高強(qiáng)度聚焦超聲阻滯腰交感神經(jīng)節(jié)對周圍動(dòng)脈閉塞動(dòng)物模型外周血5-羥色胺及前列腺素E2的影響

傅 洪 魏安寧 李發(fā)琪 曲世界 王智彪

高強(qiáng)度聚焦超聲阻滯腰交感神經(jīng)節(jié)對周圍動(dòng)脈閉塞動(dòng)物模型外周血5-羥色胺及前列腺素E2的影響

傅 洪 魏安寧 李發(fā)琪 曲世界 王智彪

目的使用高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)對犬周圍動(dòng)脈閉塞模型進(jìn)行腰交感神經(jīng)節(jié)阻滯，觀察對外周血5-羥色胺(5-HT)及前列腺素E2(PGE2)的影響，探討其治療缺血性疼痛的可能機(jī)制。方法26只雜種家犬隨機(jī)分為3組:HIFU療組(A組)，非治療組(B組)，正常對照組(C組)。A組和B組在無菌條件下制作后肢缺血模型，A組術(shù)后2周用HIFU阻滯第2～6腰交感神經(jīng)節(jié)，B組不予處理。A組和B組每次隨機(jī)選2只犬在治療0周(造模后2周)、治療后1周、2周、1個(gè)月、2個(gè)月、4個(gè)月分別抽血檢測血5-羥色胺及前列腺素E2。結(jié)果A組和B組在治療0周外周血5-HT和PGE2含量與C組相比，均明顯升高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。A組治療1周后外周血5-HT及PGE2濃度呈逐漸下降趨勢，而B組則總體呈現(xiàn)增高趨勢。兩組治療1周后各時(shí)間點(diǎn)外周血5-HT及PGE2比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論慢性周圍動(dòng)脈閉塞缺血致痛可使犬外周血5-HT和PGE2含量升高，HIFU阻滯腰交感神經(jīng)節(jié)緩解疼痛的機(jī)制可能與降低外周血5-HT和PGE2含量有關(guān)。

周圍動(dòng)脈閉塞性疾病;高強(qiáng)度聚焦超聲;腰交感神經(jīng)節(jié)切除;5－羥色胺;前列腺素E2

高強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound，HIFU)是能夠?qū)Ⅲw外的超聲波聚焦到體內(nèi)靶區(qū)，在局部產(chǎn)生高能量，并利用其具有的熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等破壞靶組織，在一定條件下處理機(jī)體組織還能起到徹底阻滯的效果。在既往的研究［1－3］中筆者發(fā)現(xiàn)HIFU可以阻斷兔坐骨神經(jīng)及犬腰交感神經(jīng)節(jié)傳導(dǎo)。本研究利用HIFU對犬周圍動(dòng)脈閉塞模型行腰交感神經(jīng)節(jié)阻滯，觀察處理后外周血5-羥色腰(5-HT)及前列腺素E2(PGE2)的變化，探討其治療周圍動(dòng)脈閉塞缺血性疾病及其疼痛可能的機(jī)制，并為其在臨床廣泛應(yīng)用和深入研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及儀器試劑 健康雜種家犬26只，體重13～16 kg，雌雄不限，購自重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心;JC型HIFU治療機(jī)(重慶海扶公司研制);846合劑(長春軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生產(chǎn));酶標(biāo)儀(美國Bio-Rad公司);5-HT及PGE2ELISA試劑盒購自上海生工工程有限公司。

1.2 方法 26只家犬隨機(jī)分為3組:HIFU治療組(A組n=12);非治療組(B組n=12);正常對照組(C組n=2)。A組和B組均按文獻(xiàn)［4］制備犬周圍動(dòng)脈閉塞模型，以患肢股動(dòng)脈搏動(dòng)消失，皮溫降低，跛行或局部皮膚壞死為成功標(biāo)志:術(shù)前禁食12 h、禁飲6 h，肌注846合劑(0.15 mL/kg)麻醉后，將犬平臥于手術(shù)臺上，固定四肢，左腹股溝區(qū)術(shù)野常規(guī)備皮、消毒、鋪巾，在左股動(dòng)脈體表處切開皮膚及皮下組織，游離出股動(dòng)脈，將所有股動(dòng)脈分支予以結(jié)扎、切斷，用20 G留置針在股動(dòng)脈近心端穿刺，向遠(yuǎn)端置入長20 cm、外徑0.8 mm螺旋狀金屬絲2根，并固定，血管縫線縫合動(dòng)脈創(chuàng)口，并使股動(dòng)脈縮窄1/2，清洗創(chuàng)口，傷口內(nèi)注入慶大霉素4萬U，縫合血管鞘及皮膚。造模后第8天，A組和B組經(jīng)腹手術(shù)用銀夾間隔1 cm標(biāo)記左側(cè)第2～6腰交感神經(jīng)節(jié)，標(biāo)記后第7天A組犬在全麻(846合劑，劑量同前)下用HIFU治療機(jī)以聲強(qiáng)2 123 W/cm2對第2～6腰交感神經(jīng)節(jié)分別處理300 s，術(shù)中均以青霉素400萬U加入0.9%鹽水250 mL中靜脈滴注。

1.3 檢測指標(biāo) 待動(dòng)物完全麻醉后，取右側(cè)股靜脈血4 mL，立即注入含EDTA和抑肽酶的預(yù)冷塑料試管內(nèi)，于4℃下3 000 r/min離心10 min，分離出血漿，貯存于－40℃冰箱中待測。5-HT及PGE2的檢測按照ELISA試劑盒操作步驟說明進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件處理，計(jì)量資料采用±s表示，組間比較用t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較用方差分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 行為學(xué)觀察 A、B組所有動(dòng)物造模后第1天均出現(xiàn)皮膚蒼白，食欲及活動(dòng)減少，左下肢手感較涼，活動(dòng)后出現(xiàn)不同程度的跛行。B組有9只造模后第17天在趾和踝部出現(xiàn)不同程度的表皮壞死，其中5只造模后第25天出現(xiàn)局部潰瘍，不愿行走。A組治療后均出現(xiàn)皮膚轉(zhuǎn)紅，造模肢體手感轉(zhuǎn)暖，未見表皮壞死現(xiàn)象。

2.2 外周血5-HT含量變化 以C組測量為基礎(chǔ)值，A組和B組即治療0周外周血5-HT含量的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，而與C組相比均明顯升高(P＜0.01)。A組治療后外周血5-HT含量逐漸降低，至4個(gè)月時(shí)接近C組水平(P＞0.05)，B組隨時(shí)間推移外周血5-HT含量總體呈升高趨勢，治療1周后A組和B組間在各時(shí)間點(diǎn)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。詳見表1。

表1 3組犬各時(shí)點(diǎn)外周血5-HT含量比較(±s，pg/mL)

注:與C組相比，*P＜0.05;同時(shí)點(diǎn)A組與B組相比，ΔP＜0.05

組別 n 0周 1周 2周 4周 2個(gè)月 4個(gè)月A 組 12 23.43 ±6.14* 18.25 ±5.21*Δ 15.48 ±5.52*Δ 13.74 ±5.33*Δ 12.95 ±4.26*Δ 12.16 ±4.87Δ B 組 12 22.52 ±7.06* 21.47 ±6.63* 23.64 ±6.34* 25.53 ±7.21* 26.71 ±6.72* 25.97 ±5.29*C組12 11.25 ±4.15

2.3 外周血PGE2含量變化 以C組測量為基礎(chǔ)值，A、B兩組在即治療0周后外周血PGE2含量的比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，而與C組相比均明顯升高(P＜0.01)。治療1周后A組和B組間在各時(shí)間點(diǎn)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，A組隨時(shí)間推移外周血PGE2含量逐漸降低，至4個(gè)月時(shí)接近造模前水平(P＞0.05)，B組隨時(shí)間推移PGE2含量總體呈升高趨勢。詳見表2。

表2 3組犬各時(shí)點(diǎn)外周血PGE2含量比較(±s，ng/L)

表2 3組犬各時(shí)點(diǎn)外周血PGE2含量比較(±s，ng/L)

注:與C組相比，*P＜0.05;組同時(shí)點(diǎn)A與B組相比，ΔP＜0.05

組別 n 0周 1周 2周 4周 2個(gè)月 4個(gè)月A 組 12 417.3 ±36.4* 394.2 ±46.1* 372.8 ±39.5*Δ 346.4 ±32.3*Δ 317.5 ±32.8*Δ 306.1 ±39.7Δ B 組 12 396.2 ±37.6* 432.7 ±41.3* 412.4 ±35.4* 420.3 ±28.61* 419.8 ±34.2* 425.6 ±36.9*C組12 286.5 ±24.1

3 討論

周圍動(dòng)脈閉塞性疾病(peripheral arterial occlusive disease，PAOD)是臨床常見的血管性疾病，70歲以上老年人發(fā)病率可達(dá)15%～20%。其臨床常表現(xiàn)為短距離運(yùn)動(dòng)痛甚至靜息痛，治療原則為控制病因、改善和增進(jìn)下肢血液循環(huán)。研究［2，5］表明腰交感神經(jīng)切除術(shù)能有效解除動(dòng)脈痙攣、促進(jìn)側(cè)肢循環(huán)建立、改善患肢血供，是治療該類疾病的有效方法。

5-HT作為經(jīng)典具有很強(qiáng)外周致痛作用的遞質(zhì)，在疼痛的形成中有著獨(dú)特的作用，無論在中樞神經(jīng)系統(tǒng)還是在外周神經(jīng)系統(tǒng)，5-HT均參與疼痛的調(diào)制［6］。5-HT在外周作為致痛因子［7］激活傷害性感受器，降低感覺閾值，參與痛覺敏化［8］。臨床研究［9］發(fā)現(xiàn)，降低血清5-HT濃度，較對照組能更好發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。本研究結(jié)果顯示造模成功后外周血清5-HT濃度明顯高于正常對照組，其行為表現(xiàn)為活動(dòng)減少，活動(dòng)后出現(xiàn)不同程度的跛行等，經(jīng)HIFU治療后5-HT濃度顯著下降，這表示HIFU干預(yù)可降低模型犬血清中5-HT含量，從而減輕局部對傷害性感受器的刺激，提高感覺閾值，緩解疼痛。

PGE2是前列腺素家族中最主要的致痛因子，可通過提高感受器的興奮性，降低神經(jīng)興奮閾值，增強(qiáng)其對疼痛刺激的敏感性，造成痛覺過敏［10］;還可增強(qiáng)和延長5-HT等致痛因子對神經(jīng)末梢的致痛作用，增強(qiáng)毛細(xì)血管通透性，促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)，抑制PGE2生成可起到明顯的抗炎作用［11］。在對兔急性軟組織損傷模型疼痛指標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn)，治療后血清和組織液中PGE2和5-HT等疼痛因子的含量水平降低，疼痛程度減輕［12］。臨床應(yīng)用高強(qiáng)度聚焦超聲治療對緩解胰腺癌痛的研究表明，HIFU術(shù)后胰腺癌外周血PGE2、CGRP的表達(dá)水平較術(shù)前明顯下降，能明顯緩解疼痛感評分［13］。本研究觀察到動(dòng)物造模后血漿PGE2含量明顯升高，經(jīng)過HIFU治療后血漿PGE2逐漸降低，至4個(gè)月時(shí)接近正常組，而模型組血漿PGE2含量則隨時(shí)間延長呈增長趨勢。提示HIFU干預(yù)可通過降低模型犬血清中PGE2含量，從而減輕其局部的炎癥反應(yīng)及其造成的疼痛和痛覺過敏。

總之，慢性周圍動(dòng)脈閉塞缺血致痛可使犬外周血5-HT及PGE2含量升高，而HIFU阻滯腰交感神經(jīng)節(jié)可使外周血5-HT及PGE2含量降低。關(guān)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中5-HT及PGE2表達(dá)情況有待進(jìn)一步深入研究。

［1］傅洪，魏安寧，李發(fā)琪，等.高強(qiáng)度聚焦超聲阻滯犬腰交感神經(jīng)節(jié)的實(shí)驗(yàn)研究［J］.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床，2010，7(5):395－399.

［2］傅洪，魏安寧，李發(fā)琪，等.高強(qiáng)度聚焦超聲與無水乙醇?xì)p腰交感神經(jīng)節(jié)對犬后肢動(dòng)脈閉塞病變影響的比較研究［J］.中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志，2007，13(2):96－101.

［3］李信明，魏安寧，陸杰，等.高強(qiáng)度超聲損傷兔坐骨神經(jīng)后恢復(fù)情況的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中華麻醉學(xué)雜志，2004，24(3):198－202.

［4］Bian JF，Ang ZD，Ning MF.Constructed model of canine ischemic hind extremity［J］.Chin J Exp Surg，1996，13(6):325－326.

［5］姚秀高，周永高，陳建龍，等.腰交感神經(jīng)毀損治療下肢交感神經(jīng)維持性疼痛的臨床研究［J］.中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志，2014，20(6):434－436.

［6］Bardin L.The complex role of serotonin and 5-HT receptors in chronic pain［J］.Behav Pharmacol，2011，22(5 － 6):390－404.

［7］Ohnami S，Kato A，Ogawa K，et al.Effects of milnacipran，a 5-HT and noradrenaline reuptake inhibitor，on C-fibre-evoked field potentials in spinal long-term potentiation and neuropathic pain ［J］.Br J Pharmacol，2012，167(3):537－547.

［8］孫紅梅，劉乃剛，李曉泓，等.針刀松解法對第三腰椎橫突綜合征家兔5-HT和β-EP以及局部組織病理學(xué)的影響［J］.遼寧中醫(yī)雜志，2011，38(1):1－3.

［9］潘國仕，史天伍，張軍，等.地佐辛術(shù)后靜脈鎮(zhèn)痛對髖關(guān)節(jié)置換術(shù)患者血漿白三烯B4、5-羥色胺及去甲腎上腺素的影響［J］.安徽醫(yī)學(xué)，2014，35(4):488－490.

［10］Eijkelkamp N，Wang H，Garza-Carbajal A，et al.Low nociceptor GRK2 prolongs prostaglandin E2 hyperalgesia via biased cAMP signaling to Epac/Rap1，protein kinase Cepsilon，and MEK/ERK［J］.J Neurosci，2010，30(38):12806－12815.

［11］Liclican EL，Nguyen V，Sullivan AB，et al.Selective activation of the prostaglandin E2 circuit in chronic injury-induced pathologic angiogenesis［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51(12):6311 －6320.

［12］李溥，黃月娜，楊麗，等.雞胚地龍膏對兔急性軟組織損傷血清及組織液中疼痛指標(biāo)的影響［J］.右江醫(yī)學(xué)，2011，39(5):545 －549.

［13］胡斌，呂偉，王丹，等.高強(qiáng)度聚焦超聲治療39例晚期胰腺癌療效觀察［J］.安徽醫(yī)學(xué)，2013，34(3):291－292.

Effects of peripheral blood 5-hydroxytryptamine and prostaglandin E2 by high intensity focused ultrasound ganglion block lumbar sympathetic in animal model of peripheral arterial occlusive disease

Fu Hong，Wei Anning，Li Faqi，et al
Department of anesthesiology，Traditional Chinese Medicine Hospital of Chongqing，Chongqing 400021，China

ObjectiveTo observe the effect of peripheral blood 5-hydroxytryptamine and prostaglandin E2 by high intensity focused ultrasound ganglion block lumbar sympathetic in the animal model of peripheral arterial occlusive disease，and to investigate the possible mechanism in treating ischemic pain.MethodsAll twenty-six dogs were randomly divided into three groups:HIFU therapeutic group(group A)，non treated group(group B)，and normal control group(group C).Group A and B were made into limb ischemia models in sterile conditions.Group A was performed with HIFU block second to 6 lumbar sympathetic ganglion 2 weeks after surgery.Group B was not processed.Two dogs of each Group A and B were randomly selected after modeling for 2 weeks(for 0 week)and 1 week after treatment，2 weeks，January，F(xiàn)ebruary and April respectively and the blood 5-serotonin and prostaglandin E2 was detected.ResultsAfter the modeling for 2 weeks，the serum levels of 5-HT and PGE2in group A and B were higher than those of group C(P ＜0.05).After 1 week of treatment，four months later they were near the modeling level，but still higher than those of group C(P ＜0.05).After 1 week of treatment，the serum levels of peripheral blood 5-HT and PGE2in group A were decreased gradually，while those of group B were increased gradually.The difference was statistically significant between the two groups at each time point(P＜0.05).ConclusionThe pain induced by chronic peripheral arterial occlusive ischemia can increase the canine peripheral serum content of 5-HT and PGE2.The possible mechanism of HIFU block in lumbar sympathetic ganglia to relieve pain is related to reducing the peripheral serum content of 5-HT and PGE2.

Peripheral arterial occlusive disease;High intensity focused ultrasound;Lumbar sympathectomy;5-hydroxytryptamine;Prostaglandin E2

10.3969/j.issn.1000 －0399.2015.05.001

400021 重慶市中醫(yī)院麻醉科(傅洪，曲世界)

400010 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院麻醉科(魏安寧)

400016 重慶醫(yī)科大學(xué)超聲生物醫(yī)學(xué)工程研究所(李發(fā)琪，王智彪)

(2014－12－20收稿 2015－02－25修回)