关键词：
跟腱
肌腱病
电击
动物模型
过度损伤
摘要：
目的:肌腱病是描述一类以肌腱疼痛伴病理变化的疾病。它表现为运动相关性疼痛,局部压痛和断裂等。
由于目前肌腱病的病理机制尚未完全明确,为了继续研究肌腱病的发病因素、病理过程、治疗方式,选择有效的动物模型是必须的。通过研究以前的文献可以发现,不同部位的的肌腱病有不同的动物模型,目前主要的方法有机械超负荷造模法和化学试剂注射造模法,因为人类跟腱病的动物模型尚未成功建立。所以我们采用电击刺激大鼠足部的方法,使大鼠反复跳跃来验证跟腱病的动物模型。
方法:本实验采用高压脉冲直流电作为电源,大鼠放置在笼底铺有铁丝,笼壁高度可调节的有机玻璃笼内,当大鼠足部接触不同的电极金属丝时,电流会通过大鼠身体,刺激大鼠产生肌肉痉挛及疼痛,被迫向上跳跃。当笼壁较低时,大鼠容易跳出鼠笼,再次将大鼠放进笼内,适度增加笼壁的高度,大鼠会继续跳跃。随着笼壁逐渐的加高,达到大鼠跳跃高度的极限值,停止增加笼壁高度,每次电击大鼠会向上跳跃,反复电击使大鼠肌腱产生过度损伤。训练方法为间隔5s电击0.3s,电击5分钟休息1分钟,每日电击时间为40分钟,对照组(n=10)与实验组(n=24)在同等条件下饲养,不进行电击,仅在鼠笼里自由活动。第2,4,6,8周的最后一天随机从实验组选6只大鼠麻醉后,取大鼠肌腱,送组织病理学检查。实验共进行8周,8周后处死对照组大鼠,与实验组一起送检。
结果:对大鼠跟腱进行HE染色、天狼星红染色、甲苯胺蓝染色、Tunel法细胞凋亡学检测。
大鼠跟腱HE切片显示,对照组跟腱胶原纤维排列整齐,呈波浪状,肌腱细胞散在分布在胶原纤维间。训练4周后,跟腱胶原纤维增粗,无明显细胞增多,无纤维排列紊乱,训练6周后,跟腱体部明显出现细胞增多,细胞核变圆,同时可见部分胶原纤维排列紊乱,训练8周后跟腱胶原纤维排列明显紊乱,细胞核较圆,同时可见腱周组织中细胞数量和毛细血管数量增加,提示电击刺激造模法能使大鼠跟腱发生人类跟腱病一样变化。但是本实验未发现软骨样形态细胞增加,可能与造模时间过短有关,同时本实验也未发现肌腱内有钙化或自发性跟腱断裂的现象。
天狼星红染色切片在偏振光显微镜下可以发现跟腱中Ⅰ型胶原纤维紧密排列,数量较多,显示很强的双折光性,呈亮红色或黄色的粗纤维,Ⅲ型胶原纤维疏网状,数量较少,显示弱的双折光,呈绿色的细纤维。但是由于本实验对照组、第2、4、6组的天狼星染色跟腱组织切片在偏光显微镜下呈现蓝绿色,这与以往研究不符,可能由于实验技术导致,只有第8周的天狼星染色跟腱组织切片染色有少量绿色的Ⅲ型胶原纤维,但因缺乏对照,本实验不能说明增加了跟腱Ⅲ型胶原的增生。
大鼠跟腱的甲苯胺蓝切片,训练4周后可见腱周组织中呈蓝色的强嗜碱性物质和细胞数量开始增加,训练6周后可见腱周组织中细胞数量及强嗜碱性物质明显增加,并开始出现血管增生,训练8周后腱周组织中细胞数量、嗜碱性颗粒、及毛细血管明显增加。但是因为甲苯胺蓝染色确定肥大细胞的特异性不强,可能还需要进一步的验证。
Tunel法细胞凋亡学切片显示对照组无阳性着色,训练4周后可见部分肌腱细胞核着色呈棕褐色,训练6周后棕褐色细胞核的数量较前增加,与周围细胞核区分明显,训练8周后棕褐色细胞数量较第6周增多,细胞核变圆,变小。提示造模后的大鼠跟腱存在凋亡表现。
总结:2-4周时跟腱的病理性变化不明显,达不到动物模型的要求,说明造模时间太短;6—8周组的大鼠开始出现典型的跟腱病的病理变化,是可作为选择的时间段。
在第6-8周造模组中,大鼠跟腱变化仍有差异,这可能是大鼠个体差异、以及个体对运动训练的耐受能力不同所致,这影响了动物模型的成功率。8周组大鼠跟腱的病理变化较为一致,有83%(5只)发生典型病理变化,另外17%(1只)病理变化不明显,造模成功率较高,提示了通过电击刺激造模法能成功产生大鼠跟腱病的动物模型。
结论:本研究采用电击刺激大鼠产生跳跃的方法,8周后成功的建立了大鼠跟腱病的动物模型;
本研究从过度损伤后大鼠肌腱的逐渐变化进一步揭示肌腱病过度损伤的病理生理的过程,较其他造模法更好的反映了肌腱过度使用逐渐引起的肌腱变化。
本实验能为进一步研究跟腱病的发病因素,病理机制和治疗提供合适的动物模型。
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