电针对佐剂性关节炎大鼠镇痛作用及内啡肽影响
作者:张皓1,王健1,陈新勇2,吴富东1,单秋华2,蓝竹梅1 作者单位:(1 山东中医药大学,山东 济南 250014; 2 山东中医药大学附属医院)【摘要】 目的 观察电针腰夹脊穴对佐剂性关节炎(AA)大鼠的镇痛效应及中枢β内啡肽(βEP)的影响,探讨电针镇痛的部分中枢机制。方法 以AA大鼠为疼痛模型,以局部痛阈、足跖容积为指标观察电针的镇痛作用,并采用放射免疫法测定大鼠下丘脑、脊髓βEP含量。结果 电针可显著提高AA大鼠痛阈、降低其足跖容积,并能显著提高其下丘脑、脊髓的βEP含量。结论 电针有良好的镇痛治疗作用,其机制可能与其调节中枢βEP的含量有关。
【关键词】 电针;镇痛;关节炎,实验性;β内啡肽
ELECTRIC ACUPUNCTURE: ITS ANALGESIC EFFECT ON ADJUVANTINDUCED ARTHRITIS IN RATS AND INFLUENCE ON βENDORPHINS ZHANG HAO, WANG JIAN, CHEN XINYONG, et al (Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Ji′nan 250014, China); [ABSTRACT] Objective To observe the analgesia on adjuvantinduced arthritis (AIA) in rats by acupuncturing the JiaJi acupoint on lower back and its influence on βendorphins (βEP) of central nervous system as well as explore the partial central mechanism of electroacupuncture (EA) analgesia. Methods A rat model of AIA was used in this study. Localized pain threshold and volume of voix pedis were taken as indexes to observe the EA analgesia, radioimmunity method to detect the contents of βEP in spinal cord and hypothalamus. Results EA can significantly raise the pain threshold, lower the volume of voix pedis in AIA rats, and increase the levels of βEP in their spinal cord and hypothalamus. Conclusion Electroacupuncture has a good therapeutic effect in painrelieving, the mechanism of which might be associated with βEP level in centers of accommodation.
[KEY WORDS] electroacupuncture; analgesia; arthritis, experimental; betaendorphin
针刺镇痛是一种理想的镇痛方法,在临床广泛使用[1]。针刺时使用电针仪可加强镇痛效果,称为电针镇痛。电针镇痛的作用已被国际学术界公认,其机制研究自上世纪50年代就已经开始。目前研究表明,针刺可以通过调节神经内分泌免疫网络发挥整体调控作用,β内啡肽(βEP)既是这一网络中重要递质,又是针刺镇痛的重要物质基础[2]。本实验以佐剂性关节炎(AA)大鼠为疼痛模型,以痛阈、炎症局部关节肿胀度及组织病理学检测、βEP为观察指标,探讨电针镇痛治疗作用及其通过神经内分泌免疫网络发挥镇痛作用的可能机制。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物与分组 健康雄性2~3月龄Wistar大鼠24只,清洁级,体质量(180±20)g,购自山东大学实验动物中心,许可证号SCXK鲁20090001。采用随机数字表法将大鼠随机分为3组,每组8只。正常组:不造模,不电针;模型组:造模;电针组:造模,并于造模第2天开始连续电针7 d。正常组和模型组每日用与电针组相同的时间和方式捆绑固定30 min,连续7 d。
1.1.2 主要试剂和药品 完全弗氏佐剂(CFA)为Sigma公司产品,大鼠组织βEP放免试剂盒购自第二军医大学神经生物学教研室。
1.1.3 主要仪器及来源 针灸针(规格15 mm×0.30 mm,苏州医疗用品厂有限公司),HANS疼痛治疗仪(HANS100A型,南京联创济生医疗科技有限公司), BWE410A型热痛刺激仪(中国医学科学院生物医学工程研究所,光源为12V/35W的卤素灯,刺激温度为45~60 ℃,可调),鼠足容积测定器按文献方法定制[3]。LELCA ASP 300全自动脱水机、LEICA EG 1160全自动包埋机、LEICA RM 2135石蜡切片机(均为德国莱卡公司),光学显微镜(日本奥林巴斯)。
1.2 方法
1.2.1 动物模型建立 按照陈伯松等[4]的方法建立AA大鼠模型。无菌条件下,在大鼠右后足跖皮下注射CFA 0.1 mL(内含1 g/L灭活结核杆菌),用指腹轻按注射点片刻松开。约4 h后右后踝部和足趾部开始出现红肿,16~28 h后达到高峰,大鼠关节活动受限,活动明显减少并出现跛行或抬腿不能着地,易激惹,踝关节红肿、痛阈降低,AA大鼠模型建立成功。
1.2.2 针刺方法 将大鼠固定于特制的鼠板上,头尾稍可活动,身体不能转动,取大鼠右侧腰3、5夹脊穴,穴位在脊柱正中旁开0.3 cm处,使用15 mm×0.30 mm针灸针直刺至肌层,觉沉紧后接HANS疼痛治疗仪,电针参数为疏密波(疏波2 Hz,密波100 Hz),强度为1 mA,持续30 min。电针组每天电针1次,连续治疗7 d。
1.2.3 取材及检测方法 大鼠处死后迅速断头取下丘脑,生理盐水中煮沸5 min灭活酶,称质量后放入加有1 mol/L醋酸1 mL的玻璃匀浆器中充分匀浆,然后注入试管室温放置100 min,加入1 mol/L NaOH 0.8 mL中和,4 000 r/min 离心10 min 后取上清液,-80 ℃保存待测。取大鼠右后足关节,常规甲醛固定,56 g/L EDTA2Na 脱钙4周后,流水冲洗过夜,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,连续组织切片。苏木精伊红染色,树胶封固待观察。
1.2.4 观察指标 一般情况:观察大鼠活动、神态、毛发、体质量、饮食、局部红肿及全身迟发性变态反应等。组织炎症肿胀率:造模前、造模后18 h、电针治疗结束后,采用鼠足容积测定器测定大鼠致炎侧足趾容积(容积排水法)[2],以反映关节肿胀程度。肿胀率(E)=(Vt-Vn)/Vn×100%,式中Vn为造模前鼠足容积,Vt为造模后鼠足容积。痛阈测定:用大鼠对伤害性刺激所引起的缩爪反射的潜伏期(PWL)作为痛阈指标,每隔5 min测定1次,测3次,取其平均值。 关节组织进行病理学切片观察:光镜下观察组织形态、结构。下丘脑和脊髓βEP水平采用放射免疫法测定。
1.2.5 统计学处理 所有数据以±s表示,采用SPSS 17.0 for Windows软件进行重复测量资料的方差分析、单因素方差分析、非参数检验及配对t检验。以P<0.05为差异有显著性。
2 结 果
2.1 一般情况
正常组大鼠饮食正常,皮毛光亮,精神状态佳。模型组大鼠注射CFA后即出现烦躁、多动不安,易激惹,4 h后精神萎靡不振,活动减少,饮食减少,毛发略见稀疏、无光泽,部分大鼠见大便稀薄不成形,行走困难。电针组治疗后一般情况较好,反应灵敏,活动增多,足踝和足掌肿胀逐渐减轻,皮毛有光泽。
2.2 电针夹脊穴对AA大鼠痛阈的影响
造模前,正常组、模型组和电针组大鼠右后侧足痛阈无明显差异(P>0.05)。造模后1 d,模型组和电针组大鼠右后足痛阈均较造模前显著降低(t=10.44、11.67, P<0.01),与正常组比较差异有显著性(F=8.28,P<0.01)。造模后7 d,模型组大鼠右后足痛阈仍明显低于造模前(t=7.27,P<0.05);电针组痛阈与造模前相比较差异无显著意义(P>0.05),与模型组比较差异有显著意义(F=8.81,P<0.05)。见表1。
2.3 电针夹脊穴对AA大鼠右后足肿胀的影响
造模前,3组大鼠右后足跖容积无明显差异(P>0.05)。造模后1 d,模型组、电针组右后足跖容积与造模前比较均明显增加(t=13.50、21.20,P<0.01),足跖容积和足跖肿胀率与正常组比较显著增加(F=86.39、64.26,P<0.01),而两组之间差异无显著性(P>0.05)。造模后7 d,模型组足跖容积和肿胀率与正常组比较差异仍有显著意义(F=22.31、11.56,P<0.01),足跖容积与自身造模前比较差异也有显著性(t=7.33,P<0.01);电针组大鼠足跖容积和肿胀率与造模后1 d比较明显降低(t=12.17、11.53,P<0.01),与模型组比较差异亦有显著性(F=22.31、11.56,P<0.01)。见表2。表1 各组大鼠痛阈比较表2 各组大鼠右后足肿胀变化比较
2.4 关节部位形态学观察
光镜下可见,模型组大鼠踝关节皮下组织和滑膜明显充血、水肿,滑膜增厚,并有大量的炎细胞浸润,血管增生明显,软骨膜增生并向软骨内侵入,软骨中可见大量的炎细胞浸润。电针组大鼠关节充血、水肿、炎细胞浸润和血管增生等现象与模型组相比明显减轻。
2.5 电针夹脊穴对AA大鼠下丘脑、脊髓βEP含量的影响
模型组下丘脑βEP水平与正常组比较显著升高,而电针组βEP含量与模型组比较进一步升高(F=221.62,P<0.01)。模型组大鼠脊髓βEP含量与正常组比较差异无显著性,而电针组脊髓βEP含量与正常组和模型组相比差异有显著意义(F=16.76,P<0.01)。见表3。表3 各组大鼠下丘脑和脊髓βEP含量比较
3 讨 论
本实验的疼痛模型为炎症痛,在大鼠足垫部注射CFA后诱发的关节炎具有持续疼痛的特点,此模型特异性高,是较理想的疼痛模型[4]。本文结果显示,AA形成后,大鼠痛阈明显降低,电针可使模型大鼠痛阈提高,足跖关节肿胀度明显改善,说明电针有显著的镇痛和治疗作用。
腰夹脊穴位于督脉与足太阳膀胱经之间,经脉相通,下肢、足部为足太阳膀胱经循行所过,针之可疏通足太阳经气,达到“通则不痛”的目的,因此电针夹脊穴在临床和实验研究中均显示有良好的镇痛作用。
夹脊穴是临床治疗疼痛的主穴,近年来对针刺夹脊穴镇痛机制的研究逐渐增多。有研究结果显示,电针夹脊穴可以通过对5HT、去甲肾上腺素的影响和良性调节作用,有效地参与镇痛及神经损伤的修复[56]。也有研究者认为,脊髓背角的磷酸化激活及其对神经激肽1(NK1)表达的调控在炎症痛敏形成及电针镇痛过程中起重要作用,而对电针夹脊穴镇痛的同时中枢下丘脑、脊髓βEP含量变化的系统研究相对较少[7]。以βEP为代表的内源性阿片肽对伤害性感受起重要的调节作用, 它可以抑制感觉传导递质P物质的释放,其分泌不足可造成痛觉过敏状态。临床研究观察到,电针夹脊穴对腰椎间盘突出症病人具有良好的即时和远期镇痛效应,并且可显著提高血浆βEP水平[8]。本文结果显示,造模后大鼠下丘脑βEP含量比正常大鼠显著提高,电针后其含量进一步升高。造模虽可提高大鼠脊髓βEP含量,但与正常组比较差异无显著性,而电针能显著提高模型大鼠脊髓内βEP含量。以往有研究表明,βEP镇痛作用以脑内为主[9]。本实验结果表明,电针不仅可使下丘脑βEP含量明显增加,还能显著提高脊髓βEP水平,提示炎症疼痛可应激性激活内源性阿片肽系统,下丘脑产生释放βEP增加而产生一定的镇痛作用,而电针则进一步促进下丘脑和脊髓βEP的合成与释放,镇痛作用明显提高。
下丘脑是机体神经内分泌免疫系统联系的枢纽,有中枢整合作用。神经肽是由神经纤维产生、储存和释放的调节因子,是神经内分泌免疫网络系统重要的共同递质之一,也是免疫调节关键因素之一。βEP是其中的重要递质,同时也是体内不可缺少的镇痛物质。以往研究表明,电针镇痛的同时对细胞因子IL2、IL6、TNFα及T细胞亚群有良性调节作用,这可能与电针促进中枢βEP大量合成并释放到外周血,通过与免疫细胞表面受体特异性结合,促进细胞因子合成,使神经内分泌免疫网络恢复稳态有关,其确切机制有待进一步研究[3]。
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