鞘内吗啡预处理对心肌缺血后脊髓NGF-TRPV1敏化的抑制作用及机制

目的心血管疾病是造成世界范围内致残和过早死亡的主要原因,且大多数与缺血性心脏病有关。心肌急性缺血后,尽早恢复组织灌注是最有效的治疗措施,然而再灌注本身又会加重心肌损伤,即缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)。瞬时受体电位香草酸亚型1(transient receptor potential vanilloid type 1,TRPV1)是一种非选择性阳离子通道,在伤害性刺激的感知、传递和调节中发挥重要作用。而神经生长因子(nerve growth factor,NGF)与其受体结合后使TRPV1敏化,增加初级传入神经元对伤害性刺激的敏感性。心肌缺血后心脏NGF的表达增多,从而敏化初级传入神经元上的TRPV1受体,增加心脏交感神经活性。交感神经的过度兴奋会增加心肌氧耗、造成心肌氧供和氧需失衡,从而加重心肌损伤。抑制心肌缺血后TRPV1活化诱导的脊髓内神经递质的释放,避免交感神经过度激活,可能有利于心肌保护。已知缺血预处理(ischemic preconditioning,IPC)具有强大的内源性心肌保护作用,可以对抗IRI。本课题组前期研究证实,鞘内吗啡预处理(intrathecal morphine preconditioning,ITMP)能够激活中枢阿片受体,从而模拟IPC产生心肌保护作用。然而,ITMP激活中枢阿片受体后通过怎样的机制对抗心肌缺血再灌注损伤,目前尚未完全阐明。本研究旨在讨论ITMP对心肌缺血后脊髓NGF-TRPV1敏化的抑制作用及机制,从而阐明ITMP对抗IRI的作用机制。方法健康雄性SD大鼠,体重250～350 g,成功建立鞘内置管模型。采用随机数字表法将置管成功的大鼠分为6组(n=9):假手术组(SHAM组)、缺血组(IR组)、缺血预处理组(IPC组)、鞘内吗啡预处理组(ITMP组)、μ受体阻断剂CTOP+ITMP组(CTOP+ITMP组)、CTOP对照组(CTOP组)。除SHAM组只行假手术操作不做其他处理外,其余各组均以结扎冠状动脉左前降支缺血30 min、再灌注120 min的方法制备大鼠心肌缺血再灌注损伤模型。IPC组在心肌缺血30min前,行3个循环的5 min缺血,5 min再灌注预处理。ITMP组于心肌缺血30min前,鞘内注射吗啡(3 ug·kg-1,10 ul),间断5 min,重复3次,每次给药持续5 min;IR组以同样的方式注射生理盐水;CTOP+ITMP组和CTOP组分别于吗啡预处理前10 min和缺血前40 min鞘内注射CTOP(1 ug·ul-1,10 ul)。实验过程中密切观察并记录大鼠的生命体征,记录心律失常的发生率。于再灌注120 min时处死大鼠,取心肌组织,测定梗死区(IS)体积与缺血危险区(ARR)体积,计算IS/ARR比值(n=6);取背根神经节(dorsal root ganglia,DRG),免疫双荧光法检测TRPV1和μ受体在DRG中的共表达(n=3),Western Blot法检测DRG中NGF和TRPV1的表达(n=3);取心肌、DRG和脊髓,免疫组化法检测NGF和TRPV1的表达(n=3)。结果1.ITMP介导的大鼠心肌保护作用:ITMP和IPC均可显著减轻大鼠心脏的再灌注损伤,减少心肌梗死体积和心律失常发生率。在ITMP前鞘内予以μ受体阻断剂CTOP能阻断ITMP的心肌保护作用,提示ITMP通过激活中枢μ受体发挥心肌保护作用。2.ITMP对心肌缺血后大鼠DRG中TRPV1和μ受体共表达的影响ITMP和IPC均能显著降低心肌缺血后DRG中TRPV1表达的升高,增加DRG中μ受体的表达,进而降低心肌缺血后DRG中TRPV1和μ受体的共表达。在ITMP前鞘内予以μ受体阻断剂CTOP能阻断ITMP对TRPV1及TRPV1和μ受体共表达的作用。3.ITMP对心肌缺血后大鼠DRG、脊髓背角和心肌中NGF表达的影响ITMP和IPC均能显著降低心肌缺血后DRG、脊髓背角和心肌中NGF表达的升高,在ITMP前鞘内予以μ受体阻断剂CTOP能阻断ITMP对NGF表达的作用。4.ITMP对心肌缺血后大鼠DRG、脊髓背角和心肌中TRPV1表达的影响ITMP和IPC均能显著降低心肌缺血后DRG、脊髓背角特别是Ⅰ、Ⅱ板层和心肌中TRPV1表达的升高,在ITMP前鞘内予以μ受体阻断剂CTOP能阻断ITMP对TRPV1表达的作用。结论心肌缺血后NGF表达的增加可能使TRPV1的表达升高,敏化TRPV1受体,增加传入神经元对伤害性刺激的敏感性,从而加重心肌损伤;ITMP可能通过激活中枢阿片受体,降低NGF及TRPV1的表达,继而抑制NGF-TRPV1的敏化,减轻伤害性刺激反应,从而对抗心肌缺血再灌注损伤。