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编号:10281907
κ阿片受体介导100 Hz电针对吗啡戒断大鼠心动过速的缓解作用
http://www.100md.com 《首都医科大学学报》 1999年第1期
     作者:喻允国 崔彩莲 于吉人 韩济生

    单位:北京医科大学神经科学研究所;崔彩莲:组织学与胚胎学系;于吉人:生理学系,北京 100083

    关键词:电针;受体,阿片样;κ;物质禁断综合征;康复;吗啡;副作用;心动过率;治疗

    北京医科大学学报990101 摘 要 目的:研究100 Hz电针缓解吗啡戒断大鼠心动过速的受体机制。方法:在吗啡戒断18~24 h的大鼠模型上,腹腔注射阿片受体拮抗剂纳络酮(naloxone, NX)或侧脑室注射κ阿片受体拮抗剂nor-binaltorphimine (nor-BNI),给予100 Hz电针刺激,记录吗啡戒断大鼠清醒状态下的心率和血压。结果:100 Hz电针的作用可被腹腔注射NX 1 mg.kg-1完全翻转、被侧脑室注射Nor-BNI 12 nmol完全阻断。结论:100 Hz电针抑制吗啡戒断大鼠心动过速的作用主要是通过中枢κ阿片受体介导的。
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    中国图书资料分类法分类号 R245.1

    100 Hz electroacupuncture amelioration of tachycardia of morphine withdrawal rats mediated by κ-opioid receptor in central nervous system

    YU Yun-Guo, CUI Cai-Lian, YU Ji-Ren, HAN Ji-Sheng

    (#Neuroscience Research Institute, Beijing Medical University, Beijing 100083)

    MeSH Electroacupuncture Receptors, opioid, kappa Substance withdrawal syndrome/rehabil
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    Morphine/adv eff Tachycardia/ther

    ABSTRACT Objective: To study the receptor mechanism of 100 Hz electroacupuncture (EA) amelioration of tachycardia of morphine withdrawal rats. Methods: Morphine dependence was induced in Wistar rats using 8-day-morphine-injection regime. Heart rate and blood pressure of the rats were recorded after 18-24 h of morphine abstinence, and 100 Hz EA stimulation was then given. Results: Tachycardia of the rats was ameliorated by 100 Hz EA, those effect was reversed by injecting opioid-receptor antagonist naloxone (i.p. at 1 mg.kg-1), or by administrating selective κ-opioid receptor antagonist nor-BNI (intracerebro-ventricular injection i.c.v. at 12 nmol). Conclusion:The effect of 100 EA in ameliorating tachycardia during morphine abstinence was mediated by κ-opioid receptors in CNS.
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    (J Beijing Med Univ, 1999,31:1-4)

    本研究所以往的实验证实100 Hz的电针(electroacupuncture, EA)或者经皮电刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation, TENS)产生镇痛作用主要是通过促进动物和人脊髓释放强啡肽(dynorphin, Dyn)而实现的[1,2]。其后又将100 Hz电针用于治疗动物和人的吗啡戒断症状均取得了显著疗效[3,4]。在临床观察中发现,阿片成瘾者在戒断综合征发作时,心动过速是最容易进行客观记录的指标之一。给这些患者施以100 Hz电针治疗时,戒断症状被抑制,而心动过速的缓解尤为明显,在初次治疗时就可见心率迅速而平稳地恢复至接近正常水平[5]。本实验采用无创性心率/血压记录仪,观察清醒大鼠心率/血压,发现吗啡戒断大鼠也出现明显的心动过速。100 Hz电针刺激可使心动过速明显缓解。在该模型上,我们观察阿片受体拮抗剂纳络酮(naloxone, NX)和高选择性κ阿片受体拮抗剂nor-binaltorphine(nor-BNI)对100 Hz电针作用的影响,以期阐明100 Hz电针缓解吗啡戒断大鼠心动过速的受体机制。
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    1 材料与方法

    1.1 吗啡依赖大鼠模型

    雄性Wistar大鼠,体重230~280 g,每两只饲养在一笼中,给自然照明,自由摄入水和饲料。皮下注射(subcutaneous,s.c.)逐日递增量盐酸吗啡溶液。递增法:在第1天至第8天吗啡的每次注射剂量分别为5、10、20、40、50、60、70、80 mg*kg-1,每日3次,分别在7 am、3 pm、11 pm注射。第8天7 am、3 pm各注射一次吗啡后停止给药。在最后一次注药后18~24 h进行下列实验。

    1.2 实验仪器

    无创性心率/血压记录仪(IITC,USA,型号-69A),示波器(Techtronix, USA,型号:5A18N),韩氏(HANS)恒流电针仪(Healthronix, Singapore, 型号:LH257),大鼠立体定位仪(Narishige, Japan, 型号:SN-2),恒温控制仪(上海)。
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    1.3 侧脑室插管

    大鼠在水合氯醛(350 mg*kg-1)腹腔注射(intraperitoneal, i.p.)麻醉下,按照Paxinos & Watson大鼠脑立体定位图谱要求,在AP-0.8, L+1.5, V+3.6 mm部位钻孔。将预先制作好的不锈钢套管(直径0.8 mm)垂直插入,用牙托粉固定,套管内插入内套管(即注射管,直径0.5 mm)后加盖密封管口。术后肌肉注射氯霉素预防感染。

    1.4 心率、血压测定方法

    将吗啡戒断18~24 h内的动物小心轻柔地固定在特制的固定器内,剪去大鼠尾根部的毛(接受电针的大鼠用体积分数为75%的酒精擦洗消毒),在双侧后肢足三里(St36,胫骨前结节外侧5mm)和三阴交(Sp6,胫骨后内踝上部3mm)分别插入不锈钢针灸针,将动物放置于自动温控的恒温装置内,温度控制在(28±1) ℃。将鼠尾穿过心率检测仪的光敏转换器,通过该转换器将动脉搏动的压力信号转变为电信号,并输入到放大器中。保持安静20 min后,打开记录仪,走纸速度设定为5 mm.s-1,每10 min记录1次,每次记录持续1 min,以每分心搏次数表示心率;以舒张压+1/3×脉压差为平均动脉压(kPa, 10 kPa=75 mmHg)。电针时接通HANS仪,用示波器监测电流的输出,刺激信号为方波,波宽为0.3 ms,频率100 Hz,强度为1mA,刺激持续时间为30 min,在测定心率和血压时暂停电针刺激。电刺激后继续观察30min。接受电针或注射药物的大鼠,均测定心率和血压9次。以给药或电针前3次测定的平均值作为基础心率/血压;给药后测定6次,于电针中和电针后分别测定3次,以每3次测定的平均值作为该30min的心率/血压值。在检测期间尽量避免刺激动物,保持环境安静。
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    1.5 注射药物

    测定基础心率、血压后,腹腔注射NX,剂量分别为1、5、10 mg.kg-1,按照上述方法记录心率和血压。侧脑室注射nor-BNI:用微量进样器从预先放置的内管注入,注射管的头端超出套管头端1mm。注射体积为10μl,之后按照上述方法记录心率和血压。实验结束后在套管内注射体积分数为10%的苯胺黑10μl,立即断头处死动物,体积分数为10%福尔马林固定鼠脑组织,切片,观察插管部位,如果插管偏离侧脑室部位,该动物不在数据统计之列。

    1.6 实验数据处理

    数据以±s示。统计学分析采用ANOVA,继之以Newman-Keul test检验组间差异。

, 百拇医药     2 结果

    2.1 NX对吗啡戒断大鼠心率的影响(表1)

    表1 NX对吗啡戒断大鼠心率和血压的影响(±s)

    Table 1 Effect of NX on the heart rate and mean blood pressure of

    morphine withdrawal rats (±s) Group

    n

    Before
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    injection

    0~30 min

    31~60 min

    f/min-1

    Normal rats+NS

    7

    383±5

    375±7

    366±8

    MW+NS

    8

    453±8
, 百拇医药
    430±8

    420±11

    MW+NX 1 mg.kg-1

    8

    462±4

    439±7

    426±12

    MW+NX 5 mg.kg-1

    8

    455±6

    453±8*
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    445±11*

    MW+NX 10 mg.kg-1

    8

    452±5

    462±7*

    455±11*

    p/mmHg

    Normal rats+NS

    7

    119±4

    118±7
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    117±6

    MW+NS

    8

    116±4

    115±6

    117±6

    MW+NX 1 mg.kg-1

    8

    116±4

    119±5

    121±6

    MW+NX 5 mg.kg-1
, 百拇医药
    8

    122±5

    121±7

    122±6

    MW+NX 10 mg.kg-1

    8

    123±4

    119±6

    118±5

    NS, normal saline; normal rats + NS, rats receiving s.c. NS injection and i.p. NS 1 ml.kg-1; MW+NS, morphine withdrawal rats receiving i.p. injection NS 1 ml.kg-1; MW+NX, morphine withdrawal rats receiving injection of naloxone i.p at 1, 5, 10 mg.kg-1. *P<0.05, compared with MW+NS group in the same period, using ANOVA followed by Newman-Keul test; f,heart rate; p,blood pressure.
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    对照组正常大鼠,在整个实验过程中,心率波动在366~383min-1的范围内,平均为375min-1,在注射后60min的观察期内心率降低了4.4%。4个吗啡戒断组电针前的心率在452~462 min-1的范围,总平均455min-1,较盐水对照组心率,平均383min-1)增高19%(P<0.01)。血压无显著变化。

    可见给吗啡戒断大鼠注射NX 1 mg.kg-1并不能进一步加强心动过速,接受5mg.kg-1 NX注射后,大鼠心率较NS对照组提高5.3%~6.0%;将NX剂量进一步增大到10 mg*kg-1,也不能使大鼠心率显著提高(与5mg.kg-1组比较P>0.05)。

    2.2 NX对100 Hz电针作用的影响(表2)
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    表2 NX对接受100 Hz电针的吗啡戒断大鼠心率的影响(±s)

    Table 2 Effect of NX on heart rate in morphine withdrawal rats

    receiving 100 Hz EA stimulation(±s) Group

    n

    f/min-1

    Before EA

    During EA
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    After EA

    Normal rats

    7

    384±5

    375± 7

    365± 8

    MW+NS+needle

    6

    455±5

    412± 9

    381± 5

    MW+NS+EA
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    6

    455±5

    380± 6

    384± 5

    MW+NX 1 mg.kg-1+EA

    6

    453±8

    430±13*

    420±11*

    MW+NX 5 mg.kg-1+EA
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    6

    463±4

    440± 7*

    417±11*

    Annotation is same as in table 1. Needle: inserting needle into acupoint without electrical stimulation. #P<0.05, compared with MW+NS+needle group; *P<0.05, compared with MW+NS+EA group in the same period; f,heart rate.

    吗啡戒断大鼠心率较对照组升高18%~21%,心动过速的情况与表1所列结果极为相似,表示实验结果有较好的重复性;插针而不通电组,似乎也能使心动过速的程度有所缓解,但无统计学显著性,100Hz电针30min,使戒断大鼠的心动过速完全消失;电针对吗啡戒断大鼠心动过速的治疗作用可以被1mg.kg-1 NX完全翻转,有显著的统计学意义(P<0.05);增加NX剂量到5mg.kg-1,结果与1mg.kg-1组相似;上述各项措施下,吗啡戒断大鼠血压相对平稳,变化幅度在-3%~3%之间,无统计学显著性(结果未列出)。
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    2.3 nor-BNI对100 Hz电针作用的影响

    100 Hz电针对吗啡戒断大鼠的心动过速的缓解作用能被NX阻断,表明阿片受体起作用。为检验κ阿片受体参与的可靠性,我们用特异性κ阿片受体拮抗剂nor-BNI进行实验。将动物随机分为6组,在动物开始注射吗啡之前,在侧脑室埋置不锈钢管。待动物苏醒并恢复正常后注射吗啡使之产生依赖,继之产生戒断症状。实验时先测定大鼠的基础心率/血压,然后用微量注射器经注射管向脑室内分别推注nor-BNI溶液3、12、48nmol或10μl生理盐水,继之以100 Hz电针30 min。结果见表3。

    表3 Nor-BNI对接受100 Hz电针的

    吗啡戒断大鼠心率的影响(±s)

, http://www.100md.com     Table 3 Effect of nor-BNI on heart rate in morphine withdrawal rats

    receiving 100 Hz EA stimulation (±s) Group

    n

    f/min-1

    Before EA

    During EA

    After EA

    MW+NS+needle
, 百拇医药
    8

    419±10

    414±10

    408±14

    MW+NB 12 nmol+needle

    6

    412±10

    418±14

    422±14

    MW+NS+EA

    8

    423± 9
, 百拇医药
    368± 8

    358±13

    MW+NB 3nmol+EA

    8

    421± 4

    376± 8

    374± 7

    MW+NB 12nmol+EA

    6

    411±10

    402±13*
, 百拇医药
    382±14*

    MW+NB 48nmol+EA

    6

    411± 5

    409±8*

    402± 6*

    Annotation is same as in table 1. NB, nor-BNI. #P<0.05, compared with MW+NS+needle group; *P<0.05, compared with MW+NS+EA group in the same period; f,heart rate.

    吗啡戒断大鼠的6个组在电针前心率都在411min-1以上,各组之间波动保持在-2%~+1%之间,表示实验的重复性很好;nor-BNI 12nmol并不能使心率进一步加快,表明这一剂量的κ拮抗剂不能诱使戒断症状加重;100Hz电针30 min使心动过速完全消失,心率恢复到正常对照水平;电针的作用不能被小剂量(3nmol)的nor-BNI阻断,但可被12nmol nor-BNI阻断(P<0.05);加大nor-BNI剂量到48nmol则不仅可完全阻断电针的即时效应,也可以完全阻断电针的后效应。经上述各项处理后,各组动物的血压无显著变化。
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    3 讨论

    本研究表明,100 Hz电针可以抑制吗啡戒断大鼠的心动过速,而i.p.阿片受体拮抗剂NX或侧脑室注射(intracerebro-ventricular, i.c.v.)选择性κ阿片受体拮抗剂nor-BNI可翻转100Hz电针的作用。表明100 Hz电针对戒断症状的治疗作用主要是通过中枢κ阿片受体介导的。

    实验设计中有一点值得注意,NX 1 mg.kg-1 s.c.可以翻转100Hz电针对吗啡戒断大鼠心动过速的治疗作用(表2),是否可能由于NX加重了戒断症状,而不是因为它取消了电针的作用。对此问题的回答是否定的。因为单纯应用1mg.kg-1 NX并不能使心动过速加剧,必须用5mg.kg-1或10 mg.kg-1 NX才能有此效应(表1)。
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    同样12 nmol nor-BNI并不能使心动过速加剧,但可以翻转100 Hz电针对吗啡戒断大鼠心动过速的治疗作用(表3),故100 Hz电针的降心率作用是通过κ阿片受体介导的。

    100 Hz电针通过脑内κ受体翻转戒断症状之一的心动过速,与100 Hz电针选择性促进中枢强啡肽释放的事实一致[6]。Tulunay等[7]i.c.v. Dyn A-(1-13)可抑制NX催瘾的吗啡依赖大鼠的戒断症状。Green等[8]进一步证明强啡肽抑制吗啡戒断症状的作用部位主要是在脊髓。本工作i.c.v. κ阿片受体拮抗剂nor-BNI,可以翻转100 Hz电针对戒断症状的治疗作用。这有两个可能,一是i.c.v. 的药液可能有一部分进入脊髓,虽然这一可能性很小;二是脑内释放的强啡肽也可以抑制吗啡戒断症状的发生。已有实验表明,侧脑室多次注射Dyn A-(1-13)可显著抑制吗啡依赖大鼠的戒断症状[9],与本结果一致。
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    文献中所指的阿片戒断症状,绝大多数是指湿狗样抖动、逃跑、打斗、咬牙、修饰等躯体行为,以及腹泻、流涎等植物性神经活动;Delle等[10,11]发现,清醒的吗啡戒断大鼠在NX催瘾后肾交感神经、心率及血压呈双相变化,小剂量NX时肾交感神经和心率升高,而血压未见显著变化,当NX剂量加大时肾交感神经活动和心率下降,而血压上升;但迄今未见在自然戒断时清醒的吗啡戒断大鼠的心率、血压等心血管活动指标变化的报道。吴鎏桢等[5]在观察韩氏穴位神经刺激仪(HANS)治疗海洛因成瘾者的戒断症状时发现,心率加快是戒断症状中一个极恒定的表现。当用HANS仪治疗时,在20min内心率由平均110min-1降至80~90min-1,其它戒断症状也相应减弱。这一现象在大鼠身上得到很好的重复。本工作进一步提示,这可能是100Hz电刺激促进了脑内内源性κ受体配基强啡肽释放所引起的结果。

    关于中枢强啡肽对血压的调控,冯越和韩济生曾报道,给大鼠侧脑室或脊髓蛛网膜下腔注射选择性κ受体激动剂U50,488H可引起剂量相关的血压降低和心率减慢。其中血压降低可被大剂量NX(5,10mg.kg-1,s.c.)所阻断,1mg.kg-1 NX无效;而心率的降低仅用1mg.kg-1 NX即可完全翻转,提示U50488H的中枢降压作用通过κ受体,而降心率作用可能是通过一种迄今未知的对NX有较高亲和力的κ受体亚型介导。这一发现在本工作中得到验证。100Hz电针缓解吗啡戒断大鼠心动过速的作用可被1mg.kg-1 NX完全翻转(表2),而一般来说,1mg.kg-1 NX的剂量是不能完全阻断κ受体的功能的[12]
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    必须指出,阿片戒断时出现如此明确的心动过速,而血压无显著变化,这是值得注意的。因为根据目前的认识,吗啡戒断时蓝斑放电增加,而电刺激蓝斑可以引起交感下行系统兴奋,引起血压升高,心率加快。因此,这一现象还需进一步的研究来阐明。

    综上所述,100 Hz电针确能抑制吗啡戒断大鼠的心动过速。这一作用主要是通过脑内κ阿片受体所介导的。

    * 国家自然科学基金(39570682)资助项目。

    参考文献

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, 百拇医药
    2 Han JS, Chen XH, Sun SL, et al. Effect of low and high frequency TENS on met-enkephlin-Arg-Phe and dynorphin A immmunoreac- tivity in human lumbar CSF. Pain, 1991,47:291-298

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    (1998-04-20收稿)

    (本文编辑:王 蕾), 百拇医药