ELFMFs诱导大鼠腓肠肌钝挫伤恢复的组织学、超微结构及血清酶活性的影响

摘要：极低频电磁场能加快组织愈合、促进细胞分化等，但是对骨骼肌钝挫伤后恢复过程中的作用研究甚少。用极低频电磁场对骨骼肌钝挫伤大鼠模型进行处理，并通过组织学观察及生理、生化相关指标检测来分析判断ELFMF对骨骼肌损伤恢复的影响。结果发现，与假暴露组相比，磁场暴露组肌细胞排列更整齐，炎性细胞浸润少，细胞水肿程度轻，核内移现象少；磁场暴露组、注射bFGF组肌纤维排列紊乱程度、Z线飘移程度均较轻；极低频电磁场处理，能显著降低钝挫伤后血清CK、LDH及ALP水平。因此，极低频电磁场通过改变钝挫伤后腓肠肌肌细胞核增生，加快线粒体自身修复速度，减少肌细胞膜的通透性，加速受损肌细胞有氧代谢能力的恢复。极低频电磁场通过影响肌细胞核及线粒体的增生，缓解受损骨骼肌的能量危机，从而加速受损肌组织恢复速度。

关键词：极低频电磁场；腓肠肌；超微结构；血清酶；钝挫伤

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1006-2076（2013）03-0037-04

诱导大鼠腓肠肌钝挫伤恢复的组织学、超微结构及血清酶活性的影响 No.3 2013骨骼肌钝挫伤是最常见的运动损伤之一，在不同项目运动中均占据较高的比率[1]，严重影响骨骼肌的收缩功能，破坏肌纤维质膜和基底膜的完整性，并最终造成细胞的死亡，引起骨骼肌的进一步损伤[2-4]。在运动医学研究领域中，对骨骼肌损伤病理机制的研究及预防、治疗及康复措施的探讨一直都是热点。近些年，电磁治疗的特殊作用及无创性等优点越来越多地受到人们关注，其研究多数集中于30～300 Hz的极低频电磁场（ELFMFs）。ELFMFs对生物体不同层次如器官、组织、细胞、大分子的影响主要表现为非热效应，具体表现为能加快组织愈合、促进细胞分化[5-6]。前人研究中，ELFMFs通过影响钙离子通道的活性从而调控肌质网钙泵活性，影响肌细胞中的能量代谢。本研究以骨骼肌钝挫伤的SD大鼠模型为实验对象，通过施加ELFMFs处理，通过组织学、超微结构、酶学指标检测等方法来分析电磁场在损伤恢复过程中的作用，分析ELFMFs在受损骨骼肌恢复过程中缓解能量危机的作用，为运动骨骼肌损伤的治疗与康复提供理论支持。

1研究对象与方法

1.1研究对象及分组

10周龄SPF级雄性SD大鼠26只，由协和医院（北京）实验动物中心提供，体重260～300 g，分笼正常饲养，自由饮食，给予国家标准混合饲料和自来水，动物房保持适宜的温度及光照时间（室温25℃，光照昼夜各12小时）。

将大鼠随机分为正常组、损伤组、假暴露组、磁场暴露组、注射bFGF组。为了将极低频磁场的作用效果与目前已经取得效果的bFGF治疗进行对比，本研究设注射bFGF组作为一个阳性对照。

1.2实验方法

1.2.1钝挫伤模型处理

打击前，分别在大鼠右下肢的腓肠肌中端标记，然后用2%的戊巴比妥钠（生理盐水配制）按0.3 ml/100 g体重的标准进行腹腔麻醉，大鼠处于深度麻醉状态后，参照董贵俊等[7]的方法，造成其右侧腓肠肌急性钝挫伤（图1），经解剖证实损伤成功率100%。E组麻醉状态下即刻于损伤部位局部一次性皮下注射bFGF溶液0.1 ml（2 μg/ml）。

1.2.4血清提取及检测指标

实验大鼠腹腔麻醉后，静脉取血6～10 ml，3 000 rpm、4℃离心两次，取上层血清分装于EP管中，用于测定血清肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、碱性磷酸酶（ALP）的酶活性，测定试剂盒购自南京建成。

1.3数据统计与处理

所有数据统计分析均使用SPSS17.0软件系统及EXCEL进行统计学分析处理，所得数据均以平均数±标准差表示，两组比较分析采用t检验，多组组间比较采用单因素方差分析；P

2结果与分析

2.1组织病理切片观察

病理切片（图3）纵切面显示，正常组（A）表现为排列紧密而规律的纵向肌纤维，边界清晰，细胞核多且分布于细胞质边缘，其他组均出现肌纤维排列不紧密、紊乱现象，其中损伤组（C）可见局灶性破坏，损伤处肌纤维完全断裂，断面不整齐，损伤严重处因细胞溶解而边界模糊；假暴露组（E）肌纤维排列不整齐，可见中央膨大且粗细不等的梭形肌纤维及大量核内移现象；暴露组（G）肌纤维排列较紧密，膜结构界限清晰，核内移数量较少，细胞粗细较不均匀；注射bFGF组（I）细胞排列较为正常，少量相间的萎缩肌细胞内出现核内移现象。横切面显示正常组（B）肌细胞呈不规则的卵圆形，且排列紧密，大小均匀（注：不同的细胞类型染色程度不同）；其他组均出现大小不一、形状变化的细胞，并且各组有不同程度的炎细胞浸润和核内移现象；其中损伤组（D）细胞因组织水肿而间隙明显，细胞形态发生改变，边界模糊，出现膨大的细胞核；假暴露组（F）细胞间隙明显，细胞为增大、深染的圆形肌细胞，炎性细胞浸润；暴露组（H）细胞形态较为规则，肌细胞核增生，少量增大、深染圆形细胞；注射bFGF组（J）较为正常，但无法通过染色程度辨别肌细胞类型。

3讨论与结论

3.1讨论

本研究采用重物打击的方法来模仿运动中骨骼肌受到瞬间爆力冲击造成的运动损伤来建立SD大鼠腓肠肌急性钝挫伤模型[8]。损伤后给予多种不同处理，通过检测大鼠生化指标及特殊病理组织学的变化评价不同组之间损伤恢复情况。研究发现，受损骨骼肌组织切片中膨大的圆形细胞说明肌细胞有炎症反应、组织水肿及后期自身修复的开始，炎性细胞的浸润提示存在慢性的炎症过程，核内移现象可能是存在神经肌肉接头功能异常现象；超微结构中肌小节排列紊乱，Z线飘移，线粒体数量减少，结构异常，提示为肌肉损伤处存在能量危机现象，并且超微结构显示肌纤维存在损伤现象，肌纤维存在受损后异常收缩现象。ELFMFs能促进肌细胞核增生，使受损伤部位圆形细胞数目明显减少，同时Z线较自然恢复组更规则，减少空泡化线粒体数量，说明ELFMFs能减少受损肌细胞的炎症反应，促进有氧代谢能力恢复，减缓能量危机现象。

骨骼肌损伤导致细胞膜通透性增加，引起血清中部分酶活性升高[9-10]。随着肌肉再生及损伤恢复，血清酶活性逐渐恢复至正常水平[11-12]。本研究发现，10天的ELFMFs处理能有效降低CK的水平，说明ELFMFs处理能显著提高受损肌细胞细胞膜的完整性；血清中 LDH及ALP的显著降低，说明受损肌细胞中LDH及ALP得到有效保留，从而提高了受损肌细胞中有氧代谢能力。

3.2结论

ELFMFs能引起钝挫伤大鼠腓肠肌肌细胞核增生，显著改善钝挫伤后腓肠肌肌小节长度，改善线粒体空泡化程度，有利于提高钝挫伤恢复过程中有氧代谢能力；ELFMFs处理，能显著降低钝挫伤后血清中CK、LDH及ALP水平，说明ELFMFs能显著改善钝挫伤后腓肠肌肌细胞膜的稳定性，有利于缓解受损肌组织的能量危机，加速组织恢复速度。因此，ELFMFs通过改变钝挫伤后腓肠肌肌细胞核增生，加快线粒体自身修复速度，减少肌细胞膜的通透性，加速受损肌细胞有氧代谢能力的恢复，从而有利于钝挫伤恢复。

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