研究背景：脊髓损伤(Spinal cord injury)是目前公认的疑难病之一,它具有高致残率、高耗费及患者主要为青壮年等特点,对受害者是灾难性的事故。如何修复损伤脊髓及恢复损伤脊髓的功能目前仍没有有效的对策,究其原因在于成熟中枢神经再生困难,但近年来对脊髓损伤再生的一系列研究取得了令人鼓舞的结果。许多新的方法如重复经颅磁刺激,神经移植包括神经干细胞移植、胚胎脊髓移植、周围神经移植,神经营养因子,电刺激等均可使成年动物表现出某种程度的恢复。其中重复经颅磁刺激是一种无创无痛的新的治疗方法。经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulate,TMS)是Barker等于1985年首先创立的一种皮层刺激方法,具有无痛、无损伤、操作简便、安全可靠等优点,很快得到临床应用。TMS是利用时变磁场作用于大脑皮层产生感应电流改变皮层神经细胞的动作电位,从而影响脑内代谢和神经电活动的生物刺激技术。TMS的作用原理在于通过时变磁场诱发出感应电场,具体为一个快速电流脉冲通过刺激线圈,产生强的瞬间磁场,该磁场穿过颅骨,引起邻近神经组织产生继发电流,局部神经元发生去极化,从而产生生理效应。经颅磁刺激对于脊髓损伤的治疗主要是改善脊髓损伤的运动功能,及各种并发症的治疗。其机制可能与经颅磁刺激刺激大脑运动皮质,使运动区的神经元产生去极化,增强皮质脊髓束的传导作用,促进轴突的生长,从而改善运动功能。频率是重复经颅磁刺激的一个重要参数,高频或低频对脊髓损伤运动功能的改善有无差异,也需进一步研究。目的：研究重复经颅磁刺激对急性脊髓损伤大鼠运动功能的影响及其可能机制。方法：利用重物撞击法制作T10脊髓损伤模型。利用改良的脊髓打击器,将40g重锤从30cm落下打击第10胸椎节段脊髓损伤大鼠36只。脊髓损伤模型制作：大鼠先以3.6%水合氯醛10ml／kg腹腔注射麻醉,俯卧位固定,背部剃毛备皮,常规消毒,定位于T10棘突位置,以此为中心做后背部正中切口,分离两侧椎旁肌肉,用血管钳轻轻咬除T10棘突和两侧椎板至关节突,充分暴露硬脊膜,将打击器与脊髓接触金属头轻轻接触T10节段脊髓正中,使40g重锤放在撞击器滑竿30cm处落下,大鼠出现一过性下肢抽动、下身回缩、尾巴摆动、双下肢瘫痪,表明造模成功。逐层缝合椎旁肌肉和皮肤。术后保温24h,每只大鼠皮下补液5ml,每天2次肌肉注射青霉素80000U,连续3天,防止泌尿感染,如果出现血尿继续注射抗生素,直至血尿消失。每天早晚两次人工按摩膀胱排尿,直至恢复反射性排尿为止。48只SD大鼠随机分为正常对照组、脊髓损伤对照组、高频磁刺激组、低频磁刺激组,每组12只。磁刺激组于手术后24h开始给予刺激,高频组频率为10Hz,低频组频率为1Hz,均为阈上刺激,500个脉冲,每天1次,连续8周,脊髓损伤对照组给予假刺激。分别于术后1天、1周、2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周进行BBB(Basso Beatti and Bresnahan)行为学评分、检测运动诱发电位(MEP),并于2周、4周时每组处死3只大鼠,8周时处死全部大鼠,用HE染色观察脊髓组织形态学变化、并应用免疫组织化学法检测神经丝蛋白(NF-200)表达变化。结果：1、大鼠行为学评分正常组为21分,稳定无变化。经重复测量方差分析,结果显示组间差异显著(F=1618.988,P=0.000),治疗组比不治疗组其BBB评分要高。不同时间点差异有显著性(F=624.690,P=0.000),各组BBB评分变化与时间变化有关。治疗方法与时间之间有交互作用(F=72.598,P=0.000),提示不同治疗方法随时间的增加,BBB评分变化趋势不同。进一步分析单独效应,结果显示各时间点内各组间比较均有显著性差异(P均=0.000),各组内不同时间点间比较均有显著性差异(P均=0.000)。正常组与其余3组在任何时间比均有显著性差异(P均=0.000)。1天、1周时对照组、高频组、低频组间比较差异无显著性(P均>0.05)。2周时对照组与高频组比较差异有显著性(P=0.000),对照组与低频组比较差异有显著性(P=0.034),高频组与低频组比较差异有显著性(P=0.021)。4周时对照组与高频组比较差异有显著性(P=0.000),对照组与低频组比较差异有显著性(P=0.000),高频组与低频组比较差异有显著性(P=0.024)。8周时对照组与高频组比较差异有显著性(P=0.000),对照组与低频组比较差异有显著性(P=0.026),高频组与低频组比较差异有显著性(P=0.013)。2、脊髓组织形态大体观察：各组硬脊膜均完整,正常组脊髓完整光滑,脊髓损伤组损伤处可见脊髓表面黄染,脊髓明显狭窄。400倍光镜下观察：正常组脊髓组织结构清晰完整,未见肿胀改变,神经元形态正常,核圆,可见核仁；脊髓损伤对照组脊髓组织结构疏松,可见空洞形成,神经元大量坏死。脊髓损伤高频组、低频组可见脊髓组织较为疏松,胶质细胞增生,部分神经细胞肿胀。3、免疫组化(NF-200阳性纤维占总面积百分比%)正常组神经纤维排列最密集,脊髓损伤对照组神经纤维排列最稀疏,仅见很少且短的神经纤维；脊髓损伤磁刺激组神经纤维密集程度介于正常组与脊髓损伤对照组之间,高频组较低频组神经纤维排列稍密集。NF-200阳性纤维占总面积百分比经析因方差分析显示：不同时间点间比较(F=11.409,P=0.000)差异有显著性,组间比较(F=172.941,P=0.000)差异有显著性,时间和组间存在交互作用(F=4.736,P=0.001),提示不同治疗方法随时间增加变化趋势不同。进一步分析单独效应,2周时组间比(F=151.415,P=0.000)差异有显著性,正常组与其余3组比较P均=0.000差异有显著性,高频组与对照组比较P=0.222差异无显著性,低频组与对照组比较P=0.764差异无显著性,高频组与低频组比较P=0.141差异无显著性。4周时组间比(F=127.725,P=0.000)差异有显著性,正常组与其余3组比较P均=0.000差异有显著性,高频组与对照组比较P=0.003差异有显著性,低频组与对照组比较P=0.020差异有显著性,高频组与低频组比较P=0.194差异无显著性；8周时组间比(F=65.211,P=0.000)差异有显著性,正常组与其余3组比较P均=0.000,差异有显著性,高频组与对照组比较P=0.000差异有显著性,低频组与对照组比较P=0.000差异有显著性,高频组与低频组比较P=0.013差异有显著性。表明4周时治疗组NF-200较脊髓损伤对照组高,8周时高频组较低频组NF-200表达增高。4、运动诱发电位正常组运动诱发电位潜伏期最短,波幅最大；脊髓损伤对照组运动诱发电位潜伏期最长,波幅最小,几乎不可见；脊髓损伤高频组、低频组潜伏期较正常组长,脊髓损伤对照组短,波幅较正常组明显减小。对同一组内不同时间点之间的检测出运动诱发电位阳性率进行比较除了正常组不变外(100%),其余各组内不同时间点之间差异均有统计学意义(P值分别为0.001,0.001,和0.042)。对同一时间点不同组间之间的阳性率进行比较除了第8周外(P=0.143),各个时间点内组间差异均有统计学意义(P均<0.005)。结论：重复经颅磁刺激可以促进大鼠运动功能的恢复,可能与促进轴突增长有关。高频刺激较低频刺激对脊髓损伤运动功能的改善更为明显,表明与提高大脑皮层的兴奋性有关,但可能除了频率的影响外,经颅磁刺激的其它参数如强度等在治疗中也可能发挥了作用。这个还需要进一步的探讨。