运动训练促进脑梗死后白质重塑改善运动功能

admin Post in 2014.06, 咨询门诊
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温红梅,李超,张婵娟

中山大学附属第三医院康复医学科

脑卒中是神经系统的常见病和多发病,是危害人类健康的三大死亡原因之一,其中70%以上为缺血性脑梗死,绝大多数存活者有不同程度的运动、感觉和认知功能障碍,其中运动障碍最为常见,给患者、家庭乃至社会造成极其沉重的负担。许多研究探讨了脑皮质损伤的恢复对功能的影响,而较少关注皮质下白质结构的变化与神经功能恢复的关系。脑白质的主要功能是确保全脑神经冲动的平稳传导,使得信息能够在许多空间上分离但功能上联系的脑区之间整合,达到冲动的同步化。白质纤维的损伤必然导致大脑灰质内神经元个体相互交流困难,出现运动、感觉、认知等各种功能障碍。脑梗死后的白质损伤包括病灶内直接的白质破坏和病灶周围乃至远隔区域继发性华勒变性(wallerian degeneration, WD),指近端轴突或细胞体损伤后远端轴突及髓鞘层的退行性改变。研究[1.2]提示,脑梗死后运动功能障碍与白质通路损伤而非梗死灶本身关系更加密切,神经功能的恢复与脑白质损伤的修复存在相关性。

运动训练是脑卒中临床康复治疗的主要手段之一,能有效改善卒中后受损的神经功能,一般认为与促进皮层代表区重组、突触再生、树突分支等有关。成年人脑白质的结构并非固定不变的,在学习复杂或新的技能后,如弹钢琴、阅读,相应功能区的脑白质结构出现明显的变化,表现为体积、结构组织、功能连接均增加,可称之为脑白质改变(或称重塑)[3]。在脑卒中后的运动再学习过程中,运动训练能否促进脑白质发生类似的适应性改变,以介导功能的恢复是值得关注的问题。最近,Lingdenberg 等[4]的研究提示,弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)上锥体束的损害程度是运动障碍有效的结构性标志物,所有下行运动纤维的完整性,而不仅仅是锥体束,可以预测卒中后运动功能的恢复程度。

脑梗死本身可激活脑白质修复过程,但由于受到不利微环境的影响,特别是受到多种轴突和髓鞘形成的抑制因子的影响,轴突重塑在很大程度上受到限制,影响功能的恢复[5]。最近实验研究[6]发现,强制性运动(constraint induced movement therapy, CIMT)可以下调脑梗死后轴突生长抑制因子的表达和锥体束的生长,促进功能的恢复。我们的实验研究表明,脑梗死后进行常规的跑笼运动训练(类似于人类中等强度的跑步训练)亦可以下调轴突生长抑制因子Nogo-A及其受体和下游信号Rho-A的表达,促进轴突再生,改善运动功能。

主要参考文献:

[1]      Sterr A, Shen S, Szameitat AJ, Herron KA. The role of corticospinal tract damage in chronic motor recovery and neurorehabilitation: a pilot study. Neurorehabil Neural Repair. 2010; 24:413-9.

[2]      Caria A, Weber C, Brötz D, et al. Chronic stroke recovery after combined BCI training and physiotherapy: A case report. Psychophysiology. 2011;48:578-82.

[3]      Fields RD. Change in the Brain’s White Matter. Science. 2010; 330:768-9.

[4]      Lindenberg R, Renga V, Zhu LL, et al. Structural integrity of corticospinal motor fibers predicts motor impairment in chronic stroke. Neurology. 2010;74:280-7.

[5]      Giger RJ, Venkatesh K, Chivatakarn O, et al.Mechanisms of CNS myelin inhibition: evidence for distinct and neuronal cell type specific receptor systems. Restor Neurol Neurosci. 2008;26:97-115.

[6]      Zhao S, Zhao M, Xiao T, Jolkkonen J, Zhao C. Constraint-induced movement therapy overcomes the intrinsic axonal growth-inhibitory signals in stroke rats. Stroke 2013;44:1698-1705.

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