高强度聚焦超声阻滞腰交感神经节对周围动脉闭塞动物模型外周血5-羟色胺及前列腺素E2的影响

傅 洪 魏安宁 李发琪 曲世界 王智彪

高强度聚焦超声阻滞腰交感神经节对周围动脉闭塞动物模型外周血5-羟色胺及前列腺素E2的影响

傅 洪 魏安宁 李发琪 曲世界 王智彪

目的使用高强度聚焦超声(HIFU)对犬周围动脉闭塞模型进行腰交感神经节阻滞，观察对外周血5-羟色胺(5-HT)及前列腺素E2(PGE2)的影响，探讨其治疗缺血性疼痛的可能机制。方法26只杂种家犬随机分为3组:HIFU疗组(A组)，非治疗组(B组)，正常对照组(C组)。A组和B组在无菌条件下制作后肢缺血模型，A组术后2周用HIFU阻滞第2～6腰交感神经节，B组不予处理。A组和B组每次随机选2只犬在治疗0周(造模后2周)、治疗后1周、2周、1个月、2个月、4个月分别抽血检测血5-羟色胺及前列腺素E2。结果A组和B组在治疗0周外周血5-HT和PGE2含量与C组相比，均明显升高且差异有统计学意义(P＜0.05)。A组治疗1周后外周血5-HT及PGE2浓度呈逐渐下降趋势，而B组则总体呈现增高趋势。两组治疗1周后各时间点外周血5-HT及PGE2比较，差异均有统计学意义(P＜0.05)。结论慢性周围动脉闭塞缺血致痛可使犬外周血5-HT和PGE2含量升高，HIFU阻滞腰交感神经节缓解疼痛的机制可能与降低外周血5-HT和PGE2含量有关。

周围动脉闭塞性疾病;高强度聚焦超声;腰交感神经节切除;5－羟色胺;前列腺素E2

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)是能够将体外的超声波聚焦到体内靶区，在局部产生高能量，并利用其具有的热效应、空化效应和机械效应等破坏靶组织，在一定条件下处理机体组织还能起到彻底阻滞的效果。在既往的研究［1－3］中笔者发现HIFU可以阻断兔坐骨神经及犬腰交感神经节传导。本研究利用HIFU对犬周围动脉闭塞模型行腰交感神经节阻滞，观察处理后外周血5-羟色腰(5-HT)及前列腺素E2(PGE2)的变化，探讨其治疗周围动脉闭塞缺血性疾病及其疼痛可能的机制，并为其在临床广泛应用和深入研究提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及仪器试剂 健康杂种家犬26只，体重13～16 kg，雌雄不限，购自重庆医科大学实验动物中心;JC型HIFU治疗机(重庆海扶公司研制);846合剂(长春军事医学科学院生产);酶标仪(美国Bio-Rad公司);5-HT及PGE2ELISA试剂盒购自上海生工工程有限公司。

1.2 方法 26只家犬随机分为3组:HIFU治疗组(A组n=12);非治疗组(B组n=12);正常对照组(C组n=2)。A组和B组均按文献［4］制备犬周围动脉闭塞模型，以患肢股动脉搏动消失，皮温降低，跛行或局部皮肤坏死为成功标志:术前禁食12 h、禁饮6 h，肌注846合剂(0.15 mL/kg)麻醉后，将犬平卧于手术台上，固定四肢，左腹股沟区术野常规备皮、消毒、铺巾，在左股动脉体表处切开皮肤及皮下组织，游离出股动脉，将所有股动脉分支予以结扎、切断，用20 G留置针在股动脉近心端穿刺，向远端置入长20 cm、外径0.8 mm螺旋状金属丝2根，并固定，血管缝线缝合动脉创口，并使股动脉缩窄1/2，清洗创口，伤口内注入庆大霉素4万U，缝合血管鞘及皮肤。造模后第8天，A组和B组经腹手术用银夹间隔1 cm标记左侧第2～6腰交感神经节，标记后第7天A组犬在全麻(846合剂，剂量同前)下用HIFU治疗机以声强2 123 W/cm2对第2～6腰交感神经节分别处理300 s，术中均以青霉素400万U加入0.9%盐水250 mL中静脉滴注。

1.3 检测指标 待动物完全麻醉后，取右侧股静脉血4 mL，立即注入含EDTA和抑肽酶的预冷塑料试管内，于4℃下3 000 r/min离心10 min，分离出血浆，贮存于－40℃冰箱中待测。5-HT及PGE2的检测按照ELISA试剂盒操作步骤说明进行。

1.4 统计学方法 所有数据采用SPSS 17.0软件处理，计量资料采用±s表示，组间比较用t检验，组内比较用方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 行为学观察 A、B组所有动物造模后第1天均出现皮肤苍白，食欲及活动减少，左下肢手感较凉，活动后出现不同程度的跛行。B组有9只造模后第17天在趾和踝部出现不同程度的表皮坏死，其中5只造模后第25天出现局部溃疡，不愿行走。A组治疗后均出现皮肤转红，造模肢体手感转暖，未见表皮坏死现象。

2.2 外周血5-HT含量变化 以C组测量为基础值，A组和B组即治疗0周外周血5-HT含量的差异无统计学意义(P＞0.05)，而与C组相比均明显升高(P＜0.01)。A组治疗后外周血5-HT含量逐渐降低，至4个月时接近C组水平(P＞0.05)，B组随时间推移外周血5-HT含量总体呈升高趋势，治疗1周后A组和B组间在各时间点差异均有统计学意义(P＜0.05)。详见表1。

表1 3组犬各时点外周血5-HT含量比较(±s，pg/mL)

注:与C组相比，*P＜0.05;同时点A组与B组相比，ΔP＜0.05

组别 n 0周 1周 2周 4周 2个月 4个月A 组 12 23.43 ±6.14* 18.25 ±5.21*Δ 15.48 ±5.52*Δ 13.74 ±5.33*Δ 12.95 ±4.26*Δ 12.16 ±4.87Δ B 组 12 22.52 ±7.06* 21.47 ±6.63* 23.64 ±6.34* 25.53 ±7.21* 26.71 ±6.72* 25.97 ±5.29*C组12 11.25 ±4.15

2.3 外周血PGE2含量变化 以C组测量为基础值，A、B两组在即治疗0周后外周血PGE2含量的比较差异无统计学意义(P＞0.05)，而与C组相比均明显升高(P＜0.01)。治疗1周后A组和B组间在各时间点差异均有统计学意义(P＜0.05)，A组随时间推移外周血PGE2含量逐渐降低，至4个月时接近造模前水平(P＞0.05)，B组随时间推移PGE2含量总体呈升高趋势。详见表2。

表2 3组犬各时点外周血PGE2含量比较(±s，ng/L)

表2 3组犬各时点外周血PGE2含量比较(±s，ng/L)

注:与C组相比，*P＜0.05;组同时点A与B组相比，ΔP＜0.05

组别 n 0周 1周 2周 4周 2个月 4个月A 组 12 417.3 ±36.4* 394.2 ±46.1* 372.8 ±39.5*Δ 346.4 ±32.3*Δ 317.5 ±32.8*Δ 306.1 ±39.7Δ B 组 12 396.2 ±37.6* 432.7 ±41.3* 412.4 ±35.4* 420.3 ±28.61* 419.8 ±34.2* 425.6 ±36.9*C组12 286.5 ±24.1

3 讨论

周围动脉闭塞性疾病(peripheral arterial occlusive disease，PAOD)是临床常见的血管性疾病，70岁以上老年人发病率可达15%～20%。其临床常表现为短距离运动痛甚至静息痛，治疗原则为控制病因、改善和增进下肢血液循环。研究［2，5］表明腰交感神经切除术能有效解除动脉痉挛、促进侧肢循环建立、改善患肢血供，是治疗该类疾病的有效方法。

5-HT作为经典具有很强外周致痛作用的递质，在疼痛的形成中有着独特的作用，无论在中枢神经系统还是在外周神经系统，5-HT均参与疼痛的调制［6］。5-HT在外周作为致痛因子［7］激活伤害性感受器，降低感觉阈值，参与痛觉敏化［8］。临床研究［9］发现，降低血清5-HT浓度，较对照组能更好发挥镇痛作用。本研究结果显示造模成功后外周血清5-HT浓度明显高于正常对照组，其行为表现为活动减少，活动后出现不同程度的跛行等，经HIFU治疗后5-HT浓度显著下降，这表示HIFU干预可降低模型犬血清中5-HT含量，从而减轻局部对伤害性感受器的刺激，提高感觉阈值，缓解疼痛。

PGE2是前列腺素家族中最主要的致痛因子，可通过提高感受器的兴奋性，降低神经兴奋阈值，增强其对疼痛刺激的敏感性，造成痛觉过敏［10］;还可增强和延长5-HT等致痛因子对神经末梢的致痛作用，增强毛细血管通透性，促进局部炎症反应，抑制PGE2生成可起到明显的抗炎作用［11］。在对兔急性软组织损伤模型疼痛指标的研究发现，治疗后血清和组织液中PGE2和5-HT等疼痛因子的含量水平降低，疼痛程度减轻［12］。临床应用高强度聚焦超声治疗对缓解胰腺癌痛的研究表明，HIFU术后胰腺癌外周血PGE2、CGRP的表达水平较术前明显下降，能明显缓解疼痛感评分［13］。本研究观察到动物造模后血浆PGE2含量明显升高，经过HIFU治疗后血浆PGE2逐渐降低，至4个月时接近正常组，而模型组血浆PGE2含量则随时间延长呈增长趋势。提示HIFU干预可通过降低模型犬血清中PGE2含量，从而减轻其局部的炎症反应及其造成的疼痛和痛觉过敏。

总之，慢性周围动脉闭塞缺血致痛可使犬外周血5-HT及PGE2含量升高，而HIFU阻滞腰交感神经节可使外周血5-HT及PGE2含量降低。关于中枢神经系统中5-HT及PGE2表达情况有待进一步深入研究。

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Effects of peripheral blood 5-hydroxytryptamine and prostaglandin E2 by high intensity focused ultrasound ganglion block lumbar sympathetic in animal model of peripheral arterial occlusive disease

Fu Hong，Wei Anning，Li Faqi，et al
Department of anesthesiology，Traditional Chinese Medicine Hospital of Chongqing，Chongqing 400021，China

ObjectiveTo observe the effect of peripheral blood 5-hydroxytryptamine and prostaglandin E2 by high intensity focused ultrasound ganglion block lumbar sympathetic in the animal model of peripheral arterial occlusive disease，and to investigate the possible mechanism in treating ischemic pain.MethodsAll twenty-six dogs were randomly divided into three groups:HIFU therapeutic group(group A)，non treated group(group B)，and normal control group(group C).Group A and B were made into limb ischemia models in sterile conditions.Group A was performed with HIFU block second to 6 lumbar sympathetic ganglion 2 weeks after surgery.Group B was not processed.Two dogs of each Group A and B were randomly selected after modeling for 2 weeks(for 0 week)and 1 week after treatment，2 weeks，January，February and April respectively and the blood 5-serotonin and prostaglandin E2 was detected.ResultsAfter the modeling for 2 weeks，the serum levels of 5-HT and PGE2in group A and B were higher than those of group C(P ＜0.05).After 1 week of treatment，four months later they were near the modeling level，but still higher than those of group C(P ＜0.05).After 1 week of treatment，the serum levels of peripheral blood 5-HT and PGE2in group A were decreased gradually，while those of group B were increased gradually.The difference was statistically significant between the two groups at each time point(P＜0.05).ConclusionThe pain induced by chronic peripheral arterial occlusive ischemia can increase the canine peripheral serum content of 5-HT and PGE2.The possible mechanism of HIFU block in lumbar sympathetic ganglia to relieve pain is related to reducing the peripheral serum content of 5-HT and PGE2.

Peripheral arterial occlusive disease;High intensity focused ultrasound;Lumbar sympathectomy;5-hydroxytryptamine;Prostaglandin E2

10.3969/j.issn.1000 －0399.2015.05.001

400021 重庆市中医院麻醉科(傅洪，曲世界)

400010 重庆医科大学附属第二医院麻醉科(魏安宁)

400016 重庆医科大学超声生物医学工程研究所(李发琪，王智彪)

(2014－12－20收稿 2015－02－25修回)