脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練的潛在生物學(xué)機(jī)制

吳謀建，顧兵，李華南，張國福，張水印

脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練的潛在生物學(xué)機(jī)制

吳謀建1，顧兵1，李華南2，張國福2，張水印1

脊髓損傷是一種致殘率高、后果較為嚴(yán)重的疾病。根據(jù)損傷的程度以及損傷平面，采取有針對性的康復(fù)措施能有效改善患者感覺、運動功能，進(jìn)而提高生活質(zhì)量。本文通過簡單介紹各個時期對應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容，總結(jié)出減輕繼發(fā)性損傷、改善再生微環(huán)境、促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的增殖分化和誘導(dǎo)機(jī)體可塑性是康復(fù)訓(xùn)練發(fā)揮療效的潛在生物學(xué)機(jī)制。

脊髓損傷；康復(fù)訓(xùn)練；虛擬現(xiàn)實；繼發(fā)性損傷；再生微環(huán)境；內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞；可塑性；綜述

[本文著錄格式]吳謀建，顧兵，李華南，等.脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練的潛在生物學(xué)機(jī)制[J].中國康復(fù)理論與實踐,2014,20(10): 940-944.

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是由于損傷和/或疾病等因素引起的脊髓結(jié)構(gòu)及其功能的損害，造成損傷平面以下脊髓功能(運動、感覺、反射等)的障礙。脊髓損傷以其高發(fā)生率、高致殘率、高耗費、低死亡率的特點，嚴(yán)重威脅著人類的健康，給社會家庭帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。因此，采取有針對性的康復(fù)治療，減少脊髓功能進(jìn)一步損害，預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生，對患者最大限度地恢復(fù)肢體殘存功能，盡可能地生活自理、重返社會具有重要意義。

1 康復(fù)治療的內(nèi)容

針對脊髓損傷所造成的功能障礙，目前采取的康復(fù)措施主要包括物理治療、功能訓(xùn)練以及矯形器的應(yīng)用等。康復(fù)治療強(qiáng)調(diào)早期介入，應(yīng)盡早進(jìn)行訓(xùn)練。王東等認(rèn)為脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練根據(jù)其病情演變的過程，一般可分為3個時期，即急性期、離床期和恢復(fù)期[1]。急性期治療的目的是防止壓瘡、關(guān)節(jié)攣縮和變形、肺部感染，維持正常關(guān)節(jié)活動度，保持正常的肌肉長度，適當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)殘存肌力。其訓(xùn)練內(nèi)容主要有關(guān)節(jié)活動度訓(xùn)練、呼吸功能訓(xùn)練、肌肉長度的保持訓(xùn)練及漸進(jìn)的主動運動。離床期治療的目的是提高坐位平衡能力，為輪椅轉(zhuǎn)移做準(zhǔn)備，強(qiáng)化上肢力量。其訓(xùn)練內(nèi)容包括起立床上站立訓(xùn)練、坐位平衡訓(xùn)練及肌肉的再訓(xùn)練。恢復(fù)期治療的目的是提高姿勢轉(zhuǎn)換能力，強(qiáng)化軀干肌力，提高立位平衡、站立及行走的能力。其訓(xùn)練內(nèi)容主要有仰臥位至坐位訓(xùn)練、輪椅轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、站立訓(xùn)練和步行訓(xùn)練等。郝春霞等依據(jù)患者損傷平面的不同，確立了不同的康復(fù)目標(biāo)和具體的康復(fù)訓(xùn)練方法，并且介紹了輔助器具在不同脊髓損傷平面的應(yīng)用[2]。對于有可能恢復(fù)步行的患者，要加強(qiáng)站立和步行訓(xùn)練，而對于不能恢復(fù)步行的患者要加強(qiáng)殘存肌力、全身耐力訓(xùn)練及熟練掌握輪椅生活技巧。

虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)是一門新興的人機(jī)交互技術(shù)[3]。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到運動康復(fù)領(lǐng)域，可以有效解決傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方法的局限性。它通過類似游戲的場景，提供視覺、聽覺、觸覺等即時功能性反饋，提高康復(fù)訓(xùn)練中患者的主動參與程度。Villiger等報道虛擬現(xiàn)實增強(qiáng)訓(xùn)練能促進(jìn)不完全脊髓損傷患者運動功能的恢復(fù)，并減輕神經(jīng)性疼痛[4]。其康復(fù)效果可能與虛擬現(xiàn)實生成了具有多種感官刺激的環(huán)境，以及通過與場景的交互，患者能對即將發(fā)生的動作進(jìn)行預(yù)測，激發(fā)運動想象等有關(guān)。虛擬現(xiàn)實能提供精確的測評、輔助、監(jiān)控、訓(xùn)練等技術(shù)，保證運動康復(fù)訓(xùn)練的有效性，為脊髓損傷后的康復(fù)治療提供了一種新的思路和方法。

2 康復(fù)訓(xùn)練的生物學(xué)機(jī)制

2.1 減輕繼發(fā)性損傷

脊髓組織遭受機(jī)械外力損傷后瞬間引起的組織損害稱為原發(fā)性損傷。繼發(fā)性損傷是在原發(fā)性損傷的基礎(chǔ)上發(fā)生的一系列多因素參與的、自毀性的組織反應(yīng)，包括缺血、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、水腫等。機(jī)械創(chuàng)傷引起脊髓組織血流量的減少，可能會導(dǎo)致缺血性壞死及隨后的脊髓水腫。壞死和水腫又反過來導(dǎo)致血流量的減少，形成惡性循環(huán)。脊髓損傷上調(diào)了細(xì)胞凋亡調(diào)控分子中的促凋亡microRNA的表達(dá)，引發(fā)大量組織細(xì)胞的死亡[5]。與此同時，神經(jīng)纖維和血管的直接損害觸發(fā)炎癥反應(yīng)，從而產(chǎn)生沿腦-脊髓軸細(xì)胞的繼發(fā)性死亡。由于損傷后，缺乏營養(yǎng)支持，加上炎癥反應(yīng)的作用，使損傷部位及周邊產(chǎn)生更大范圍的細(xì)胞凋亡。脊髓損傷后，星形膠質(zhì)細(xì)胞活化增生是一個持續(xù)且普遍的標(biāo)志性病理生理過程。在傷后的不同時期，膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性增生對脊髓損傷后神經(jīng)功能的恢復(fù)產(chǎn)生正面和負(fù)面的雙重影響[6]。在中后期，星形膠質(zhì)細(xì)胞的增生在損傷部位大量聚集形成致密膠質(zhì)瘢痕，阻礙斷端間軸突的生長[7]。

繼發(fā)性損傷具有可逆性且可被調(diào)控。目前研究可通過改善組織供血、減少細(xì)胞凋亡、有效控制炎癥、減少膠質(zhì)瘢痕形成等途徑減輕損傷，促進(jìn)運動功能的恢復(fù)。有研究表明，血管內(nèi)皮生長因子能促進(jìn)血管新生，并顯著減輕皮質(zhì)脊髓束軸突的退行性變的程度，從而保持遠(yuǎn)端脊髓功能[8]。

潘孟驍?shù)劝l(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練能有效誘導(dǎo)脊髓損傷大鼠遠(yuǎn)端脊髓及骨骼肌血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)，減輕組織缺血[9]。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是一種重要的神經(jīng)生長因子，能保護(hù)和修復(fù)損傷脊髓的感覺神經(jīng)元和運動神經(jīng)元。熱休克蛋白(heat shock protein,HSP)在細(xì)胞修復(fù)和保護(hù)機(jī)制中發(fā)揮重要作用，能保護(hù)細(xì)胞、防止變性并且支持神經(jīng)元的存活[10]。早期強(qiáng)制鍛煉增加了損傷局部BDNF和HSP-27的表達(dá)，形成了潛在的神經(jīng)保護(hù)[11]。

康復(fù)訓(xùn)練不僅能引起某些有利方面的改變而且能控制某些不利方面的發(fā)展。Liu等發(fā)現(xiàn)騎自行車運動能通過改變細(xì)胞凋亡相關(guān)microRNA的表達(dá)影響其靶基因的表達(dá)[5]。在減少某些促凋亡基因表達(dá)的同時增加某些抗凋亡基因的表達(dá)。有實驗證明，早期強(qiáng)制鍛煉能使白細(xì)胞介素(IL)-2、IL-6、干擾素-γ (IFN-γ)等炎性因子表達(dá)降低，而且使得具有抗炎作用的IL-4水平增高，并能減少吞噬細(xì)胞和反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞，瞬時改善損傷的進(jìn)程[11]。神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)是星形膠質(zhì)細(xì)胞中間纖維的結(jié)構(gòu)蛋白成分，反映細(xì)胞的增生狀態(tài)。增加組織IL-1α水平能加重炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)神經(jīng)元及少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡。張瑩瑩等報道短期電刺激脊髓損傷大鼠，可以減輕IL-1α與GFAP表達(dá)，控制炎癥反應(yīng)，減少膠質(zhì)瘢痕形成[12]。盧帆等也報道，電刺激可抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞持續(xù)反應(yīng)性增生，減少膠質(zhì)瘢痕形成，減輕妨礙軸突生長的物理屏障[13]。

2.2 改善再生微環(huán)境

在成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)，軸突的再生能力非常有限。導(dǎo)致軸突再生失敗的原因在很大程度上是由于“非允許”的內(nèi)環(huán)境，包括缺乏促進(jìn)軸突生長的營養(yǎng)因子，存在軸突生長抑制劑等多重因素。需要減少脊髓損傷后微環(huán)境對神經(jīng)元的損害，增加營養(yǎng)因子的分泌，減少抑制性因子，克服內(nèi)在的限制軸突生長和再生的因素，從而形成新的神經(jīng)回路?？祻?fù)訓(xùn)練通過促進(jìn)有利因子分泌，減少不利因子形成，促使脊髓組織處在一個合適的環(huán)境中，提高軸突的再生能力。

髓鞘相關(guān)糖蛋白(myelin-associated glycoprotein,MAG)是成年哺乳動物CNS髓鞘內(nèi)分離的一種抑制軸突生長的分子[14]。MAG在CNS有維持髓鞘的完整性和抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)軸突再生的功能。MAG在體外可以明顯地抑制突起的生長，引起生長錐的塌陷，抑制包括神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在內(nèi)的多種神經(jīng)元突起的生長。有研究發(fā)現(xiàn)，康復(fù)訓(xùn)練能減少MAG蛋白及mRNA的表達(dá)，還能恢復(fù)髓鞘的某種屬性，刺激軸突生長。在脊髓中應(yīng)用BDNF受體阻滯劑可以調(diào)制康復(fù)訓(xùn)練對MAG的作用[15]。

髓鞘源性神經(jīng)抑制因子(myelin-associated neurite outgrowth inhibitor,Nogo-A)是目前已知的最強(qiáng)的髓鞘抑制劑，具有抑制軸突再生和發(fā)芽的作用[14]。周治來等報道，康復(fù)訓(xùn)練能減少Nogo-A及其受體mRNA的表達(dá)，促進(jìn)脊髓損傷大鼠后肢功能的恢復(fù)[16]。

BDNF對多種神經(jīng)元的生長、發(fā)育、分化及再生有促進(jìn)和維持作用。C?té等發(fā)現(xiàn)騎自行車和步行訓(xùn)練能顯著增加BDNF，神經(jīng)營養(yǎng)因子-3和神經(jīng)營養(yǎng)因子-4在脊髓損傷大鼠腰膨大的表達(dá)水平[17]。步行訓(xùn)練還能增加膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)的表達(dá)。還有研究表明，短期的運動訓(xùn)練上調(diào)BDNF及其受體trkB蛋白的表達(dá)[18]。另外，適度長期的自主活動雖不能上調(diào)受體trkB蛋白的表達(dá)，但能增加BDNF及促神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)。

生長相關(guān)蛋白(GAP)-43是一種軸突膜蛋白，參與神經(jīng)細(xì)胞生長及突觸的發(fā)育形成和神經(jīng)細(xì)胞的再生。Girgis等報道康復(fù)訓(xùn)練能上調(diào)皮質(zhì)部位GAP-43水平，在病變的上方促進(jìn)損毀皮質(zhì)脊髓束纖維發(fā)芽[19]。與生長相關(guān)的PTEN/mTOR信號傳導(dǎo)通路在受損CNS的蛋白質(zhì)合成和軸突再生中起關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。騎自行車訓(xùn)練通過改變與此通路不同組成部分相關(guān)聯(lián)的內(nèi)源性microRNA的表達(dá)而有效調(diào)節(jié)該通路，改善受損軸突的再生能力[20]。細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(Erk)能促進(jìn)某些基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，與細(xì)胞的增殖與分化密切相關(guān)。跑步訓(xùn)練增加磷酸化的Erk1/2，而Erk1/2抑制劑MEK1等能減少皮質(zhì)脊髓束軸突的芽生。Erk1/2可能是一個重要的信號介質(zhì)，從損傷部位發(fā)送到細(xì)胞體。Erk1/2的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活，可能參與增強(qiáng)皮質(zhì)脊髓束軸突發(fā)芽[21]。Cdk5是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，參與軸突伸長和中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。跑步訓(xùn)練能積極調(diào)節(jié)Cdk5激酶活性，這可能對軸突生長發(fā)揮作用[15]。在神經(jīng)發(fā)育過程中，Slits及其受體Robo等在調(diào)節(jié)軸突導(dǎo)向和神經(jīng)元遷移過程中具有重要作用，使新生的軸突和神經(jīng)元投射到正確的靶部位?？祻?fù)訓(xùn)練能增加軸突分化因子Slit2的表達(dá)，從而調(diào)控突觸生長，改善神經(jīng)再生微環(huán)境[22]。

2.3 促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的增殖分化

室管膜細(xì)胞位于成人脊髓的中央管周圍，是內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的一個來源[23]。脊髓損傷誘導(dǎo)內(nèi)源性室管膜細(xì)胞反應(yīng)性增殖分化[24]。巢蛋白是神經(jīng)干細(xì)胞的標(biāo)記蛋白，反映干細(xì)胞的形成和遷移狀態(tài)。脊髓損傷誘導(dǎo)巢蛋白陽性的室管膜細(xì)胞數(shù)目的增加，但是28 d后就會下降到基礎(chǔ)水平。平板訓(xùn)練不僅能顯著增加巢蛋白免疫陽性室管膜細(xì)胞的數(shù)量，而且還能維持損傷引起的數(shù)量增加。康復(fù)訓(xùn)練能提高功能恢復(fù)和自主排尿，而且與巢蛋白陽性細(xì)胞的數(shù)量呈正相關(guān)[25]。運動訓(xùn)練促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖，產(chǎn)生神經(jīng)營養(yǎng)因子如BDNF和GDNF。伴隨內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的增殖介導(dǎo)神經(jīng)保護(hù)作用，同時也介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)，緩解繼發(fā)性損傷和星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，以及炎性細(xì)胞觸發(fā)的凋亡[26]。從理論上講，神經(jīng)干細(xì)胞能夠分化成各種的神經(jīng)表型，最理想的狀態(tài)就是分化為神經(jīng)元或再髓鞘化的少突膠質(zhì)細(xì)胞，再直接引入到受傷的組織中來改善受傷間隙的橋接。

2.4 誘導(dǎo)機(jī)體可塑性

為了主動適應(yīng)外界環(huán)境的變化，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的改變，并能維持一定時間，這種改變就是神經(jīng)可塑性。大量的實驗證明，人類脊髓具有可塑性，且貫穿在整個生命過程。脊髓可塑性可分為自發(fā)性可塑性和活動依賴性可塑性。后者就是使與常用的行為及運動反應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)聯(lián)系得到強(qiáng)化，不常用的則受到抑制，從而使得機(jī)體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變得更有組織和規(guī)律。無論不完全橫斷脊髓損傷還是完全橫斷脊髓損傷，脊髓本身、周圍神經(jīng)和外周效應(yīng)器都能通過康復(fù)訓(xùn)練增強(qiáng)其可塑性變化，促進(jìn)神經(jīng)功能重建。脊髓本身亦有類似上位中樞產(chǎn)生沖動的能力。脊髓損傷后，存在于整個脊髓的中樞模式發(fā)生器(central pattern generator,CPG)可發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能重塑，產(chǎn)生沖動，支配下肢肌肉。感官體驗塑造CPG脊髓電路，訓(xùn)練的特征決定脊髓損傷后脊髓的功能。運動訓(xùn)練維持CPG的功能，由運動訓(xùn)練經(jīng)驗形成的CPG步態(tài)電路與先天CPG電路相同[27]。

2.4.1 脊髓可塑性

Goldshmit等報道平板訓(xùn)練可促進(jìn)軸突的再生發(fā)芽，增加突觸的密度，可能誘發(fā)形成多個下行通路[28]。重復(fù)性的髖關(guān)節(jié)和肌肉本體感受器的信號傳入，有利于激活CPG而重建一定的節(jié)律性運動。Martinez等報道平板訓(xùn)練能在脊髓內(nèi)形成新的適應(yīng)性改變，改善完全橫斷脊髓損傷后的運動功能[29]。步行訓(xùn)練和騎自行車訓(xùn)練都是重復(fù)的、有節(jié)奏的運動，涉及髖、膝、踝關(guān)節(jié)的屈伸活動，能激活脊髓中的CPG。步行訓(xùn)練和自行車訓(xùn)練能增加BDNF的表達(dá)水平，神經(jīng)營養(yǎng)因子通過誘導(dǎo)軸突伸長和突觸重排，顯著增強(qiáng)脊髓可塑性[17]。合理的康復(fù)訓(xùn)練能改變運動的特點，重建運動學(xué)參數(shù)，使脊髓電路接近正常狀態(tài)。

對于不完全橫斷的脊髓損傷，康復(fù)訓(xùn)練對脊髓的可塑性可以通過改變現(xiàn)存通路的突觸傳遞效率、側(cè)支出芽以及機(jī)構(gòu)重排形成新的通路。有研究表明脊髓損傷后，平板訓(xùn)練雖然不改變神經(jīng)元內(nèi)在膜的內(nèi)在性能和突觸輸入的興奮性，但是顯著增加脊髓背側(cè)束通路病變上方和下方的軸突發(fā)芽，增加背側(cè)束軸突的興奮性突觸，并增強(qiáng)了脊髓突觸的連接，且優(yōu)先在脊髓背側(cè)的皮質(zhì)脊髓束形成新的通路[30]。脊髓半切后，左右后肢出現(xiàn)運動不對稱，運動訓(xùn)練扭轉(zhuǎn)并使之消失，表明通過現(xiàn)存通路病變上下方形成新的動態(tài)的交互作用，連接模式發(fā)生解剖重組，形成新的神經(jīng)回路。運動誘導(dǎo)和維持新的椎管內(nèi)平衡，從而改善運動的對稱性[31]?？祻?fù)訓(xùn)練可以激活損傷前就存在的、處于靜止?fàn)顟B(tài)的且未受損的神經(jīng)傳導(dǎo)通路，加強(qiáng)病變上下端的聯(lián)系從而實現(xiàn)功能的恢復(fù)。有研究報道，經(jīng)過訓(xùn)練的脊髓損傷大鼠在脊髓完全橫斷后并未出現(xiàn)運動功能的即時喪失，表明殘存的脊髓下行通路參與了脊髓的可塑性，能保持自發(fā)運動。脊髓完全橫斷后，需要持續(xù)的訓(xùn)練來維持現(xiàn)有的功能恢復(fù)，說明幸免的下行通路形成脊髓可塑性能形成持久的改變[32]。對不完全橫斷脊髓損傷，在殘存的脊髓通路運動信號輸入的指導(dǎo)下，電路內(nèi)發(fā)生了內(nèi)在和持久的變化，運動也發(fā)生了適應(yīng)性的改變[33]。

2.4.2 周圍神經(jīng)可塑性

脊髓損傷后周圍神經(jīng)發(fā)生退行性變，且因為中樞神經(jīng)元凋亡、壞死或受抑制而使得周圍神經(jīng)軸突再生不明顯，造成運動功能恢復(fù)不良[34]?？祻?fù)訓(xùn)練的目的是提供最佳的感覺暗示，從而激活脊髓網(wǎng)絡(luò)。感覺信息是運動學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，周圍神經(jīng)軸突的再生能提高感官功能的恢復(fù)。運動訓(xùn)練顯著促進(jìn)周圍神經(jīng)系統(tǒng)軸突再生，可能與上調(diào)神經(jīng)營養(yǎng)因子、增加神經(jīng)活動有關(guān)[35]。Erk1/2的活化有利于周圍以及中樞神經(jīng)軸突再生。平板訓(xùn)練增加背根神經(jīng)節(jié)感覺神經(jīng)元神經(jīng)突起生長及施萬細(xì)胞的增殖，激活并增強(qiáng)施萬細(xì)胞中Erk1/2的活性，從而促進(jìn)受損坐骨神經(jīng)的軸突再生[36]。Armada-da-Silva等報道康復(fù)訓(xùn)練能增加周圍神經(jīng)軸突芽生，促進(jìn)軸突伸長，從而刺激周圍神經(jīng)再生，同時恢復(fù)終末器官神經(jīng)再支配；康復(fù)訓(xùn)練能通過增強(qiáng)感覺輸入和/或運動輸出，積極影響神經(jīng)肌肉功能的恢復(fù)，保證神經(jīng)回路的完整性[37]。

2.4.3 外周效應(yīng)器可塑性

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，脊髓損傷后大部分患者都會發(fā)生肌肉痙攣，而且骨骼肌因為神經(jīng)營養(yǎng)作用的喪失及自身廢用而發(fā)生萎縮。肌肉質(zhì)量和功能的恢復(fù)與患者運動功能的恢復(fù)密切相關(guān)。有研究表明[38]，運動訓(xùn)練可以減少肌肉痙攣，發(fā)病早期進(jìn)行運動訓(xùn)練可以減少高達(dá)25%的肌肉痙攣，在慢性階段就只能短暫地影響肌肉痙攣的發(fā)生。另外，持續(xù)的被動踝關(guān)節(jié)運動能顯著改善運動功能，調(diào)節(jié)H反射的幅度，恢復(fù)激活后抑制，減輕肌肉痙攣[39]。除此以外，康復(fù)訓(xùn)練也能減輕肌肉萎縮恢復(fù)肌肉質(zhì)量。有研究表明，全身振動鍛煉能減少肌肉痙攣，增加肌肉活動和肌肉強(qiáng)度，促進(jìn)肌肉活化以及協(xié)調(diào)功能的改善[40]。肌衛(wèi)星細(xì)胞產(chǎn)生肌肉前體細(xì)胞，在肌纖維的修復(fù)和再生上起著重要作用[41]。胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)在改善肌肉質(zhì)量上發(fā)揮了主要作用。胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-5(insulin-like growth factors binding protein 5,IGFBP5)可抑制IGF-1功能。機(jī)械生長因子(mechano growth factor,MGF)是具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與分化功能的多種氨基酸的組合體。加速肌肉再生可能與激活肌衛(wèi)星細(xì)胞增生和上調(diào)重要生肌營養(yǎng)因子有關(guān)。Liu等報道平板運動訓(xùn)練能減輕中度挫傷脊髓損傷大鼠肌肉萎縮。通過增加IGF-1和MGF表達(dá)水平以及調(diào)整IGFBP4和IGFBP5的表達(dá)，引起肌肉再生與肌肉纖維增粗[42]。也有報道顯示，脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練加速運動參數(shù)復(fù)蘇，恢復(fù)突觸反射通路生理特性，減少傳入疼痛纖維的發(fā)芽以減輕神經(jīng)性疼痛和痙攣，幫助恢復(fù)肌肉的質(zhì)量，減少肌肉萎縮?？偠灾?，康復(fù)訓(xùn)練能減輕肌肉痙攣、恢復(fù)肌肉質(zhì)量，為生成新的肌肉活動模式提供基礎(chǔ)[32]。

綜上所述，脊髓損傷后康復(fù)訓(xùn)練的重要性已成為共識?？祻?fù)訓(xùn)練可以減輕繼發(fā)性損傷、改善再生微環(huán)境、促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化和誘導(dǎo)機(jī)體可塑性，能有效改善脊髓損傷患者的神經(jīng)運動功能?？祻?fù)訓(xùn)練改善脊髓損傷患者的運動功能是多種因素的交互作用，其生物學(xué)機(jī)制錯綜復(fù)雜，亟待更為深入細(xì)致的基礎(chǔ)研究，為臨床治療提供理論指導(dǎo)。

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Potential Biological Mechanism Underlying Rehabilitation Training after Spinal Cord Injury(review)

WU Mou-jian,GU Bing,LI Hua-nan,ZHANG Guo-fu,ZHANG Shui-yin.School of Pharmacy,Jiangxi Science&Technology Normal University,Nanchang,Jiangxi 330013,China

Spinal cord injury is a kind of disease with high disability rate and poor prognosis.According to the degree of injury and damage plane,adopting appropriate rehabilitation measures can effectively enhance the patient's sensory and motor function,and ultimately improve the quality of life.This article briefly introduced the content of rehabilitation training corresponding with various periods,and summarized that relieving the secondary injury,improving the regenerative microenvironment,promoting proliferation and differentiation of endogenous neural stem cells differentiation and inducing plasticity were the biological mechanisms underlying the effect of rehabilitation training.

spinal cord injury;rehabilitation training;virtual reality;secondary damage;regenerative microenvironment;endogenous neural stem cells;plasticity;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.10.011

R651.2

A

1006-9771(2014)10-0940-05

2014-06-30

2014-07-24)

1.國家自然科學(xué)基金資助項目(No.30960448)；2.江西省自然科學(xué)基金資助項目(No.20142BAB205023)；3.江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(No.GJJ12584;No.GJJ14603)。

1.江西科技師范大學(xué)藥學(xué)院，江西南昌市330013；2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，江西南昌市330006。作者簡介：吳謀建(1989-)，男，漢族，江西贛縣人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。通訊作者：顧兵，男，博士后，教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向：神經(jīng)精神藥物學(xué)。E-mail:bguemory@hotmail.com。