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N-乙酰-5-甲氧色胺的镇痛作用及其机制研究

李淑慧

  目的和意义:疼痛是多种疾病的共同病理表现,它不仅可造成患者难以忍受的痛苦和焦虑不安,而且作为一种严重的病理刺激可使机体处在一种过度的应激状态,进而引发一系列重要系统/器官的生命功能障碍。故疼痛治疗的好坏,直接影响患者的康复。然而,目前国内外可用于剧疼(如战创伤)镇痛的药物如吗啡、哌替啶(pethidine,Pt)等麻醉性镇痛药可引起呼吸抑制、颅内压升高、体位性低血压、免疫抑制及成瘾等严重不良反应。若使用不当或被非法滥用,将引发巨大的社会灾难。现代高科技战争条件下,复合伤、多发伤发生率高、病情重,疼痛更为突出,因此有效的疼痛治疗是战伤病员成功救治的一个十分重要的临床难题。战伤救治的现实迫切需要寻找既具有良好镇痛作用,又无成瘾性、呼吸抑制等其它副作用的新型战创伤镇痛救治药物。N-乙酰-5-甲氧色胺(N-acetyl-5-methoxytryptamine,又名褪黑素melatonin,Mel)是机体松果体产生的一种内源性活性物质,已能人工合成。近年研究发现,许多物种包括人类,其血清中Mel水平呈现明显的昼夜节律,而引人注目的是小鼠的基础痛阈与吗啡、Pt的镇痛效应也具有明显的昼夜节律,且与已知的Mel节律基本同步,切除松果体则导致痛阈的昼夜节律大为减弱;临床一些疼痛病人如:腹痛、丛集性头痛、伴有神经原性或特发性疼痛紊乱的慢痛病人以及伴有纤维性肌痛症状的病人等血中及尿中Mel水平明显低于正常健康者。将Mel试用于丛集性头痛(cluster headache, CH)及偏头痛的治疗,取得较好疗效。结合长期服用Mel未见明显不良反应、且具有免疫增强作用等优点,充分显示Mel是一种既具有良好镇痛作用、又无成瘾性、且具有免疫调节作用的新型镇痛物质,如果将其用于战创伤镇痛可能具有广阔前景。中枢敏化的研究一直是神经科学的前沿课题。基于中枢敏化理论的超前镇痛(preemptive analgesia)策略既能达到满意的镇痛效果,又能明显减少镇痛药的用量、降低其毒副反应,是近年刚刚兴起的镇痛研究领域的一个前沿热点。但关于Mel镇痛作用的特点尤其是对重度(锐)疼痛(创伤痛模型)的影响、Mel能否用于超前镇痛及其疗效、与目前临床最常用的吗啡代用品Pt的协同作用、创伤痛时中枢阿片受体亚型mRNA、中枢敏化、Mel受体及Mel合成代谢关键酶芳香烷基胺N-乙酰基转移酶(arylalkylamine N-acetyltransferase,AANAT) mRNA表达的变化规律以及Mel对其影响等一系列问题尚不清楚。本课题旨在对上述临床迫切需要解决的科学问题进行探索性研究,为寻找既具有良好镇痛作用、又无成瘾性等其它副作用的新型镇痛药物提供新的思路,并为战创伤疼痛病员的有效药物治疗提供新的实验和理论依据。研究内容和方法:本课题通过自行建立一种更符合战创伤临床实际的创伤痛大鼠模型和复制55℃热板法疼痛模型及冰乙酸致扭体疼痛模型,分三个部分进行观察和研究:⑴通过观察Mel对轻、重度多种疼痛模型的镇痛作用及超前镇痛策略给药、icv给药对其镇痛作用剂量和强度的影响,以及Mel与Pt联合用药的协同镇痛效应,对Mel的镇痛作用及其特点进行较系统的研究评价,并分析其主要作用部位;⑵首先观察了非特异性阿片受体拮抗剂纳络酮和mt1、MT_2受体拮抗剂luzindole icv给药对Mel镇痛作用的影响,探讨Mel镇痛作用机制与内源性阿片受体系统和Mel自身受体的关系;继之进一步检测了创伤痛大鼠中枢阿片受体亚型mRNA、中枢敏化、mt1和MT_2受体及Mel合成代谢关键酶AANAT mRNA表达的动态变化规律以及Mel对上述指标的影响,以期初步揭示Mel镇痛作用的分子机理;⑶探讨Mel的抗氧化应激作用及其对阿片类镇痛药Pt成瘾性的影响。主要结果和结论:1.在热板及扭体疼痛实验模型上,Mel (30, 60,120mg/kg)均能剂量依赖性地增加小鼠痛阈,且于给药后60min达高峰,持续至120min仍有效,较Pt镇痛作用时间(约90min)更长。 2.将大鼠右下肢体截肢的创伤模型与50℃热水举尾测痛模型有机结合起来复制建立了更接近战创伤临床实际的创伤痛模型。结果发现,大鼠痛阈于创伤后d1开始降低,于d3降低至最低水平,以后逐渐恢复,d7时基本恢复至正常。Mel于伤后立即、d1、d2、d3 ip或icv能剂量依赖性地增加大鼠痛阈,其镇痛作用于给药后40min达高峰,持续至120min仍有效。表明Mel对肢体严重创伤(截肢)造成的剧烈(锐)疼痛也具有良好的镇痛作用。3.Mel( 30mg/kg)或Pt(10mg/kg)超前镇痛策略(preemptive analgesia, PA)给药(PA组,之后给药同治疗组),其增加大鼠痛阈的作用明显强于同剂量单纯治疗组。表明Mel、Pt超前镇痛不仅可达到满意镇痛效果,而且可以明显减少药物用量、降低其毒副反应,在临床尤其是战创伤外科(如术前)具有应用前景,值得进一步研究。4.在上述疼痛模型上,Mel 10mg/kg与麻醉性镇痛药Pt 10mg/kg合用,能明显增高动物痛阈,较Pt 单用(10mg/kg或20mg/kg)组的痛阈明显增高,且镇痛时间延长至120min仍有效。表明Mel在本身无明显镇痛作用的剂量下(10mg/kg) 不仅能明显增加Pt (10mg/kg)的镇痛作用,延长其作用时间;而且可显著减少Pt的用量,降低其副作用。5.Mel (0.25, 0.5, 1.0mg/kg, icv) 能剂量依……