模拟人体频谱治疗仪照射对外周神经病治疗机理的探讨

中国医学科学院基础医学研究所 肖文华 谢益宽

摘要

外周神经受到损伤诱发相关部位行为上的痛觉过敏和感觉异常。损伤区传递冲动的能力丧失和引起神经髓鞘膜的脱落。在这类纤维上记录到产生于损伤区的异常传入电活动。脱髓鞘膜区对K＋通道阻断剂四乙胺乙酸盐（TEA）及山莨菪碱反应非常敏感。这种病理动物经过WS－频谱仪照射后，痛觉过敏消失，神经动作电位的传导功能部分恢复。神经的脱膜区对TEA及山莨菪碱反应迟钝。提示WS－频谱仪对外周神经损伤有一定的治疗作用可能是通过恢复神经轴索膜的结构有关。

前言

神经系统，包括中枢和外周神经组织，受到损伤而导致功能异常或丧失是当今医学界最具有挑战性的问题。由于神经系统的特异性，虽然通过病因及病理的检查可以作出明确的诊断。但是治疗上常常束手无策。外周神经痛是临床上很常见的一类疾病。由于创伤、感觉异常等生理功能的改变（1－4）。电生理学实验已记录到损伤神经干产生自发的异常传入冲动，并证明这种异常的电活动与行为上的痛觉异常有密切的关系（5）。寻找恢复神经功能正常活动的方法是我们这一研究的主要目的。频谱仪在临床上已证明对神经功能异常而诱发的疼痛有缓解作用。 本文报导用WS－频谱仪照射神经损伤区后对动物的痛觉过敏行为，神经传导功能及损伤区对某些离子通道相关药物的影响，并对可能的作用原理进行比较。

方法

实验在成年的SD大鼠。利用铬制羊肠轻度结乳坐骨神经，神经受到慢性压迫而损伤。表现神经髓鞘膜脱落。手术后第二天起，结扎侧肢体常常处于警戒状态，对热伤害性刺激反应过敏，表现为缩腿潜伏期缩短，手术后6－7天达到高峰，并可维持痛觉过敏3个月左右，建立这种病理模型及测定的方法详见我们的报道。（6）。

WS－频谱仪的照射程度

动物模型随机分成数量相等的实验组和对照组，从手术后的第二天起实验组有频谱仪每天照射二次，每次60分钟，频谱仪的功率为250W，患肢距照射源为25－30cm；对照组用相同功率的红外线灯照射，除了考虑到照射源过近会危及动物而适当延长距离外，其它参数与实验组相同。

动物痛阈测定

动物经过2周的照射后，分别测定双下肢掌面对伤害性热刺激的缩腿反应，利用光源焦点作用于掌面，通过电子计时系统自动记录从刺激开始到肢体缩离刺激源的时间，作为痛阈的潜伏期。每实验日测试五次，每次间隔十分钟。用手术侧的潜伏期减去非手术侧的潜伏期的差值作为衡量手术侧的痛觉状态，负值表示痛觉过敏，正值表示痛觉迟钝。

神经损伤区传导冲动功能的测定

在戊巴比妥钠麻醉下，分离出包括损伤区上下长达4－6cm的坐骨神经段，皮辨构筑油槽，灌注温石蜡油保护神经。在体视显微镜下从离结扎区4－5cm的中枢端分离神经细束，单极记录单神经纤维的电活动，详见我们以前的报道（5）。

在分析神经对离子通道有关药物的反应时，除去损伤区的羊肠线及增生的结缔组织，裸露神经损伤区，便于药物的直接作用。分别用TEA（Sigma,10mM)或山莨菪碱溶液（天津制药厂，10mM）浸泡损伤区，观察药物的效应。

为了观察神经损伤区的传导功能，将损伤区外周端的腓深或腓浅神经分离开来并在一单极记录电极上，刺激电极置于尽可能远离损伤区的中枢端上，记录动作电位是在非动化下进行的，从而避免肌电的干扰。

急性实验时，动物体温保持在37－38℃之间。

结果

一、 痛觉过敏行为的变化

多组次的动物测定表明，神经损伤侧的肢体都毫无例外地显示痛觉过敏。5组动物测定的反应潜伏期的差值总结于表1中，4组对照组的测定结果都为负值。说明神经损伤透发的痛觉过敏的是一种稳定的现象。而唯独经过照射的实验组不出现痛觉过敏甚至反转为痛觉迟钝。证明经过照射而导致的感觉功能变化是一种起真实的生理效应。

二、 异常的自发性传入冲动。

我们已经证明，神经损伤区本身能产生异常的自发传入放电。这些异常活动与行为上的痛觉异常有关。（5）经过频谱仪照射的动物虽然仍然可以记录到自发电活动。但比较图1发现照射动物的自发放电频率明显低于对照组，并可查出感觉野。提示频谱仪的照射可导致受损伤的神经功能的恢复。

在实验过程中观察到，用K＋通道阻断剂TEA局部浸泡神经的损伤区，异常放电急剧增加，并使原来处于静息状态的纤维放电。（5）我们在8只实验组动物的8根纤维上重复上述实验，都没有诱发出放电频率的明显变化。图1是对照组和实验组结果的比较。

与TEA的作用相反，我们发现山莨菪碱可以阻断损伤神经纤维的异常放电，而经过频谱仪照射的损伤纤维的放电则不受莨菪碱所影响。（图2）。从这些实验的结果，我们倾向于认为，频谱仪的照射可以改变受伤神经轴索膜的离子通道组成或改变膜的组织结构。

三、 损伤区神经传导功能的变化

实验证明，由于慢性压迫使神经损伤和髓鞘膜脱落的神经纤维失去传递冲动的功能。功能的恢复常需要2－3个月的时间。应用频谱仪照射的动力，6只中有5只记录到通过损伤区的复合动作电位。图3是一组代表正常，损伤和经过两个星特的频谱仪照射后腓浅神经的复合动作电位图。从图中发现，受照射的动物、动作电位已能通过损伤区，只是传导的速度低于正常动物。而在5例红外线照射的动物中，则完全记录不到复合动作电位。

从上述的实验结果证明：WS－频谱仪的照射可以加速受到损伤的神经恢复正常的功能。

讨论

采用慢性机械压迫法使外周神经缺血，导致神经功能活动和形态学的改变，包括传导阻滞，感觉异常以及神经髓鞘膜脱落。这些诱发出来的症状和结构上的损伤与临床上由于疾病、缺氧、中毒或创伤而引起外周神经病变非常相似。（1－4）在我们的动物模型上，已经证明损伤部位的神经组织髓鞘膜脱落，损伤区的中枢端发生肿胀，髓鞘膜脱落区成为产生异常传入活动的发源区，本区的神经轴索膜新生出K+．Na+ 及Ca++通道，行为上表现为痛觉过敏感觉异常以及植物性神经功能紊乱等症状。（5·7）

应用频谱仪照射，可以消除或减轻神经损伤后引起的生理异常现象。是什么因素在恢复神经功能和消除异常活动中起着关键的作用。照射时产生热效应是一种最易感觉到的现象。因而第一种可能性就是热效应改善局部的微循环，使缺氧的神经获得修复创伤的条件，但从对照实验组的动物看来，这种推论并不可靠，应用相同功率的红外线灯照射神经损伤的动物，其神经损伤区对TEA，山莨菪碱的反应以及神经冲动传递的情况与不作任何处理的动物的神经完全相同，提示热作用似乎不是频谱仪照射的主要因素。

神经损伤，髓鞘膜脱落不仅可引起神经细胞器的变化，而且也引起神经细胞膜成分和流动性的改变。正常神经纤维的轴索膜，除了在朗飞氏结区外通常在髓鞘膜仓结下的部分亦没有K+ Na+通道。而当失去髓鞘膜后，裸露的膜上产生出新通道（8）使神经对内外环境的变化（此处有图1，P8；图2、3，P9）极为敏感。这可能是神经损伤后代偿性活动的一种表现。而频谱仪的照射似乎是在加速这种代偿性活动，促进神经轴索膜上离子通道比例的正常化和恢复膜分子层的正常结构。这样神经冲动由原来的跳跃式传导变成为连续性传导，同时非特异因素对膜的影响减弱，这从我们测定神经冲动速度和离子通道阻断剂的影响的抵抗作用，也说明了这种可能性。

表1 频谱仪照射对外周神经损伤透发痛觉过敏的抑制作用