孫衛(wèi)兵,楊 帆,齊清會(huì)
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院泌尿外科,遼寧大連 116027;2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院普外科,遼寧大連 116011)
電針次髎穴對(duì)慢性膀胱過(guò)度活動(dòng)癥模型大鼠尿動(dòng)力學(xué)及脊髓背角SP和CGRP影響
孫衛(wèi)兵1,楊 帆1,齊清會(huì)2
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院泌尿外科,遼寧大連 116027;2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院普外科,遼寧大連 116011)
[目的]探討電針次髎穴對(duì)環(huán)磷酰胺(cyclophsphamide,CYP)致慢性膀胱過(guò)度活動(dòng)癥(overactive bladder,OAB)模型大鼠尿動(dòng)力學(xué)及脊髓背角p物質(zhì)(substance P,SP)和降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin-gene related peptide,CGRP)的影響。[方法]雌性大鼠25只隨機(jī)分為對(duì)照組5只,OAB模型組10只,OAB+電針(電針組)10只。其中模型組和電針組動(dòng)物腹腔內(nèi)注射環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)OAB,應(yīng)用膀胱測(cè)壓技術(shù)動(dòng)態(tài)觀察電針次髎穴后排尿間期、基礎(chǔ)膀胱壓、膀胱最大充盈壓及最大排尿壓的變化;應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法定量觀察電針后脊髓背角SP和CGRP表達(dá)變化。[結(jié)果]電針組和模型組的排尿間期與對(duì)照組相比明顯縮短(P<0.05),基礎(chǔ)膀胱壓明顯升高(P<0.01)。電針后電針組的基礎(chǔ)膀胱壓較模型組明顯降低(P<0.01),排尿間期較模型組明顯延長(zhǎng)(P<0.01)。與對(duì)照組相比,模型組脊髓后角SP及CGRP表達(dá)明顯升高(P<0.05);與模型組相比,電針組的脊髓后角SP及CGRP表達(dá)降低(P<0.05)。[結(jié)論]電針次髎穴能抑制環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的大鼠膀胱過(guò)度活動(dòng),降低脊髓后角SP和CGRP的表達(dá),電針次髎穴治療OAB可能與抑制膀胱傳入神經(jīng)的興奮性及傳入遞質(zhì)的釋放與合成有關(guān)。
電針;膀胱過(guò)度活動(dòng)癥;P物質(zhì);降鈣素基因相關(guān)肽;尿動(dòng)力學(xué)
正常的膀胱感覺(jué)功能是維持人體周期性儲(chǔ)尿和排尿的重要前提之一。近年研究表明,膀胱感覺(jué)功能異常在多種下尿路癥狀(low urinary tract symptoms,LUTS)的發(fā)生中起重要作用[1]。感覺(jué)增強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致尿頻、尿急、尿痛和急迫性尿失禁等儲(chǔ)尿期癥狀,引起逼尿肌過(guò)度活動(dòng)(detrusor overactivity,DO),也是膀胱過(guò)度活動(dòng)癥(overactive bladder,OAB)主要發(fā)病機(jī)制之一。而傳入性C纖維活動(dòng)過(guò)度是逼尿肌反射亢進(jìn)的關(guān)鍵病理機(jī)制[2]。
電針治療OAB在臨床上已被認(rèn)可,本實(shí)驗(yàn)采用腹腔內(nèi)注射環(huán)磷酰胺(CYP)誘導(dǎo)膀胱感覺(jué)異常的膀胱過(guò)度活動(dòng)癥大鼠模型,通過(guò)檢測(cè)電針次髎穴前后大鼠尿動(dòng)力學(xué),L6脊髓背角P物質(zhì)(substance P,SP)和降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin-gene related peptide,CGRP)表達(dá)的變化探討電針對(duì)膀胱儲(chǔ)尿功能的影響及可能的作用機(jī)制。
健康、雌性、無(wú)孕史 SD大鼠25只,體重約在180~220 g,由大連醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,許可證號(hào):SCXK(遼)2008-0002。將大鼠隨機(jī)分成對(duì)照組(5只),模型組(10只)和電針組(10只),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)動(dòng)物的處置符合國(guó)家頒布的有關(guān)善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)要求。兔抗CGRP多克隆抗體(AB8056,abcam)兔抗 SP多克隆抗體(AB1566,CHEMICON INTERNATIONAL)。
模型組及電針組小鼠腹腔內(nèi)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo),建立膀胱過(guò)度活動(dòng)模型。環(huán)磷酰胺的劑量為75 mg/kg,1次/3 d,共兩周。對(duì)照組用相同容量的生理鹽水注射,注射時(shí)間與模型組相同。
按照比較解剖和骨度分寸法為依據(jù)進(jìn)行穴位定位。大鼠次髎穴(骶3孔)的定位:脊髓骶椎2、3節(jié)段旁開(kāi)約0.5 cm處,不銹鋼毫針以直插所選部位,進(jìn)針約30~40 mm,接電針儀。刺激頻率為20 Hz,連續(xù)波,針刺時(shí)間60 min。
大鼠腹腔注射烏拉坦(1.0 g/kg)麻醉,大鼠尿道內(nèi)插入F3導(dǎo)管,接三通管,其中一端接尿動(dòng)力儀的膀胱壓力傳感器,體內(nèi)置零;另一端接微量泵,以0.2 mL/min的速度向膀胱內(nèi)灌注室溫下生理鹽水,至大鼠開(kāi)始排尿時(shí)停止注水,連續(xù)測(cè)定3個(gè)排尿周期,測(cè)定排尿間隔時(shí)間、基礎(chǔ)膀胱壓、膀胱最大充盈壓、最大排尿壓。
模型組:CYP誘導(dǎo)膀胱過(guò)度模型后行第1次尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè),連續(xù)測(cè)定3個(gè)排尿周期,1 h后重復(fù)進(jìn)行第2次尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè)。
電針組:CYP誘導(dǎo)膀胱過(guò)度模型后行第1次尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè),連續(xù)測(cè)定3個(gè)排尿周期,電針60 min后行第2次尿動(dòng)力學(xué)檢查。
對(duì)照組:尿動(dòng)力學(xué)檢測(cè)同模型組。
組織取材:大鼠腹腔注射烏拉坦(1.0 g/kg)維持麻醉,迅速打開(kāi)胸腔,立即左心室-主動(dòng)脈插管,右心耳切開(kāi),20℃的生理鹽水100 mL快速灌注沖洗后,再灌注室溫的4%多聚甲醛(0.1 mol/L PBS配制)400~500 mL約1 h,取L6-S1段的脊髓(長(zhǎng)約1 cm),置于4℃、4%多聚甲醛中外固定20 h,轉(zhuǎn)入4℃、30%蔗糖溶液(0.1 mol/L PBS配制)過(guò)夜,待標(biāo)本檢測(cè)。
免疫組織化學(xué)程序:(1)冰凍切片,標(biāo)本冰凍切片,厚度為20 μm,并且以每20取4片的方法取片;(2)脊髓后角切片采用免疫組化 ABC法行 SP、CGRP染色,依次加入一抗、二抗孵育,顯色劑染色及復(fù)染、封片。
計(jì)算機(jī)圖像分析:Imageproplus圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行分析,每張切片觀察3個(gè)視野,計(jì)算平均吸光度值。
計(jì)量資料表示為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s),采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn),組間比較Oneway ANOVA方差分析,運(yùn)用GLM過(guò)程,P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
治療前電針組和模型組的排尿間期與對(duì)照組相比明顯縮短(P<0.05),基礎(chǔ)膀胱壓明顯升高(P<0.01)。治療后電針組基礎(chǔ)膀胱壓較模型組明顯降低(P<0.01),排尿間期較模型組明顯延長(zhǎng)(P<0.01),見(jiàn)表1。
表1 治療前后尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較Tab 1 Compare urodynamic parameter before and after treatment (±s)
表1 治療前后尿動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較Tab 1 Compare urodynamic parameter before and after treatment (±s)
1)與對(duì)照組相比,P <0.05;2)與對(duì)照組相比,P <0.01;3)與模型組相比,P <0.01
模型組(n=10) 電針組(n=10) 對(duì)照組(n=5)排尿間期(min)第 1 次 9.1 ±1.11) 9.7 ±1.51) 13.9 ±1.3第 2 次 10.2 ±1.6 13.2 ±1.13) 14.2 ±1.2基礎(chǔ)膀胱壓(cm H2O)第 1 次 15.2 ±2.22) 13.1 ±2.12) 8.9 ±1.4第 2 次 14.6 ±1.3 10.8 ±1.43) 9.4 ±1.3最大膀胱充盈壓(cm H2O)第 1 次 23.4 ±3.3 22.3 ±2.6 18.3 ±1.7第 2 次 21.8 ±3.4 24.8 ±3.2 17.9 ±1.4最大排尿壓(cm H2O)第 1 次 49.2 ±3.7 39.4 ±3.1 40.7 ±3.3第2次47.3 ±3.2 36.5 ±3.7 42.3 ±3.4
模型組骶髓排尿中樞SP及CGRP表達(dá)較對(duì)照組明顯升高(P<0.05);電針組的骶髓排尿中樞SP及CGRP表達(dá)比模型組降低(P<0.05),電針可以降低逼尿肌反射亢進(jìn)大鼠骶髓排尿中樞 SP及CGRP 的表達(dá),見(jiàn)表2,圖 1、2。
表2 脊髓后角I、II層中SP、CGRP陽(yáng)性纖維和終末平均光密度(A值)Tab 2 Mean optical density of SP,CGRP positive fibers in laminaeⅠ,Ⅱ in dorsal horn of sacral cord (±s)
表2 脊髓后角I、II層中SP、CGRP陽(yáng)性纖維和終末平均光密度(A值)Tab 2 Mean optical density of SP,CGRP positive fibers in laminaeⅠ,Ⅱ in dorsal horn of sacral cord (±s)
1)與對(duì)照組相比,P <0.05;2)與模型組相比,P <0.05
SP CGRP模型組 1.16 ±0.191) 1.28 ±0.161)電針組 0.86 ±0.122) 0.92 ±0.092)對(duì)照組0.76 ±0.11 0.85 ±0.10
圖1 大鼠脊髓背角P物質(zhì)表達(dá)的影響Fig 1 Influence of electroacupuncture on expression of substance P in the dorsal horn of spinal cord
圖2 大鼠脊髓背角CGRP表達(dá)的影響Fig 2 Influence of electroacupuncture on expression of CGRP in the dorsal horn of spinal cord
DO是引起膀胱過(guò)度活動(dòng)癥的主要原因,目前對(duì)OAB的基礎(chǔ)研究幾乎完全以DO為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行,且主要集中在逼尿肌方面的研究??鼓憠A藥物治療臨床上未能取得滿意的療效,說(shuō)明阻斷傳出神經(jīng)抑制逼尿肌過(guò)度活動(dòng)并不是解決OAB癥狀的唯一途徑,因此目前許多學(xué)者開(kāi)始研究膀胱傳入神經(jīng)的作用。
電針次髎穴治療OAB臨床上已取得較滿意的療效。次髎穴位于第2骶后孔,骶神經(jīng)都從骶后孔通過(guò),對(duì)次髎穴進(jìn)行針刺加電刺激干預(yù)和骶神經(jīng)調(diào)節(jié)有相似的作用。針刺治療逼尿肌過(guò)度活動(dòng)的作用機(jī)制目前尚不十分明確。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示:針刺通過(guò)抑制儲(chǔ)尿期副交感排尿中樞的興奮性,從而降低逼尿肌的緊張性收縮;也有學(xué)者研究證實(shí):針刺能抑制膀胱傳入神經(jīng)的興奮性來(lái)抑制逼尿肌過(guò)度活動(dòng)[3-4]。然而這些逼尿肌活動(dòng)亢進(jìn)的動(dòng)物模型中多為L(zhǎng)-多巴誘發(fā)的模型,脊髓橫斷模型等。但上述模型均不是由膀胱病變引起傳入神經(jīng)功能異常有關(guān)的動(dòng)物模型,不能直接證明電針具有降低傳入神經(jīng)興奮性的作用。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用不同的化學(xué)浸潤(rùn)性物質(zhì)可導(dǎo)致膀胱的過(guò)度活動(dòng),環(huán)磷酰胺是最常用的一種。腹腔內(nèi)注射環(huán)磷酰胺可誘導(dǎo)大鼠膀胱產(chǎn)生出血性膀胱炎,通過(guò)C纖維引起膀胱的疼痛和刺激使排尿頻率的增加,排尿膀胱容量的減少,最大排尿壓力的減少以及膀胱基礎(chǔ)壓的增加,是與膀胱感覺(jué)異常有關(guān)的逼尿肌活動(dòng)亢進(jìn)的理想動(dòng)物模型[5]。電針對(duì)這類動(dòng)物模型排尿功能的影響尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的膀胱過(guò)度活動(dòng)癥大鼠排尿頻率增加,膀胱基礎(chǔ)壓明顯增高。電針“次髎穴”60 min后排尿頻率顯著減少,膀胱壓明顯下降。電針次髎穴對(duì)環(huán)磷酰胺致大鼠逼尿肌活動(dòng)亢進(jìn)有明顯的抑制作用。
近年來(lái)C類傳入纖維作用在OAB的作用越來(lái)越受到關(guān)注。腹腔內(nèi)注射環(huán)磷酰胺可誘導(dǎo)大鼠膀胱產(chǎn)生出血性膀胱炎,通過(guò)C纖維引起膀胱逼尿肌的過(guò)度活動(dòng)。正常膀胱存在的感覺(jué)纖維主要分為Aδ類和C類,Aδ類為有髓鞘快傳輸纖維而C類傳入纖維為無(wú)髓鞘的慢傳輸型神經(jīng)纖維。膀胱的傳入神經(jīng)(健康脊髓)的興奮主要由Aδ類纖維介導(dǎo),Aδ纖維通過(guò)脊髓將信息傳到腦干,然后傳遞至中腦水管周圍的灰質(zhì),最后將膀胱充盈情況傳遞到腦橋排尿中樞Aδ纖維對(duì)膀胱的被動(dòng)收縮和主動(dòng)收縮都敏感。C類纖維其數(shù)量占膀胱傳入纖維的60.0% ~70.0%,生理情況下只在膀胱高度充盈時(shí)C纖維才被激活。然而,這些纖維可被膀胱粘膜的化學(xué)性刺激或者冷刺激激活。在化學(xué)性刺激作用下,C纖維表現(xiàn)為膀胱空虛時(shí)自發(fā)放電,膀胱充盈時(shí)放電增強(qiáng)[7]。膀胱內(nèi)注射辣椒素使C纖維脫敏,膀胱過(guò)度活動(dòng)可被抑制,但是并沒(méi)有抑制正常大鼠的排尿反射,這表明C纖維傳入通路對(duì)正常排尿反射是非必須的[8]。有學(xué)者研究表明:電針骶部穴位能降低髓髓排尿中樞c-fos的表達(dá),表明C纖維活動(dòng)受到抑制,推測(cè)這可能是電針治療逼尿肌反射亢進(jìn)的機(jī)制之一[4]。
在脊髓中CGRP主要存在于小C纖維,Aδ類纖維的初級(jí)傳入神經(jīng)中,而外周傷害性刺激信息主要是由小C纖維,Aδ類纖維傳遞。大部分CGRP免疫反應(yīng)陽(yáng)性物神經(jīng)分布于脊髓表層的兩個(gè)脊髓背角。該部位也含有豐富的SP,其中一部分來(lái)源于脊髓背根感覺(jué)神經(jīng)節(jié)的無(wú)髓C纖維,是傷害性初級(jí)傳入末梢釋放的一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì),存在于脊髓RexedⅠ層和II層的Aδ和C纖維上。外周性傷害刺激這些傳熱纖維可通過(guò)背角板層Ⅰ和Ⅱ的中間神經(jīng)元相互作用,將神經(jīng)肽遞質(zhì)SP背根神經(jīng)節(jié)傳送至脊髓背角,引起脊髓背角SP的釋放。脊神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)合成后運(yùn)輸?shù)礁杏X(jué)神經(jīng)末梢,并在化學(xué)性刺激下或疼痛感覺(jué)時(shí)釋放。CGRP與P物質(zhì)(SP)共存于DRG的初級(jí)傳入神經(jīng)元中。CGRP可以抑制與SP降解有關(guān)的SP內(nèi)肽酶,使SP的作用增加或延長(zhǎng)。
目前有實(shí)驗(yàn)證實(shí)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的膀胱炎膀胱傳導(dǎo)通路中CGRP或SP表達(dá)上調(diào)。支配膀胱及尿道的背神經(jīng)根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞體或突起中含有大量的神經(jīng)肽類,PS和CGRP廣泛分布在這些細(xì)胞中。環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)慢性膀胱炎模型中CGRP和SP-IR在與排尿反射有關(guān)的脊髓節(jié)段和背神經(jīng)根神經(jīng)節(jié)(L6,S1)中增高。椎管內(nèi)注射SP拮抗劑能減少膀胱逼尿肌過(guò)度活動(dòng),能增加清醒狀態(tài)下大鼠的膀胱容量,排尿壓無(wú)明顯改變。CGRP和SP-IR膀胱傳入神經(jīng)細(xì)胞中樞和外周投射系統(tǒng)表達(dá)增加有助于這種過(guò)度活動(dòng)的形成[9]。近年來(lái)研究醋酸西唑來(lái)汀,脊髓水平的CGRP和SP抑制劑,能明顯抑制尿動(dòng)力診斷逼尿肌過(guò)度活動(dòng)病人尿急和尿失禁癥狀[10]。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:模型組大鼠脊髓背角內(nèi)SP、CGRP免疫陽(yáng)性神經(jīng)元均明顯增加(P<0.01)。電針60 min后大鼠膀胱內(nèi)SP免疫陽(yáng)性神經(jīng)元較模型組明顯減少(P<0.01)。推測(cè)電針次髎穴有可能通過(guò)抑制 Aδ和 C類傳入纖維投射所釋放的 SP、CGRP,減少感覺(jué)信號(hào)的傳遞,從而抑制逼尿肌過(guò)度活動(dòng)。
神經(jīng)肽類表達(dá)的變化及在中央終端的釋放導(dǎo)致控制排尿脊髓環(huán)路重建,這種重建包括以下幾種變化:(1)脊髓排尿反射的突觸組合;(2)特殊神經(jīng)元單元的化學(xué)受體編碼(初級(jí)傳入神經(jīng)元,中間神經(jīng)元);(3)上行和下行脊髓反射投射組合方面。Aδ和C類傳入纖維與脊髓背角傷害性感受神經(jīng)元之間的突觸傳遞不僅可以強(qiáng)化,也可以產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)程的抑制制(long-term depression,LTD)。給外周傳入纖維不同的條件刺激,在脊髓背角能產(chǎn)生不同的突觸傳遞可塑性變化。如對(duì)Aδ傳入神經(jīng)纖維進(jìn)行低頻條件電刺激,在初級(jí)傳入纖維與脊髓背角傷害性感受神經(jīng)元之間形成的突觸傳遞則誘發(fā)LTD,而對(duì)C纖維進(jìn)行高頻強(qiáng)直性條件電刺激則誘發(fā)LTD[11];本實(shí)驗(yàn)采用高頻電針治療,其作用機(jī)制可能與抑制C纖維的突觸傳遞抑制有關(guān)。
本研究結(jié)果提示,電針次髎穴可通過(guò)降低脊髓后角SP和CGRP的表達(dá)來(lái)抑制傳入神經(jīng)的興奮性及傳入遞質(zhì)的合成與釋放、抑制C纖維的突觸傳遞而影響脊髓排尿環(huán)路、抑制逼尿肌過(guò)度活動(dòng)降低膀胱基礎(chǔ)壓及降低排間期等方式治療OAB。
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Urodynamic effects of electroacupuncture at Ciliao on overactive bladder in rats and CGRP,SP expressions of dorsal horn of spinal cord
SUN Wei- bing1,YANG Fan1,QI Qing - hui2
(1.Department of Urology,the Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian116027,China;2.Department of General Surgery,the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian116011,China)
Abstract:[Objectives]To investigate the urodynamic effects of electroacupuncture at CiLiao(BL 32)on overactive bladder(OAB)in rats induced by cyclophsphamide(CYP)and expressions of calcitonin-gene related peptide(CGRP)and SP in dorsal horn of spinal cord.[Methods]Twenty five Sprague-Dawley rats were randomly divided into:control group(n=5),chronic OAB group(n=10),chronic OAB+electroacupuncture group(n=10).OAB model was established by intraperitoneal injection(i.p.i)of cyclophsphamide,continuous cystometry was performed to detectinter- contraction interval,basal,threshold,micturition voiding pressure before and after electroacupuncture.The expressions of CGRP and SP in the dorsal horn of spinal cord were detected by immunohistochemical method.[Results]Compared with control group,inter-contraction interval was decreased(P<0.05)and basal pressure was increased(P<0.01)in both OAB and ele-ctroacupuncture group before acupuncture.While basal pressure was decreased and inter-contraction interval was increased significantly in acupuncture group compared with those in control group(P <0.01).Comparison with control group,the mean optical density(OD)value of SP and CGRP positive products in the dorsal horn of sacral cord in OAB group was increased significantly(P <0.05),while compared with OAB group,the mean OD value of SP and CGRP in acupuncture group was decreased(P <0.05).[Conclusions]Electroacupuncture at CiLiao could inhibit the overactive bladder induced by cyclophsphamide in rats by decreasing the SP and CGRP expressions in the dorsal horn of spinal cord.
Key words:electroacupuncture;overactive bladder;substance P;calcitonin gene-elated peptide;urodynamic
R277.5
A
1671-7295(2012)03-0220-05
遼寧省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20082205)
2012-02-15;
2012-04-23
孫衛(wèi)兵(1966-),男,遼寧大連人,教授,主任醫(yī)師。E-mail:massurm@163.com
齊清會(huì),教授。E -mail:qiqh@medmail.com.cn