高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛大鼠疼痛行為學的影響

田 剛，涂青梅，薛 銳，鄭 敏，羅興均，代夢含，冉 然，鐘和英

(1. 湖北醫(yī)藥學院附屬人民醫(yī)院，湖北 十堰 442000；2. 湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院，湖北 十堰 442000)

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論 著

高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛大鼠疼痛行為學的影響

田 剛1，涂青梅2，薛 銳1，鄭 敏1，羅興均1，代夢含1，冉 然1，鐘和英1

(1. 湖北醫(yī)藥學院附屬人民醫(yī)院，湖北 十堰 442000；2. 湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院，湖北 十堰 442000)

目的 觀察高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛大鼠疼痛行為學的影響。方法 將32只成年雄性SD大鼠隨機分成4組，每組8只。假手術(shù)組暴露坐骨神經(jīng)但不結(jié)扎，不進行高壓氧治療；坐骨神經(jīng)結(jié)扎組結(jié)扎坐骨神經(jīng)，不進行高壓氧治療；高壓氧預(yù)處理組于坐骨神經(jīng)結(jié)扎術(shù)前12 h行高壓氧治療；高壓氧后處理組于坐骨神經(jīng)結(jié)扎術(shù)后12 h行高壓氧治療。術(shù)前1 d測量各組大鼠機械痛閾值(MWT)和熱痛閾值(TWL)，術(shù)后第1，2，3，7，14，21和28天觀察各組大鼠疼痛反應(yīng)行為并測量MWT和TWL。結(jié)果 坐骨神經(jīng)結(jié)扎術(shù)后大鼠出現(xiàn)跛足、舔腳等神經(jīng)痛癥狀。術(shù)前各組MWT和TWL值比較差異無統(tǒng)計學意義。高壓氧預(yù)處理組、高壓氧后處理組和坐骨神經(jīng)結(jié)扎組術(shù)后各時點MWT及TWL值均明顯低于假手術(shù)組(P均<0.05)，且坐骨神經(jīng)結(jié)扎組下降幅度最大。高壓氧預(yù)處理組和高壓氧后處理組各時點MWT及TWL值均明顯高于坐骨神經(jīng)結(jié)扎組(P均<0.05)。結(jié)論 高壓氧對神經(jīng)痛的發(fā)生有預(yù)防和治療作用，且高壓氧預(yù)處理比高壓氧后處理更有效。

高壓氧；神經(jīng)病理性疼痛；疼痛行為學；大鼠

神經(jīng)病理性疼痛由中樞或周圍神經(jīng)損傷引起，其基礎(chǔ)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)痛覺過敏。周圍神經(jīng)損傷可誘發(fā)各種免疫炎癥因子如白細胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-6釋放，激活各種細胞內(nèi)信號分子導(dǎo)致痛覺過敏[1]。由于該種疾病的復(fù)雜性，其治療效果至今無法令人滿意。因此，尋找一種新的有效的治療方法是神經(jīng)病理性疼痛領(lǐng)域的一個重要課題。高壓氧(HBO)可以增強抗氧化活性，加快自由基的清除，提高血氧含量，改善微循環(huán)和修復(fù)受傷的神經(jīng)組織。近年來，高壓氧被用于治療纖維肌痛、復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征、痙攣性頭痛和放療后疼痛[2]。也有研究認為高壓氧可改善局灶性腦缺血-再灌注損傷大鼠的空間學習能力和記憶功能[3]。然而，高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛的影響研究較少。本研究探討了高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛大鼠疼痛行為學的影響，旨在為高壓氧治療神經(jīng)病理性疼痛提供更多依據(jù)。

1 實驗資料

1.1 實驗動物及分組 成年雄性SD大鼠32只，體質(zhì)量280～350 g，由湖北醫(yī)藥學院實驗動物中心提供，動物合格證號：No.scxk(鄂)2014-0007 。隨機分成假手術(shù)組、坐骨神經(jīng)結(jié)扎組、高壓氧預(yù)處理組、高壓氧后處理組，每組8只。

1.2 實驗方法 大鼠腹腔注射1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉后， 參照Bennett等[4]方法造模：右下肢后外側(cè)切口確認坐骨神經(jīng)干，用4-0鉻腸線松散結(jié)扎右側(cè)坐骨神經(jīng)，在坐骨神經(jīng)外膜產(chǎn)生輕微壓力，即在神經(jīng)分布區(qū)域產(chǎn)生短暫肌肉收縮，縫合皮膚，意識恢復(fù)后大鼠回到籠中。假手術(shù)組暴露坐骨神經(jīng)但不結(jié)扎，不進行高壓氧治療；坐骨神經(jīng)結(jié)扎組結(jié)扎坐骨神經(jīng)，但不進行高壓氧治療；高壓氧預(yù)處理組于坐骨神經(jīng)結(jié)扎術(shù)前12 h行高壓氧治療；高壓氧后處理組于坐骨神經(jīng)結(jié)扎術(shù)后12 h行高壓氧治療。高壓氧治療方法：將大鼠放置于高壓氧艙，進艙后先用純氧充分洗艙10 min，替換艙內(nèi)空氣，使艙內(nèi)氧濃度≥90%。高壓氧治療參數(shù)為0.25 MPa，純氧通氣10 min，治療60 min。加壓和減壓時間為10 min(以 0.012 5 MPa/min的速率勻速增減艙內(nèi)壓力)，30min內(nèi)減至正常壓力。

1.3 觀察項目 術(shù)前1 d測量各組大鼠機械痛閾值(MWT)和熱痛閾值(TWL)，術(shù)后第1，2，3，7，14，21和28天9：00—10：00觀察各組大鼠疼痛反應(yīng)行為(大鼠的步態(tài)、右下肢姿勢、自噬等情況)并測量MWT和TWL。

1.3.1 MWT測定方法 參照文獻[5]，使用Von-Frey 纖維細絲測量MWT，即大鼠置于測試箱，適應(yīng)環(huán)境30 min后，爪趾面放于Von-Frey纖維細絲上6～8 s，觀察后爪退縮反應(yīng)。

1.3.2 TWL測定方法 大鼠置于熱試驗裝置玻璃表面，適應(yīng)環(huán)境30 min，位于玻璃下方的輻射熱源聚焦到大鼠后爪，計時器記錄3次TWL，取平均數(shù)記錄。設(shè)定20 s截止時間，以預(yù)防潛在的組織損傷。

2 結(jié) 果

2.1 各組大鼠一般行為學表現(xiàn) 術(shù)后3 d，除假手術(shù)組外，其余組大鼠右下肢腳趾彼此靠攏，伴隨背屈、外翻及不負重等動作。坐骨神經(jīng)結(jié)扎組大鼠與測痛儀表面接觸的膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)跛行，右腳腳掌偶爾懸空；術(shù)后14 d，肌肉明顯萎縮，大鼠出現(xiàn)舔爪或擺動患肢動作。高壓氧預(yù)處理組和高壓氧后處理組大鼠熱痛敏和機械性痛覺超敏的嚴重程度與坐骨神經(jīng)結(jié)扎組大鼠相比顯著降低。

2.2 各組大鼠MWT和TWL值比較 術(shù)前各組MWT和TWL值比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。高壓氧預(yù)處理組、高壓氧后處理組和坐骨神經(jīng)結(jié)扎組各時間點MWT及TWL值均明顯低于假手術(shù)組(P均<0.05)，且坐骨神經(jīng)結(jié)扎組下降幅度最大。高壓氧預(yù)處理組各時間點MWT及TWL值均明顯高于坐骨神經(jīng)結(jié)扎組(P均<0.05)，表明高壓氧對神經(jīng)痛的發(fā)生有預(yù)防作用。術(shù)后第1—21天，高壓氧后處理組MWT值明顯高于坐骨神經(jīng)結(jié)扎組(P均<0.05)；術(shù)后第1—14天，高壓氧后處理組TWL值明顯高于坐骨神經(jīng)結(jié)扎組(P均<0.05)。見圖1和圖2。

圖1 各組大鼠各時間點MWT值的變化

圖2 各組大鼠各時間點TWL值的變化

3 討 論

神經(jīng)性疼痛是由中樞或周圍神經(jīng)損傷引起，表現(xiàn)為自發(fā)性疼痛、痛覺過敏和觸誘發(fā)痛[6]。目前神經(jīng)性疼痛發(fā)病的確切機制仍不清楚，尚未找到有效的治療方法。周圍神經(jīng)性疼痛最常見也最嚴重，阿片類藥物治療往往效果不佳。因此，神經(jīng)性疼痛仍然是疼痛治療領(lǐng)域一個重要的課題。

高壓氧能增強抗氧化活性，減輕神經(jīng)組織水腫，加速自由基的清除，增加血液中的氧含量，產(chǎn)生三磷酸腺苷，促進毛細血管再生和改善微循環(huán)[7]。其神經(jīng)保護作用機制可能是高壓氧可有效增加血漿氧分壓和提高組織氧含量；減輕神經(jīng)組織水腫，改善神經(jīng)組織缺氧，促進有氧新陳代謝和毛細血管再生；抑制炎癥反應(yīng)，防止白細胞聚集，減少TNF-α、IL-1和IL-6分泌[8]。高壓氧已被用來作為治療脊髓損傷和高原病的一種有效的無創(chuàng)性方法，且被用于免疫抑制和干細胞研究。有研究表明，高壓氧對缺氧、缺血或一氧化碳中毒引起的腦損傷有預(yù)防和治療作用[9]。高壓氧還可以激活內(nèi)源性阿片肽，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)[8]。這些研究表明，高壓氧治療不僅可以改善氧供，糾正缺氧，還可調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生治療效果。本研究表明，高壓氧能有效增加MWT和TWL，證實高壓氧對神經(jīng)性疼痛有治療作用，為高壓氧應(yīng)用于神經(jīng)性疼痛的治療提供了基礎(chǔ)。

高壓氧增加神經(jīng)病理性疼痛模型大鼠的MWT和TWL，表明高壓氧對神經(jīng)病理性疼痛有預(yù)防和治療作用。另外動物研究證實，CCI大鼠脊髓背角NOS陽性神經(jīng)元表達增加，提示脊髓背角NOS陽性神經(jīng)元在慢性神經(jīng)性疼痛的中樞機制中起著重要的作用，高壓氧可能通過降低一氧化氮合酶表達緩解疼痛[10]。本項研究中，高壓氧治療只有一次，因此，高壓氧治療的最佳頻率尚有待探討。

[1]SacerdoteP,FranchiS,TrovatoAE.TransientearlyexpressionofTNF-alphainsciaticnerveanddorsalrootgangliainamousemodelofpainfulperipheralneuropathy[J].NeurosciLett，2008，436(2):210-213

[2]WilsonHD,ToepferVE,SenapatiAK,etal.Hyperbaricoxygentreatmentiscomparabletoacetylsalicylicacidtreatmentinananimalmodelofarthritis[J].JPain，2007，8(12):924-930

[3] 李偉偉，王洪超，張民皓，等. 高壓氧聯(lián)合神經(jīng)干細胞移植對局灶性腦缺血大鼠空間記憶功能的影響[J]. 臨床麻醉學雜志，2012，28(4):402-405

[4]BennettGJ,XieYK.Aperipheralmononeuropathyinratthatproducesdisordersofpainsensationlikethoseseeninman[J].Pain，1988，33(1):87-107

[5]DixonWJ.Efficientanalysisofexperimentalobservations[J].AnnRevPharmacolToxicol，1980，20:441-462

[6]MilliganED,WatkinsLR.Pathologicalandprotectiverolesofgliainchronicpain[J].NatRevNeurosci，2009，10(1):23-36

[7]WilsonHD,WilsonJR,FuchsPN.Hyperbaricoxygentreatmentdecreasesinflammationandmechanicalhypersensitivityinananimalmodelofinflammatorypain[J].BrainRes，2006，1098(1):126-128

[8]ZelinskiLM,OhgamiY,ChungE,etal.Aprolongednitricoxide-dependent,opioid-mediatedantinociceptiveeffectofhyperbaricoxygeninmice[J].JPain，2009，10(2):167-172

[9] 劉郁，劉菲，王欣，等. 一氧化碳中毒時小鼠腦內(nèi)自由基及其清除系統(tǒng)的變化[J]. 中華急診醫(yī)學雜志， 2004，7(13):441-443

[10]HanG,LiL,MengL.Effectsofhyperbaricoxygenonpain-relatedbehavioursandnitricoxidesynthaseexpressioninaratmodelofneuropathicpain[J].PainResManag，2013，18(3):137-141

Effects of hyperbaric oxygen on pain-related behaviours in the rats with neuropathic pain

TIAN Gang1，TU Qingmei2,XUE Rui1, ZHENG Min1, LUO Xingjun1, DAI Menghan1, RAN Ran1, ZHONG Heying1

(1. Renmin Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine,Shiyan 442000,Hubei,China; 2. Taihe Hospital Affiliated to Hubei University of Medicine, Shiyan 442000,Hubei,China)

Objective It is to observe the effects of hyperbaric oxygen (HBO) on pain-related behaviours in the rats with neuropathic pain. Methods Thirty-two male SD rats were randomly divided into four groups (eight rats per group), including: a sham operation group (group S), in which the sciatic nerve was exposed but not ligated and HBO was not performed; a sciatic nerve with CCI group (CCI group), in which the sciatic nerve was ligated but HBO was not performed; a HBO pretreatment group (pre-HBO group), in which HBO was initiated 12 h before CCI; and a HBO post-treatment group (post-HBO group), in which HBO was initiated 12 h after CCI. Baseline mechanical withdrawal thresholds (MWT) and thermal withdrawal latencies (TWL) were measured in all rats one day before CCI. Pain-related behaviours were observed in 1, 2, 3, 7, 14, 21 and 28 days after CCI,MWT and TWL were measured. Results The lame, licking foot of neuralgia symptoms appeared in the rats after CCI. There was no significant difference in MWT and TWL among the groups before CCI.MWT and TWL were significantly lower in the pre-HBO, post-HBO and CCI groups compared with group S at each time point (P<0.05), and the reduction of MWT and TWL were highest in the CCI group. Compared with the CCI group, the mechanical withdrawal threshold was significantly increased and thermal withdrawal latency was significantly extended in the pre-HBO and post-HBO groups (P<0.05). Conclusion HBO has preventive and therapeutic effects on neuropathic pain and HBO pretreatment was more effective than HBO post-treatment.

hyperbaric oxygen; neuropathic pain; pain-related behavior; rat

田剛，男，副主任醫(yī)師，副教授，研究方向為疼痛的基礎(chǔ)和臨床研究。

涂青梅，E-mail:tuqingmei1980@163.com

湖北省教育廳科學研究計劃項目(B2014052)

10.3969/j.issn.1008-8849.2016.34.001

R-332

A

1008-8849(2016)34-3763-03

2016-05-31