坐骨神經阻滯對后足切割大鼠脊髓中腦源性神經營養因子表達的影響

張慧君，萬培玲，王 穎

(海南省人民醫院麻醉科1、藥學部2，海南 海口 570311)

坐骨神經阻滯對后足切割大鼠脊髓中腦源性神經營養因子表達的影響

張慧君1，萬培玲2*，王 穎1

(海南省人民醫院麻醉科1、藥學部2，海南 海口 570311)

目的 探究坐骨神經阻滯能否影響大鼠后足切割后脊髓背角中腦源性神經營養因子(BDNF)表達的升高。方法雄性SD大鼠32只，體重150～250 g，隨機分為兩組，各16只。坐骨神經阻滯組大鼠先行坐骨神經阻滯后后足切割手術，全麻組在全麻下行后足切割手術。兩組均于術后1 h、6 h、1 d、3 d各取4只大鼠處死，檢測腰段脊髓背角中BDNF的水平。結果后足切割后1 h、6 h、1 d，全麻組大鼠切割側腰段脊髓背角中BDNF水平顯著高于對側(P＜0.05)，坐骨神經阻滯組大鼠切割側腰段脊髓背角中BDNF水平未見明顯變化(P＞0.05)，兩組大鼠切割后1 h、6 h、1 d切割側腰段脊髓背角中BDNF水平間比較差異有統計學意義(P＜0.05)。結論坐骨神經阻滯能顯著抑制大鼠后足切割引起的腰段脊髓背角中BDNF的表達升高。

腦源性神經營養因子；后足切割；疼痛；大鼠；脊髓；坐骨神經阻滯

腦源性神經營養因子(BDNF)是神經營養因子家族中的重要一員。在中樞神經系統發育過程中，BDNF對神經元的存活、分化、生長發育起重要作用，并能防止神經元受損、死亡，改善神經元的病理狀態，促進受損神經元再生及分化。研究表明，無論是周圍組織炎癥還是神經干損傷，都會導致相應神經支配區域的脊髓和背根神經節中BDNF表達上調[1-3]。我們前期試驗發現，大鼠后足切割后，切割側腰段脊髓背角BDNF表達迅速升高且定位于神經元[4]。由此，我們推測脊髓中BDNF升高與軸突運輸、電活動神經傳導有關。本實驗研究坐骨神經阻滯能否影響大鼠后足切割引起的脊髓中的表達升高。

1 材料與方法

1.1 動物選擇及分組 雄性SD大鼠32只(中南大學醫學實驗動物中心提供)，體重150～250 g，隨機分為全麻組、坐骨神經阻滯組，每組16只(n= 16)。分別于后足切割手術后1 h、6 h、1 d、3 d各取4只處死，進行免疫組化檢測脊髓背角中BDNF的水平。

1.2 主要儀器與試劑 冰凍切片機(德國Leica公司)顯微鏡和顯微照相系統(日本Olympus公司)，圖像分析系統(Motic images advance)，多克隆兔抗鼠BDNF(Santa Cruz公司)，生物素標記的羊抗兔IgG (北京中山生物工程公司)。

1.3 大鼠切口疼痛模型 全麻組應用1.5%異氟醚氧氣麻醉成功后，消毒大鼠右后足，依Zahn等[5]描述的方法從足底近端0.5 cm處向趾部做長約1 cm的縱行切口，切開皮膚后，用眼科鑷挑起足底肌肉并縱行切割至骨膜。按壓止血后，縫合切口。要求切口皮膚不能重疊、內翻，亦不可裂開。傷口消毒并涂抹紅霉素軟膏。坐骨神經阻滯組在阻滯成功后大鼠即下肢癱瘓，痛覺喪失，切割時不掙扎，助手撫慰大鼠即可依照全麻組方法完成手術。

1.4 免疫組織化學染色 依照Zhou等[6]的方法完成脊髓的免疫組化。

1.5 圖像分析 應用HPIAS-1000圖像分析軟件(Tongji Qingping Company，PRC)進行圖像分析。應用連接與顯微鏡的數碼相機(Nikon)獲取圖像，確保所有待分析圖像均為原始圖像。在每個樣本隨機抽取5部分，每個部分隨機采取5個視野用于圖像分析。密度達到背景5倍以上的細胞則確定為陽性細胞。為了確定細胞BDNF免疫反應的強度，我們首先評估相對陽性染色的相對視覺強度(OD)。在放大200倍視野中，測量背根神經節和脊髓中陽性細胞的OD值，應用Zhou等[6]描述的方法計算平均OD值和陽性細胞比例。上述計算均由不知道結論的第三人完成。

1.6 統計學方法 應用SPSS13.0軟件進行數據分析，數據應用均數±標準差(x-±s)描述。數據處理利用SPSS13.0統計軟件包的單因素方差分析(One-way ANOVA)和Dunnett t檢驗，以P＜0.05作為判斷差異顯著性的標準。

2 結 果

全麻組大鼠后足切割后同側腰段脊髓背角中BDNF水平上升。后足切割后1 h，相對于對側，切割側腰段脊髓背角中BDNF水平上升(P＜0.05，圖1A)。BDNF水平于切割后6 h達到峰值(P＜0.05，圖1B)。在切割1 d后BDNF水平仍明顯高于對側(P＜0.05，圖1C)，而切割3 d后，BDNF水平較對照組無明顯差別(圖1D)，見表1。坐骨神經阻滯組大鼠后足切割后1 h、6 h、1 d、3 d切割側腰段脊髓背角中BDNF水平相比對側未見明顯變化，差異無統計學意義，見圖1E。坐骨神經阻滯組大鼠后足切割后1 h、6 h、1 d，切割側腰段脊髓背角中BDNF水平相比全麻組切割側明顯降低，差異有統計學意義。

表1 后足切割后腰段脊髓背角中BDNF反應陽性細胞比例

表1 后足切割后腰段脊髓背角中BDNF反應陽性細胞比例

注：與對側比較，*P＜0.05。

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圖1 各組大鼠不同時間點BDNF的表達

3 討論

本期實驗證實，大鼠后足切割后同側腰段脊髓背角中BDNF水平升高，而坐骨神經阻滯后進行大鼠后足切割，同側腰髓背角中BDNF水平并不升高。說明坐骨神經阻滯能抑制后足切割引起的腰段脊髓背角中BDNF水平上升。

既往研究都發現，無論是炎癥刺激還是切割損傷，都會導致損傷區域投射的脊髓背角中BDNF水平升高，其他區域BDNF水平并無改變。此BDNF升高定位于神經元而非膠質細胞。我們前期研究發現，全麻下大鼠后足切割后1 h，同側腰段脊髓背角中BDNF表達即明顯增加，6 h達到峰值，并持續1 d[4]。由此推斷，脊髓背角中BDNF的迅速上升可能與周圍組織損傷、炎癥刺激產生的軸突動作電位有關。

公認的是，切割引發的動作電位經過脊髓背角逐級上傳，最終達到大腦皮層。而切割結束后脊髓背角檢測到的自發性放電持續時間說法不一。有文獻證實大鼠切割后足結束后脊髓檢測到的自發性放電持續約30 min[7]。另有文獻觀察到單純皮膚切割后沒有檢測到自發性放電，而深及深層組織的后足切割1 d時，自發性放電仍很活躍[8-9]。應用2%利多卡因0.15 ml坐骨神經阻滯，后足癱瘓時間約為50 min，感覺喪失持續2 h以上。結合臨床中神經阻滯麻醉的維持時間，我們有理由相信，本實驗中有效的坐骨神經阻滯至少能阻斷2 h的動作電位傳導。鑒于應用芬太尼會抑制大鼠脊髓中BDNF上升，全麻組我們采用單純異氟醚麻醉大鼠且控制于較低濃度。

本實驗發現，全麻組大鼠切割側腰段脊髓背角中BDNF水平顯著上升，坐骨神經阻滯組大鼠后足切割后脊髓背角中BDNF水平不上升。盡管2%利多卡因坐骨神經阻滯2 h后效果已經明顯消退，可以認為6 h后基本沒有阻滯效果，但切割6 h、1 d時大鼠脊髓中BDNF水平仍然不上升。似乎可以認為切割時的產生的動作電位有助于神經系統BDNF的運輸、再分布與合成，從而檢測到脊髓背角BDNF水平上升。因此阻斷了動作電位，即很大程度影響了BDNF的運輸、再分布與合成，從而抑制了脊髓背角中BDNF的上升。切割手術的圍術期動作電位集中在切割手術期，其次為術后短暫的自發性電活動(SA)。因此2%利多卡因坐骨神經阻滯才可能對此產生顯著影響。而對于如注射CFA導致的炎性疼痛，其動作電位峰值后延，效果既未可知。

盡管脊髓背角中BDNF水平與切割痛覺密切相關[10]，但神經修復再生、傷口愈合亦依賴于BDNF的幫助[11]，因此臨床中分別采用全麻或神經阻滯對于患者神經功能恢復是否存在不同影響需要進一步探討。

總之，本實驗證實，坐骨神經阻滯能顯著抑制各時點大鼠后足切割引起的腰段脊髓背角中腦源性神經營養因子表達上升。

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Effect of sciatic nerve block on brain derived neurotrophic factor(BDNF)in the spinal cord following hindpaw incision in rats.

ZHANG Hui-jun1,WAN Pei-ling2*,WANG Ying1.

Department of Anesthesiology1,Department of Pharmacy2,People's Hospital of Hainan Province,Haikou 570311,Hainan,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of sciatic nerve block on the level of brain derived neurotrophic factor(BDNF)in the spinal cord following hindpaw incision in rats.MethodsThirty-two male S-D rats weighing 150～250 g were randomly divided into two groups,with 16 rats in each group.The rats in Group A were hind-paw incised following sciatic nerve block,and those in group B were hindpaw-incised under general anesthesia. Four rats in each group were randomly selected and sacrificed 1 h,6 h,1 d,3 d after the operation.The levels of BDNF were detected in their spinal cord.ResultsIn group B,the levels of BDNF in the ipsilateral lumbar spinal cord was unregulated 1 h,6 h,1 d after hindpaw incision(P＜0.05).In group A,the levels of BDNF in the lumbar spinal cord showed no significant change during the experiment(P＞0.05).Statistically significant difference was found in the levels of BDNF in ipsilateral lumbar spinal cord 1 h,6 h,1 d after incision between the two groups.ConclusionSciatic nerve block can significantly restrain the upregulation of the levels of BDNF in the lumbar spinal cord following hindpaw incision in rats.

Brain derived neurotrophic factor(BDNF);Hindpaw incison;Pain;Rats;Spinal cord;Sciatic nerve block

R-332

A

1003—6350(2012)13—020—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.13.009

2012-01-20)

張慧君(1974-)吉林省蛟河市人，主治醫師，碩士。

*通訊作者：萬培玲。angrychopsticks@163.com