坐骨神经阻滞对后足切割大鼠脊髓中脑源性神经营养因子表达的影响

张慧君，万培玲，王 颖

(海南省人民医院麻醉科1、药学部2，海南 海口 570311)

坐骨神经阻滞对后足切割大鼠脊髓中脑源性神经营养因子表达的影响

张慧君1，万培玲2*，王 颖1

(海南省人民医院麻醉科1、药学部2，海南 海口 570311)

目的 探究坐骨神经阻滞能否影响大鼠后足切割后脊髓背角中脑源性神经营养因子(BDNF)表达的升高。方法雄性SD大鼠32只，体重150～250 g，随机分为两组，各16只。坐骨神经阻滞组大鼠先行坐骨神经阻滞后后足切割手术，全麻组在全麻下行后足切割手术。两组均于术后1 h、6 h、1 d、3 d各取4只大鼠处死，检测腰段脊髓背角中BDNF的水平。结果后足切割后1 h、6 h、1 d，全麻组大鼠切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平显著高于对侧(P＜0.05)，坐骨神经阻滞组大鼠切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平未见明显变化(P＞0.05)，两组大鼠切割后1 h、6 h、1 d切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平间比较差异有统计学意义(P＜0.05)。结论坐骨神经阻滞能显著抑制大鼠后足切割引起的腰段脊髓背角中BDNF的表达升高。

脑源性神经营养因子；后足切割；疼痛；大鼠；脊髓；坐骨神经阻滞

脑源性神经营养因子(BDNF)是神经营养因子家族中的重要一员。在中枢神经系统发育过程中，BDNF对神经元的存活、分化、生长发育起重要作用，并能防止神经元受损、死亡，改善神经元的病理状态，促进受损神经元再生及分化。研究表明，无论是周围组织炎症还是神经干损伤，都会导致相应神经支配区域的脊髓和背根神经节中BDNF表达上调[1-3]。我们前期试验发现，大鼠后足切割后，切割侧腰段脊髓背角BDNF表达迅速升高且定位于神经元[4]。由此，我们推测脊髓中BDNF升高与轴突运输、电活动神经传导有关。本实验研究坐骨神经阻滞能否影响大鼠后足切割引起的脊髓中的表达升高。

1 材料与方法

1.1 动物选择及分组 雄性SD大鼠32只(中南大学医学实验动物中心提供)，体重150～250 g，随机分为全麻组、坐骨神经阻滞组，每组16只(n= 16)。分别于后足切割手术后1 h、6 h、1 d、3 d各取4只处死，进行免疫组化检测脊髓背角中BDNF的水平。

1.2 主要仪器与试剂 冰冻切片机(德国Leica公司)显微镜和显微照相系统(日本Olympus公司)，图像分析系统(Motic images advance)，多克隆兔抗鼠BDNF(Santa Cruz公司)，生物素标记的羊抗兔IgG (北京中山生物工程公司)。

1.3 大鼠切口疼痛模型 全麻组应用1.5%异氟醚氧气麻醉成功后，消毒大鼠右后足，依Zahn等[5]描述的方法从足底近端0.5 cm处向趾部做长约1 cm的纵行切口，切开皮肤后，用眼科镊挑起足底肌肉并纵行切割至骨膜。按压止血后，缝合切口。要求切口皮肤不能重叠、内翻，亦不可裂开。伤口消毒并涂抹红霉素软膏。坐骨神经阻滞组在阻滞成功后大鼠即下肢瘫痪，痛觉丧失，切割时不挣扎，助手抚慰大鼠即可依照全麻组方法完成手术。

1.4 免疫组织化学染色 依照Zhou等[6]的方法完成脊髓的免疫组化。

1.5 图像分析 应用HPIAS-1000图像分析软件(Tongji Qingping Company，PRC)进行图像分析。应用连接与显微镜的数码相机(Nikon)获取图像，确保所有待分析图像均为原始图像。在每个样本随机抽取5部分，每个部分随机采取5个视野用于图像分析。密度达到背景5倍以上的细胞则确定为阳性细胞。为了确定细胞BDNF免疫反应的强度，我们首先评估相对阳性染色的相对视觉强度(OD)。在放大200倍视野中，测量背根神经节和脊髓中阳性细胞的OD值，应用Zhou等[6]描述的方法计算平均OD值和阳性细胞比例。上述计算均由不知道结论的第三人完成。

1.6 统计学方法 应用SPSS13.0软件进行数据分析，数据应用均数±标准差(x-±s)描述。数据处理利用SPSS13.0统计软件包的单因素方差分析(One-way ANOVA)和Dunnett t检验，以P＜0.05作为判断差异显著性的标准。

2 结 果

全麻组大鼠后足切割后同侧腰段脊髓背角中BDNF水平上升。后足切割后1 h，相对于对侧，切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平上升(P＜0.05，图1A)。BDNF水平于切割后6 h达到峰值(P＜0.05，图1B)。在切割1 d后BDNF水平仍明显高于对侧(P＜0.05，图1C)，而切割3 d后，BDNF水平较对照组无明显差别(图1D)，见表1。坐骨神经阻滞组大鼠后足切割后1 h、6 h、1 d、3 d切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平相比对侧未见明显变化，差异无统计学意义，见图1E。坐骨神经阻滞组大鼠后足切割后1 h、6 h、1 d，切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平相比全麻组切割侧明显降低，差异有统计学意义。

表1 后足切割后腰段脊髓背角中BDNF反应阳性细胞比例

表1 后足切割后腰段脊髓背角中BDNF反应阳性细胞比例

注：与对侧比较，*P＜0.05。

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图1 各组大鼠不同时间点BDNF的表达

3 讨论

本期实验证实，大鼠后足切割后同侧腰段脊髓背角中BDNF水平升高，而坐骨神经阻滞后进行大鼠后足切割，同侧腰髓背角中BDNF水平并不升高。说明坐骨神经阻滞能抑制后足切割引起的腰段脊髓背角中BDNF水平上升。

既往研究都发现，无论是炎症刺激还是切割损伤，都会导致损伤区域投射的脊髓背角中BDNF水平升高，其他区域BDNF水平并无改变。此BDNF升高定位于神经元而非胶质细胞。我们前期研究发现，全麻下大鼠后足切割后1 h，同侧腰段脊髓背角中BDNF表达即明显增加，6 h达到峰值，并持续1 d[4]。由此推断，脊髓背角中BDNF的迅速上升可能与周围组织损伤、炎症刺激产生的轴突动作电位有关。

公认的是，切割引发的动作电位经过脊髓背角逐级上传，最终达到大脑皮层。而切割结束后脊髓背角检测到的自发性放电持续时间说法不一。有文献证实大鼠切割后足结束后脊髓检测到的自发性放电持续约30 min[7]。另有文献观察到单纯皮肤切割后没有检测到自发性放电，而深及深层组织的后足切割1 d时，自发性放电仍很活跃[8-9]。应用2%利多卡因0.15 ml坐骨神经阻滞，后足瘫痪时间约为50 min，感觉丧失持续2 h以上。结合临床中神经阻滞麻醉的维持时间，我们有理由相信，本实验中有效的坐骨神经阻滞至少能阻断2 h的动作电位传导。鉴于应用芬太尼会抑制大鼠脊髓中BDNF上升，全麻组我们采用单纯异氟醚麻醉大鼠且控制于较低浓度。

本实验发现，全麻组大鼠切割侧腰段脊髓背角中BDNF水平显著上升，坐骨神经阻滞组大鼠后足切割后脊髓背角中BDNF水平不上升。尽管2%利多卡因坐骨神经阻滞2 h后效果已经明显消退，可以认为6 h后基本没有阻滞效果，但切割6 h、1 d时大鼠脊髓中BDNF水平仍然不上升。似乎可以认为切割时的产生的动作电位有助于神经系统BDNF的运输、再分布与合成，从而检测到脊髓背角BDNF水平上升。因此阻断了动作电位，即很大程度影响了BDNF的运输、再分布与合成，从而抑制了脊髓背角中BDNF的上升。切割手术的围术期动作电位集中在切割手术期，其次为术后短暂的自发性电活动(SA)。因此2%利多卡因坐骨神经阻滞才可能对此产生显著影响。而对于如注射CFA导致的炎性疼痛，其动作电位峰值后延，效果既未可知。

尽管脊髓背角中BDNF水平与切割痛觉密切相关[10]，但神经修复再生、伤口愈合亦依赖于BDNF的帮助[11]，因此临床中分别采用全麻或神经阻滞对于患者神经功能恢复是否存在不同影响需要进一步探讨。

总之，本实验证实，坐骨神经阻滞能显著抑制各时点大鼠后足切割引起的腰段脊髓背角中脑源性神经营养因子表达上升。

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Effect of sciatic nerve block on brain derived neurotrophic factor(BDNF)in the spinal cord following hindpaw incision in rats.

ZHANG Hui-jun1,WAN Pei-ling2*,WANG Ying1.

Department of Anesthesiology1,Department of Pharmacy2,People's Hospital of Hainan Province,Haikou 570311,Hainan,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of sciatic nerve block on the level of brain derived neurotrophic factor(BDNF)in the spinal cord following hindpaw incision in rats.MethodsThirty-two male S-D rats weighing 150～250 g were randomly divided into two groups,with 16 rats in each group.The rats in Group A were hind-paw incised following sciatic nerve block,and those in group B were hindpaw-incised under general anesthesia. Four rats in each group were randomly selected and sacrificed 1 h,6 h,1 d,3 d after the operation.The levels of BDNF were detected in their spinal cord.ResultsIn group B,the levels of BDNF in the ipsilateral lumbar spinal cord was unregulated 1 h,6 h,1 d after hindpaw incision(P＜0.05).In group A,the levels of BDNF in the lumbar spinal cord showed no significant change during the experiment(P＞0.05).Statistically significant difference was found in the levels of BDNF in ipsilateral lumbar spinal cord 1 h,6 h,1 d after incision between the two groups.ConclusionSciatic nerve block can significantly restrain the upregulation of the levels of BDNF in the lumbar spinal cord following hindpaw incision in rats.

Brain derived neurotrophic factor(BDNF);Hindpaw incison;Pain;Rats;Spinal cord;Sciatic nerve block

R-332

A

1003—6350(2012)13—020—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.13.009

2012-01-20)

张慧君(1974-)吉林省蛟河市人，主治医师，硕士。

*通讯作者：万培玲。angrychopsticks@163.com