张华义黄纯聪杨德兵胡国忠肖 剑徐 露(.重庆西南铝医院,重庆 40326;2.重庆医科大学,重庆 40006)
花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠抗炎作用及其机制研究
张华义1黄纯聪1杨德兵1胡国忠1肖 剑1徐 露2△
(1.重庆西南铝医院,重庆 401326;2.重庆医科大学,重庆 400016)
目的 研究花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠抗炎作用及其机制。方法 建立神经根型颈椎病大鼠模型,随机分为假手术组、模型组、花椒酰胺高、中、低剂量组。花椒酰胺组于造模后7 d灌胃给药,共给药28 d。给药后29 d,进行疼痛行为和步态评分;统计痛阈和游泳时间;ELISA法检测大鼠血清中肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、环氧合酶-2(COX-2)水平。结果 与模型组相比,花椒酰胺高、中、低剂量组能显著降低大鼠疼痛行为和步态评分(P<0.01或P<0.05);提高痛阈和游泳时间;降低TNF-α、IL-1β、COX-2水平(P<0.01或P<0.05)。结论 花椒酰胺能对神经根型颈椎病的症状有一定的控制作用,其机制降低炎症因子TNF-α、IL-1β、COX-2水平有关。
花椒酰胺 神经根型颈椎病 TNF-α IL-1β COX-2
花椒酰胺又名花椒皮麻味素,来源于芸香科植物大叶花椒的根皮,是花椒麻味的主要有效成分,具有强烈的刺激性[1]。动物实验表明,花椒酰胺具有良好的兴奋、麻醉、抗炎、镇痛、祛风除湿等作用。因此,本实验主要从其抗炎症痛的作用出发,研究其对神经根型颈椎病的作用,探讨其机制。现报告如下。
1.1 实验动物 50只健康雄性SPF级SD大鼠,体质量(250±50)g,批号SYXK(渝)2012-0001,购自重庆医科大学实验动物中心。
1.2 试药与仪器 花椒酰胺,购自西安森冉生物工程有限公司,纯度≥18%。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、环氧合酶-2(COX-2)ELISA试剂盒购自武汉博士德。电子压痛仪 (型号:ZH-YLS-3E),酶标仪(美国伯乐,型号:680)。
1.3 造模方法 按照文献[2]的方法建立动物模型,用10%的水合氯醛以3.5 mL/kg的剂量腹腔注射麻醉大鼠,俯卧固定,剪毛,消毒。以第2胸椎棘突为标志,C7为中心,延棘突纵形切开3cm长皮肤及皮下组织,暴露出棘突和椎板。钳去C7左侧椎板后,暴露出硬脊膜,再将脊髓推至右侧,眼科镊夹取1.5 cm长鱼线沿脊髓放于C5至T1神经根腋下。假手术组大鼠仅切开皮肤、分离棘突旁肌肉,钳去C7左侧椎板后缝合。
1.4 分组与给药 50只成年SD大鼠随机分为6组:假手术组、模型组、花椒酰胺高、中、低剂量组,每组10只。花椒酰胺溶于0.9%氯化钠注射液中,花椒酰胺高、中、低剂量组每日分别口服10 mg/kg、5 mg/kg、2.5 mg/kg花椒酰胺。假手术组及模型组,每日给予相应体积的0.9%氯化钠注射液。
1.5 观察项目 1)疼痛行为及步态评分。每日上午10:00到11:30固定时间内,将大鼠放置于观察箱中,适应30 min后进行疼痛评分,记录5 min内大鼠左前肢离地时间总和,记录3次,取其平均值作为疼痛分数。参考Kawakami法[3]对大鼠的步态障碍进行评估,足无畸形,正常步态为1分;受损足不能承重、跛行或足内蜷为2分;受损足蜷缩或走动时不着地为3分。2)痛阈值的检测。用电子压痛仪压迫大鼠左前掌,大鼠嘶吼和挣扎时所得到的压力为痛阈值。3)游泳时间的检测。将大鼠放置于深40 cm的水槽中,水温40℃,记录大鼠入水到自然下沉的时间,该时间间隔为大鼠的游泳时间。4)TNF-α、IL-1β、COX-2水平的检测。将上述步骤剩余的2 mL血浆于4℃下静置2 h,待上层血清析出后进行检测。将大鼠断头处死。检测步骤分别严格按照TNF-α、IL-1β、COX-2 Elisa试剂盒的方法进行。1.6 统计学处理 应用SPSS20.0统计软件分析。计量资料均以(±s)表示,组间用t检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠疼痛行为及步态评分的影响 见表1。与假手术组比较,模型组显著增加了大鼠左前肢的离地时间,提高了疼痛评分,并且加重了步态障碍,提高了步态评分(P<0.01);与模型组比较,花椒酰胺高、中、低剂量组能显著降低大鼠的疼痛评分和步态评分(P<0.01)。
表1 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠疼痛行为及步态评分的影响(±s)
表1 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠疼痛行为及步态评分的影响(±s)
与假手术组比较,*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较,△P<0.05,△△P<0.01。下同。
组 别 时间 疼痛评分(次)步态评分(分)假手术组 治疗前 133.59±10.28△1.22±0.49△(n=10) 治疗后 129.84±9.76△1.24±0.36差值 3.75±1.12△-0.02±0.11△模型组 治疗前 131.25±9.32*2.66±0.42*(n=10) 治疗后 115.26±10.03*2.74±0.24差值 15.99±2.25*-0.08±0.09*花椒酰胺高剂量组 治疗前 132.22±9.55△2.55±0.36△(n=10) 治疗后 72.04±7.78△1.26±0.33差值 60.18±6.04△1.29±0.18△花椒酰胺中剂量组 治疗前 134.50±10.11△2.59±0.40△(n=10) 治疗后 76.68±7.97△1.40±0.28差值 57.82±5.56△1.19±0.15△花椒酰胺低剂量组 治疗前 131.07±9.45△△2.61±0.41△△(n=10) 治疗后 80.33±8.52△△1.25±0.26差值 50.74±5.33△△1.36±0.14△△
2.2 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后痛阈值的影响 见表2。与右前肢比较,模型组大鼠显著降低了左前肢的痛阈值(P<0.01);与模型组比较,花椒酰胺高、中、低剂量组能显著提高大鼠左前肢的痛阈值(P<0.01)。
表2 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后痛阈值的影响(g,±s)
表2 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后痛阈值的影响(g,±s)
组别 时间 左前肢 右前肢假手术组 治疗前 724.55±60.23△732.83±61.30 (n=10) 治疗后 736.41±61.47△740.85±62.88模型组 治疗前 442.97±55.14*729.65±64.56 (n=10) 治疗后 437.69±54.05*722.93±60.06花椒酰胺高剂量组 治疗前 460.20±51.27*738.54±65.47 (n=10) 治疗后 672.99±58.69*△731.25±61.20花椒酰胺中剂量组 治疗前 454.31±50.53*733.48±64.29 (n=10) 治疗后 640.06±55.82*△735.68±63.33花椒酰胺低剂量组 治疗前 449.91±52.05*730.26±62.20 (n=10) 治疗后 635.53±52.84*△740.09±64.41
2.3 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后游泳时间的影响 见表3。与假手术组比较,模型组显著降低大鼠的游泳时间(P<0.01);与模型组比较,花椒酰胺高、中、低剂量组能显著提升大鼠的游泳时间(P<0.01)。
表3 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后游泳时间的影响(s,±s)
表3 花椒酰胺对神经根型颈椎病大鼠治疗前后游泳时间的影响(s,±s)
组别 n 治疗前后差值假手术组 10 3.71±3.34模型组 10 7.76±3.48花椒酰胺高剂量组10 54.71±41.05治疗前 治疗后385.63±50.36△389.34±49.82△332.50±47.83*340.26±46.44*328.49±45.55*383.20±48.80*△花椒酰胺中剂量组10 40.69±32.30 334.81±44.31*375.50±50.18△花椒酰胺低剂量组 10 329.62±45.20*370.27±49.56△40.65±33.66
2.4 花椒酰胺对血清中TNF-α、IL-1β、COX-2水平的影响 见表4。与假手术组比较,模型组显著升高血清中TNF-α、IL-1β及COX-2水平(P<0.01);与模型组比较,花椒酰胺高、中、低剂量组能显著降低血清中TNF-α、IL-1β及COX-2水平(P<0.01或P<0.05)。
表4 花椒酰胺对血清中TNF-α、IL-1β、COX-2水平的影响(±s)
表4 花椒酰胺对血清中TNF-α、IL-1β、COX-2水平的影响(±s)
组别 n COX-2(ng/L)假手术组 10 4.77±1.64△模型组 10 8.01±2.32*花椒酰胺高剂量组10 5.12±1.95△TNF-α(pg/mL) IL-1β(ng/L)31.34±5.66△233.48±40.25△68.86±8.10*543.75±92.31*34.01±5.27△280.39±41.15△花椒酰胺中剂量组10 5.03±2.06△38.82±5.85△277.21±44.20△花椒酰胺低剂量组 10 42.31±6.02*△310.55±50.09△5.99±2.38△△
随着伏案工作的日益增多,神经根型颈椎病的发病率不断上升,且呈现年轻化趋势。神经根型颈椎病是颈椎间盘的退行性病变,在颈椎病中发病率最高,临床表现为颈、肩、手臂、手等部位的麻木和疼痛。目前,中医辨证研认为神经根型颈椎病为寒湿热邪入侵肢体经络,气血不畅所致,此病由虚实兼杂而成病,为本虚标识之证[4]。中药在治疗神经根型颈椎病方面有着重要的经验,补气、补血、活血、发散风寒的中药对神经根型颈椎病的治疗有着明显疗效[5]。在西医观点看来,神经根型颈椎病所产生的疼痛与压迫和炎症因子密切相关,神经根受损后会产生自发痛和放射痛,是神经根型颈椎病的典型症状[6]。背根节细胞受损以后,与髓鞘脱失处的纤维异常放电,多种疼痛递质得以合成,从而引起自发痛和痛觉过敏[7]。在炎症的侵润过程中,许多炎症因子,如TNF-α、IL-1β、COX-2等发挥了重要的作用。活化的单核/巨噬细胞核T淋巴细胞产生TNF-α,其在炎症反应中具有关键的促炎作用及始动作用[8]。IL-1β也是最重要的细胞炎症因子之一,能诱导细胞间黏附分子表达,激活中性粒细胞和单核细胞,介导炎症反应[9]。COX-2是炎症应答的诱导酶,调控炎症情况下PGs的释放[10]。有研究表明,COX-2被大量诱导和表达,可导致炎症反应的放大和增强[11]。
花椒酰胺是花椒活血通脉作用的主要有效成分,有研究报道其具有麻醉、兴奋、抑菌、除风湿及镇痛[12]的药理作用。由于中医辨证观点认为具有活血、发散风寒的中药成分对神经根型颈椎病有疗效,因此将花椒酰胺作为研究药物具有一定的意义。
在本实验中,我们以神经根型颈椎病大鼠为模型,发现花椒酰胺能显著降低大鼠血清中的炎症因子TNF-α、IL-1β、COX-2的表达水平,还能降低能显著降低大鼠疼痛行为和步态评分,提高痛阈和游泳时间,说明了花椒酰胺对神经根型腰椎病大鼠有一定的抗炎作用,其机制与降低炎症因子TNF-α、IL-1β、COX-2有关。
[1] 王振忠,武文洁.花椒麻味素的研究概况[J].食品与药品,2006,8(3):26-29.
[2] Winkelstein BA,Weinstin JN,Deleo JA.The role of mechanical deformation in lumbar radiculoPathy:an in vivo model[J].SPine,2002,27(1):27-33.
[3] Kawakami M,Tamaki T,Yoshida M,et al.Axial symptoms and cervical alignments after cervical anterior spinal fusion for patients with cervical myelopathy[J].J SPinal Disord,1999, 12:50-56.
[4] 盛锋,沈国权,孙武权.神经根型颈椎病疗效评价量表的研究[J].中西医结合学报,2010,8(9):824-826.
[5] 陈元川,王翔,庞坚,等.单纯口服中药治疗神经根型颈椎病用药分析[J].上海中医药杂志,2014,48(6):78-80.
[6] Strong JA,Xie W,Bataille FJ,et al.Preclinical studies of low back pain[J].Mol Pain,2013,9:17.
[7] Pickett GE,Sekhon LH,Sears WR,et al.ComPlications with cervical arthroPlasty[J].J Neurosurg SPine,2006,4:98-105.
[8] 张蕾,阮君山,严令耕,等.内皮素和一氧化氮致血管损伤性疾病的分子机制及药物研发策略[J].中国药理学通报,2012,28(2):162-164.
[9] De Souza RA,Xavier M,Mangueira NM,et al.Raman sPectroscoPy detection of molecular changes associated with two exPerimental models of osteoarthritis in rats[J].Lasers Med Sci,2014,29(2):797-804.
[10]Santangelo KS,Nuovo GJ,Bertone AL.In vivo reduction or blockade of interleukin-1β in primary osteoarthritis influences expression of mediators implicated in pathogenesis[J].Osteoarthritis and Cartilage,2012,20(12):1610-1618.
[11]Reuben SS,Ekman EF,Ranghunathan K,et al.The effect of cyclooxygenase-2 inhibition on acute and chronic donor-site pain after spinal-fusion surgery[J].Reg Anesth Pain Med,2006,31(1):6-13.
[12]王宪楷.天然药物化学[M].北京:人民卫生出版社,1986:127.
R285.5 文献标志码:A
1004-745X(2016)08-1552-03
10.3969/j.issn.1004-745X.2016.08.030
(电子邮箱:106334600@qq.com)
2016-01-22)