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电针对慢性炎症痛大鼠的镇痛作用及对脊髓环氧合酶表达的影响

徐红  
【摘要】: 电针对慢性炎症痛大鼠的镇痛作用及对脊髓环氧合酶表达的影响 慢性疼痛严重困扰人的身心健康,目前认为慢性疼痛不仅仅是一种症状,而且是一类疾病,其中又以慢性炎症痛最为多见。慢性炎症痛是临床多学科面临的重要问题之一。 当前慢性炎症痛的治疗主要是用非甾体类抗炎药(NSAIDs),它是通过抑制体内环氧合酶(COXs)而起作用的。但是它们的副作用越来越引起国内外的关注和警惕。针刺疗法是具有鲜明中国特色的非药物疗法,已在国内外产生了重大的影响。国内外大量的临床和动物实验表明,电针对慢性炎症痛有良好的治疗效果,而且只要操作得当,对人体几乎无不良反应。由于慢性炎症痛的发病机制复杂,电针治疗慢性炎症痛机理研究虽然取得了很大进展,但还有许多问题未能解释清楚。 前列腺素E2(PGE2)在慢性炎症痛的外周及中枢敏化中扮演重要角色,其合成过程中的两个限速酶COX-1和COX-2在慢性炎症痛中的作用,成了人们关注的热点。有关新近发现的COX-3的构型及其相关的生理功能的研究尚属起步阶段。大量的研究报道显示,在炎症痛时脊髓COX-2的表达会大量增加,但也有结果提示外周炎症时脊髓COX-2的表达变化并不明显;还有一些研究结果提示脊髓COX-1也参与炎症痛反应。关于脊髓COX-1和COX-2在慢性炎症痛发生、发展过程中所发挥的确切作用,还需进一步研究探讨。 本室的前期研究结果显示,电针对炎症痛有即刻和显著的累加镇痛效应。有研究显示,电针能直接调节小鼠腹膜巨噬细胞COX-2的表达,并对炎症痛时中枢产生的PGE2有明显的抑制作用。那么电针镇痛是否通过抑制脊髓COX-2而起作用?针刺的抗炎症痛作用与脊髓COX-1是否有关?电针与NSAIDs比较,对脊髓COXs的影响有什么差别?这些都是值得深入探讨的问题。 星形胶质细胞的激活也是病理性疼痛发生和维持的必要条件。在慢性炎症痛过程中,脊髓星形胶质细胞被激活,它通过COX-2合成大量的PGE2,参与中枢敏化的形成。电针镇痛与脊髓星形胶质细胞的变化是否相关联?这也是本课题想探讨的另一个问题。 针对上述问题,本课题选用了完全弗氏佐剂诱导的大鼠单发性关节炎模型。该模型炎症部位局限在大鼠单一关节,动物的整体状态较好,体重能稳定增长。注药后几小时即开始出现急性红肿,痛敏可保持9周。这是国内外常用的慢性炎症痛模型。 考虑到慢性炎症痛是一个长期的病理过程,因此本研究分治疗前(造模第四天)、治疗第二天(造模第六天)、治疗第四天(造模第八天)、治疗第六天(造模第十天)、治疗第八天(造模第十二天)和治疗第十天(造模第十四天)等六个时间段来观察。 本课题采用行为学观察,HE染色,免疫组化和RT-PCR等方法,首先观察脊髓COX-1,COX-2在慢性炎症痛发生、发展过程中的变化;第二,观察电针及双氯芬酸药物对慢性炎症痛大鼠的镇痛作用及其对脊髓COX-1和COX-2的影响。第三,观察脊髓星形胶质细胞在慢性炎症痛大鼠以及药物与电针镇痛中的变化。 本课题研究的结果如下: 1.慢性炎症痛时大鼠脊髓COX-1,COX-2的变化 1.1慢性炎症痛时大鼠脊髓背角COX-1蛋白表达的变化 结果显示,正常大鼠脊髓背角内有COX-1免疫阳性细胞的表达,且表达水平相对稳定。造模第四天后大鼠脊髓背角COX-1免疫组化阳性细胞数显著增多,但之后迅速回落,造模第六天后大鼠脊髓背角COX-1免疫组化阳性细胞数与正常组相比无显著性差异,到造模后第十四天也基本保持这个水平。结果提示,大鼠脊髓COX-1蛋白可能涉及慢性炎症痛的早期反应。 1.2慢性炎症痛时大鼠脊髓背角COX-2蛋白表达的变化 结果显示,正常大鼠脊髓背角内有COX-2免疫阳性细胞的表达,且表达水平相对稳定。造模后第四天大鼠脊髓背角COX-2免疫组化阳性细胞数显著增多,随着时间的推移,大鼠脊髓背角COX-2免疫组化阳性细胞数会逐渐回落,但直到造模第十四天后仍然高于正常组水平(P<0.05)。结果提示,慢性炎症痛可能与大鼠脊髓COX-2蛋白表达的持续性增加有关。 1.3慢性炎症痛时大鼠脊髓COX-1mRNA表达的变化 结果显示,正常大鼠脊髓内有COX-1mRNA的表达,且表达量相对稳定。造模第四天后大鼠脊髓COX-1mRNA的表达显著增多,与正常组相比P<0.05。但之后迅速回落,到造模第八天后大鼠脊髓COX-1mRNA的表达与正常组相比已无显著性差异。到造模后第十四天也基本保持这个水平。结果提示,大鼠脊髓COX-1mRNA可能涉及慢性炎症痛的早期反应。 1.4慢性炎症痛时大鼠脊髓COX-2mRNA表达的变化 结果显示,正常大鼠脊髓内有COX-2mRNA的表达,且表达水平相对稳定。造模后第四天大鼠脊髓COX-2mRNA的表达显著增多,与正常组相比P<0.05。随着时间的推移,大鼠脊髓COX-2mRNA的表达逐渐回落,但直到造模第十四天后仍然高于正常组水平(P<0.05)。结果提示,慢性炎症痛可能与大鼠脊髓COX-2mRNA表达的持续性增加有关。 1.5慢性炎症痛时大鼠辐射热痛敏分数的变化 结果显示,正常大鼠左右两脚缩爪潜伏期无差异。造模第四天后,大鼠造模侧脚的缩爪潜伏期明显缩短。到造模第十四天后痛敏分数的绝对值仍然高于正常组水平。 小结:在完全弗氏佐剂诱导关节炎第四天后,大鼠脊髓COX-1和COX-2蛋白及mRNA的表达大量增加,同时大鼠也出现热痛敏现象。到造模第十四天后,大鼠脊髓COX-2蛋白及mRNA的表达仍然高于正常组水平,模型组大鼠痛敏分数的绝对值也仍然高于正常组水平。而大鼠脊髓COX-1蛋白及mRNA的表达分别在造模第六、第八天后已回落至正常组水平,以后一直维持这个趋势。结果提示COX-2可能在慢性炎症痛发生、发展和维持过程中起重要作用。持续性的痛敏反应可能与大鼠脊髓COX-2表达的持续性增加有关。而大鼠脊髓COX-1可能只涉及慢性炎症痛的早期反应。 2.电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠的镇痛作用以及对脊髓COX-1和COX-2的影响 2.1电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠辐射热痛敏分数的影响 结果显示,在造模第四天后,大鼠出现热痛敏现象。治疗第六天后,药物组和电针组大鼠的痛敏分数绝对值明显缩短,与模型组相比有统计学差异。第八、第十天治疗后,药物组和电针组大鼠的痛敏分数绝对值与正常组相比已无明显差异。结果表明电针和药物均能显著减少大鼠痛敏分数的绝对值,多次电针具有显著的累加效应。 2.2电针对慢性炎症痛大鼠局部炎症组织的修复作用 结果显示:电针治疗后,大鼠在关节腔炎性渗出、关节滑膜水肿和中性粒细胞浸润等病理变化方面有明显改善,滑膜增生亦不明显。结果提示电针能较好地缓解局部炎症,促进炎症组织的修复,控制滑膜增生。 2.3电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓COXs表达的影响 2.3.1电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓背角COX-1蛋白表达的影响 结果显示,造模第四天后大鼠脊髓背角COX-1免疫组化阳性细胞数显著增多,但之后迅速回落,造模第六天后大鼠脊髓背角COX-1免疫组化阳性细胞数与正常组相比无显著性差异。电针组大鼠脊髓背角COX-1免疫阳性细胞数在造模第六天(即治疗第二天后)后与正常组相比也无显著差异,一直到造模后第十四天(即治疗第十天后)也基本保持这个趋势。药物组在治疗第四天后,大鼠脊髓背角COX-1蛋白的表达与正常组相比无显著性差异;而在治疗第八,第十天后,大鼠脊髓背角COX-1免疫阳性细胞数明显低于正常组水平(P<0.05)。结果提示,电针对慢性炎症痛大鼠脊髓背角COX-1蛋白的表达影响不明显,而双氯芬酸有显著抑制大鼠脊髓背角COX-1蛋白表达的作用。 2.3.2电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓背角COX-2蛋白表达的影响 结果显示,电针治疗第六天后,大鼠脊髓背角COX-2免疫阳性细胞数与正常组相比无统计学差异,而与模型组相比P<0.05;治疗第十天后,仍然保持在这个水平。药物治疗第六天后,大鼠脊髓背角COX-2免疫阳性细胞数明显低于模型组(P<0.05),与正常组相比无显著性差异;在治疗第十天后,脊髓COX-2免疫阳性细胞数继续下降,明显低于正常组水平(P<0.05)。结果提示,电针能调节慢性炎症痛大鼠脊髓背角COX-2的蛋白表达,而双氯芬酸有显著的抑制大鼠脊髓背角COX-2蛋白表达的作用。 2.3.3电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓COX-1mRNA表达的影响 结果显示,造模第四天后大鼠脊髓COX-1mRNA表达显著增多,与正常组相比P<0.05。但之后迅速回落,到造模第八天后大鼠脊髓COX-1mRNA的表达与正常组相比已无显著性差异。电针组大鼠脊髓COX-1mRNA的表达在治疗第四天(造模后第八天)后,与正常组相比已无显著差异,直至治疗第十天后。药物组在治疗第四天后,大鼠脊髓COX-1mRNA的表达水平与正常组相比无显著性差异。在治疗第六天后,大鼠脊髓COX-1mRNA的表达水平明显低于正常组(P<0.05),直至治疗第十天后,大鼠脊髓COX-1mRNA的表达水平一直低于正常组(P<0.05)。结果提示,电针对慢性炎症痛大鼠脊髓COX-1mRNA的表达无显著影响,而双氯芬酸有显著抑制大鼠脊髓COX-1mRNA表达的作用。 2.3.4电针及双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓COX-2mRNA表达的影响 结果显示,电针治疗第六天后,大鼠脊髓COX-2mRNA的表达水平与正常组相比无统计学差异,而与模型组相比P<0.05;治疗第八、十天后,仍然保持在这个水平。药物组在治疗第六天后,大鼠脊髓COX-2mRNA的表达水平与正常组相比无显著性差异;在治疗第八,十天后,大鼠脊髓COX-2mRNA的表达水平持续下降,明显低于正常组水平(P<0.05)。结果提示,电针能调节慢性炎症痛大鼠脊髓COX-2mRNA的表达,而双氯芬酸有显著的抑制大鼠脊髓COX-2mRNA表达的作用。 小结:上述的实验结果提示,电针对慢性炎症痛大鼠有明显的镇痛作用,并能较好的促进炎症组织的修复。电针能将慢性炎症痛大鼠脊髓内增高了的COX-2蛋白及mRNA的表达水平调节至正常水平。而对COX-1蛋白及mRNA的表达无明显作用。双氯芬酸对慢性炎症痛大鼠脊髓COX-2和COX-1蛋白及mRNA的表达均有显著的抑制作用。这正是电针镇痛与该类药物镇痛的重要差别。 3.脊髓星形胶质细胞在慢性炎症痛大鼠以及药物与电针镇痛时的变化 正常大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数的表达相对稳定。在造模第十天后,大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数开始增加,造模后第十二天大鼠脊髓背角GFAP免疫阳性细胞数的表达明显高于正常组(P<0.05),到造模后第十四天仍然保持这种上升趋势。 电针治疗第四天后,大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数显著低于正常组水平(P<0.05),但到第六天后(即造模后第十天),大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数已回升,与正常组相比已无显著差异,且这种表达水平一直保持到治疗结束。 双氯芬酸药物治疗第四天后,大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数显著低于正常组水平(P<0.05),一直到疗程结束,大鼠脊髓背角GFAP免疫反应阳性细胞数始终低于正常组水平。 小结:在慢性炎症痛发展过程中,大鼠脊髓背角GFAP的表达明显增加。电针对大鼠脊髓的这种表达具有调节作用,而双氯芬酸对其表达有强烈的抑制作用。但这些变化的意义有待于深入研究。 综上所述,本工作提示: 1.在慢性炎症痛发生、发展过程中,大鼠脊髓COX-2蛋白和mRNA可能与慢性炎症痛反应的全过程有关,而COX-1蛋白和mRNA可能参与慢性炎症痛的早期反应。 2.电针对慢性炎症痛大鼠有明显的镇痛作用,并且能较好的促进炎症组织的修复。与此同时电针对脊髓COX-1及COX-2蛋白和mRNA的表达有明显的调节作用。 3.双氯芬酸在镇痛过程中,对慢性炎症痛大鼠脊髓COX-1和COX-2蛋白和mRNA均有显著的抑制作用。 4.在慢性炎症痛发展过程中可见大鼠脊髓背角星形胶质细胞的增生。电针及双氯芬酸对其均有不同程度的抑制作用,其意义有待于进一步研究。


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