牛磺酸抑制大鼠炎症性疼痛及其机制研究

黄静 吴军 孙洋 宫兵 刘海艳

·实验研究·

牛磺酸抑制大鼠炎症性疼痛及其机制研究

黄静 吴军 孙洋 宫兵 刘海艳

目的探讨牛磺酸对大鼠炎症性疼痛反应的抑制作用及其作用机制。方法45只Wistar大鼠随机分为三组：A组(牛磺酸),B组(生理盐水对照)和C组(牛磺酸+纳洛酮组),各15只。建立大鼠足底炎性疼痛模型。记录注射甲醛后20min内大鼠出现舔舐啃咬右后足的次数,酶联免疫吸附实验(ELISA)法检测大鼠血浆中TNF-α、IL-1和IL-10浓度,检测脑组织内NF-κB和Capase-3的活力。结果与A组(421±231)、(161±61)pg/ml比较,B组(823±296)、(553±101)pg/ml和C组(639±306)、(358±66) pg/ml血浆中TNF-α和IL-1浓度显著升高,且C组小于B组(P＜0.05)。与A组(489±83)pg/ml比较,B组(224±38) pg/ml和C组(342±94)pg/ml血浆中IL-10浓度明显降低,且C组明显高于B组(P＜0.05)。结论牛磺酸通过作用于阿片受体,抑制核转录因子活力,下调炎症反应和凋亡,对炎症疼痛大鼠产生镇痛作用。

牛磺酸；炎症性疼痛；NF-κB；炎症反应；凋亡

疼痛是一种不愉快的主观感觉和体验,是临床最常见的症状之一。它是一把双刃剑,一方面作为机体受到伤害的预警,提示疾病存在,并引起机体一系列防御性保护反应；另一方面,过度的疼痛会改变机体内环境稳态,儿茶酚胺和炎症应答过度激活［1］。有效镇痛显得尤为重要。

牛磺酸(NH2CH2CH2SO3H)是哺乳动物的一种条件性必须氨基酸,广泛存在于神经、腺体和肌肉中［2,3］。前期实验证实,牛磺酸通过作用于大鼠脊髓胶状质(SG)神经细胞的甘氨酸受体,激活GABAARs中的GlyRs,释放神经递质并发挥镇痛作用［3］。本实验在前期实验结果的基础上,进一步探讨牛磺酸对大鼠炎性疼痛反应的抑制作用及其作用机制,为临床寻找新的镇痛药物提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 动物选择及分组 45只雄性Wistar大鼠采用完全随机设计的方法分为三组,各15只。第一组为牛磺酸治疗组(A组),腹腔注射300mg/kg的牛黄酸溶液；第二组为对照组(B组),腹腔注射等量的生理盐水；第三组为纳洛酮+牛黄酸组(C组),腹腔先注射2mg/kg纳洛酮溶液,15min后腹腔注射300mg/kg的牛黄酸溶液。

1.2 方法

1.2.1 建立大鼠足底炎性疼痛模型 给药1 h后,向大鼠右后足皮下注射5%甲醛溶液1ml,制作甲醛源性的大鼠足底炎性疼痛模型。

1.2.2 记录20min内大鼠出现舔舐啃咬的次数。

1.2.3 抽取颈动脉血样3ml,留取上清液,ELISA法检测血清中TNF-α、IL-1、IL-10浓度。

1.2.4 取出大鼠脑组织,匀浆,ELISA法检测脑组织内NF-κB和Capase-3的活力。

1.3 统计学方法 采用SPSS11.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用t检验；计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 与A组(50±10)比较,B组(110±27)和C组(81±32)舔舐啃咬右足次数显著增加,且C组小于B组(P＜0.05)。

2.2 与A组(421±231)、(161±61)pg/ml比较,B组(823±296)、(553±101)pg/ml和C组(639±306)、(358±66)pg/ml血浆中TNF-α和IL-1浓度显著升高,且C组小于B组(P＜0.05)。与A组(489±83)pg/ml比较,B组(224±38)pg/ml和C组(342±94)pg/ml血浆中IL-10浓度明显降低,且C组明显高于B组(P＜0.05)。

2.3 与A组(0.73±0.25)、(0.26±0.09)mg/mg比较,B组(1.31±0.58),(085±0.26)mg/mg和C组(1.07±0.32)、(0.55±0.11)mg/mg脑组织内NF-κB和Capase-3活力显著升高,C组小于B组(P＜0.05)。

3 讨论

本实验通过建立大鼠炎症疼痛模型,证实牛磺酸通过抑制NF-κB信号转到通路减轻大鼠甲醛源性的神经炎性疼痛,降低血浆炎症因子,抑制凋亡。其镇痛作用与阿片受体密切相关。

机体剧烈疼痛的同时通常伴随着体内炎症反应的级联放大［4-6］。当细胞受到疼痛刺激时,NF-κB由胞浆进入核内与DNA结合启动基因转录,调节细胞因子和炎症介质的表达。TNF-α和IL-1与机体炎症反应密切相关,而IL-10往往代表机体对炎症反应的防御能力。本研究中,给予牛磺酸后大鼠血浆内TNF-α和IL-1浓度明显低于盐水对照组,提前注射纳洛酮后这种保护作用被削弱。IL-10出现了相反的变化趋势。这表明牛磺酸对炎性疼痛大鼠的炎症反应有明显的抑制作用,纳洛酮减轻该保护作用。

细胞凋亡导致细胞功能丧失。注射牛磺酸后大鼠血脑组织内Caspase-3活力低于盐水对照组,提前注射纳洛酮后Caspase-3活力增加,但仍小于盐水对照组,表明牛磺酸对大鼠脑内细胞凋亡有明显地抑制作用。

本实验牛磺酸通过抑制NF-κB的活力,下调炎症因子TNF-α和IL-1的表达,上调IL-10的产生,抑制细胞凋亡,减轻大鼠疼痛。纳洛酮结合阿片受体后,牛磺的镇痛作用被部分削弱,这表明牛磺酸还可能作用于另外的受体而发挥生理效应。

综上所述,牛磺酸通过作用于阿片受体,抑制核转录因子活力,下调炎症反应和凋亡,对炎症疼痛大鼠产生镇痛作用。

［1］彭洪常,严国章,王金波,等.牛磺酸对大鼠神经源性疼痛的镇痛作用.中华实验外科杂志,2012,29(10):2062-2064.

［2］史艳燕,吴明富,张雅琴,等.神经病理性疼痛大鼠脊髓背角小胶质细胞P2X4受体的表达及意义.华中科技大学学报(医学版),2010,39(3):355-357.

［3］吴军,孙洋,宫兵.牛磺酸对成年大鼠脊髓后角胶状质细胞作用机制的研究.医药前沿,2015,5(27):319.

［4］叶永贤,林洪,沙漠,等.神经病理性疼痛大鼠脊髓 NF-κB、NR2B和iNOS 的表达及意义.中国病理生理杂志,2014(4): 598-602.

［5］肖志刚,杨世忠,谢国水,等.一氧化氮在疼痛中的作用.中国疼痛医学杂志,2013,19(6):362-365.

［6］沈立姿,房立丛,于津鹏,等.大鼠疼痛模型研究进展.重庆医学,2013,42(10):1166-1169.

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2016.14.202

2016-05-05］

本研究为黑龙江省留学归国科学基金项目(项目编号：LC201015)

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