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研究背景疼痛是大多数患者手术后痛苦的主要原因。39%-50%经历外科手术的患者会发生术后疼痛,这不仅不利于术后恢复,而且增加了术后并发症的风险,导致患者住院时间延长、住院费用增加、生活质量降低。阿片类药物是术后疼痛的常用镇痛药,然而,镇痛剂量的阿片类药物有许多副作用。因此,寻求新的、有效的多模式镇痛方法已成为临床实践中的一个关键问题。艾司洛尔作为一个短效β1受体阻滞剂,在临床中被广泛用于治疗心血管相关疾病,同时有研究表明艾司洛尔在术中与术后镇痛方面有显著作用,术中及术后应用艾司洛尔可降低患者对镇痛的需求,减少阿片类药物和非甾体抗炎药的使用。研究报道指出五羟色胺(5-HT)及5-HT2B受体参与福尔马林诱导的疼痛调节,但是5-HT及5-HT2B受体在术后切口痛中的作用尚不明确。基于此,本研究拟探讨鞘内注射艾司洛尔在大鼠切口痛模型中的作用及其机制是否与5-HT和5-HT2B受体有关。研究方法与结果第一部分鞘内注射艾司洛尔在大鼠切口痛模型中的镇痛作用方法:实验一:SD大鼠24只,随机分为三组:对照组(Sham组,n=8)、切口痛组(Surgery组,n=8)和艾司洛尔组(Surgery+esmolol组,n=8)。三组均进行鞘内置管,切口痛组和艾司洛尔组置管后第六天构建切口痛模型,第七天艾司洛尔组大鼠鞘内给予艾司洛尔,其他两组鞘内分别给予等量的生理盐水。构建切口痛模型之前测定三组大鼠的基础痛阈,鞘内注射艾司洛尔前后不同时间点分别测量三组大鼠手术侧后足底外侧端的机械缩爪阈值。实验二:SD大鼠16只,随机分为两组:对照组(Sham组,n=8)和实验组(Esmolol组,n=8)。两组均进行鞘内置管,置管后第七天Sham组和Esmolol组鞘内分别注射艾司洛尔和等量生理盐水,观察给药前后不同时间点两组大鼠心率(HR)、血压(MAP)的变化。结果:实验一:切口痛模型建立前,Sham组、Surgery组和Surgery+esmolol组手术侧后足底外侧端的机械缩爪阈值(PMWT)无明显差异(P>0.05),建立切口痛模型后1天,与Sham组相比,Surgery组PMWT明显下降(P<0.001),表明切口痛模型构建成功;Surgery+esmolol组与Surgery组相比,PMWT在鞘内给予艾司洛尔后5min(P<0.001)和10min(P<0.05)显著升高,表明鞘内给予艾司洛尔可缓解大鼠术后切口痛。实验二:Esmolol组与Sham组相比,大鼠HR和MAP均无统计学差异(P>0.05)。第二部分:脊髓5-HT和5-HT2B受体介导艾司洛尔的镇痛作用实验一:5-HT2B受体在切口痛模型大鼠中的作用。方法:SD大鼠32只,随机分为三组:对照组(Sham组,n=8)、切口痛组(Surgery组,n=8)和Surgery+RS127445组(RS127445组,n=16)。三组大鼠均进行鞘内置管,Surgery组和RS127445组在置管后第六天构建切口痛模型,第七天RS127445组大鼠鞘内给予5-HT2B受体拮抗剂—RS127445,其他两组分别给予等量的生理盐水。构建切口痛模型之前测定三组大鼠的基础痛阈,在鞘内注射RS127445前60min、给药后60min、120min分别测量三组大鼠手术侧后足底外侧端的机械缩爪阈值。测定完成后分离取出脊髓腰膨大组织,通过蛋白质印迹法(Western blot)分别检测Sham组,Surgery组和RS127445组给药后60min及120min时大鼠脊髓腰膨大中5-HT2B受体的表达情况。结果:切口痛模型建立前,Sham组、Surgery组和RS127445组手术侧后足底外侧端的机械缩爪阈值(PMWT)无显著差异(P>0.05),构建切口痛模型后1天,与Sham组相比,Surgery组PMWT明显下降(P<0.001),表明切口痛模型构建成功;RS127445组与Surgery组相比,PMWT在鞘内给予5-HT2B受体的拮抗剂RS127445后60min时显著升高(P<0.001),表明鞘内给予RS127445使切口痛模型大鼠痛阈升高,而在给予RS127445后120min其机械缩爪阈值未见明显改变(P>0.05)。Western blot结果显示:与Sham组相比,Surgery组大鼠脊髓腰膨大处5-HT2B受体表达增加(P<0.05);与Surgery组相比,鞘内给予RS127445 60min后大鼠脊髓腰膨大处5-HT2B受体表达显著降低(P<0.05);以上结果表明,术后切口痛上调脊髓腰膨大处5-HT2B受体的表达,而鞘内注射RS127445下调切口痛模型大鼠脊髓腰膨大处5-HT2B受体的表达。实验二:鞘内注射艾司洛尔对切口痛模型大鼠脊髓中5-HT和5-HT2B受体表达的影响。方法:SD大鼠24只,随机分为三组:对照组(Sham组,n=8)、切口痛组(Surgery组,n=8)、艾司洛尔组(Surgery+esmolol组,n=8)。三组均进行鞘内置管,切口痛组和艾司洛尔组置管后第六天构建切口痛模型,第七天艾司洛尔组大鼠鞘内给予艾司洛尔,其他两组分别给予等量的生理盐水。给药后5min迅速分离取出脊髓腰膨大,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)、蛋白质印记法(Western blot)和免疫组化(IHC)检测其中5-HT和5-HT2B受体的表达情况。结果:ELISA结果显示,与对照组相比,切口痛组大鼠脊髓腰膨大中5-HT含量增加(P<0.05),表明术后切口痛会导致脊髓中5-HT释放增加。而与切口痛组相比,艾司洛尔组大鼠脊髓腰膨大处5-HT的含量减少(P<0.001),表明鞘内注射艾司洛尔可以降低脊髓腰膨大处5-HT的释放。Western blot和IHC结果均显示:切口痛组大鼠较对照组脊髓腰膨大中5-HT2B受体表达增加,表明术后切口痛导致脊髓中5-HT2B受体表达增加。而艾司洛尔组较切口痛组大鼠脊髓腰膨大中5-HT2B受体的表达减少,表明鞘内注射艾司洛尔可以减少脊髓中5-HT2B受体的表达。主要研究结果(1)鞘内注射艾司洛尔可缓解大鼠术后切口痛,且鞘内注射镇痛剂量的艾司洛尔对其血流动力学无显著影响(如MAP和HR);(2)鞘内注射艾司洛尔后,在5min和10min时检测到抗伤害作用,5min时达到最大效应;(3)5-HT2B受体在脊髓中起着介导疼痛的作用;(4)术后切口痛可诱导脊髓5-HT释放以及5-HT2B受体表达增加;(5)鞘内注射艾司洛尔后,脊髓中5-HT释放减少和5-HT2B受体表达下调。主要结论鞘内注射艾司洛尔可缓解大鼠术后切口痛,其机制可能与抑制脊髓5-HT的释放以及下调5-HT2B受体的表达有关。