电针对手术创伤大鼠心血管功能的影响及其机制分析

【摘要】研究背景：外科手术创伤作为一种高强度的应激源,可引起机体心血管、呼吸等多系统生理功能的改变,以致影响手术的安全性,也可影响术后患者的转归。因此,寻找合适的方法减轻外科手术创伤应激反应和降低术后并发症的发生率,对促进患者术后恢复是很必要的。近年来,国内外研究针刺穴位治疗心脏疾病的实验表明,针刺对心功能有积极的调整作用。电针在治疗手术创伤应激引起的心血管反应中能否起到积极的防御及保护作用,目前没有相关的报道。有文献报道针刺治疗心血管疾病的机理,主要在于针刺可以调节自主神经系统的异常活动,而调节自主神经系统功能的关键中枢在下丘脑室旁核(paraventricularnucleus,PVN)和延髓头端腹外侧区(rostralventrolateralmedulla,RVLM)。Apelin是一种新型的具有心血管保护作用的内源性多肽,在中枢神经系统也有分布。但是,电针治疗手术创伤应激引起的心血管反应是否与PVN和RVLM有关,以及中枢作用的神经递质或调质是否有Apelin或者相关氨基酸的参与,目前仍不清楚。目的：本课题拟建立大鼠外科开胸手术创伤模型,观察外科开胸手术创伤对心血管功能的影响,再观察电针双侧内关穴对外科手术创伤引起的心血管反应是否有积极调整作用,并进一步从形态和功能学的角度,观察正常对照组、手术创伤组和创伤+电针组大鼠下丘脑PVN和RVLMc-Fos的表达,及各组PVN神经元的电生理特性,以分析电针对手术创伤大鼠的心血管作用是否与中枢核团PVN、RVLM有关,以及检测各组大鼠PVN区Apelin及其受体APJR的表达情况和RVLM区氨基酸递质的释放情况,更深入分析电针对手术创伤大鼠心血管功能影响的中枢神经递质或调质机制。方法：模拟外科开胸手术,将大鼠麻醉后,接呼吸机机械通气,打开胸腔并持续暴露60min后,依次缝合关闭胸腔,撤离呼吸机,建立成年大鼠手术创伤模型。针刺采用大鼠双侧内关穴位,针刺对照采用双侧列缺穴位,同步监测心率(HR)、血压(BP)和心室内压(IVP),观察创伤对心功能各项指标的影响以及电针后手术创伤大鼠的心功能指标的变化。采用免疫组织化学(IHC)方法检测各组(对照组、创伤组、创伤+电针内关组、创伤+电针列缺组)大鼠下丘脑PVN和RVLMc-Fos的表达；采用下丘脑脑片细胞内记录技术观察各组大鼠PVN神经元电生理特性的差异；采用荧光定量聚合酶链式反应(Realtime-PCR)观察下丘脑PVNApelin及其APJR在电针调节手术创伤大鼠心血管功能中的作用；采用微透析结合高效液相色谱荧光检测技术(HPLC-FD),观察各组大鼠RVLM区氨基酸递质释放的改变。结果：1.心功能参数检测显示：开胸手术术后60min时心率(HR)、平均动脉压(MAP)、左室压力最大上升速率(+dP/dtmax)、左室压力最大下降速率(-dP/dtmax)、心力环总面积(L0)均较术前显著降低(P<0.05或P<0.01,n=7)。术后120min时心率(HR)和左室压力最大下降速率(-dP/dtmax)(P<0.05或P<0.01,n=7)仍降低显著。在开胸手术的同时电针手术创伤大鼠双侧内关穴后,除术后60min时HR的降低较明显(P<0.05,n=6)外,其他心功能参数与术前相比变化不显著(P>0.05,n=6)。而电针双侧列缺穴却不能改善手术创伤造成的心功能的减弱,其术后60min、120min时,HR、MAP、+dP/dtmax、-dP/dtmax和Lo均显著降低(P<0.05或P<0.01,n=6),并且术后120min时LVEDP(P<0.05,n=6)还显著升高。创伤+电针内关组的HR、MAP、LVEDP、+dP/dtmax(P<0.05)、-dP/dtmax和Lo的术前术后变化率明显小于创伤组,而创伤+电针列缺组的HR、MAP、LVEDP、-dP/dtmax和L0的术前术后变化率与创伤组相比无显著差异,甚至+dP/dtmax的变化率还明显增高(P<0.05)。2.免疫组化观察表明：在术后60min时,创伤组大鼠PVN和RVLM区的c-Fos表达均较正常组有明显升高(P<0.05)；而创伤+电针内关组的PVN和RVLM区的c-Fos表达却出现下降趋势,其中RVLM区Fos阳性神经元的数目下降具有统计学意义(P<0.05)；但创伤+电针列缺组的PVN和RVLM区c-Fos表达并没有出现明显下降趋势,与对照组比较,该组PVN区的Fos阳性神经元还明显升高(P<0.01)。在术后120min时,创伤组的Fos阳性神经元仍多于对照组,而创伤+电针内关组的Fos阳性神经元较创伤组则有降低的趋势。3.PVN神经元细胞电生理分析表明：与正常组比较,创伤组的神经元诱发动作电位所需最小胞内刺激电流的强度(rheobase)显著减小(P<0.01),膜斜率电阻(membraneresistance,Rm)明显增大(P<0.01),其他基本电生理参数均无明显改变。创伤+电针内关组大鼠的PVN神经元诱发动作电位所需最小胞内刺激电流的强度反而有所增大,膜斜率电阻又有所减小,动作电位的最大上升斜率明显低于创伤组(P<0.05),其它参数与创伤组相比无显著性变化。在穹隆附近用同芯双极电极进行局部电刺激,细胞内记录PVN神经元的突触后电位,在正常组记录到的16个细胞中,可有69%(11/16)的细胞能诱发EPSP(excitatorypostsynapticpotential),6%(1/16)的细胞可诱发IPSP(inhibitorypostsynapticpotential)。而在创伤组记录到的10个细胞中,只在10%(1/10)诱导出EPSP,突触反应诱导率明显降低(P<0.01)。在电针内关组大鼠PVN脑片记录到的8个细胞中,却有50%(4/8)的细胞给予局部电刺激后能诱发EPSP,突触反应诱导率又有所升高。4.各组大鼠PVN区ApelinmRNA及其受体APJRmRNA的表达结果显示：与对照组相比,创伤组大鼠ApelinmRNA及其APJRmRNA的表达均有所减少,电针内关穴以后,两者的mRNA水平又有所提高。5.各组大鼠RVLM区氨基酸递质检测结果表明：术后120min时创伤组抑制性氨基酸牛磺酸浓度明显高于正常对照组(P<0.05,n=5),手术创伤+电针内关组的牛磺酸却有所下降。术后60mmin时,创伤组的牛磺酸也有增多的趋势,电针以后,也有下降的趋势。在术后60min和120min时,各组兴奋性氨基酸谷氨酸变化没有统计学意义。结论：外科手术创伤能显著减弱心功能。电针内关穴能穴位特异性改善手术创伤大鼠的心功能。电针内关穴改善手术创伤大鼠心功能的作用机制与中枢核团PVN、RVLM区活动有关,手术创伤引起的PVN区内源性活性肽Apelin及其APJ受体表达减少,对心血管的保护作用减弱,导致心功能的降低。另外,创伤引起的心功能减弱还与RVLM区抑制性氨基酸牛磺酸增多有关。而电针双侧内关穴以后,PVN区内源性活性肽Apelin及其APJ受体表达增多,RVLM牛磺酸减少,从而起到增强心血管功能的作用。
【作者】张环环；
【导师】朱大年；
【作者基本信息】复旦大学，生理学，2010，博士
【关键词】电针；内关穴；手术创伤；心功能；室旁核；延髓头端腹外侧区；大鼠；

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