家兔佐剂性关节炎疼痛前后痛觉P300的变化①

卢惠苹，张雷

疼痛的测定是康复医学一个重要课题，确定疼痛程度是制定康复方案的依据，是判断康复效果的指标。目前常用的方法如数字定级法、视觉模拟评分(VAS)及McGill疼痛评分都带有明显的主观成分。疼痛可以引起认知和心理活动失常，因而，反映脑高级功能的认知电位引起人们的关注。痛觉P300是近几年研究较多，与疼痛的认知过程密切相关的脑诱发电位。它由特定的Oddball序列痛觉刺激诱发，属于体感诱发电位。研究发现，慢性疼痛患者止痛治疗前后痛觉诱发电位(PEPs)有所变化。本研究应用佐剂性关节炎(AIA)家兔作为疼痛动物模型[1]，探讨急慢性疼痛前后痛觉P300的变化。

1 材料和方法

1.1 主要仪器和试剂 完全弗氏佐剂：SIGMA公司；盐酸吗啡：沈阳第一制药厂；庆大霉素：西南药业公司；JJC-4电刺激器：上海国泰电器厂；Neuromatic-2000C型肌电图诱发电位仪：丹麦丹迪公司。

1.2 实验动物 健康日本大耳白兔10只，5~6月龄，雌雄不拘，体质量2.0~2.5 kg，福州总医院动物研究所提供。

1.3 实验方法

1.3.1 AIA动物模型制备 10只家兔均在右后足跖皮内注射完全弗氏佐剂0.4 ml/kg。分别在注射佐剂后第7天、第21天兔右臀部肌注盐酸吗啡2 mg/kg。

1.3.2 痛阈强度测定 家兔右足背及周围脱毛，75%乙醇和生理盐水脱脂消毒。利用2个刺激针电极，将阳极插至家兔右足背第2趾皮下，阴极插至近膝关节的小腿后侧皮下。阴阳极间距离约4 cm。JJC-4电刺激器予波宽8 ms方波，测试刚能引起家兔足趾回缩反应的强度，连测3次，每次间隔5 min，取其平均值，即为痛阈强度。

1.3.3 兔颅骨内电极植入 2%戊巴比妥钠经耳缘静脉注射2~3 ml/kg麻醉动物。用一手固定家兔头颅，安尔碘局部消毒后，在前囟区沿正中线切开头皮，刮尽骨膜，双氧水清洁创面。在每只家兔的颅顶部(前囟后1 mm、矢状缝左侧2 mm)钻直径1 mm左右小孔，将不锈钢螺丝(直径1~1.5 mm)紧固于颅骨内(Cz点)。周缘干燥后用牙科水泥固定。该微型螺丝作为痛觉P300记录电极。术后庆大霉素每日每次10000 U臀部肌注3 d抗感染。

1.3.4 兔痛觉P300测定[2]采用痛觉Oddball序列刺激，总刺激数为100次电流，其中以基础痛阈强度电流作为F刺激(frequent stimulus)，占80%，2倍基础痛阈强度电流为R刺激(rare stimulus)，占20%。以R刺激作为靶刺激(target stimulus)。靶刺激随机分布于F刺激中。相邻刺激间隔8 s。

采用Neuromatic-2000型肌电图诱发电位仪记录。参考电极置鼻根部，地电极置耳根部。记录电极为颅顶中央处微型螺丝(Cz点)。电极阻抗小于2 kΩ，带通为2~100 Hz，灵敏度20µV，扫描分析时间1000 ms，叠加和平均20次。游标测定指标，自动显示测定结果，记录波形。以波峰顶点为潜伏期及波幅测量点。波幅不规则时以降支与升支延长线交点为潜伏期测量点。波幅测量以相邻两波波峰为起止点，测量峰-峰值。实验重复2次，取平均值。

2 结果

2.1 痛阈 未造模前痛阈(3.96±0.56)V。家兔注射完全弗氏佐剂后第7天痛阈为(3.37±0.47)V，较注射前下降(P<0.01)，注射吗啡后，痛阈回升至(3.78±0.49)V(P<0.01)。注射佐剂后第21天痛阈为(3.54±0.48)V，较注射前下降(P<0.01)，较注射佐剂第7天时上升(P<0.01)，注射吗啡后痛阈上升至(3.90±0.53)V(P<0.01)。

2.2 痛觉P300

2.2.1 潜伏期 家兔注射完全弗氏佐剂后第7天，痛觉P300潜伏期较注射前明显缩短(P<0.01)，注射吗啡后明显延长(P<0.01)。第21天，潜伏期则第7天明显延长(P<0.01)，但仍较正常时明显缩短(P<0.01)，注射吗啡后明显延长(P<0.01)。见表1。

2.2.2 波幅 家兔注射完全弗氏佐剂后第7天，痛觉P300波幅较注射前增大(P<0.05)，注射吗啡后明显减小(P<0.01)；第21天，波幅较第7天明显减小(P<0.01)，与注射前无显著性差异。见表1。

表1 家兔痛觉P300波幅和潜伏期的变化(n=10)

2.3 相关性分析 家兔痛阈与痛觉P300潜伏期显著正相关(r=0.516,P<0.01)；与痛觉P300波幅无相关关系(r=-0.063,P>0.05)。

3 讨论

PEPs研究近几年才兴起，其主要波形中含有P300成分(即痛觉P300)[3]。PEPs常用于神经系统疾病和异常疼痛状态的研究，它能有效地反映细纤维传导通路的功能完整性[4]。

作为事件相关电位的一种，痛觉P300与常规应用的听觉P300有相似之处：波幅在头顶部Cz最大；稀有刺激引起的波幅明显大于频繁刺激；刺激强度越大，波幅越大。不同的是，痛觉P300具有非模式依赖性，即PEPs里常包含P300，而不像听觉P300必须由固定的Oddball刺激序列方能诱发出。

Granot发现，纤维肌痛的患者痛点与非痛点刺激对比，痛觉P300波幅高，痛阈低，局部组织反应强烈[5]。痛经的妇女较无痛经者痛觉P300潜伏期明显延长，VAS评分高[6]。Truini发现，慢性疼痛患者于口服曲马多前后，长潜伏期PEPs(即痛觉P300)的波幅随着患者疼痛的减轻而减小[7]。这些实验提示痛觉P300与疼痛有关。但PEPs有很大的个体差异，受疼痛病因、病情、病期等因素的影响，所以以往实验远不能说明痛觉P300与疼痛的具体关系。

本实验运用家兔佐剂性关节炎疼痛模型作为研究对象，在关节炎的不同时期记录观察痛觉P300，与注射佐剂前进行对照，并将吗啡治疗前后的P300进行对照。已有的研究表明，P300受兔种、兔龄、体重以及饲养条件、实验环境、操作条件等的影响，个体差异较大，而同一只家兔P300波潜伏期、波幅在成年期不同时间比较无显著性差异，因此采用自身前后对照的研究方法，结果相对可靠、稳定[8]，其有意义的神经电生理效应可以认为是由于药物注射所引起。

本研究显示，在AIA急性期(第7天)，痛觉P300的潜伏期较注射前明显缩短，而慢性期(第21天)随着疼痛的缓解，痛觉P300的潜伏期相应地有所延长，但仍较注射前缩短；AIA急性期和慢性期吗啡止痛治疗后，痛觉P300的潜伏期均较治疗前明显延长。痛觉P300潜伏期与痛阈呈显著正相关。痛阈能够比较客观准确地反映疼痛的程度，因此本结果提示痛觉P300的潜伏期与疼痛密切相关。结合以往研究[9]，疼痛对痛觉P300潜伏期的影响比对听觉P300潜伏期更明显。

疼痛影响痛觉P300的机制尚不清楚。已知长潜伏期PEPs(主要波形含有痛觉P300)起源于扣带回皮质[10]，主要反映对于疼痛的情绪和动机反应，而不仅仅是对疼痛的感觉识别[11]。痛觉P300对注意和警戒状态非常敏感。Flor等认为，慢性疼痛患者大脑中疼痛相关的隐形记忆结构会选择性地注意疼痛相关刺激，从而增加对疼痛的感知[12]，使痛觉P300波幅比忽略时大得多。这可能是AIA家兔痛觉P300波幅较注射前明显加大的重要原因。对疼痛警觉性增强会导致PEPs潜伏期缩短，这也许是痛觉P300潜伏期缩短的原因。最新的研究发现，慢性纤维肌痛的患者对于疼痛刺激的皮层反应的适应性降低，抑郁状态和中枢神经传导的异常则加速了这种变化，导致PEPs潜伏期和波幅的变化[13]。Zaslansky认为，患者经镇静治疗后忧虑减少，可使认知和情感功能得到改善，对疼痛刺激的注意转向其他任务，从而使PEPs波幅减小，潜伏期延长[14]。这可能也是吗啡止痛后家兔痛觉P300向正常转变的机理。

疼痛能引起边缘系统(包括扣带回)的神经递质或递质间相互作用的变化，从而导致认知失适应；认知障碍会进一步导致边缘系统递质的变化，形成恶性循环，从而使疼痛的感觉加重并持续存在[15]。由于某些递质，如内源性阿片肽、生物胺、谷氨酸、γ-氨基丁酸[16-17]等的改变会影响P300，而痛觉P300产生于边缘系统(主要是扣带回)，提示疼痛可能会通过扣带回递质的改变影响痛觉P300。但其具体机制如何、扣带回在其中起什么作用有待进一步研究。

本研究提示，痛觉P300潜伏期可作为疼痛程度的客观生理学指标，由于它倾向于对疼痛的特异性感知，与听觉P300比较，敏感性、特异性可能更高[9]，是对主观和行为学指标的补充。

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