大鼠脊髓蛛网膜下腔注射吗啡和可乐定镇痛机理的研究
作者：杨建平
单位：苏州大学附属第一医院麻醉科，苏州，215006
关键词：蛛网膜下腔注射；镇痛；吗啡；可乐定
苏州医学院学报000908 摘要 目的 研究大鼠脊髓部位吗啡和可乐定镇痛机理及相互关系。方法 大鼠蛛网膜下腔埋管，以甩尾法测痛。结果 蛛网膜下腔注射(i.t)吗啡和可乐定，其甩尾潜伏期随药物剂量的增加而延长；i.t吗啡和可乐定其镇痛作用呈协同；i.t酚妥拉明能减弱吗啡和可乐定的抗伤害性刺激作用；但纳洛酮仅抑制吗啡的抗伤害性刺激作用，对可乐定的镇痛作用无明显影响；i.t吗啡耐药大鼠对i.t可乐定的镇痛作用无明显影响。结论 脊髓部位阿片类药产生的抗伤害性刺激作用有赖于α2受体的参与，但脊髓α2受体激动药产生的抗伤害性刺激作用与阿片受体无关。
中图法分类号 R614.1；R971.2
, http://www.100md.com
Studies in Rats on the Analgesic Mechanisms Associated with Intrathecal Actions of Morphine and Clonidine
Yang Jianping
(Department of Anesthesiology,The First Hospital Affiliated to Suzhou University,Suzhou,215006)
Abstract Objective To study the analgesic mechanisms associated with intrathecal actions of morphine and clonidine in rats.Method Rats were implanted with chronic catheters constructed from PE-10 polyethylene tubing.The tip of each catheter rested at the rostral face of the lumber enlargement in the spinal subarachnoid space.The tail flick consisted of laying the rat's tail across a slit under which was a focused projection bulb.The response measure was the time between the light being switched on and the tail being briskly moved from the slit.Results After intrathecal injection of morphine and clonidine produced a dose-dependent analgesia;small dose of intrathecal clonidine potentiated the analgesic efficiency of morphine;the intrathecal administration of phentolamine attenuated the antinociceptive effect both of clonidine and morphine,while naloxone attenuated only response of the morphine;in i.t morphine tolerant rats,intrathecal morphine reduced its original analgesic efficiency,whereas clonidine at the mean time retained its full analgesic potency without any change.Conclusions Apparently α2-adrenergic receptor agonists mediated antinociceptive action independently without opioid receptor mechanism involved;in the spinal level of rat,α2-receptor mechanism may play a different way as those opioids.
, 百拇医药
Key words intrathecal injection;analgesia;morphine;clonidine
椎管内注射吗啡和可乐定有明显的镇痛作用，且镇痛效应随剂量的增加而递增。目前椎管内注射吗啡和可乐定已用于解除晚期癌症的恶痛和缓解手术后伤口痛[1，2]。本文以大鼠脊髓蛛网膜下腔注射(i.t)的方法，研究在脊髓水平吗啡和可乐定的镇痛作用机理及两者可能的相互关系，为临床安全使用此两药提供参考。
1 材料和方法
1.1 动物模型和测痛方法 大鼠体重200～250g，雌雄兼有。氟烷全麻下按我们以往介绍的方法行脊髓蛛网膜下腔置管[3]，24h后进行实验。实验时将大鼠置于特制的圆筒形固定器内，以大鼠甩尾法测痛[4]，控制基础痛阈4～5.5s,为防止光照过度以致鼠尾皮肤灼伤，每次光照时间不超过15s。
, 百拇医药
1.2 数据处理 i.t药物均以生理盐水配制，注射量为10μl,45s内注完，随后以5μl生理盐水冲洗导管内残存药物。以大鼠甩尾出现潜伏期(rail-flick latency TFL)长短作为测痛依据，单位精确到0.1s。镇痛程度依据镇痛效应改变百分比(%APC)或最大可能镇痛效应改变百分比(%MPE)表达，计算公式如下：
全部数据均以平均数加减标准差(
±s)表示，同组数据前后比较用t检验。组间互差用方差分析检验。全部统计均在Excel2000软件上完成。
2 结果
2.1 i.t吗啡和可乐定 24只大鼠随机平分为3组，分别i.t吗啡2μg/只(M)，可乐定5μg/只(C)和i.t吗啡2μg/只加可乐定5μg/只(M+C)，注药后120min，每10min测痛1次，其%APC的变化如图1所示，可见i.t吗啡和可乐定镇痛有协同作用。
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图1 i.t吗啡和可乐定镇痛的协同作用
2.2 i.t纳洛酮或酚妥拉明 16只大鼠平分为2组，分别i.t纳洛酮20μg(N)或酚妥拉明30μg(P),%MPE分别为0.1%±3.0%和-1.3%±3.1%(P>0.05)。图2。
2.3 i.t纳洛酮和吗啡或可乐定 24只大鼠均分为3组，分别i.t生理盐水10μl作为预处理，10min后再注入10μl(NS);先注生理盐水10μl,10min后再注吗啡6μg(NS+M);i.t纳洛酮20μg,10min后再注吗啡6μg(N+M)。每隔10～20min测痛阈1次，全程120min。图2、3示NS组120min内痛阈无显著变化。NS+M组痛阈明显升高，给药后20～40min更明显，30min出现最高痛阈值达61.5%±14.2%，和NS组相比，差别非常显著(P<0.01)。N+M组i.t纳洛酮明显逆转吗啡的镇痛效应，最高痛阈值仅为20.9%±7.1%，与NS+M组相比，差异非常显著(P<0.01)。9只大鼠i.t纳洛酮20μg后10min,再注可乐定80μg(N+C),%MPE为72.2%±13.6%，与生理盐水预处理后注可乐定80μg(C),%MPE为78.9%±15.5%作比较，差别不显著(P>0.05)(图2)。
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图2 i.t纳洛酮、酚妥拉明预处理对吗啡或可乐定镇痛作用的影响(NS生理盐水，N，纳洛酮，酚妥拉明，C可乐定，M吗啡)
图3 i.t纳洛酮对吗啡镇痛作用的影响
2.4 i.t酚妥拉明和吗啡或可乐定 16只大鼠平分为两组，分别i.t生理盐水10μl,5min后注吗啡6μg(NS+M)或先以酚妥拉明30μg预处理，5min后注吗啡6μg(P+M)。NS+M组%MPE为62.5%±13.6%，P+M组为44.9%±14.1%，两组有显著的差别(P<0.01)(图2)。大鼠(P+C组，n=9)i.t可乐定80μg前5min，先注入酚妥拉明30μg,%MPE为34.9%±10.7%，和NS+C组(n=9)先以生理盐水预处理，而后再注等量的可乐定，%MPE为78.9%±15.5%作比较，差别显著(P<0.01)。
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2.5 吗啡耐药大鼠i.t吗啡和可乐定的镇痛作用 24只大鼠随机平分为4组，蛛网膜下腔置管后，按附表的设计进行实验。记录第1d和第9d注药后%MPE的变化(见图4)。可见组1，3对i.t吗啡15μg和可乐安40μg的镇痛效应无明显影响(P>0.05)；组2、4为产生吗啡耐药性的大鼠，i.t 15μg吗啡的镇痛作用明显减弱(P<0.05)，但对可乐定的镇痛效应无明显影响(P>0.05)。
附表 蛛网膜下腔注射吗啡耐药试验
n
第1d(试验)
第2～8d(预处理)
第9d(试验)
1组
6
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i.t吗啡15μg
i.t N.S 10μl Bid
i.t 吗啡 15μg
2组
6
i.t吗啡15μg
i.t 吗啡 30μg Bid
i.t 吗啡 15μg
3组
6
i.t可乐定40μg
i.t N.S 10μl Bid
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i.t 可乐定 40μg
4组
6
i.t可乐定40μg
i.t 吗啡 30μg Bid
i.t 可乐定 40μg
图4 i.t吗啡耐药大鼠对i.t吗啡或可乐定镇痛效应的影响(*P<0.01)
3 讨论
椎管内注射阿片类药，在人体和动物均证实有明显的镇痛作用，其程度随药物剂量的增加而递增[1，2，5]。大鼠先i.t纳洛酮20μg,明显逆转中剂量吗啡同一途径注射产生的镇痛作用，而同等剂量的纳洛酮则不能逆转可乐定的镇痛作用，此足以说明阿片类药作用于脊髓阿片受体产生镇痛作用，而可乐定的镇痛作用和脊髓阿片受体无关。以下事实支持我们的观点：(1)全身用纳洛酮对i.t去甲肾上腺素的镇痛作用无影响[6]；(2)纳洛酮和Naltrexone都不改变去甲肾上腺素所致脊髓后角神经元伤害性放电的抑制；(3)对i.t吗啡产生耐受的大鼠不改变可乐定的镇痛作用。
, 百拇医药
单胺类神经元起自延髓和桥脑神经核，支配脊髓后角神经，调制脊髓伤害性神经冲动的传递。药理学和电生理研究均表明，电刺激和化学刺激(微量注射吗啡和谷胺酸)延髓和桥脑部分神经核团，能抑制伤害性刺激引致的后角神经元激活，产生明显的镇痛作用[7]。如果先使脊髓内去甲肾上腺素耗尽或以α受体拮抗药预处理，均能减弱上述核团引起的镇痛作用。表明脊髓上中枢的镇痛作用是通过脊髓去甲肾上腺素神经递质完成的[8]。本实验中i.t可乐定后，产生与剂量相关的镇痛作用，这一作用能被α受体阻滞药酚妥拉明逆转，而纳洛酮对其无明显作用，提示i.t可乐定的镇痛作用是通过脊髓α受体而不是阿片受体完成的。
反复多次应用阿片类药后，在人和动物都能产生耐药性。大鼠i.t连续注射较小剂量吗啡后3d即产生明显的耐药性，较大剂量则在4～5d产生明显的耐药性，及至第7d耐药性非常明显，其可能机制是，蛛网膜下腔反复注射吗啡后，使脊髓后角神经细胞膜与阿片类药结合的阿片受体总量减少，或阿片受体功能下调，使耐药后阿片类药物的镇痛效能较耐药前等剂量阿片类药物的效能减弱。此时i.t可乐定，仍有明显的镇痛作用，提示吗啡耐药动物对可乐定镇痛无明显影响。
, 百拇医药
本研究结果表明，i.t阿片类药和可乐定均有明显的镇痛作用。酚妥拉明预处理能减弱可乐定和吗啡的镇痛作用。纳洛酮只逆转吗啡的镇痛作用而对可乐定无影响。对吗啡产生耐药性的大鼠，i.t可乐定仍有镇痛作用。可乐定和吗啡合用镇痛作用是协同增效而非相加。因此，我们设想，在脊髓水平注入吗啡，作用于阿片受体，再激活中间神经元，释放单胺类递质，作用于α受体而发挥镇痛作用；可乐定则直接作用于α受体而发挥作用。尚待进一步实验证实。
参考文献
1，杨建平，蒋 豪，吴 珏.硬膜外吗啡或可乐定缓解晚期癌症的恶痛.临床麻醉学杂志，1992，8∶113
2，沈 健，杨建平.硬膜外吗啡和可乐定镇痛的随机双盲对照研究.苏州医学院学报，2000，20∶252
3，杨建平，蒋 豪，吴 珏.大鼠蛛网膜下腔埋管并长期留置操作的改进.中华麻醉学杂志，1993，13(2)∶110
, 百拇医药
4，杨建平，嵇富海.大鼠辐射热甩尾试验在吗啡镇痛实验研究中的应用.苏州医学院学报，1999，19∶880
5，Hao JX,Xu IS,Xu XJ,et al.Effects of intrathecal morphine,clonidine and baclofen on allodynia after partial sciatic injury in the rat.Acta Anaesthesiol Scand,1999,43∶1027
6，Reddy SVR.Spinal cord pharmacology of adrenergic agonist-mediated antinociception.J Pharmacol Exp Ther,1980,213∶525
7，Loomis CW.Monoamine and opioid interactions in spinal analgesia and tolerance.Pharmacology Biochemistry & Behavior,1987,26∶445
8，Pang IH,Vasko MR.Effect of depletion of spinal cord norepinephrine on morphine-induced antinociception.Brain Res,1986,371∶171
2000年7月4日收稿, 百拇医药
单位：苏州大学附属第一医院麻醉科，苏州，215006
关键词：蛛网膜下腔注射；镇痛；吗啡；可乐定
苏州医学院学报000908 摘要 目的 研究大鼠脊髓部位吗啡和可乐定镇痛机理及相互关系。方法 大鼠蛛网膜下腔埋管，以甩尾法测痛。结果 蛛网膜下腔注射(i.t)吗啡和可乐定，其甩尾潜伏期随药物剂量的增加而延长；i.t吗啡和可乐定其镇痛作用呈协同；i.t酚妥拉明能减弱吗啡和可乐定的抗伤害性刺激作用；但纳洛酮仅抑制吗啡的抗伤害性刺激作用，对可乐定的镇痛作用无明显影响；i.t吗啡耐药大鼠对i.t可乐定的镇痛作用无明显影响。结论 脊髓部位阿片类药产生的抗伤害性刺激作用有赖于α2受体的参与，但脊髓α2受体激动药产生的抗伤害性刺激作用与阿片受体无关。
中图法分类号 R614.1；R971.2
, http://www.100md.com
Studies in Rats on the Analgesic Mechanisms Associated with Intrathecal Actions of Morphine and Clonidine
Yang Jianping
(Department of Anesthesiology,The First Hospital Affiliated to Suzhou University,Suzhou,215006)
Abstract Objective To study the analgesic mechanisms associated with intrathecal actions of morphine and clonidine in rats.Method Rats were implanted with chronic catheters constructed from PE-10 polyethylene tubing.The tip of each catheter rested at the rostral face of the lumber enlargement in the spinal subarachnoid space.The tail flick consisted of laying the rat's tail across a slit under which was a focused projection bulb.The response measure was the time between the light being switched on and the tail being briskly moved from the slit.Results After intrathecal injection of morphine and clonidine produced a dose-dependent analgesia;small dose of intrathecal clonidine potentiated the analgesic efficiency of morphine;the intrathecal administration of phentolamine attenuated the antinociceptive effect both of clonidine and morphine,while naloxone attenuated only response of the morphine;in i.t morphine tolerant rats,intrathecal morphine reduced its original analgesic efficiency,whereas clonidine at the mean time retained its full analgesic potency without any change.Conclusions Apparently α2-adrenergic receptor agonists mediated antinociceptive action independently without opioid receptor mechanism involved;in the spinal level of rat,α2-receptor mechanism may play a different way as those opioids.
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Key words intrathecal injection;analgesia;morphine;clonidine
椎管内注射吗啡和可乐定有明显的镇痛作用，且镇痛效应随剂量的增加而递增。目前椎管内注射吗啡和可乐定已用于解除晚期癌症的恶痛和缓解手术后伤口痛[1，2]。本文以大鼠脊髓蛛网膜下腔注射(i.t)的方法，研究在脊髓水平吗啡和可乐定的镇痛作用机理及两者可能的相互关系，为临床安全使用此两药提供参考。
1 材料和方法
1.1 动物模型和测痛方法 大鼠体重200～250g，雌雄兼有。氟烷全麻下按我们以往介绍的方法行脊髓蛛网膜下腔置管[3]，24h后进行实验。实验时将大鼠置于特制的圆筒形固定器内，以大鼠甩尾法测痛[4]，控制基础痛阈4～5.5s,为防止光照过度以致鼠尾皮肤灼伤，每次光照时间不超过15s。
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1.2 数据处理 i.t药物均以生理盐水配制，注射量为10μl,45s内注完，随后以5μl生理盐水冲洗导管内残存药物。以大鼠甩尾出现潜伏期(rail-flick latency TFL)长短作为测痛依据，单位精确到0.1s。镇痛程度依据镇痛效应改变百分比(%APC)或最大可能镇痛效应改变百分比(%MPE)表达，计算公式如下：
全部数据均以平均数加减标准差(
±s)表示，同组数据前后比较用t检验。组间互差用方差分析检验。全部统计均在Excel2000软件上完成。2 结果
2.1 i.t吗啡和可乐定 24只大鼠随机平分为3组，分别i.t吗啡2μg/只(M)，可乐定5μg/只(C)和i.t吗啡2μg/只加可乐定5μg/只(M+C)，注药后120min，每10min测痛1次，其%APC的变化如图1所示，可见i.t吗啡和可乐定镇痛有协同作用。
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图1 i.t吗啡和可乐定镇痛的协同作用
2.2 i.t纳洛酮或酚妥拉明 16只大鼠平分为2组，分别i.t纳洛酮20μg(N)或酚妥拉明30μg(P),%MPE分别为0.1%±3.0%和-1.3%±3.1%(P>0.05)。图2。
2.3 i.t纳洛酮和吗啡或可乐定 24只大鼠均分为3组，分别i.t生理盐水10μl作为预处理，10min后再注入10μl(NS);先注生理盐水10μl,10min后再注吗啡6μg(NS+M);i.t纳洛酮20μg,10min后再注吗啡6μg(N+M)。每隔10～20min测痛阈1次，全程120min。图2、3示NS组120min内痛阈无显著变化。NS+M组痛阈明显升高，给药后20～40min更明显，30min出现最高痛阈值达61.5%±14.2%，和NS组相比，差别非常显著(P<0.01)。N+M组i.t纳洛酮明显逆转吗啡的镇痛效应，最高痛阈值仅为20.9%±7.1%，与NS+M组相比，差异非常显著(P<0.01)。9只大鼠i.t纳洛酮20μg后10min,再注可乐定80μg(N+C),%MPE为72.2%±13.6%，与生理盐水预处理后注可乐定80μg(C),%MPE为78.9%±15.5%作比较，差别不显著(P>0.05)(图2)。
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图2 i.t纳洛酮、酚妥拉明预处理对吗啡或可乐定镇痛作用的影响(NS生理盐水，N，纳洛酮，酚妥拉明，C可乐定，M吗啡)
图3 i.t纳洛酮对吗啡镇痛作用的影响
2.4 i.t酚妥拉明和吗啡或可乐定 16只大鼠平分为两组，分别i.t生理盐水10μl,5min后注吗啡6μg(NS+M)或先以酚妥拉明30μg预处理，5min后注吗啡6μg(P+M)。NS+M组%MPE为62.5%±13.6%，P+M组为44.9%±14.1%，两组有显著的差别(P<0.01)(图2)。大鼠(P+C组，n=9)i.t可乐定80μg前5min，先注入酚妥拉明30μg,%MPE为34.9%±10.7%，和NS+C组(n=9)先以生理盐水预处理，而后再注等量的可乐定，%MPE为78.9%±15.5%作比较，差别显著(P<0.01)。
, http://www.100md.com
2.5 吗啡耐药大鼠i.t吗啡和可乐定的镇痛作用 24只大鼠随机平分为4组，蛛网膜下腔置管后，按附表的设计进行实验。记录第1d和第9d注药后%MPE的变化(见图4)。可见组1，3对i.t吗啡15μg和可乐安40μg的镇痛效应无明显影响(P>0.05)；组2、4为产生吗啡耐药性的大鼠，i.t 15μg吗啡的镇痛作用明显减弱(P<0.05)，但对可乐定的镇痛效应无明显影响(P>0.05)。
附表 蛛网膜下腔注射吗啡耐药试验
n
第1d(试验)
第2～8d(预处理)
第9d(试验)
1组
6
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i.t吗啡15μg
i.t N.S 10μl Bid
i.t 吗啡 15μg
2组
6
i.t吗啡15μg
i.t 吗啡 30μg Bid
i.t 吗啡 15μg
3组
6
i.t可乐定40μg
i.t N.S 10μl Bid
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i.t 可乐定 40μg
4组
6
i.t可乐定40μg
i.t 吗啡 30μg Bid
i.t 可乐定 40μg
图4 i.t吗啡耐药大鼠对i.t吗啡或可乐定镇痛效应的影响(*P<0.01)
3 讨论
椎管内注射阿片类药，在人体和动物均证实有明显的镇痛作用，其程度随药物剂量的增加而递增[1，2，5]。大鼠先i.t纳洛酮20μg,明显逆转中剂量吗啡同一途径注射产生的镇痛作用，而同等剂量的纳洛酮则不能逆转可乐定的镇痛作用，此足以说明阿片类药作用于脊髓阿片受体产生镇痛作用，而可乐定的镇痛作用和脊髓阿片受体无关。以下事实支持我们的观点：(1)全身用纳洛酮对i.t去甲肾上腺素的镇痛作用无影响[6]；(2)纳洛酮和Naltrexone都不改变去甲肾上腺素所致脊髓后角神经元伤害性放电的抑制；(3)对i.t吗啡产生耐受的大鼠不改变可乐定的镇痛作用。
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单胺类神经元起自延髓和桥脑神经核，支配脊髓后角神经，调制脊髓伤害性神经冲动的传递。药理学和电生理研究均表明，电刺激和化学刺激(微量注射吗啡和谷胺酸)延髓和桥脑部分神经核团，能抑制伤害性刺激引致的后角神经元激活，产生明显的镇痛作用[7]。如果先使脊髓内去甲肾上腺素耗尽或以α受体拮抗药预处理，均能减弱上述核团引起的镇痛作用。表明脊髓上中枢的镇痛作用是通过脊髓去甲肾上腺素神经递质完成的[8]。本实验中i.t可乐定后，产生与剂量相关的镇痛作用，这一作用能被α受体阻滞药酚妥拉明逆转，而纳洛酮对其无明显作用，提示i.t可乐定的镇痛作用是通过脊髓α受体而不是阿片受体完成的。
反复多次应用阿片类药后，在人和动物都能产生耐药性。大鼠i.t连续注射较小剂量吗啡后3d即产生明显的耐药性，较大剂量则在4～5d产生明显的耐药性，及至第7d耐药性非常明显，其可能机制是，蛛网膜下腔反复注射吗啡后，使脊髓后角神经细胞膜与阿片类药结合的阿片受体总量减少，或阿片受体功能下调，使耐药后阿片类药物的镇痛效能较耐药前等剂量阿片类药物的效能减弱。此时i.t可乐定，仍有明显的镇痛作用，提示吗啡耐药动物对可乐定镇痛无明显影响。
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本研究结果表明，i.t阿片类药和可乐定均有明显的镇痛作用。酚妥拉明预处理能减弱可乐定和吗啡的镇痛作用。纳洛酮只逆转吗啡的镇痛作用而对可乐定无影响。对吗啡产生耐药性的大鼠，i.t可乐定仍有镇痛作用。可乐定和吗啡合用镇痛作用是协同增效而非相加。因此，我们设想，在脊髓水平注入吗啡，作用于阿片受体，再激活中间神经元，释放单胺类递质，作用于α受体而发挥镇痛作用；可乐定则直接作用于α受体而发挥作用。尚待进一步实验证实。
参考文献
1，杨建平，蒋 豪，吴 珏.硬膜外吗啡或可乐定缓解晚期癌症的恶痛.临床麻醉学杂志，1992，8∶113
2，沈 健，杨建平.硬膜外吗啡和可乐定镇痛的随机双盲对照研究.苏州医学院学报，2000，20∶252
3，杨建平，蒋 豪，吴 珏.大鼠蛛网膜下腔埋管并长期留置操作的改进.中华麻醉学杂志，1993，13(2)∶110
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4，杨建平，嵇富海.大鼠辐射热甩尾试验在吗啡镇痛实验研究中的应用.苏州医学院学报，1999，19∶880
5，Hao JX,Xu IS,Xu XJ,et al.Effects of intrathecal morphine,clonidine and baclofen on allodynia after partial sciatic injury in the rat.Acta Anaesthesiol Scand,1999,43∶1027
6，Reddy SVR.Spinal cord pharmacology of adrenergic agonist-mediated antinociception.J Pharmacol Exp Ther,1980,213∶525
7，Loomis CW.Monoamine and opioid interactions in spinal analgesia and tolerance.Pharmacology Biochemistry & Behavior,1987,26∶445
8，Pang IH,Vasko MR.Effect of depletion of spinal cord norepinephrine on morphine-induced antinociception.Brain Res,1986,371∶171
2000年7月4日收稿, 百拇医药