蔣 霞 潘 鋒 陳建永 浙江省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院消化內(nèi)科 杭州 310003
腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)是以腹部疼痛或不適為主,伴有大便性狀或排便習(xí)慣改變,持續(xù)存在或間歇發(fā)作,無形態(tài)學(xué)和生化異常改變的征候群。目前研究表明,50%~70%的IBS患者腸道疼痛閾值低于正常,其腸道處于高敏感狀態(tài),而內(nèi)臟感覺的高敏感性可能與神經(jīng)調(diào)節(jié)和傳遞介質(zhì)釋放失調(diào)或感覺神經(jīng)末梢對這些介質(zhì)的敏感性增高有關(guān)。降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)作為神經(jīng)傳遞和調(diào)節(jié)介質(zhì),是疼痛感覺及痛覺過敏產(chǎn)生所必需的物質(zhì),在調(diào)節(jié)內(nèi)臟感覺和運(yùn)動中起重要作用。呂賓等[1]在內(nèi)臟高敏感大鼠的腦干多個核團(tuán)中發(fā)現(xiàn)CGRP表達(dá)有明顯增加。我們應(yīng)用痛瀉要方干預(yù)內(nèi)臟高敏感大鼠,觀察其腦干孤束核CGRP表達(dá)的變化,以探討痛瀉要方的作用機(jī)制。
1.1 動 物 SPF級雄性Wistar大鼠56只,體重180~200g,清潔級,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供(實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)許可證:SYXK(浙)2008-0115)。所有動物在有恒溫、恒濕及晝夜光線變化的房間里分籠飼養(yǎng),自由進(jìn)食、進(jìn)水,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開始實(shí)驗(yàn)。
1.2 藥 物 番瀉葉購自浙江省醫(yī)藥公司(杭州桐君堂中藥飲片廠)。將番瀉葉置60℃烘箱中密封水浸泡12h,紗布過濾濃縮為100%濃度,4℃儲存?zhèn)溆谩M礊a要方顆粒劑(含白芍、防風(fēng)、白術(shù)各12g,陳皮6g,江蘇江陰天江藥業(yè)有限公司生產(chǎn))用滅菌蒸餾水按1∶1沖兌,4℃儲存?zhèn)溆?。將得舒特(通用名:匹維溴銨,法國蘇威特制藥公司,批號H20070059,50mg/粒)用研缽研細(xì),100目過篩,用滅菌蒸餾水按1∶1沖兌,4℃儲存?zhèn)溆谩?/p>
2.1 分組及造模 將大鼠隨機(jī)分為正常組、模型組、治療組、對照組,每組14只。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,模型組、治療組、對照組先灌服番瀉葉煎劑10g/kg,1天1次,連續(xù)2周;2周后加用束縛桶束縛大鼠肩部、前肢及胸部,限制大鼠用前肢搔抓頭面部,但不限制其活動,束縛時間為1h,1天1次,連續(xù)2周。
2.2 藥物干預(yù) 自第4周起,模型組予0.15mL生理鹽水灌胃,治療組予0.15g/0.15mL痛瀉要方水溶液灌胃,對照組予3mg/0.15mL得舒特水溶液灌胃,連續(xù)2周。正常組大鼠同步飼養(yǎng),予等劑量生理鹽水灌胃6周。
2.3 標(biāo)本采集 第6周末,在25%烏拉坦腹腔麻醉下,開胸,暴露心臟,從左心室插管至升主動脈,經(jīng)升主動脈用500mL生理鹽水灌流沖洗血液,并剪開右心耳,至肝臟完全變白,從右心耳流出無色的沖洗液后,再用新鮮配置的固定液(含4%多聚甲醛的0.1mol/L磷酸緩沖液)500mL灌流,至四肢、脊柱變硬(時間約40min),立即取腦,在上述固定液中固定2~4h(4℃),再移入含30%蔗糖的PB液內(nèi)直至組織沉淀(4℃),沉淀時間約48h。取出后在大腦腳底做一冠狀切面,剝離小腦,將腦干做冰凍連續(xù)冠狀切片,片厚30μm,隔6取1,收集于三套玻片上,分別做CGRP免疫組化、陰性對照及Nissl染色。
2.4 觀察指標(biāo)及方法
2.4.1 評估腸道敏感性[2]6周后,采用直結(jié)腸擴(kuò)張刺激的方法觀察大鼠腹部回縮反射。每組隨機(jī)選取6只大鼠,乙醚麻醉下,用石蠟油潤滑后的動脈栓子清除術(shù)導(dǎo)管經(jīng)肛門插入,氣囊末端距離肛門1cm,用膠布把導(dǎo)管和鼠尾根部纏在一起以固定氣囊,將大鼠放入只能前后運(yùn)動的透明籠中,待大鼠適應(yīng)環(huán)境后,向囊內(nèi)逐漸注水?dāng)U張腸道,觀察大鼠腹部抬高(3分)及背部拱起(4分)時的容量閾值,進(jìn)行評估。為得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù),每次操作重復(fù)3次,數(shù)據(jù)取平均值。
腹部回縮反射(Abdominalwithdrawal reflex,AWR)行為評分標(biāo)準(zhǔn)為:0分,大鼠情緒基本穩(wěn)定,無行為學(xué)反應(yīng);1分,大鼠情緒不穩(wěn)定,扭動頭部;2分,大鼠腹背部肌肉輕微收縮,但腹部未抬離地面;3分,大鼠腹背部肌肉較強(qiáng)收縮,腹部抬離地面;4分,大鼠腹背部肌肉強(qiáng)烈收縮,背部呈弓形并把腹部、骨盆及會陰部抬離地面。1分看作是大鼠的感覺容量閾值,2分作為痛覺敏感閾值,4分作為痛覺最大耐受容量閾值。觀察大鼠達(dá)到3分和4分行為標(biāo)準(zhǔn)時的注水量,通過注水量反應(yīng)其腸道的敏感性,腸道敏感性越高,達(dá)到3分、4分行為標(biāo)準(zhǔn)者注水量越少。
2.4.2 評估腹壁緊張度 每組隨機(jī)選取6只大鼠,用苯巴比妥(30mg/kg)麻醉,將一銀制雙極電極縫合到腹股溝韌帶上方、距中線1.5cm的一側(cè)腹外斜肌上。電極的游離端經(jīng)皮下隧道置于頸后,用膠布固定。手術(shù)后5天開始肌電記錄。乙醚麻醉下,將上述球囊導(dǎo)管經(jīng)肛門插入直腸內(nèi),球囊末端距離肛門1cm,電極導(dǎo)線的兩端連接電生理記錄儀。大鼠蘇醒30min后,分別在 0、0.5、0.8、1.6mL 容量下進(jìn)行直腸擴(kuò)張。每次膨脹持續(xù)5min,記錄5min內(nèi)腹壁收縮數(shù)量,每次擴(kuò)張結(jié)束時,將水回抽,檢測球囊有無漏水。用PowerLab電生理記錄儀記錄腹壁肌電活動,高頻濾過設(shè)置為10Hz,低頻濾過為1kHz,電壓1mV。肌電活動增高超過基線水平100μV以上認(rèn)為是1次有意義的腹壁收縮活動。
2.4.3 免疫組化ABC法 大腦片經(jīng)0.3%H2O2的甲醛溶液處理30min,然后用0.01%mol/L的PBS洗滌4次,加入抗體稀釋液37℃恒溫箱中孵育1h,再加1:2000 兔抗鼠 CGRP(購自 Sigma公司 c8198),4℃冰箱72h,PBS洗滌4次,加1:200的生物素化羊抗兔抗體(購自sigma公司B7389),4℃冰箱48h,PBS洗滌4次,加1:200鏈霉親和素-辣根過氧化物酶復(fù)合物(購自 sigma公司 PK-4000),4℃冰箱 24h,PBS洗滌4次,室溫(20℃左右)下加 DAB 顯色 10~15min,PBS洗滌中止反應(yīng),室溫下干燥,85%、90%、95%、100%、100%、100%酒精上行逐級脫水,二甲苯透明,中性樹脂封片。用PBS代替一抗,進(jìn)行空白對照,同步進(jìn)行上述免疫組化染色,結(jié)果為陰性。
Nikon ECLIPSE E-600電子顯微鏡觀察,在目鏡上放置正方形網(wǎng)格,記錄鏡下(10×40倍)一個網(wǎng)格所覆蓋面積下的陽性細(xì)胞數(shù),折算成每平方毫米的陽性細(xì)胞數(shù),并照相。
2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 各核團(tuán)單位面積CGRP陽性細(xì)胞數(shù)結(jié)果以() 表示。應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析,方差齊時用LSD法,方差不齊時用Tambane’S T2法,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 大體觀察 正常組大鼠體重明顯增加,大便正常,耗食量正常。其余各組大鼠均出現(xiàn)不同程度體重增長緩慢或下降:治療組大鼠于第2~3天開始出現(xiàn)煩躁、大便次數(shù)增多、大便水分增多;對照組大鼠第2天開始出現(xiàn)大便次數(shù)增多、稀便、肛門口污穢、拱背、萎靡、蜷臥少動、喜聚堆等表現(xiàn);模型組大鼠兼有以上兩組表現(xiàn),大便完全為稀便,大鼠嗜臥扎堆,毛色無華、變脆。
3.2 各組大鼠腸道敏感性和腹壁緊張度比較 正常組、治療組、對照組大鼠腹部回縮反射直腸擴(kuò)張容量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),但與模型組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。不同直腸擴(kuò)張強(qiáng)度下大鼠腹壁收縮次數(shù)比較見表2。
表1 各組大鼠腹部回縮反射直腸擴(kuò)張容量比較() mL
表1 各組大鼠腹部回縮反射直腸擴(kuò)張容量比較() mL
注:與模型組比較,△P<0.05。
組 別 n/只 腹部抬高 背部拱起正常組 6 0.65±0.09△ 1.04±0.12△模型組 6 0.42±0.05 0.60±0.04治療組 6 0.70±0.06△ 1.06±0.18△對照組 6 0.68±0.08△ 1.05±0.07△
表2 不同直腸擴(kuò)張強(qiáng)度下大鼠腹壁收縮次數(shù)比較() 次/5min
表2 不同直腸擴(kuò)張強(qiáng)度下大鼠腹壁收縮次數(shù)比較() 次/5min
注:與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01。
組 別 n/只 0.5mL 0.8mL 1.6mL正常組 6 0.63±0.02△ 3.67±1.32△△ 15.90±4.23模型組 6 5.63±0.16 9.10±1.35 17.60±3.76治療組 6 0.63±0.03△ 4.23±1.46△△ 16.78±4.12對照組 6 0.65±0.02△ 4.45±1.31△△ 16.45±4.28
3.3 免疫組化結(jié)果 典型的CGRP免疫陽性神經(jīng)元表現(xiàn)為胞漿染色呈棕褐色,胞核不著色,神經(jīng)元呈現(xiàn)空泡狀。每組大鼠腦干孤束核均表達(dá)CGRP免疫陽性神經(jīng)元,呈雙側(cè)分布,組間表達(dá)有差異。正常組、模型組、治療組、對照組四組大鼠腦干CGRP免疫陽性神經(jīng)元個數(shù)分別為 83.87±9.54 個/mm2、125.89±14.93個/mm2、97.18±12.49 個/mm2、91.52±10.76 個/mm2。正常組、治療組、對照組組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),與模型組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
電鏡下各組大鼠孤束核CGRP表達(dá)見圖1~4。
已有研究[3]發(fā)現(xiàn),CGRP與痛覺信號的傳遞有密切關(guān)系,脊髓蛛網(wǎng)膜下腔注射CGRP可使痛閾降低,它可以通過促進(jìn)SP的釋放而有利于痛覺的傳遞。在甲醛致痛實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)投射到脊髓背角淺層的初級傳入神經(jīng)末梢中的CGRP樣免疫活性物質(zhì)明顯增多;佐劑性關(guān)節(jié)炎痛時,脊髓背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元內(nèi)CGRP-mRNA表達(dá)明顯增強(qiáng);鎮(zhèn)痛藥可使DRG內(nèi)CGRP免疫活性物質(zhì)含量和脊髓內(nèi)釋放CGRP明顯減少,并可使痛覺過敏程度減輕[4],上述實(shí)驗(yàn)均提示CGRP參與了痛覺信息的傳遞及痛覺過敏的形成。我們既往研究發(fā)現(xiàn)[1],CGRP在內(nèi)臟高敏感大鼠腦干多個核團(tuán)的表達(dá)增加,尤其是孤束核的表達(dá)明顯增加,提示高級神經(jīng)中樞可以通過調(diào)控CGRP在腦干核團(tuán)的表達(dá)參與痛覺過敏的形成。
孤束核是一個位于延髓背側(cè),包繞于孤束周圍的Y字形柱狀核團(tuán),它有廣泛的傳入傳出聯(lián)系,是內(nèi)臟的初級傳入及調(diào)節(jié)中樞,與胃腸道活動的調(diào)節(jié)以及鎮(zhèn)痛等多種功能有關(guān)。孤束核的上端能夠接受來自味覺的初級感覺纖維,其余各部分則接受來自臟器和心血管等的初級感覺纖維,這些纖維進(jìn)入核團(tuán)以前在腦干內(nèi)形成縱行的孤束,孤束核的細(xì)胞分布于孤束周圍并接受其纖維的終止,直接參與調(diào)控內(nèi)臟活動。另外,作為中轉(zhuǎn)站,孤束核的上行傳遞系統(tǒng)既能傳入大腦皮質(zhì),又能間接聯(lián)系邊緣系統(tǒng),通過更高級別中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與內(nèi)臟運(yùn)動。
本實(shí)驗(yàn)顯示,經(jīng)過灌服番瀉葉煎劑加束縛桶限制活動后,大鼠的痛閾明顯降低,直腸注水量明顯減少,在孤束核CGRP的表達(dá)明顯增多,其腸道的敏感性增加,而經(jīng)過痛瀉要方灌胃后的大鼠痛閾明顯上升,孤束核CGRP表達(dá)明顯減少,腸道敏感性下降,與模型組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),與正常對照組比較無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。提示痛瀉要方可能通過減少高級神經(jīng)中樞孤束核CGRP的表達(dá)而發(fā)揮減輕痛覺過敏的作用。
本組結(jié)果顯示,孤束核作為內(nèi)臟感覺刺激傳入通路的終止處以及中轉(zhuǎn)站,參與了疼痛刺激信息的傳遞及調(diào)控,痛瀉要方可以減輕內(nèi)臟敏感性,減少大鼠痛覺過敏的形成,而降低孤束核CGRP的表達(dá)可能是其作用機(jī)制之一。
[1]呂賓,蔣霞.內(nèi)臟高敏感大鼠腦干降鈣素基因相關(guān)肽、c-fos基因表達(dá)的研究[J].胃腸病學(xué),2007,12(11):681-684.
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