎缩,减轻运动功能的异常程度。由于目前的电针仪不能产生宽波来提高电针延缓肌萎缩疗效,建议生产有大波宽电脉冲输出功能的电针仪。

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【中图分类号】R2-03

【文献标志码】A

DOI:10.13460/j.issn.1005-0957.2016.06.0742

文章编号:1005-0957(2016)06-0742-03

收稿日期2015-12-20

基金项目:国家自然科学基金面上项目(81373733);福建省卫生厅中医药科研项目(wzzh201306);福建省属公益类科研院所基本科研专项(2015R1035-4)

作者简介:庄伊洢(1988-),女,实习研究员,硕士

通信作者:黄晓卿(1957-),女,研究员,Email:huangqx6@aliyun.com

Study of Wide Pulse Wave Electroacupuncture at Zusanli(ST36)for Preventing and Treating Lower Limb Muscle Atrophy

ZHUANG Yi-yi,CHEN Xuan,YE Xiao-ran,HUANG Xiao-qing.
Fujian Academy of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou 350003, China

[Abstract]ObjectiveTo sift and optimize pulse width for electroacupuncture prevention and treatment of muscular atrophy. MethodA model of lower limb muscle atrophy was made in 40 rats.They were randomized into groupsⅠ(no electroacupuncture), Ⅱ(a pulse width of 0.5 ms and a frequency of 2 Hz),Ⅲ(a pulse width of 100 ms and a frequency of 2 Hz)andⅣ(a pulse width of 200 ms and a frequency of 2 Hz).Points Zusanli(ST36)and Chengshan(BL57)were given electroacupuncture.Sciatic function index(SFI),gastrocnemius muscle wet weight ratio(GW),the cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers(GC), gastrocnemius muscle cell diameter(GD)and gastrocnemius muscle cell apoptosis index(AI)were used as indicators of therapeutic effect.ResultCompared with groupⅠ,SFI and GW increased significantly in groupsⅢandⅣ(P＜0.05).Compared with groups ⅠandⅡ,AI on the affected side decreased significantly in groupsⅢandⅣ(P＜0.05).ConclusionThe therapeutic effect of electroacupuncture is related to its pulse width.The pulse widths of 100 ms and 200 ms are significantly more effective than a pulse width of 0.5 ms from a conventional electroacupuncture device in preventing and treating muscular atrophy.

[Key words]Electroacupuncture;Wave width;Muscular atrophy;Sciatic function index;Rats