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瑞芬太尼是超短效的μ-阿片受体激动剂,因具有起效快和无蓄积等特点被广泛用于临床手术全身麻醉中镇痛。但其镇痛作用消除快也使瑞芬太尼诱发痛觉过敏(Remifentanil-induced hyperalgesia,RIH)的发生率明显高于其他阿片药物。近期相关临床调查发现,术中瑞芬太尼以0.1-0.5μg·kg-1·min-1临床常用剂量输注会增加患者术后对镇痛药物的需求,引发痛觉过敏现象。RIH的效应很大程度上限制了瑞芬太尼的临床应用,因此有必要探讨有效的预防措施。本课题组前期研究表明,RIH的形成与脊髓背角含NR2B亚基N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体转运增加相关。过氧化物是一种新的痛敏通路介导者,NMDA受体活化可致其合成增多,从而介导锰超氧化物歧化酶(MnSOD)硝基化失活,最终诱发痛敏。氢是一种新型抗氧化剂,可选择性中和活性氧自由基,减少过氧化反应。而氢能否通过抑制过氧化反应减少RIH发生,尚无确切报道。本研究拟评价富氢水(Hydrogen-rich saline,HRS)对RIH的预防作用并探讨其机制是否为抑制脊髓背角含NR2B亚基NMDA受体转运和MnSOD硝基化,为其临床预防提供新思路。目的通过腹腔注射不同剂量富氢水,探讨其对瑞芬太尼痛觉过敏大鼠痛阈的影响,并选择最佳预防剂量;通过腹腔注射最佳预防剂量富氢水,评价其对切口痛-瑞芬太尼痛觉过敏大鼠脊髓背角NMDA受体转运和MnSOD硝化的影响;通过鞘内注射选择性NR2B亚基拮抗剂Ro25-6981,探讨含NR2B亚基NMDA受体在富氢水抑制瑞芬太尼痛觉过敏和MnSOD硝化中的作用。方法一雄性SD大鼠80只(240~260g),随机分为8组(n=10):C组(生理盐水NS组);C+H1,C+H2,C+H3组(NS输注后分别腹腔注射HRS 2.5ml/kg,5ml/kg,10ml/kg);R组(瑞芬太尼1μg·kg-1·min-1,1h,iv);H1,H2,H3组(瑞芬太尼输注后分别腹腔注射HRS 2.5ml/kg,5ml/kg,10ml/kg)。富氢水注射前5min、注射后5、10、15、20、30、45和60min监测动脉和静脉血中氢气浓度;富氢水注射前5min、注射后15和45min行动脉血气分析;富氢水注射前2h、注射后2h、6h、24h、48h测定大鼠机械刺激缩足阈值(PWT)和热刺激缩足潜伏期(PWL)。方法二雄性SD大鼠80只(240~260g),随机分为8组(n=10):C组(假手术组;NS,iv);I组(NS,iv);G组(甘氨酸15μg·kg-1·min-1,1h,iv);R组(瑞芬太尼1μg·kg-1·min-1,1h,iv);H+C组(HRS,ip;假手术组;NS,iv);H+I组(HRS,ip;NS,iv);h+g组(hrs,ip;甘氨酸,iv);h+r组(hrs,ip;瑞芬太尼,iv)。除c和h+c组,其余6组均建立切口痛模型;hrs(10ml/kg)于ns、甘氨酸和瑞芬太尼输注后腹腔注射。瑞芬太尼给药前1d、输注后1、2、3、5和7d测定大鼠pwt和pwl,最后处死大鼠并取脊髓背角l4-6节段,采用免疫组化和westernblot法测定总蛋白及膜蛋白nr2a和nr2b亚基的表达和转运,采用rt-qpcr和westernblot法测定mnsod的表达和硝化水平。方法三雄性sd大鼠80只(240~260g),随机分为8组(n=10):c组(假手术组;ns,iv);c+ro3组(假手术组;ns,iv;ro25-698150μg,it);r组(瑞芬太尼1μg·kg-1·min-1,1h,iv);ro1、ro2、ro3组(ro25-69815、10、50μg;it);h组和ro1+h组。除c和c+ro3组,其余6组均建立切口痛模型;ro25-6981于瑞芬太尼输注前10min鞘内注射;hrs(2.5ml/kg)于瑞芬太尼输注后腹腔注射。瑞芬太尼给药前1d、输注后1、2、3、5和7d测定大鼠pwt和pwl,最后处死大鼠并取脊髓背角l4-6节段,采用westernblot法测定mnsod的硝化水平。结果一腹腔给予富氢水后,血中氢气浓度于5min开始增加,15min达峰值,45min恢复正常水平,且存在剂量依赖(p<0.01);与c组相比,r、h1、h2和h3组的pwt和pwl明显降低(p<0.01),与r组相比,h2和h3组的pwt和pwl明显升高,且存在剂量依赖(p<0.01),10ml/kg富氢水的效果优于5ml/kg(p<0.01),动脉血氢气最低有效浓度高于10μmol/l;不同剂量的富氢水注射后动脉血ph、pao2、paco2和sao2未见明显改变(p>0.05)。结果二与c组相比,i、g、r和h+i、h+g、h+r组的pwt和pwl明显降低(p<0.01),与i组相比,r组的pwt和pwl显著降低,且持续至少7天(p<0.01),膜/总蛋白中nr2b的表达和转运增加(p<0.01),mnsod硝化水平升高(p<0.01);与r组相比,h+r组的pwt和pwl明显升高(p<0.01),nr2b的表达和转运减少(p<0.01),mnsod硝化水平下降(p<0.01);各组nr2a和mnsod水平均无显著差异(p>0.05)。结果三与c组相比,r、ro1、ro2、ro3、h组和ro1+h组的pwt和pwl明显降低(p<0.01);与r组相比,ro2、ro3组的pwt和pwl明显升高,mnsod硝化水平下降,且存在剂量依赖(p<0.01);与r组相比,ro1和h组pwt和pwl无明显变化(p>0.05),而小剂量ro25-6981和富氢水联用时可有效减轻痛敏并抑制mnsod硝化(p<0.01)。结论腹腔注射富氢水对大鼠瑞芬太尼痛觉过敏具有预防作用,且存在剂量依赖(10ml/kg疗效最佳);大鼠切口痛-瑞芬太尼痛觉过敏现象可持续7天以上;富氢水能显著减轻大鼠切口痛-瑞芬太尼痛觉过敏并抑制其脊髓背角NR2B膜转运和MnSOD硝基化;鞘内注射Ro25-6981能显著减轻大鼠切口痛-瑞芬太尼痛觉过敏并抑制其脊髓背角MnSOD硝基化,且存在剂量依赖(50μg疗效最佳);富氢水预防RIH机制可能是抑制大鼠脊髓背角含NR2B亚基NMDA受体的表达和转运,从而减少MnSOD硝化。