TRPV1在電針調節胃運動中的作用

汪一丹,曹新,馮虹,余芝,徐斌

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TRPV1在電針調節胃運動中的作用

汪一丹,曹新,馮虹,余芝,徐斌

(南京中醫藥大學,南京 210029)

探討香草酸瞬時受體亞型1(transient receptor potential vanilloid 1,或vanilloid recepot 1,TRPV1)在電針調節胃運動中的作用。選用TRPV1基因敲除小鼠(KO小鼠)及野生型C57BL/6小鼠(WT小鼠),針刺足三里、曲池、中脘、胃俞穴,觀察針刺前后胃內壓變化。電針WT小鼠足三里穴有興奮,有抑制,表現為輕度興奮為主。電針胃俞、曲池和中脘穴均表現為抑制效應。針刺KO小鼠足三里、曲池、中脘、胃俞穴,胃運動方向整體表現均為抑制。TRPV1受體對胃運動有一定的調節作用,針刺TRPV1敲除小鼠可抑制胃運動。

TRPV1;電針;胃運動;小鼠

針刺對胃運動的調節涉及神經、神經遞質、激素和慢波、峰電位和細胞間的信號傳遞等因素。近年研究表明,香草酸瞬時受體亞型1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1)主要分布于背根神經節和三叉神經節的外周端(痛覺神經末梢),在感覺轉導中起重要作用。因此,我們考慮能否將TRPV1感受和編碼痛覺的特性與針刺對胃運動的作用機制研究結合,探討針刺產生相應效應的可能機制。本文旨在探討TRPV1在針刺對胃運動中的作用。

1 材料與方法

1.1 動物和分組

選用8周齡雄性TRPV1基因敲除小鼠(購自南京大學實驗動物模型中心,KO小鼠)及其野生型C57BL/6小鼠(WT小鼠),體重20～25 g。KO小鼠與WT小鼠外貌無差別,每組20只。動物置于南京中醫藥大學SPF級動物房飼養,實驗前禁食12 h,6 h禁飲。實驗觀察遵循“3R”原則。

實驗儀器選用手術剪,眼科鉗,壓力轉換器,測壓頭,RM5240型信號采集儀。

所選穴位參照《實驗針灸學》(余曙光主編)常用實驗動物針灸穴位。足三里位于膝關節下方,腓骨頭下0.3 cm處的肌溝中。中脘位于臍前方,臍與劍突連線的中點。曲池位于肘關節外側凹陷中。胃俞位于第12胸椎后兩旁的肋間中。

1.2 實驗方法

氨基甲酸乙酯(烏來坦)(0.8 g/kg)常規腹腔麻醉后,剃除小鼠上腹部毛,于劍突下腹正中矢狀線偏左側5 mm一字切口切開腹腔,用溫和的生理鹽水紗布推開肝臟暴露胃幽門部及十二指腸上段。將避孕套套在塑料導管一端,導管前端與避孕套之間留有一定空隙,在距離避孕套前端1 mm處用外科線結扎將兩者固定,制成直徑為20 mm的胃內留置氣囊。氣囊內及插管內充滿雙蒸水,排除氣泡。在十二指腸距胃竇部1.5～2 mm處,避開腸壁上可見的血管,在據幽門口2～3 mm的十二指腸做一個一字切口,將氣囊放入胃竇部,切口處縫合固定。插管另一端通過三通裝置與注射器和壓力傳感器相連。記錄儀器為RM6240型四道生理記錄儀,描記胃運動,走紙速度5 s/div。測胃內壓時,連續記錄30 min,待動物胃蠕動波穩定后開始實驗。記錄不到基礎蠕動波時通過注射器,經三通裝置調節胃內水囊大小。胃內壓由插管經三通裝置輸入壓力換能器,將液體壓力信號轉變為電信號,經生物放大器放大后,輸入RM6240多道生理信號采集系統。

1.3 電針刺激與取穴

首先,連續記錄10 min胃內壓作為基線(對照值),用韓式電針儀,電流0.2 mA,頻率2/15 Hz,電針足三里2 min,并同步記錄。起針后再記錄10 min,待其恢復至基線或接近基線水平后再給予下一個處理。依照電針足三里方法分別針刺中脘、曲池和胃俞,并同步記錄胃內壓變化。

1.4 統計學方法

為了觀察兩組電針同一穴位對胃內壓的效應量差異,采用比較各組中同一穴位電針前后胃內壓變化率的方法反映這種差異,計算方法為變化率=[(針刺后胃內壓－針刺前胃內壓)/針刺前胃內壓]×100%。

采用SPSS18.0統計軟件,對組內電針前、后胃內壓及差值做描述性統計,表示為均值±標準差,進行配對檢驗,同一穴位的組間比較則進行獨立樣本檢驗。

2 結果

2.1 電針不同穴位對WT小鼠胃內壓的影響

如表1所示,電針WT小鼠足三里,胃內壓水平以升高為主。電針曲池,胃內壓水平以下降為主,與針刺前胃內壓相比差異具有統計學意義(＜0.01)。電針中脘,胃內壓水平降低,與針刺前胃內壓相比差異具有統計學意義(＜0.01)。電針胃俞,胃內壓水平輕度升高。

表1 電針不同穴位對WT小鼠胃內壓的影響(±s,kPa)

注:與針刺前比較1)＜0.01

2.2 電針不同穴位對KO小鼠胃內壓的影響

如表2所示,電針KO小鼠足三里,胃內壓水平以降低為主。電針曲池,胃內壓水平以下降為主,與針刺前胃內壓相比差異具有統計學意義(＜0.05)。電針中脘,胃內壓水平降低,與針刺前胃內壓相比差異具有統計學意義(＜0.01)。電針胃俞,胃內壓水平降低,與針刺前相比差異具有統計學意義(＜0.05)。

表2 電針不同穴位對KO小鼠胃內壓的影響(±s,kPa)

注:與針刺前比較1)＜0.01,2)＜0.05

2.3 電針同一穴位對WT小鼠和KO小鼠胃內壓的調節變化率

如表3所示,電針足三里穴,WT小鼠和KO小鼠效應方向發生變化,經統計學處理,差異有統計學意義(＜0.05);針刺曲池和中脘穴,兩組小鼠胃內壓的變化率均為負值,經統計學處理,差異無統計學意義(＞0.05);電針胃俞穴,兩組小鼠胃內壓的變化率均為負值,但經統計學處理,差異有統計學意義(＜0.05)。

表3 電針同一穴位對兩組小鼠胃內壓的調節變化率(±s,%)

注:與WT組比較1)＜0.05

3 討論

電針足三里穴,對胃腸運動的影響,其效應方向具有很大的差異,或促進為主,或抑制為主,或呈現雙向性。其與實驗的動物種類、狀態、腧穴選擇與配伍也密切相關。本實驗選用野生型C57BL/6小鼠,電針足三里穴有興奮,有抑制,但綜合其平均值,表現為輕度興奮為主(與針刺前比較,＞0.05)。但針刺具有同樣遺傳背景的TRPV1基因敲除小鼠,則表現為以抑制為主的效應(與針刺前比較,＞0.05)。通過比較兩者對胃內壓的調節變化率,差異具有統計學意義(＜0.05)。針刺TRPV1基因敲除小鼠,對胃俞的抑制效應,與WT小鼠比較,具有統計學意義(＜0.05)。曲池和中脘穴均表現為抑制效應,但WT小鼠比較,效應無顯著性差異。針刺KO小鼠足三里、曲池、中脘、胃俞,胃運動方向整體表現均為抑制。

延髓是調節胃運動的重要腦區,對胃運動有非常重要的強興奮和抑制作用。而TRPV1主要分布于脊髓背根神經節、三叉神經節、結狀神經節以及脊髓和周圍神經末梢。研究表明大多數的結狀神經節神經元投射到嚙齒動物胃和背根神經節神經元投射到嚙齒動物腸道TRPV1[1],很多胃腸疾病與TRPV1失調相關[2-3]。胃腸TRPV1減少,導致胃腸的敏感性降低,對外界刺激表現為抑制為主的效應。近來研究表明,TRPV1對胃黏膜存在雙重作用[4],TRPV1有顯著的保護胃黏膜的作用。Horie S等[5]的研究結果顯示大鼠胃底中TRPV1陽性神經軸突主要為外源性神經纖維,被認為是感覺傳入神經纖維,參與胃的運動和血流。

TRPV1作為感知疼痛的關鍵分子之一,TRPV1通道在痛覺的產生及痛覺敏感性增強病理發生過程中扮演著重要角色。能引起疼痛的多種因素都能直接或者間接激活TRPV1而引發或促進各種痛覺,特別是炎性痛和熱敏痛[6]。針灸療法作為一種傷害性的機械刺激,作用于人體某特定部位,激活皮膚傷害性感受器和產生局部的炎癥,調整機體機能從而達到防治疾病目的的治療方法。針刺產生的效應成分,傷害性刺激和局部的炎癥是其主要因素。

可能的原因有以下幾方面。首先,TRPV1在皮膚初級感覺傳入與傳導、胃感覺及運動均有作用,與胃關系密切。TRPV1敲除后,其作用可能得到其他受體的代償,如TRPV3、TRPV4等TRP其他家族都與消化系統息息相關[7]。這些尚待深究的同族受體,也可在針刺對胃運動調節中起到關鍵作用。針刺WT小鼠4穴中,足三里呈現興奮效應,而TRPV1敲除小鼠則均呈現抑制效應。其次,針刺調節胃運動可因不同部位腧穴及刺激量而異。本實驗動物為TRPV1敲除,選取足三里、曲池、中脘、胃俞4穴。電針不同腧穴效應有別于野生組小鼠,提示不同部位TRPV1受體可能對針刺的介導作用大小不一。此外,實驗中2 mA、2/15 Hz的電針刺激量主要興奮傳入纖維中的A類粗纖維。而TRPV1主要分布于哺乳動物的傷害感覺神經元,尤其是C類纖維和Aδ類纖維[8],這兩類纖維傳導痛覺速度較慢。因此,不論是否敲除TRPV1,生理狀態下大部分的針刺效應可不明顯。

總之,實驗研究表明,TRPV1受體可介導電針對胃運動的調節,并且主要是以抑制作用為主,但TRPV1受體并非是介導胃運動的唯一因素。不同部位的TRPV1對機體亦可產生不同影響。目前,內臟神經末梢感受器、效應器和各個內臟的各種傳入刺激信號在中樞內的傳入聯系和途徑的認識,尚缺乏針刺與外周神經關系的系統性研究。此外,研究結果涉及個體差異、針刺方法、刺激量和樣本量等多方面,針刺不同部位的效應差機制尚不明確,有待于進一步探討和研究。

[1] Holzer P. Transient receptor potential (TRP) channels as drug targets for diseases of the digestive system[J]. Pharmacol Ther, 2011,131(1): 142-170.

[2] 李魁君,李春剛,劉興君.辣椒素受體(TRPV1)的生物學作用及其作為藥物靶點的研究進展[J].沈陽藥科大學學報,2011,28(11): 917-925.

[3] 楊小軍,侯曉華.TRPV1在胃腸道中的病理生理學意義[J].醫學綜述,2008,14(23):3551-3552.

[4] Yang D, Luo Z, Ma S,．Activation of TRPV1 by dietary capsaicin improves endothelium-dependent vasorelaxation and prevents hypertension[J]. Cell Metab,2010,12(2):130-141.

[5] Horie S, Michael GJ, Priestley JV. Co-localization of TRPV1-expressing nerve fibers with calcitonin-gene-related peptide and substance P in fundus of rat stomach[J]. Inflammopharmacology, 2005,13(1-3):127-137.

[6] Bielefeldt K, Davis BM. Differential effects of ASIC3 and TRPV1 deletion on gastroesophageal sensation in mice[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2008,294(1):G130-138.

[7] Walder RY, Radhakrishnan R, Loo L,. TRPV1 is important for mechanical and heat sensitivity in uninjured animals and development of heat hypersensitivity after muscle inflammation[J]. Pain,2012, 153(8):1664-1672.

[8] Caterina MJ, Schumacher MA, Tominaga M,. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway[J]. Nature, 1997,389(6653):816?824.

Role of TRPV1 in the Regulation of Gastric Motility by Electroacupuncture

210029,

To discuss the role of transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV 1) in the regulation effect of electroacupuncture on gastric motility.TRPV1 gene knock-out mice (KO mice) and wild-type C57BL/6 mice (WT mice) were selected to receive acupuncture at Zusanli (ST36), Quchi (LI11), Zhongwan (CV12), and Weishu (BL21), and the intragastric pressure was observed before and after acupuncture.Electroacupuncture at Zusanli caused both excitation and inhibition in WT mice, predominated by mild excitation, while electroacupuncture at Weishu, Quchi and Zhongwan all caused inhibition effect; in the KO mice, electroacupuncture at Zusanli, Quchi, Zhongwan, and Weishu all inhibited gastric motility.TRPV1 bears certain regulating effect on gastric motility, and acupuncture can inhibit the gastric motility in TRPV gene KO mice.

Transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1); Electroacupuncture; Gastric motility; Mouse

1005-0957(2014)12-1083-03

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2014.12.1083

2014-05-30

國家重點基礎研究發展計劃(2011CB505206);國家自然科學基金資助項目(81202744）;中國中醫科學院自主選題項目(ZZKF06003);江蘇省高校自然科學研究計劃項目(11KJB360008);江蘇省特色優勢學科資助;江蘇省高校青藍工程優秀科技創新團隊資助

汪一丹(1989 - ),女,2012級碩士生,Email:cmppt568@126.com

徐斌(1965 - ),男,研究員,碩士生導師,研究方向為針刺效應規律及機制,Email:xuuuux@sina.com