余芝 庞婷婷 贾新新 梁超 徐斌
摘要 目的:采用不同電针强度,观察电针天枢穴对西沙必利诱发的大鼠胃运动的影响,探索电针天枢与西沙必利联合应用的相互作用规律和量效关系。方法:SD大鼠24只,按照随机数字表法,随机分为0.5 mA组,1 mA组和3 mA组,每组8只。在动物胃窦放置球囊,连接压力感受器和多导生理记录系统并记录胃内压,记录基线、干预后(二甲基亚砜溶剂对照、西沙必利和电针)胃内平均压力值和每只大鼠的西沙必利药量。观察电针不同强度天枢结合西沙必利对大鼠胃运动的影响。结果:1)与二甲基亚砜溶剂对照比较,腹腔注射西沙必利后大鼠胃运动明显增强(P<0.01)。2)与注射西沙必利效应比较,采用0.5 mA,1 mA和3 mA的电针强度刺激天枢能明显抑制西沙必利诱发的胃运动增强(P<0.01),并且随着电针强度增加,抑制效应更加明显,0.5 mA和3 mA之间效应差异有统计学意义(P<0.05)。3)计算电针与西沙必利之间的效力关系,在当前药物浓度状态下,0.5 mA天枢产生的效应相当于抑制(1.15±0.24)μg的西沙必利;1 mA相当抑制(3.56±1.31)μg的西沙必利;3 mA相当于抑制(4.03±0.95)μg的西沙必利,0.5 mA和3 mA之间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论:不同强度电针大鼠天枢能抑制西沙必利诱发的胃运动增强效应,这一效应呈现强度依赖性。这一结果首次提示,在采用针药结合调节胃运动抑制状态时,选用天枢穴可能会产生拮抗效应,降低药物效应,在选穴时应该慎重考虑。
关键词 电针;天枢;针药结合;强度依赖;西沙必利;5-羟色胺;胃运动;胃肠动力障碍
Abstract Objective:To observe the effect of ST25 combined with cisapride on gastric motility in rats by using different electroacupuncture(EA)intensities,and to explore the law of interaction and efficacy of the combined application of ST25 and cisapride.According to the random number table.Methods:A total of 24 SD rats were randomly divided into 0.5 mA group,1 mA group and 3 mA group,with 8 rats in each group.Placeing a balloon in the gastric antrum of the rats,connecting the baroreceptor and the multi-conduction physiological recording system and record the intragastric pressure,the value of baseline and the average intragastric pressure after intervention(vehicle control,cisapride and EA)was calculated and the amount of cisapride in each rat was recorded to observe the effect of EA at ST25 combined with cisapride on gastric motility in rats.Results:1)Compared with the vehicle control,the gastric movement of rats was significantly enhanced after intraperitoneal injection of cisapride(P<0.01).2)Compared with the cisapride,the stimulation of EA at ST25 with 0.5 mA,1 mA and 3 mA could significantly inhibit the gastric movement induced by cisapride(P<0.01),and as the intensity of the EA increases,the suppression effect was more obvious.The difference in effect between 0.5 mA and 3 mA was statistically significant(P<0.05).3)The efficacy relationship between EA and cisapride was calculated.At the current concentration,the effect of 0.5 mA ST25 is equivalent to(1.15±0.24)μg of cisapride; 1 mA is equivalent to(3.56±1.31)μg of cisapride; 3 mA is equivalent to(4.03±0.95)μg of cisapride.There was a statistically significant difference in the effect between 0.5 mA and 3 mA(P<0.05).Conclusion:EA at ST25 with different intensities can inhibit the enhanced gastric motility induced by cisapride in rats,which is intensity-dependent.
Keywords Electroacupuncture; ST25; Combination of acupuncture and medicine; Intensity-dependence; Cisapride; Serotonin; Gastric motility; Gastrointestinal dysmotility
中图分类号:R245.31+9文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2020.21.004
胃肠动力障碍可引起呕吐、腹痛、便秘等症状,是临床多种疾病的共同病理生理机制,见于食管反流、胃轻瘫、功能性消化不良、肠易激综合征和功能性便秘等疾病[1-4],给患者造成巨大的痛苦,严重影响了患者的生命质量[5],已成为一个严重的公共卫生问题,给社会带来了沉重负担,然而由于药物的不良反应,目前针对胃肠动力障碍的治疗选择有限。西沙必利是5-HT4受体激动剂[6],通过结合肠道中的的5-HT4受体,增加下食管括约肌压力,食管底部平滑肌的蠕动收缩,减少胃酸反流,加快胃排空,协调胃窦和十二指肠的运动,加快小肠和大肠的推进,从而发挥其全胃肠动力的作用,可用于功能性消化不良、便秘等多种胃肠动力障碍性疾病的治疗[7-10],但是也存在心律失常等不良反应。
针药结合是临床常用的治疗手段之一,有研究表明,针灸联合西沙必利应用于食管反流、便秘等胃肠动力异常疾病[11-12],能够明显提高临床疗效,减轻药物的不良反应,其效果优于单纯应用西沙必利。针药二者相结合具有增效减毒的优势,但是目前存在应用规律不清晰等问题。以胃肠运动为例,天枢是临床治疗功能性消化不良,胃轻瘫,便秘等胃肠动力障碍疾病的常用穴之一[13-14],用以促进胃肠运动,并结合5-HT4受体激动剂类药物(如莫沙必利、西沙必利等)应用[12,15]。另一方面,来自动物实验结果表明,针刺单穴天枢对不同节段的胃肠运动表现出不同的调节作用:对胃和空肠运动表现为抑制效应,对远端结肠运动表现为促进效应[16-17]。从基础实验结果来看,天枢和西沙必利对胃运动的调节具有相反的效应方向,二者结合应用时能否产生增效或者减毒的效应,其影响因素是什么?明确针灸和药物对单一靶器官的相互作用特点与效力大小是进行针药结合研究与应用的基础,故本文以大鼠胃运动为观察指标,探索了天枢和西沙必利结合应用对胃运动的影响及电针效应量关系,以期为针药结合的合理化应用提供研究思路。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物 24只SPF级健康成年SD雄性大鼠,体质量180~250 g,购于上海西普尔-必凯实验动物有限公司[许可证号:SCXK(沪)2013-0016,伦理审批号:201809A015],饲养于南京中医药大学实验动物中心,控制室温(22±2)℃,相对湿度40%~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由饮食饮水。
1.1.2 药物 乌拉坦(Sigma-Aldrich,美国,货号:U2500);西沙必利(Sigma-Aldrich,美国,货号:CDS021610);二甲基亚砜(Sigma-Aldrich,美国,货号:34869)。
1.1.3 试剂与仪器 多道生理信号采集系统(成都仪器厂,型号:RM6240型);压力换能器(成都仪器厂,型号:YPJ01型);韩氏电针仪(北京华卫产业开发公司,型号:LH202H型);恒温板(成都仪器厂,型号:ST-1型);自制双极联体针灸针2根[华佗牌针灸针(0.18 mm×13 mm),针柄分别套上PE50聚乙烯管(直径1 mm,长度10 mm)后,用医用胶布缠绕,针柄末端连接电针仪正负极]。
1.2 方法
1.2.1 分组 24只大鼠适应性饲养1周后,将动物随机分为3组,分别为0.5 mA组,1 mA组和3 mA组,每组8只。
1.2.2 给药方法 采用生理盐水配制10%的二甲基亚砜溶液,随后用10%的二甲基亚砜配制西沙必利溶液(0.01 mg/mL,0.02 mg/kg),药物采用腹腔注射的方式。
1.2.3 检测指标与方法 实验前禁食12 h,自由饮水,大鼠用20%的乌拉坦(0.8 g/kg,腹腔注射)麻醉后固定于实验操作台上,在距腹部剑突1 cm下切开皮肤,距胃窦约0.5 cm处行纵行切口,将自制的水囊测压探头放入胃窦,荷包缝合,通过三通连接注射器及压力换能器,采集的信号输入多道生理信号采集系统。实验过程中用电热板加热维持动物体温(37±0.5)℃。手术完成后休息1 h,等待胃内压力波形稳定。干预前先记录1 min胃内压力值作为基线对照,然后腹腔注射二甲基亚砜作为溶剂对照,观察30 min,无反应后注射相同体积的西沙必利溶液,波形穩定后电针左侧天枢穴(0.5、1、3 mA,2~15 Hz,1 min),进针深度为3~4 mm。各组基线值、给药后(溶剂/西沙必利)、电针时各取1 min胃内平均压力值,并记录每只大鼠的西沙必利药量。1)计算药物/电针变化率,用于评估不同药物或电针对胃运动的影响,药物/电针变化率(%)=(干预值-基线值)/基线值×100%;2)计算单位药物效应,用于评估每单位西沙必利(μg)对胃运动的效应,药物效应(%/μg)=药物变化率/西沙必利药量;3)计算电针效应,用于电针效应与药量之间的转换,即每次电针产生的效应相当于多少药量,电针效应(μg)=电针变化率/药物效应。
1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析,计量资料以均数±标准误(±s)表示。
数据经正态分布、方差齐性检验符合条件的,组间采用单因素方差分析及LSD检验;不符合正态、方差齐性则采用秩和检验;干预(电针/药物)前后采用配对t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 正常大鼠胃运动特征及西沙必利调节胃运动的效应 球囊放入大鼠胃窦,稳定后可观测到规律的胃蠕动波,频率4~10次/min,振幅波动范围在0.08~0.28 kPa之间,平均振幅为(0.17±0.02)kPa。腹腔注射二甲基亚砜溶剂后,胃蠕动的频率4~9次,振幅在0.09~0.27 kPa之间,平均振幅为(0.18±0.02)kPa,和基线比较差异无统计学意义(P>0.05)。注射西沙必利后大鼠胃运动逐渐增强,约60 min后达到峰值并稳定,振幅波动范围在0.21~0.5 kPa之间,平均振幅为(0.35±0.03)kPa,和溶剂比较,差异有统计学意义(P<0.01)。见图1。
2.2 不同强度电针天枢联合西沙必利对大鼠胃运动的效应 注射西沙必利后大鼠胃运动明显增强,随后采用0.5 mA强度电针刺激天枢,结果表明电针天枢能够抑制西沙必利诱发的胃运动增强效应,差异有统计学意义(P<0.01)。1 mA组和3 mA的的效应与0.5 mA相类似,均能明显抑制胃运动(P<0.01)。见图2。
2.3 不同强度电针天枢联合西沙必利对大鼠胃运动效应的比较 计算电针变化率,进一步比较不同电针强度刺激天枢对西沙必利诱发的胃运动增强效应的影响,结果显示,0.5 mA的效应量最低,1 mA居中,3 mA的效应量最强,和0.5 mA比较,差异有统计学意义(P<0.05),结果提示不同电针强度之间对胃运动呈现出电针强度依赖的量效关系。见图3。
2.4 不同强度电针天枢联合西沙必利对大鼠胃运动的电针效应分析 计算药物变化率等指标,给大鼠腹腔注射西沙必利后,不同组之间的药物变化率波动在110%~118%范围,西沙必利的药量波动在9.06~9.46 μg之间,计算相应的药物效应,西沙必利对胃运动的产生的促进效应波动在12.61%~13.21%/μg,各组之间比较,差异无统计学意义。给电针干预后,0.5 mA组大鼠电针变化率抑制了(12.65±1.77)%,计算其电针效应,相当于抑制了(1.15±0.24)μg的西沙必利;相同方法计算获得电针1 mA天枢的效应相当于抑制了(3.56±1.31)μg的西沙必利;电针3 mA天枢的效应相当于抑制了(4.03±0.95)μg的西沙必利,0.5 mA组和3 mA组之间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
3 讨论
胃肠动力异常是多种疾病的共同病理生理基础,常见的为胃肠动力障碍性疾病及功能性胃肠病,目前无较理想的药物应用于临床。5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是大腦和肠道中重要的神经递质,参与胃肠道运动,分泌及感知功能的调节。胃肠道5-HT合成异常、再摄取与失活障碍及信号通路的异常等可能参与胃肠动力异常的发生。5-HT受体目前分为5种亚型,其中5-HT4受体表达于肠神经系统肌间神经丛中的胆碱能神经元,活化后促进乙酰胆碱从运动神经元释放,从而增加胃肠平滑肌活动,刺激胃肠蠕动,其中西沙必利是非选择性5-HT4受体激动剂,应用于胃食管反流和消化不良等胃肠动力障碍疾病[18],不过存在心律失常等不良反应,甚至可能造成猝死,采用针药结合的手段则有可能减轻这一不良反应,实现增效减毒。一项Meta分析检索近10年来针药结合治疗功能性消化不良的临床随机对照试验[19],结果表明,采用针药结合的有效率优于单纯使用药物治疗,并能减少不良反应的发生,证实了针药结合应用于胃肠动力障碍疾病的优势,这一机制可能和针灸能够全面调节5-HT信号系统有关。电针不仅能下调IBS模型小鼠血清及结肠组织中增加的5-HT含量[20],还能上调结肠5-HT4受体蛋白含量及mRNA表达,另外,电针还能调节5-HT信号系统其他成员受体的表达,通过5-HT信号系统调节胃肠动力系统[21],提示针灸具有整体调整的特点,并为针刺联合5-HT4受体激动剂西沙必利应用时,减轻药物的用量,从而减轻药物不良反应提供了可能。
针药结合作用的影响因素繁多[22],寻找针药结合的方式、方法和途径,揭示其内在的相互作用规律和机制,才能实现针灸与药物的最佳结合。前期不同研究工作表明,针刺单穴天枢对胃和空肠运动表现为抑制效应,其效应方向和西沙必利相反。在临床应用中天枢又作为常用穴位之一,联合5-HT4受体激动剂治疗胃肠动力障碍性疾病[12,15],面对这一治疗方案,针药结合是否能达到增效减毒的作用,有无可能是电针刺激量不同引起的效应方向的不同?目前尚无该方面的研究报道。本实验以大鼠胃运动为观察指标,以西沙必利为工具药,观察不同电针强度天枢联合西沙必利对大鼠胃运动的效应,初步探索了二者的相互作用规律与量效关系,结果表明,不同电针强度刺激天枢,均对西沙必利诱发的胃运动增强作用具有抑制效应,并且不同电针强度之间对胃运动呈现出强度依赖的量效关系,具体而言,0.5 mA电针天枢的效应相当于抑制了(1.15±0.24)μg的西沙必利的效应;1 mA电针天枢相当抑制(3.56±1.31)μg的西沙必利;3 mA电针天枢相当于抑制了(4.03±0.95)μg的西沙必利,初步阐明了电针天枢穴和西沙必利之间的药物效应量与电针效应量关系,为探索针药结合的规律提供研究思路。
胃肠动力障碍的病理机制及其复杂,不同肠段,其神经支配特点也各不相同,食管和胃以外源性神经支配为主,而空肠、回肠则更多得依赖于内源性肠神经系统支配,结肠则又增加了盆底神经控制[23];不同部位腧穴对不同节段胃肠运动,其调节作用也有自身的效应特点。因此采用针药结合治疗手段时,应明确其病理生理机制,充分了解药物和针刺自身的作用特点,才有可能获得优势互补的效果,从而达到提高疗效,减轻药物不良反应的目的。本研究结果提示,在针对功能性消化不良、胃轻瘫等胃运动障碍的患者,采用针药结合治疗时,选用腹部腧穴可能会产生拮抗效应,降低药物效应,在选穴时应该慎重考虑。