煙堿對(duì)心肌梗死大鼠痛閾可塑性變化的影響及心臟保護(hù)作用

薛 晴,于海波,李 晶,于海濤

(1.佳木斯大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院2016 級(jí)臨床醫(yī)學(xué)7 班,黑龍江 佳木斯 154007; 2.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 佳木斯 154007; 3.佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,黑龍江 佳木斯 154007)

心肌梗死(myocardial infarction,MI)和體內(nèi)許多生理功能的調(diào)節(jié)有關(guān),主要是由于冠狀動(dòng)脈內(nèi)形成閉鎖,導(dǎo)致心肌缺血、心肌細(xì)胞壞死、凋亡,因此不能保證心臟正常工作,是一種病理狀態(tài)[1]。 由于現(xiàn)今社會(huì)生活節(jié)奏加快、生活方式改變、人口老齡化等原因,我國(guó)心梗死患者的發(fā)病率、死亡率在逐年增加。 發(fā)病同時(shí)還伴隨心絞痛癥狀,心臟神經(jīng)疼痛在醫(yī)學(xué)上屬于內(nèi)臟痛,定位不精確,臨床上常有較為劇烈而持久的胸骨后疼痛,炎性細(xì)胞增多的同時(shí)常伴有發(fā)熱,還可進(jìn)一步發(fā)展為心力衰竭[2]。 煙堿是N 型乙酰膽堿受體激動(dòng)劑,目前臨床主要用于潰瘍性結(jié)腸炎患者[3]。 而對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響,有學(xué)者研究證實(shí)能夠減輕內(nèi)毒素血癥大鼠各臟器的炎性反應(yīng),對(duì)休克動(dòng)物有保護(hù)作用[4]。 現(xiàn)今鮮有研究其對(duì)缺血造成的內(nèi)臟疼痛是否有效。 鑒于此,本研究探討煙堿對(duì)由于結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支造成的心肌缺血和疼痛是否具有保護(hù)和緩解作用,為心臟保護(hù)及疼痛治療提供新思路和靶點(diǎn),也為煙堿的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)佳木斯大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)JMSU-227)。 SPF 級(jí)30 只雄性Sprague-Dawlay 大鼠,6 周齡,體重180～200 g,由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供[SCXK (黑) 2015-001],飼養(yǎng)于佳木斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[SYXK (黑) 2016-014],保持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng),室溫26℃左右,進(jìn)行普通飲食,自由飲水,各組喂養(yǎng)時(shí)間相同,并按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的3R原則給予人道的關(guān)懷。

1.2 主要試劑與儀器

煙堿(成都德斯特生物技術(shù)有限公司,產(chǎn)品批號(hào)DST180802-032);注射用青霉素(哈藥集團(tuán)制藥總廠);CK-MB(南京建成公司);BECKMAN LX20 全自動(dòng)生化分析儀;BL-420F 生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司),小動(dòng)物呼吸機(jī)(HX-300S,成都泰盟科技有限公司);PL-200 熱刺痛儀(成都泰盟科技有限公司);2390 型電子機(jī)械性痛敏儀(美國(guó)IITC 公司);天平;各種哺乳動(dòng)物手術(shù)器械等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 動(dòng)物分組與模型制備

隨機(jī)分為3 組:假手術(shù)組:手術(shù)線穿過(guò)左冠狀動(dòng)脈前降支(LAD)但不結(jié)扎,生理鹽水灌胃,模型組:手術(shù)線穿過(guò)左冠狀動(dòng)脈并結(jié)扎,術(shù)后生理鹽水灌胃,煙堿治療組:手術(shù)線穿過(guò)左冠狀動(dòng)脈并結(jié)扎,術(shù)后進(jìn)行煙堿溶液灌胃治療。 各組灌胃劑量以0.1 mL/kg 計(jì),時(shí)間為4 周。 經(jīng)腹腔注射麻醉大鼠,麻醉穩(wěn)定后胸部備皮,取仰臥位將大鼠進(jìn)行固定,連接心電導(dǎo)聯(lián),將大鼠經(jīng)口進(jìn)行氣管插管,插管準(zhǔn)確后連接小動(dòng)物呼吸機(jī),碘伏胸部消毒,從大鼠胸骨左側(cè)第4、5 肋間隙進(jìn)行開(kāi)胸,充分暴露心臟,剪破心包膜,結(jié)扎心臟左心耳下緣與肺動(dòng)脈圓錐間左冠狀動(dòng)脈前降支,若建模成功可看到心電圖ST 段明顯抬高,肉眼觀察到心尖心肌顏色變淺,呈現(xiàn)蒼白色[5]。

1.3.2 心電圖觀察

BL-420F 生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)描記心電圖,采用腹腔麻醉,仰臥位固定在手術(shù)臺(tái)上,用注射器針頭分別插入大鼠的雙下肢和右上肢皮下,再用電極固定。 其中,白色電極連接右上,紅色電極左下,黑色電極右下。

1.3.3 血漿CK-MB 變化

取各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血漿,用BECKMAN LX20 全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè),操作嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.3.4 痛閾測(cè)量

于術(shù)前1 d(基礎(chǔ)痛閾)及術(shù)后連續(xù)7 d 測(cè)定痛閾。 機(jī)械痛閾(PWT),采用2390 型電子機(jī)械性痛敏儀(美國(guó)IITC 公司) 測(cè)定兩后爪縮足閾作為機(jī)械痛閾。 測(cè)定方法:置大鼠于透明有機(jī)玻璃盒罩的金屬框架上,適應(yīng)環(huán)境15 min,用一根直徑0.5 mm探針緩慢垂直上升,直到接觸到大鼠后足足掌中心后,再以50 g/20 s 的速度逐漸增大刺激強(qiáng)度。 當(dāng)大鼠發(fā)生縮足反應(yīng)時(shí),探針立即停止,觸覺(jué)儀自動(dòng)記錄縮足時(shí)的壓力值,即為大鼠的機(jī)械痛閾值。 采用PL-200 熱刺痛儀(成都泰盟科技有限公司)測(cè)定熱痛閾(PWL),將輻射熱源圓心對(duì)準(zhǔn)大鼠緊貼玻璃的足底中心,按下開(kāi)始按鈕,記下因熱刺激引起縮爪的反射時(shí)間。 保持安靜環(huán)境,室溫23℃～27℃。

1.3.5 心臟體重指數(shù)、左心室內(nèi)壓幅度變化

給藥4 周后稱重大鼠,處死后分離心臟,去除大血管并在生理鹽水中清洗殘余血液,濾紙吸干表面水分后稱重。 大鼠心臟體重指數(shù)=心臟重量(g) ×1000 /大鼠體重(g)。 各組大鼠在治療后禁食12 h,麻醉、固定后,自右頸總動(dòng)脈插入充有肝素(5 kU/L)生理鹽水的塑料導(dǎo)管(內(nèi)徑1 mm),用棉線把動(dòng)脈壁扎于導(dǎo)管上,使切口處不漏血,導(dǎo)管又能自由進(jìn)出。 此時(shí)打開(kāi)動(dòng)脈夾,從示波器上可看到動(dòng)脈血壓波形,待動(dòng)脈血壓描記曲線穩(wěn)定后,將頸總動(dòng)脈內(nèi)的導(dǎo)管順著主動(dòng)脈(在主動(dòng)脈瓣開(kāi)放時(shí))插入左心室,此時(shí)平均動(dòng)脈壓突然下降,脈壓差明顯加大,固定心導(dǎo)管,穩(wěn)定15 min 后,測(cè)定左室內(nèi)壓。 描記一段左心室壓力曲線,計(jì)算左心室內(nèi)壓變化幅度(曲線最高值-曲線最低值)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 15.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(ˉ±s) 表示。 組間比較采用單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 心肌梗死大鼠心電圖的變化

由心肌梗死大鼠心電圖可以看出,ST 段明顯抬高(見(jiàn)圖1)。

2.2 各組大鼠機(jī)械痛閾、熱痛閾的變化

與假手術(shù)組相比,模型組機(jī)械痛閾變小,熱痛閾變大;與模型組比較,煙堿治療組機(jī)械痛閾變大,熱痛閾變小(P＜0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05,見(jiàn)表1 和表2)。

表1 各組大鼠機(jī)械痛閾變化(ˉx±s,n=10,g)Table 1 The changes of mechanical pain threshold in each group of rats

表2 各組大鼠熱痛閾變化(ˉx±s,n=10,S)Table 2 The changes of thermal pain threshold in each group of rats

圖1 心肌梗死大鼠心電圖Figure 1 The ECG of myocardial infarction rats

表3 各組大鼠CK-MB、心臟體重指數(shù)、左心室內(nèi)壓變化幅度(ˉx±s)Table 3 The changes of CK-MB, cardiac body mass index, and left ventricular pressure in each group of rats

2.3 大鼠左心室內(nèi)壓幅度變化、心臟體重指數(shù)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)的變化

血漿CK-MB 活性、心臟體重指數(shù)、左心室內(nèi)壓幅度變化規(guī)律為:與假手術(shù)組比較,模型組各項(xiàng)指標(biāo)明顯升高(P＜0.05);與模型組比較,煙堿治療組各項(xiàng)指標(biāo)明顯降低(P＜0.05),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見(jiàn)表3)。

3 討論

當(dāng)心肌缺血發(fā)生時(shí),對(duì)心肌細(xì)胞損傷的主要機(jī)制之一就是大量自由基的生成[6-7],使組織內(nèi)含氧量減少,破壞有氧氧化呼吸鏈,致鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),從而形成細(xì)胞內(nèi)鈣超載[8-9],造成心肌細(xì)胞出現(xiàn)炎性反應(yīng)、壞死、凋亡等。 煙堿作為N 型膽堿受體激動(dòng)藥,可以通過(guò)激活膽堿能抗炎通路、清除氧自由基而發(fā)揮作用,從而達(dá)到治療心肌缺血和保護(hù)大鼠心臟的目的。

作為診斷急性心肌損傷敏感性及特異性較高的生化標(biāo)志物之一的CK-MB,在心肌細(xì)胞內(nèi)含量較高,心肌細(xì)胞損傷程度可通過(guò)其濃度改變間接反映[7]。 心臟體重指數(shù)在一定程度上能夠反映出心肌缺血程度和檢驗(yàn)一些藥物的效應(yīng)。 本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)煙堿治療后CK-MB 濃度明顯下降,心臟體重指數(shù)明顯降低。 說(shuō)明煙堿可以增加左室射血功能,減輕心室重塑,從而改善心肌缺血癥狀,以達(dá)到對(duì)缺血心肌的保護(hù)作用。

有學(xué)者研究證實(shí),生物體痛閾通常具有穩(wěn)定性,但是在一定范圍內(nèi),并且一些心理社會(huì)因也會(huì)影響痛閾大小[10],所有這些均與痛覺(jué)內(nèi)源性調(diào)控系統(tǒng)有關(guān)。 大多數(shù)情況下,痛覺(jué)內(nèi)源性調(diào)控系統(tǒng)中抑制系統(tǒng)激活閾值明顯高于易化系統(tǒng)激活閾值[11-12],因此說(shuō)有效緩解疼痛一直是臨床工作中的重點(diǎn)。當(dāng)前有效治痛途徑之一可通過(guò)超前鎮(zhèn)痛藥物治療手段,也就是及時(shí)啟動(dòng)和增強(qiáng)內(nèi)源性鎮(zhèn)痛效應(yīng),即通過(guò)下調(diào)內(nèi)源性抑制作用激活閾值而達(dá)到[13]。 本研究探討心肌缺血大鼠機(jī)械痛閾、熱痛閾的改變,證實(shí)煙堿可通過(guò)上調(diào)機(jī)械痛閾、下調(diào)熱痛閾,即激活內(nèi)源性調(diào)控系統(tǒng)中的抑制作用從而減輕內(nèi)臟疼痛。 適量的應(yīng)用煙堿對(duì)缺血心肌有一定的保護(hù)和治療作用,為心肌梗死和疼痛治療提供廣闊前景。