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【摘 要】内吗啡肽-1(EM-1)能产生与吗啡等效的镇痛作用,对急性痛有很强的镇痛作用,但对持久的慢性疼痛的作用尚不清楚。关节腔内注射单碘醋酸钠,可以诱发关节产生慢性疼痛。本研究的目的是要观察内吗啡肽-1对单碘醋酸钠引起骨关节炎模型及诱发疼痛的影响。研究结果表明10-11-10-9摩尔内吗啡肽-1注射入膝关节,可显著地降低外周传入神经纤维放电的频率。这表明内吗啡肽-1可缓解关节炎性疼痛,治疗关节炎症状。
【关键词】内吗啡肽-1;骨关节炎;外周传入神经
内吗啡肽-1是一种具有吗啡活性的内源性四肽(H-Tyr-Pro-Trp-Phe- NH_2),作为μ受体的配体,广泛存在于动物和人的大脑、脊髓及周围神经纤维,在正常生理状态下,内吗啡肽-1的释放对调节机体免疫系统、心血管的活动状态及情绪和运动行为具有重要作用。内吗啡肽-1作为一个内源性抗炎神经肽,参与中枢痛觉调节,降低痛觉反应,增加对疼痛的耐受性。由于内吗啡肽-1对疼痛信息外周传递的影响如何尚未知,本实验的目的是观察内吗啡肽-1对关节炎模型外周神经传入冲动的影响。
1 材料与方法
单碘醋酸钠(MIA)、内吗啡肽-1和CTOP(μ受体拮抗剂)购买于Sigma- Aldrich公司,药物用新鲜的0.9%生理盐水溶解,备用。雄性Wistar大鼠,体重100-200克。动物被安放在室温22℃的鼠笼内,每日进行标准的光照和暗周期,保证饮用水和食物的充足。关节炎疼痛模型,详细的过程已在前文描述[1],大鼠用异氟醚作吸入性深麻醉,伴随氧气供应。MIA(3 mg/50l)的生理盐水溶液进行右膝关节腔内注射。然后,大鼠被饲养14天[2]。
电生理记录
大鼠被用25%氨基甲酸乙酯深麻醉(2克/公斤体重,腹腔注射),然后进行手术分离膝关节传入纤维。麻醉深度,由检测大鼠缩爪反射的消失来确定。大鼠被安放在温控加热毯上,其体温维持在37 ?C,核心体温的测量由直肠插入温度计,并通过温控加热仪进行反馈调控。气管插管连接到一个啮齿类人工通气呼吸泵,进行人工呼吸,输入100%氧气(通气量为2.5毫升/次,呼吸频率为50次/分)。用细导管(0.5mm的内径)进行左侧颈动脉插管,其中充满生理盐水包含有肝素(100单位/毫升)。该套管连接到一个压力传感器,可以进行连续血压测量和监控。左侧颈内静脉也进行插管(0.4毫米的内径),通过导管注入肌肉松弛剂三碘季铵酚(50mg/kg),以消除后肢神经肌肉产生的肌电干扰。将一导管经隐动脉插入到膝关节以下的关节内侧动脉分支点,药物通过动脉分支注射到膝关节内。右股骨中央部分被游离,用特殊的钳固定到骨干的中部,并连接到一个立体定位框架,以固定大鼠后肢近端部。右后肢被放在椭圆形固定器内,固定器连接到一个力传感器和旋转力矩测量器(mvd2510,德国),以规范的旋转力量作用到膝关节。然后,沿后肢内侧做一纵形皮肤切口形成一个皮瓣,连接金属圈作出了一个 “O”形池,创造一个充满温石蜡油袋。
隐神经的远端被切断,消除膝关节以下足部和脚踝部感觉区的传入冲动。将腹股沟区域段的隐神经进行游离,并在近中枢端切断,消除来自脊髓下传神经冲动的影响。将一铂金记录电极放置到单根神经纤维下,缓慢旋转膝关节,可诱导出神经传入冲动,测量神经纤维的传导速度,确定膝关节扭矩力的机械阈值。
产生伤害的机械刺激所需的扭矩力是25-40mNm。每个扭矩动作持续10秒。分别于给药前(对照组)和经隐动脉关节内给不同剂量的内吗啡肽-1(10-11-10-9摩尔注射液; 0.1毫升)后,记录其动作电位的发放频率。神经元的电活动由数字化数据采集系统(CED1401)收集并储存于一个计算机内,然后进行分析。动作电位的频率、膝关节扭矩力, 以及传入冲动的变化百分率,用Spike 2软件进行分析计算。
统计分析
所有数据都表示为平均值± S.E.M. 用两因素方差分析和Student’s t-test来检测各组间的差异。所得的p值<0.05为显著差异。
2 结果
在这项研究中, 所记录的20只大鼠初级传入纤维的传导速度介于0.25 -0.56米/ 秒,可以确定其为来自膝关节的C类传入纤维。对照组的正常10只大鼠,当给予30mNm超旋转扭矩刺激时,其外周神经传入冲动发放频率的平均值为485.1次/分;而10只MIA诱导关节炎模型大鼠,当给予30mNm超旋转扭矩刺激时,其外周神经传入冲动发放频率的平均值为13512.0次/分,两者之间有显著性差异(p<0.001),关节炎模型大鼠传入冲动发放频率明显增加。将内吗啡肽-1(10-11-10-9摩尔)注射到MIA诱导膝关节炎模型组大鼠的膝关节内,可以显著地降低超旋转扭矩刺激时引起的放电频率增加。其降低反应的百分比变化分别为-30.910.7%(10-11 mol),-44.510.8%(10-10 mol),-57.88.9%(10-9 mol)。为剂量依赖性反应,这表明随着关节腔内内吗啡肽-1注射剂量的增加,对MIA诱发关节炎的传入活动抑制作用增强。CTOP可以明显减弱这一抑制作用,使内吗啡肽-1降低反应的百分比变化下降为-9.98.2%(10-11 mol),-9.59.7%(10-10 mol),-10.88.3%(10-9 mol)。内吗啡肽-1对MIA诱发关节炎在超旋转刺激时引起的传入动作电位的抑制作用。可用于对关节炎治疗药物。
3 讨论
我们的研究结果表明,关节腔內注射内吗啡肽-1可抑制关节炎产生的外周传入痛觉冲动,可以显著的缓解MIA诱发的慢性关节疼痛。以往报道内吗啡肽-1的作用机制是通过中枢神经系统产生镇痛作用。而将内吗啡肽-1注射入膝关节,可显著地降低外周传入神经纤维放电的频率,CTOP可以明显减弱这一抑制作用,表明内吗啡肽-1可以通过激活外周组织中(包括外周神经、关节腔和血管中)的μ受体发挥镇痛作用。
参考文献:
[1] 李宗明 李秀凤 王建国. 血管活性肠肽(VIP)对单碘醋酸钠诱发关节炎的影响。中国美容医学, 2010;19卷z4期134-135页
[2] Combe R, Bramwell S, Field MJ.: The monosodium iodoacetate model of osteoarthritis: a model of chronic nociceptive pain in rats? Neurosci Lett. 2004; 370(2- 3):236-40.
【关键词】内吗啡肽-1;骨关节炎;外周传入神经
内吗啡肽-1是一种具有吗啡活性的内源性四肽(H-Tyr-Pro-Trp-Phe- NH_2),作为μ受体的配体,广泛存在于动物和人的大脑、脊髓及周围神经纤维,在正常生理状态下,内吗啡肽-1的释放对调节机体免疫系统、心血管的活动状态及情绪和运动行为具有重要作用。内吗啡肽-1作为一个内源性抗炎神经肽,参与中枢痛觉调节,降低痛觉反应,增加对疼痛的耐受性。由于内吗啡肽-1对疼痛信息外周传递的影响如何尚未知,本实验的目的是观察内吗啡肽-1对关节炎模型外周神经传入冲动的影响。
1 材料与方法
单碘醋酸钠(MIA)、内吗啡肽-1和CTOP(μ受体拮抗剂)购买于Sigma- Aldrich公司,药物用新鲜的0.9%生理盐水溶解,备用。雄性Wistar大鼠,体重100-200克。动物被安放在室温22℃的鼠笼内,每日进行标准的光照和暗周期,保证饮用水和食物的充足。关节炎疼痛模型,详细的过程已在前文描述[1],大鼠用异氟醚作吸入性深麻醉,伴随氧气供应。MIA(3 mg/50l)的生理盐水溶液进行右膝关节腔内注射。然后,大鼠被饲养14天[2]。
电生理记录
大鼠被用25%氨基甲酸乙酯深麻醉(2克/公斤体重,腹腔注射),然后进行手术分离膝关节传入纤维。麻醉深度,由检测大鼠缩爪反射的消失来确定。大鼠被安放在温控加热毯上,其体温维持在37 ?C,核心体温的测量由直肠插入温度计,并通过温控加热仪进行反馈调控。气管插管连接到一个啮齿类人工通气呼吸泵,进行人工呼吸,输入100%氧气(通气量为2.5毫升/次,呼吸频率为50次/分)。用细导管(0.5mm的内径)进行左侧颈动脉插管,其中充满生理盐水包含有肝素(100单位/毫升)。该套管连接到一个压力传感器,可以进行连续血压测量和监控。左侧颈内静脉也进行插管(0.4毫米的内径),通过导管注入肌肉松弛剂三碘季铵酚(50mg/kg),以消除后肢神经肌肉产生的肌电干扰。将一导管经隐动脉插入到膝关节以下的关节内侧动脉分支点,药物通过动脉分支注射到膝关节内。右股骨中央部分被游离,用特殊的钳固定到骨干的中部,并连接到一个立体定位框架,以固定大鼠后肢近端部。右后肢被放在椭圆形固定器内,固定器连接到一个力传感器和旋转力矩测量器(mvd2510,德国),以规范的旋转力量作用到膝关节。然后,沿后肢内侧做一纵形皮肤切口形成一个皮瓣,连接金属圈作出了一个 “O”形池,创造一个充满温石蜡油袋。
隐神经的远端被切断,消除膝关节以下足部和脚踝部感觉区的传入冲动。将腹股沟区域段的隐神经进行游离,并在近中枢端切断,消除来自脊髓下传神经冲动的影响。将一铂金记录电极放置到单根神经纤维下,缓慢旋转膝关节,可诱导出神经传入冲动,测量神经纤维的传导速度,确定膝关节扭矩力的机械阈值。
产生伤害的机械刺激所需的扭矩力是25-40mNm。每个扭矩动作持续10秒。分别于给药前(对照组)和经隐动脉关节内给不同剂量的内吗啡肽-1(10-11-10-9摩尔注射液; 0.1毫升)后,记录其动作电位的发放频率。神经元的电活动由数字化数据采集系统(CED1401)收集并储存于一个计算机内,然后进行分析。动作电位的频率、膝关节扭矩力, 以及传入冲动的变化百分率,用Spike 2软件进行分析计算。
统计分析
所有数据都表示为平均值± S.E.M. 用两因素方差分析和Student’s t-test来检测各组间的差异。所得的p值<0.05为显著差异。
2 结果
在这项研究中, 所记录的20只大鼠初级传入纤维的传导速度介于0.25 -0.56米/ 秒,可以确定其为来自膝关节的C类传入纤维。对照组的正常10只大鼠,当给予30mNm超旋转扭矩刺激时,其外周神经传入冲动发放频率的平均值为485.1次/分;而10只MIA诱导关节炎模型大鼠,当给予30mNm超旋转扭矩刺激时,其外周神经传入冲动发放频率的平均值为13512.0次/分,两者之间有显著性差异(p<0.001),关节炎模型大鼠传入冲动发放频率明显增加。将内吗啡肽-1(10-11-10-9摩尔)注射到MIA诱导膝关节炎模型组大鼠的膝关节内,可以显著地降低超旋转扭矩刺激时引起的放电频率增加。其降低反应的百分比变化分别为-30.910.7%(10-11 mol),-44.510.8%(10-10 mol),-57.88.9%(10-9 mol)。为剂量依赖性反应,这表明随着关节腔内内吗啡肽-1注射剂量的增加,对MIA诱发关节炎的传入活动抑制作用增强。CTOP可以明显减弱这一抑制作用,使内吗啡肽-1降低反应的百分比变化下降为-9.98.2%(10-11 mol),-9.59.7%(10-10 mol),-10.88.3%(10-9 mol)。内吗啡肽-1对MIA诱发关节炎在超旋转刺激时引起的传入动作电位的抑制作用。可用于对关节炎治疗药物。
3 讨论
我们的研究结果表明,关节腔內注射内吗啡肽-1可抑制关节炎产生的外周传入痛觉冲动,可以显著的缓解MIA诱发的慢性关节疼痛。以往报道内吗啡肽-1的作用机制是通过中枢神经系统产生镇痛作用。而将内吗啡肽-1注射入膝关节,可显著地降低外周传入神经纤维放电的频率,CTOP可以明显减弱这一抑制作用,表明内吗啡肽-1可以通过激活外周组织中(包括外周神经、关节腔和血管中)的μ受体发挥镇痛作用。
参考文献:
[1] 李宗明 李秀凤 王建国. 血管活性肠肽(VIP)对单碘醋酸钠诱发关节炎的影响。中国美容医学, 2010;19卷z4期134-135页
[2] Combe R, Bramwell S, Field MJ.: The monosodium iodoacetate model of osteoarthritis: a model of chronic nociceptive pain in rats? Neurosci Lett. 2004; 370(2- 3):236-40.