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研究目的:以单纤维传导检测(single-fiber conduction study,SF-CS)及运动单位数目估计(motor unit number estimation,MUNE)两项神经电生理技术对糖尿病周围神经病(diabetic peripheral neuropathy,DPN)患者早期运动纤维髓鞘及轴索功能状态进行评价。通过糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠坐骨神经超微结构的动态观察及髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)、神经丝蛋白(neurofilament protein,NF)表达变化的检测提供DM致大鼠周围神经损害的客观依据,进一步评价SF-CS及MUNE对DPN运动纤维损害的早期检测价值。研究方法:本课题分为临床试验及动物实验两部分。临床试验部分:选取符合世界卫生组织(world health orgnization,WHO)糖尿病诊断标准的患者80名,根据腓总神经的常规神经传导检测(Nerve conduction study,NCS)结果将DPN患者分别纳入DM正常组(感觉运动神经传导均正常)27名、DM感觉异常组(感觉神经传导异常而运动神经传导正常)27名、DM混合异常组(感觉、运动神经传导均异常)26名,并与29名健康正常人对照。记录DM患者糖尿病病程、空腹血糖和糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin A1c,HbA1c)。应用Keypoint4肌电诱发电位仪对受试者进行神经电生理检测:腓总神经SF-CS:检测参数为单纤维传导速度(single-fiber conduction velocity,SF-CV)及单纤维末端潜伏期(single-fiber distal motor latency,SF-DML);趾短伸肌MUNE;腓总神经运动神经传导检测:检测参数为运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity,MCV)、运动末端潜伏期(distal motor latency,DML)、复合肌肉动作电位(compound motor active potential,CMAP)波幅。通过SF-CV、SF-DML、MCV、DML评价周围神经髓鞘功能状况,通过MUNE、CMAP评价周围神经轴索功能状况。比较四组之间SF-CV、SF-DML、MUNE、MCV、DML、CMAP的差异。并研究SF-CV、SF-DML以及MUNE与糖尿病病程、空腹血糖和HbA1c的相关性。动物实验部分:SD大鼠经腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导成糖尿病大鼠模型(糖尿病组)。在造模后第4、8、12周对糖尿病组及对照组(正常sd大鼠)进行坐骨神经sf-cs(sf-cv、sf-dml)、腓肠肌mune及坐骨运动神经传导(mcv、dml、cmap)的检测,并利用电镜观察大鼠坐骨神经的超微结构,于第8周及第12周对两组大鼠坐骨神经进行mbp、nf免疫组织化学检测。比较两组大鼠不同时期各项神经电生理指标、电镜、mbp、nf表达的差异。研究结果:临床试验:1.dm正常组腓总神经sf-cv、sf-dml、趾短伸肌mune、腓总神经mcv、dml、cmap与对照组相比均无统计学差异(p>0.05);dm感觉异常组腓总神经sf-cv(43.84±2.99m/s)低于对照组(46.78±3.64m/s,p<0.01)、趾短伸肌mune(95.15±32.31)均较对照组(141.44±53.78,p<0.01)明显下降,而腓总神经sf-dml、mcv、dml、cmap与对照组相比无统计学差异(p>0.05);dm混合异常组腓总神经sf-cv(35.32±3.35m/s)、趾短伸肌mune(35.58±19.82)、mcv(41.13±3.13m/s)、cmap(2.34±1.13mv)较对照组、dm正常组、dm感觉异常组均下降(p<0.01),腓总神经sf-dml(4.49±0.75ms)及dml(4.16±0.77ms)较对照组、dm正常组、dm感觉异常组均延长(p<0.01)。2.dpn患者sf-cv与糖尿病病程呈负相关(r=-0.225,p=0.045),与空腹血糖(r=-0.201,p=0.073)、hba1c(r=-0.199,p=0.076)无相关性;mune与糖尿病病程呈负相关(r=-0.337,p=0.002),与空腹血糖(r=-0.069,p=0.543)、hba1c(r=-0.182,p=0.106)无相关性;sf-dml与糖尿病病程(r=0.125,p=0.271)、空腹血糖(r=-0.196,p=0.081)及hba1c(r=0.180,p=0.109)均无相关性。动物实验:1.stz注射后糖尿病大鼠成模率80.7%,模型大鼠血糖稳定于较高水平,在造模后第4周,糖尿病组大鼠腓肠肌mune(275.88±87.87)低于对照组(369.71±75.64,p<0.05),而坐骨神经sf-cv、sf-dml、mcv、dml、cmap较对照组无统计学差异(p>0.05);电镜观察显示大部分神经纤维尚正常,少量轴索萎缩,神经髓鞘褶皱,板层分离、松散,局灶板层熔融,出现小裂隙。2.在造模后第8周,糖尿病组大鼠腓肠肌mune(221.26±92.41)低于对照组(357.49±72.68,p<0.01)、坐骨神经sf-cv(37.41±5.88m/s)较对照组(44.27±5.86,p<0.05)减慢、sf-dml(2.07±0.38ms)较对照组延长(1.63±0.30,p<0.05),而mcv、dml、cmap仍较对照组差异无统计学意义(p>0.05);免疫组化结果显示糖尿病组大鼠坐骨神经nf积分光密度(3.07±1.41)低于对照组(5.38±2.05,P<0.01),MBP积分光密度(4.59±1.53)低于对照组(8.49±5.18,P<0.05);电镜观察显示尚有较正常神经纤维,髓鞘局灶性板层松散、分离,轴索萎缩,轴索膜与髓鞘内层分离,出现大的间隙,亦有髓鞘完全熔融,板层结构不清,微丝微管受损。3.在造模后第12周,糖尿病组大鼠坐骨神经SF-CV(29.62±2.29m/s)、腓肠肌MUNE(127.87±19.80)低于对照组(P<0.01),坐骨神经SF-DML(2.27±0.29ms)较对照组延长(P<0.01);MCV(35.06±4.43m/s)、CMAP(2.91±1.37mV)低于对照组(P<0.01),坐骨神经DML(2.32±0.47ms)较对照组延长(P<0.01);免疫组化结果显示糖尿病组大鼠坐骨神经NF积分光密度(3.65±1.18)低于对照组(4.96±1.75,P<0.05),MBP积分光密度(3.53±1.44)低于对照组(9.38±6.21,P<0.01);电镜显示神经受损严重,髓鞘折曲,轴索受挤压,同一有髓神经纤维髓鞘壁厚薄不同,髓鞘板层松散,蓬松变厚,有折叠、熔融,轴索内微管微丝紊乱。研究结论:1.临床神经电生理研究发现在运动神经传导检测正常的早期DPN患者存在周围神经运动纤维髓鞘及轴索功能下降。MUNE及SF-CV先于运动神经传导检测发现DPN患者的运动神经纤维功能异常。SF-CV随糖尿病病程增加而减慢,MUNE随糖尿病病程增加而下降,SF-DML与糖尿病病程、空腹血糖、HbA1c均无相关性。2.动物神经电生理研究发现DM大鼠模型4周时腓肠肌MUNE下降,提示DM大鼠轴索功能异常出现较早,8周时坐骨神经SF-CV减慢及SF-DML延长,12周时坐骨神经MCV减慢及DML延长、CMAP下降;提示MUNE及SF-CS较运动神经传导检测易于早期发现DPN轴索、髓鞘功能异常。电镜观察DM大鼠造模4周时出现神经超微结构损害,并随糖尿病病程增加而逐渐加重,免疫组化显示NF、MBP表达持续下降,病理性改变的出现支持MUNE、SF-CS可早期发现运动神经纤维功能异常的实验结果。