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鞘内注射盐酸奈福泮和吗啡对切口痛大鼠脊髓c-fos表达的影响

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山西医药杂志2010年11月第39卷第11期上半月 Shanxi Med J,November 2010,Vo1.39,No.II the First 鞘内注射盐酸奈福泮和吗啡对切口痛大鼠 脊髓c—fos表达的影响 太原市人民医院(030001) 郑晓冬 山西医科大学第一医院 程桥 【摘要】目的探讨在大鼠切口痛模型中鞘内注射奈福泮与吗啡在脊髓水平的抗伤害作用以及对脊髓 雄性SD大鼠85只,分为对照组、不同剂 c-los表达的影响,并且测量二者相互作用时的半效剂量(ED )。方法量奈福泮(5O~150 g)组、不同剂量吗啡(3~lo g)组进行术前鞘内注射以获得量效曲线及ED5。值;切口术前鞘 内同时注射奈福泮和吗啡不同比例的EDs。以观察联合用药时的EDs。值。按Brennan法制成大鼠切口痛模型,采 用累积疼痛评分法观察疼痛的行为学变化,以免疫组织化学法测量c-los含量。结果 与对照组比较,术前奈福 泮、吗啡治疗组和奈福泮+吗啡治疗组大鼠在术后1 h累积疼痛评分均明显降低(P<O.O5);在Isobologram图中 可见奈福泮与吗啡合用时的累积疼痛评分实测值明显落在理论累加等效线的下方,且95 可信区间不与理论累 加点重合。与假手术组比较,对照组大鼠脊髓背角los样免疫活性(FLI)阳性神经元表达明显升高(P<O.01);与 对照组比较,术前奈福泮、吗啡治疗组和术前奈福泮+吗啡治疗组脊髓背角FLI阳性神经元数目明显降低(P< 0.05),1/2ED 。量的两药联合用药的抑制百分比均比ED 。量的两药单用的抑制百分比大(P<0.05)。结论在 大鼠切口疼痛模型中,术前鞘内注射奈福泮和吗啡能抑制脊髓内c—fos基因的表达,能产生量效相关的抗伤害作 用,奈福泮与吗啡联合用药能产生协同作用。 【关键词】奈福泮; 吗啡; 鞘内注射; c—los基因; 累积疼痛评分 Effects of intrathecal nefopam hydrochloride and morphine on spinal c-los expression in a rat model of incisional pain ZHENG Xiao—dong ,CHENG Qiao. Taiyuan People s Hospital,Shanxi 030001,China [Abstract]Objective To observe the effect of antinociception and expression of c-fos in the spinal cord after the intratheeal administration of nefopam and morphine in a rat model of incisional pain,to survey the ED50 of two-way inter— action.Methods Eighry-five male SD-rats were divided randomly into several groups.NS,nefopam(5O~150 g)and morphine(3 10 btg)were administered to obtain the dose-response curve and the ED50 values;fraction of ED50 val— ues were administered intrathecally to establish the ED5。of drug combinations.According to the method of Breu— nan.Pain behavior was assessed at 1 h after incision by cumulative pain score.Immunohistochemistry was adminis— tered to survey the content of c—fos.Results In nefopam group,morphine group and nefopam plus morphine group,cumulative pain score was significantly lower than that in control group 1 h after incision.The real value of cumulative pain score in nefopam plus morphine group leave out the theoretical cumulative significantly on the isobologram and the 95 confidence interval was not coincident with theorial cumulative spot.The number of fos like immunoreactive of the spinal cord in control group were significantly more than those in the sham operation. In nefopam group,morphine group and nefopam plus morphine group,the number of FLI in the spinal cord was significantly less than those in control group(P<0.05).Inhibition-percentage in the 1/2EDso both nefopam and morphine group was more than that in the ED50 of them alone(P<0.05).Conclusion In a rat model of incisional pain,intrathecal injection of nefopam and morphine could inhibit the expression of c-los gene in spinal cord and create dose-response relative antinociceptic effect.Their combination could produce synergistic interaction. [Key words]Nefopam; Morphine; Intrathecal injection; c—fos gene; Cumulative pain score 研究证实盐酸奈福泮与吗啡相比具有成瘾性 小,不良反应小,无麻醉性,无镇静作用、骨骼肌松弛 作用,对胃无刺激和不引起出血倾向,对呼吸、循环 达的影响。 1材料与方法 1.1 药品、试剂和仪器:盐酸奈福泮注射液(湖北同济奔达 鄂北制药有限公司)、盐酸吗啡注射液(沈阳第一制药厂)、 异氟醚、c-fos试剂盒、二氨基联苯胺(DAB,北京中杉金桥 生物技术有限公司)、麻醉机(Dragen)。 系统抑制作用轻等优点_1]。本实验通过切口疼痛模 型了解鞘内奈福泮和吗啡抗伤害效应的半效剂量 (E 。)及两者的相互作用,并且观察对脊髓c_los表 山西医药杂志2010年11月第39卷第11期上半月 Shanxi Med J,November 2010,Vo1.39,No.11 1 1 1lIr 1 1.2鞘内置管:选体质量250 ̄300 g的SD纯种雄性大鼠 于实验前放置在安静、温暖和避强光的饲养环境内24 h。 腹腔注射5 水合氯醛6 mI /kg,按杨建平等_2]改良法制 备腰部蛛网膜下腔置管大鼠,导管插入2 cm,使开口的头 端适位于L ~ ,导管固定后,注入生理盐水0.1 mL冲洗导 管并观察插管处有无液体外溢。经皮下隧道将导管的另一 端引出于颈背部,外露1 cm固定,并用消毒的不锈钢针堵 塞导管外口,以防脑脊液外溢。术毕动物呼吸空气5~10 min后即完全清醒。取无运动障碍的动物于置管3 d后蛛 网膜下腔注射2 利多卡因2O L,如注药后30 S未出现 双下肢麻痹,则舍去不用。动物均分笼单独饲养5 d,即可 用于实验。 1.3切口痛模型建立:在吸入1.4 异氟醚麻醉下,将大 鼠左后爪进行消毒准备后,按Brennan等 ]方法从足底近 端0.5 cm处向趾部作一长约1 cm的切口,切开皮肤后,用 眼科镊挑起足底肌肉并纵向切割,但保持肌肉的起止及附 着完整。按压止血后,用细线缝合皮肤共2针。整个手术 过程约为5 min。手术切口以碘伏消毒并覆盖软膏,大鼠置 于安静、温暖、避强光的环境中喂养。 1.4动物分组及处理:为了研究证实奈福泮与吗啡之间的 相互作用是相加效应还是协同效应。本实验采用文献[4] 提出的等效线法进行分析,即Isobologram简易作图的分 析方法:先分别求出奈福泮与吗啡单独使用时ED 。,再分 别将此两药ED 的J/2,1/4,1/8,1/16合用,使可求出二 者合用时的各自的EI)5。,用两药合用时的ED 。与两药单独 使用时的EDs。作Isobologram图,看奈福泮与吗啡之间的 相互作用。 选择鞘内置管后无运动障碍,且经利多卡因实验证实 导管确在鞘内的雄性SD大鼠85只,分5组:①对照组5 只:术前蛛网膜下腔注射0.9 氯化钠2O L后30 min,吸 入1.4 异氟醚5 min后进行手术。②在切口疼痛模型中 以(实验组1 h内累计疼痛评分值一对照组1 h内累计疼痛 评分值)/对照组1 h内累计疼痛评分值>50 为镇痛有效 指标。根据预实验,术前鞘内注射奈福泮在切口疼痛模型 产生有效镇痛作用的ED 。值在5O~15O g。在此范围内, 采用等比系数(r)为1.316,20只健康大鼠设立5个剂量: 5O、65.8、86.6、l13.9、150 g进行序贯试验。③吗啡(3~ 10 Fg)按镇痛有效指标,以等比系数1.778设立5个量:1、 1.78、3.16、5.62、10/zg。④分别求出奈福泮和吗啡的ED5。 后,将二药EDso的]/z,1/4,1/8,1/16合用,由于两药达到 峰值效应的时间基本相同故此两药联合应用时应同时进行 鞘内注射,即可求出两药合用的ED 。。⑤二种药对c—fos 表达的影响是否有协同作用,其分析方法采用Berenbaum 法。 本实验中先做奈福泮与吗啡的ED 。量对c—los表达的 影响,再做两药1/2ED 。的联合量对c ̄fos表达的影响,同 时作一生理盐水对照组,即可推断出二药对c—fos表达是否 具有协同作用。分为5个组,每组5只,分别是:奈福泮的 ED 。组,吗啡的ED 。组,1/2(奈福泮+吗啡)组,假手术组, 对照组。术后2 h取出脊髓做免疫组织化学。所有大鼠均 按随机分配原则入组,给药时采用单盲法。所有治疗组在 用药后均以2O L生理盐水冲洗导管。所有动物均由山西 医科大学实验动物中心提供。 1.5行为学实验:参照Brennan等 ]方法,大鼠清醒后观 察后爪着地及负重情况,后爪被压迫发白表示负重。后爪 翘起不着地,计2分;后爪着地但不负重,计1分;后爪着地 并且负重,计0分。每5 min观察1次,每次1 min,以1 min内最常采取的姿势为标准,共观察1 h(0~24分)。以 术侧足评分减去对侧足评分即为所得累积疼痛评分。 1.6免疫组织化学实验:术后2 h腹腔注射5 水合氯醛 6 mL/kg麻醉,开胸显露心脏,经升主动脉插管,以200 mL 生理盐水冲净血液,随即灌注含4%多聚甲醛的0.1 mol/L 磷酸盐缓冲液(PBS)500 mL(pH值为7.4)。取脊髓腰膨 大处,置于上述固定液中后固定约3 h(4℃),再浸于2O 的蔗糖(4℃)中过夜至沉底。冠状冰冻连续切片,片厚2O ML,用二步法进行免疫组织化学反应。每只大鼠随机取5 张切片,用Leica显微镜下计数脊髓背角浅层(I~Ⅱ层)、 深层(Ⅲ~Ⅵ层)中los样免疫活性(FLI)神经元的数目。 以PBS液代替一抗做阴性对照。用Berenbaum法分析奈 福泮与吗啡对FNI神经元的抑制作用的相互作用,可将二 药在I~Ⅱ、V~Ⅵ层的抑制作用按下式换算成抑制率, 得出各组药的抑制率。 抑制率( )一(对照组的FI I—N一用药组的FLI—N)/ 对照组的FLI—N×100 1.7统计学处理:所有数据均以j-4-S表示,统计学处理采 用SPSS 13.0统计分析软件,组间比较应用方差分析。以 P<0.05为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1预先鞘内注射奈福泮、吗啡以及联合用药对切口镇痛 作用ED 。值测定:对照组1 h内累计疼痛评分值17.0-4- 2.0。根据计算公式得出预先鞘内注射奈福泮对切口镇痛 作用ED 。为88.5 g-g,95% 为80.4~97.4 g;预先鞘内 注射吗啡的E 0为5.3O g,95 为3.81~7.37 Fg;联 合用药时对奈福泮合用时EI)s。为10 g,95%a为8.3l~ 12.2 ptg,吗啡合用时的ED 。为0.60“g,95 C/为0.5O~ 0.73 btg。 2.2预先鞘内注射奈福泮、吗啡和二药联合用药时对切口 痛大鼠行为学的影响:鞘内注射奈福泮、吗啡和联合用药 可以产生剂量依赖性的镇痛作用。 2.3等效线法(Isobologram):用奈福泮与吗啡的镇痛效 应的EDso和95 可信区间作Isobologram图,可见实测点 (10,0.6)明显落在理论累加等效线的下方,且95 可信区 间不与理论累加点重合,由此可说明两药的相互作用是协 同的。见第1026页图1。 2.4鞘内预注射奈福泮、吗啡和2种合用对脊髓灰质内 c—fos阳性表达的影响:与假手术组比较,大鼠做切口痛2 h ・1026・ 山西医药杂志2010年11月第39卷第11期上半月 Shanxi Med J,November 2010,V01.39,No.11 the First 吗啡(‘Lg) 图1 Isobologram图 后生理盐水对照组可使同侧L ~ 脊髓灰质c-fos蛋白表达 明显升高,FLI阳性神经元在各层均有分布,但主要分布在 I~Ⅱ、V~Ⅵ层,以I~Ⅱ层分布最多。联合用药组脊髓 背角的e-fos表达较两种药物单用组明显减少(P<O.05)。 见表1。 表l 不同药物作用方法对FLI神经元抑制作用( ±s) 1)与奈福泮+吗啡组比较P<0.05 从表1中可以看出:1/2ED 。量的两药联合用药的抑制 百分比均比ED5。量的两药单用的抑制百分比大。根据 Berenbaum法,说明奈福泮与吗啡对FLI-N表达的抑制作 用是协同效应。 3讨 论 c-fos原癌基因是刺激激活神经元的第二信使 与目的基因表达间的信息传递中介物,其蛋白表达 产物(表现为FLI-N出现)在一定程度上与所受刺激 程度成正比。本实验所做的切口痛可能是由于兴奋 了脊髓背角伤害性感受神经元,从而诱发c-fos表 达。原癌基因c-los的表达被视为特定刺激下神经 元功能活动的标志物,许多刺激,如伤害性刺激、电 针刺激均可诱发e-los的表达,但表达部位各有其特 点[5]。而本实验切口痛可诱发c-fos的表达,诱发的 FLI阳性神经元分布于脊髓背角各层,但主要集中 在大鼠手术侧背角的工~Ⅱ、V~Ⅵ层,说明这些神经 元参与了机械伤害信息的传导和。这一部位与 传递外周伤害性信息的初级传人纤维的终止区及背 角痛敏神经元的分布区一致,也与电生理记录的对 伤害性刺激反应的背角神经元的分布部位相重叠。 表明背角FLI阳性神经元大都是感觉通路上的二级 神经元或中间神经元。术前鞘内注射奈福泮、吗啡 均可减少FLI阳性神经元的数量,说明两药可能通 过抑制了与痛信号的传导和有关的脊髓背角 FLI神经元的活性,阻止了痛信号在脊髓内的传导, 从而产生抗伤害作用。 据Girard等I6]研究证实在注射角叉藻聚糖或 切开鼠后爪皮肤和肌肉所致的异常疼痛和痛觉过 敏模型中,同时注入奈福泮(10 mg/kg)和阈下剂 量吗啡(0.3~1.0 mg/kg)降低或逆转异常性疼 痛,故奈福泮可以增强吗啡镇痛的效能。Tirault 等[7 报道在腹部手术时若术中静脉注射20 mg奈 福泮可减少术后吗啡用量,因此预用奈福泮可以有 效预防类罂粟碱诱发的疼痛敏感,减少吗啡的使 用量。但未见鞘内注射奈福泮与吗啡的相互作用 的报道,本实验中鞘内注射奈福泮与吗啡联合用药 的实际ED 。与理论ED 。值的差别和对e-fos表达 的抑制作用都有统计学意义,同时在等效曲线也可 以说明两者有协同效应。考虑在本实验中奈福泮 和吗啡的协同效应可能是作用于一个外周刺激向 上传导的共同通路:外周脊髓高级中枢,即外周伤 害刺激一脊神经节外周突一伤害性传入神经纤 维一脊神经节的中枢突一脊髓背角一对侧脊髓丘 脑外侧束一背侧丘脑一经内囊后肢投射到后 回中上部和旁小叶后部。这是因为它们的关 键作用点不同:吗啡作用于脊神经节的中枢突 受 体,而奈福泮主要作用于脊神经节的中枢突的突触 前膜Na 通道,所以协同效应的产生得到了解释。 由于奈福泮的作用机制不清楚,两者合用是否还有 其他协同作用机制有待以后的进一步研究。 参考文献 1荆建敏,程桥.鞘内注射盐酸奈福泮对切口痛大鼠脊髓c-los表 达的影响.中国药物与临床,2009,9(9):824—826. 2杨建平,蒋豪,吴珏.大鼠蛛网膜下腔埋管并长期留置操作的改 进.中华麻醉学杂志,1993,13(2):110—112. 3 Brennan 3"3,Vandermeulen EP,Gebhart GF.Characterization of a rat model of incisional pain.Pain,1996,64:493—501. 4 Tallarida RJ,Murray RB.Manual of pharmacologie calculation with compter program.2nd ed.New York:Spring-Verlag,1987. 5 Bullitl E.Expression of c-fos—like protein as a marker for neuro— nal activity following noxious stimulation in the rat.J Comp Neurol,1990,296:517-530. 6 Girard P,Pansart Y,Gillardin JM.Nefopam potentiates mot— phine antinociception allodynia and hyperalgesia in the rat. Pharmacol Biochem Behav。2004,77(4):695-703 7 Tirault M。Derrode N,Clevenot D,et a1.The effect of nefopam on morphine overconsumption induced by large-dose remifen— tanil during propofol anesthesia for major abdominal surgery. Anesth Analg,2006,102(1):110—117. (收稿日期:2010—07—12) 作者简介:郑晓冬,男,1963年12月生,主治医师,太原市 人民医院,030001 

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