蛛網(wǎng)膜下腔神經(jīng)阻滯麻醉對(duì)兔脊髓神經(jīng)元形態(tài)及c-fos蛋白表達(dá)的影響

張 勇,李 霞,甘子明

1)新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院麻醉科烏魯木齊 830011 2)新疆醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教研室烏魯木齊 830011

△男,1963年8月生,碩士,副主任醫(yī)師,研究方向:外周神經(jīng)阻滯麻醉對(duì)脊髓神經(jīng)的生物學(xué)影響,E-mail:maiker123@163.com

周圍神經(jīng)阻滯麻醉方法簡(jiǎn)單,效果良好,對(duì)全身的生理干擾少,且經(jīng)濟(jì),因此在臨床上被廣泛應(yīng)用。人的感覺是通過神經(jīng)反射傳導(dǎo)到大腦皮質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)單神經(jīng)反射由感受器、傳入神經(jīng)、低級(jí)中樞(脊髓)、傳出神經(jīng)和效應(yīng)器組成;復(fù)雜神經(jīng)反射則由低級(jí)中樞向高級(jí)神經(jīng)中樞傳導(dǎo)整合而完成。作者采用新西蘭大白兔制備蛛網(wǎng)膜下腔阻滯麻醉(腰麻)模型,觀察兔相應(yīng)節(jié)段脊髓神經(jīng)元形態(tài)的變化及c-fos蛋白的表達(dá)情況,探討周圍神經(jīng)阻滯麻醉對(duì)脊髓形態(tài)和功能的影響,以指導(dǎo)臨床麻醉的實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 選用健康新西蘭大白兔30只,雌雄不限,分籠飼養(yǎng),由新疆醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,體質(zhì)量3.0～4.0 kg,置于安靜、溫暖(20～23℃)、避強(qiáng)光的環(huán)境中飼養(yǎng)2 d。采用隨機(jī)數(shù)字表將30只大鼠分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,每組15只。

1.2 動(dòng)物模型的建立 將兔以俯臥位固定于手術(shù)臺(tái)上,用20 g/L戊巴比妥鈉按30 mg/kg從兔耳緣靜脈注射麻醉。于 L5～6/L6～7棘突側(cè)緣進(jìn)針穿刺到蛛網(wǎng)膜下腔,見腦脊液流出后,實(shí)驗(yàn)組注射5 g/L布比卡因(上海禾豐制藥有限公司生產(chǎn),產(chǎn)品批號(hào): 070309)0.8m L,對(duì)照組注射生理鹽水0.8m L,溶液中均加2滴亞甲藍(lán)。麻醉后 30 min,將兔仰面固定在手術(shù)臺(tái)上,從胸骨左緣逐層切開,打開胸腔,暴露心臟,于心尖處用 12號(hào)針穿刺進(jìn)入左心室,止血鉗固定;用組織剪打開右心房放血;向左心室快速靜脈注射生理鹽水500 mL,然后快速靜脈注射40 g/L多聚甲醛溶液1 000m L,清水沖凈后放到大白盤中。

1.3 脊髓神經(jīng)元形態(tài)學(xué)觀察及c-fos蛋白檢測(cè) 解剖脊柱,分離腰骶干脊髓,并將其固定于40 g/L多聚甲醛溶液中。取 L5、L6和 L7節(jié)段脊髓,石蠟包埋,4μm厚橫切面切片。HE染色,顯微鏡下觀察各節(jié)段脊髓軟脊膜的改變,脊髓后角第Ⅲ、Ⅳ板層及脊髓前角第Ⅸ板層外側(cè)神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)(胞質(zhì)尼氏體數(shù)等)的變化。用免疫組化SP法檢測(cè)脊髓神經(jīng)元中c-fos蛋白的表達(dá)。免疫組化試劑盒購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,c-fos一抗試劑盒購(gòu)自武漢博士德生物工程有限公司。c-fos陽(yáng)性細(xì)胞胞質(zhì)和胞核呈棕黃色顆粒樣著色;每張切片觀察5個(gè)高倍視野,每個(gè)視野計(jì)數(shù) 100個(gè)神經(jīng)元中的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù),取其平均數(shù)為該標(biāo)本的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 11.0進(jìn)行分析。對(duì)資料進(jìn)行正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn),資料呈正態(tài)且方差齊,采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析2組兔脊髓神經(jīng)元cfos蛋白表達(dá)的差異。采用確切概率法統(tǒng)計(jì) 2組家兔軟脊膜水腫分層的變化。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 2組兔脊髓神經(jīng)元形態(tài)變化比較 見圖1。與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組脊髓灰質(zhì)前角Ⅸ板層外側(cè)大多角細(xì)胞及后角Ⅲ、Ⅳ板層的小圓細(xì)胞胞質(zhì)尼氏體減少,核偏向一端。實(shí)驗(yàn)組脊髓軟脊膜有水腫、分層現(xiàn)象(12/15),對(duì)照組(2/15)沒有明顯變化(P＜0.001)。

2.2 2組兔脊髓神經(jīng)元c-fos蛋白表達(dá)的比較 見圖 2。對(duì)照組脊髓灰質(zhì)前角Ⅸ板層外側(cè)大多角細(xì)胞及后角Ⅲ、Ⅳ板層的小圓細(xì)胞有棕黃色顆粒陽(yáng)性反應(yīng),密度分布均勻,色度較深,核仁濃縮呈深棕黃色, c-fos陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)為(68.9±1.4);實(shí)驗(yàn)組陽(yáng)性表達(dá)較弱(12.3±1.6)。2組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=60.352,P＜0.001)。

3 討論

目前局麻藥產(chǎn)生神經(jīng)阻滯的確切機(jī)制尚不清楚,在表面電荷學(xué)說、膜膨脹學(xué)說和受體部位學(xué)說中,以受體部位學(xué)說受重視。該學(xué)說認(rèn)為,局麻藥是通過對(duì)神經(jīng)細(xì)胞膜鈉通道的阻滯,使鈉通道失活來阻滯神經(jīng)傳導(dǎo)。研究[1]證明,鈉通道是大分子糖基蛋白的雜三聚復(fù)合物,有 α、β1和 β2 3個(gè)亞單位,其中最大的 α亞單位是主要的功能單位,包括 4個(gè)相似的區(qū)段,每個(gè)區(qū)段由 6個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的跨膜片段組成。局麻藥的作用位點(diǎn)是位于鈉通道細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的 α亞單位第 4個(gè)區(qū)段的第 6個(gè)片段上的氨基酸殘基。

研究[2]報(bào)道,尼氏體的主要功能是合成蛋白質(zhì),包括復(fù)制細(xì)胞器和產(chǎn)生與神經(jīng)遞質(zhì)有關(guān)的蛋白質(zhì)、酶類以及肽類神經(jīng)遞質(zhì)。當(dāng)代謝功能出現(xiàn)障礙時(shí),尼氏小體的形態(tài)可發(fā)生變化。神經(jīng)元損傷、過度疲勞和衰老均能引起尼氏體減少、解體甚至消失。有文獻(xiàn)[3]報(bào)道,坐骨神經(jīng)橫斷常致脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)生軸突反應(yīng),形態(tài)上表現(xiàn)為尼氏體溶解,核偏位等改變。該實(shí)驗(yàn)中,腰麻后實(shí)驗(yàn)組 L5～7節(jié)段脊髓后角Ⅲ、Ⅳ板層小細(xì)胞及脊髓前角Ⅸ板層外側(cè)大多角細(xì)胞胞質(zhì)中尼氏體減少,向外周移位,細(xì)胞核偏向一端。對(duì)照組脊髓神經(jīng)細(xì)胞胞質(zhì)尼氏體分布均勻,胞核無偏移。說明周圍神經(jīng)阻滯麻醉后脊髓神經(jīng)細(xì)胞功能受到抑制。

細(xì)胞受損,胞質(zhì)尼氏體部分水解,損害不重時(shí)可以完全恢復(fù)。麻醉本身是一個(gè)可逆的過程,當(dāng)麻醉結(jié)束時(shí)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)核向中心移位,尼氏體增多并重新分布在核周圍[4]。

此外,腰麻后軟脊膜有水腫、分層,而對(duì)照組軟脊膜無變化,提示局麻藥直接作用于脊髓軟脊膜后,軟脊膜有血管擴(kuò)張、不同程度的水腫,故應(yīng)嚴(yán)格掌握局麻藥的濃度和劑量。

正常生理情況下,多種細(xì)胞中均有c-fos基因的低水平表達(dá),參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和信息傳導(dǎo)等生理功能[5]。研究[6]證實(shí)各種傷害性刺激(包括疼痛、創(chuàng)傷和精神心理因素等)均可誘導(dǎo)多種組織細(xì)胞中c-fos基因的高表達(dá),在一定程度上,c-fos基因被誘導(dǎo)的數(shù)量與所受刺激強(qiáng)度一致,且c-fos基因表達(dá)的數(shù)量和時(shí)程隨刺激強(qiáng)度、時(shí)間及性質(zhì)而異。傷害性刺激誘導(dǎo)的c-fos在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的表達(dá)多數(shù)情況下可被麻醉藥所抑制[7]。作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對(duì)照組 L5～7節(jié)段脊髓后角Ⅲ、Ⅳ板層的小細(xì)胞及脊髓前角Ⅸ板層外側(cè)大多角細(xì)胞中c-fos蛋白陽(yáng)性細(xì)胞增多,而實(shí)驗(yàn)組脊髓神經(jīng)細(xì)胞c-fos蛋白表達(dá)不明顯。說明周圍神經(jīng)阻滯麻醉后,脊髓神經(jīng)細(xì)胞膜的鈉通道被阻滯,神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)被抑制,c-fos基因的誘導(dǎo)表達(dá)相應(yīng)減少,進(jìn)一步證明周圍神經(jīng)阻滯麻醉抑制了脊髓神經(jīng)細(xì)胞的功能。

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