脂肪乳逆转布比卡因诱导大鼠离体胸主动脉毒性的机制研究

发布时间：2018-08-17 11:51

【摘要】：布比卡因(bupivacaine,BUP)是一种长效酰胺类局麻药,具有麻醉作用时间长,麻醉作用强的特点,在临床上广泛应用于硬膜外麻醉,蛛网膜下腔麻醉,臂丛神经麻醉等。BUP的毒性作用主要表现为中枢神经系统毒性和心血管毒性,其中心血管毒性表现最明显。BUP的心脏毒性主要表现为负性肌力和负性传导作用,如PR间期和QRS间期延长、心动过缓、室性早搏以及室性心动过速,严重时出现室颤甚至心脏骤停。BUP对血管的毒性作用一直存在争议,据报道,BUP低剂量可引起血管收缩,而毒性剂量可引血管舒张从而导致低血压。但是,不同的给药方式给予BUP后,大鼠离体胸主动脉的张力变化以及血管预收缩时BUP引起的血管舒张反应尚无明确结论。此外,BUP对不同收缩剂诱发血管收缩的调节作用尚未见报道。脂肪乳(lipid emulsion,LE)可以治疗BUP引起的毒性作用,但是其机制尚不十分清楚。多数学者认为LE在血浆中形成“脂质相”包裹BUP,从而降低其游离血浆浓度,并促使心肌组织中的BUP向血浆转移,降低其心脏毒性。同时,LE含有机体所必需的脂肪酸,是心脏能量代谢不可缺少的能源物质之一,其本身具有一定的心血管系统活性,可能促进心肌功能的恢复。因此,本研究首先分析了不同给药方式给予BUP对大鼠离体胸主动脉的影响;此外,通过不同的收缩剂对大鼠胸主动脉预收缩后,分析BUP诱发的血管舒张作用及其机制;探讨BUP对α1受体激动剂苯肾上腺素(phenylephrine,Phe)诱发血管收缩的时间依赖性双向调节作用以及LE对BUP抑制α1受体激动剂诱发血管收缩的逆转作用。我们还分析了BUP对LE以及五羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)诱发血管收缩以及乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)诱发血管舒张的调控作用,进一步阐明BUP的血管毒性作用以及LE救治BUP诱发毒性作用的机制。第一部分布比卡因对大鼠离体胸主动脉张力的调节作用目的:分析BUP累积浓度给药和单浓度给药诱发大鼠胸主动脉收缩反应的特征。通过Phe以及KCl对血管预收缩后,分析BUP诱发大鼠胸主动脉的舒张作用及其机制。方法:制备大鼠离体胸主动脉血管环,记录药物诱发的血管收缩反应以及舒张反应。结果：1 BUP单浓度给药或累积浓度给药时大鼠离体胸主动脉的收缩反应两种给药方式下,10~300μmol/L浓度范围内BUP均可诱发浓度依赖性血管收缩反应,最大收缩反应分别为24.9±5.75%和20.7±4.40%,二者间无统计学差异(P0.05)。随着BUP浓度进一步升高,血管收缩反应明显降低,累积浓度给药的降低程度显著大于单浓度给药,500μmol/L浓度时BUP单浓度和累积给药诱发的收缩反应分别为15.0±5.40%和6.4±10.34%(P0.01)。BUP单浓度给药(10、30、100、300、400和500μmol/L)以及累积浓度给药结束后,高钾(60 mmol/L)诱发的收缩反应分别为:2.44±0.27 g、2.31±0.28 g、2.29±0.53 g、2.40±0.35 g、2.33±0.46 g、2.63±0.18 g以及2.20±0.09 g;统计学分析未见组间显著性差异(P0.05)。2 BUP三次累积浓度给药时大鼠离体胸主动脉的收缩反应采用累积浓度给药法,重复三次给予BUP时,第二次和第三次累积浓度给药诱发的血管收缩反应显著低于首次给药诱发的收缩反应(P0.05和P0.01)。第二次和第三次累积浓度给予300μmol/L浓度BUP诱发的收缩反应分别为0.35±0.15 g和0.20±0.12 g,显著小于首次给药的收缩反应0.48±0.17 g(P0.01);其中第三次给药的收缩反应亦显著低于第二次给药(P0.01)。实验结束前,60 mmol/L浓度KCl诱发的收缩反应为1.50±0.19 g,该反应显著低于上述BUP单浓度给药或单次累积给药实验中高钾诱发的血管收缩反应(P0.01)。第二部分布比卡因对α1受体激动剂诱导血管收缩的双向调节以及脂肪乳的逆转作用目的:研究BUP对大鼠离体胸主动脉α1受体介导血管收缩的时间依赖性调节作用。如果BUP抑制α1受体介导血管收缩,我们进一步考察LE是否能够逆转BUP的血管抑制作用。此外,我们还研究了BUP对5-HT介导血管收缩反应的调节作用。方法:制备大鼠离体胸主动脉血管环,记录药物诱发的血管收缩反应以及舒张反应。结果：1 BUP预处理20 min对Phe诱发血管收缩及ACh诱发血管舒张反应的影响BUP五个剂量组(3、10、30、100和300μmol/L)标本在给予BUP前,Phe(0.0001~30μmol/L)诱发的收缩反应以及ACh(0.0001~3μmol/L)诱发的舒张反应,与溶媒对照组相比均无显著性差异(P0.05)。给予3、10和30μmol/L浓度BUP孵育20 min后,Phe诱导的血管收缩反应与溶媒对照组相比显著增强(P0.01),其中30μmol/L BUP的增强作用显著强于3μmol/L BUP(P0.01)。与溶媒对照组相比,高浓度BUP(300μmol/L)则显著抑制Phe诱导的血管收缩反应(P0.01)。BUP处理组标本经反复冲洗后,Phe诱发的收缩反应均显著低于溶媒对照组(P0.01)。此外,与溶媒对照组相比,各浓度BUP(3、10、30、100和300μmol/L)均显著抑制ACh诱导的血管舒张反应(P0.01),其中30、100和300μmol/L浓度BUP的抑制作用显著强于3μmol/L(P0.01)。2 BUP预处理40 min对Phe诱发血管收缩及ACh诱发血管舒张反应的影响BUP四个剂量组(1、3、10和300μmol/L)标本在给予BUP前,Phe(0.0001~30μmol/L)诱发的收缩反应以及ACh(0.0001~3μmol/L)诱发的舒张反应,与溶媒对照组相比均无显著性差异(P0.05)。3~300μmol/L浓度BUP分别与标本孵育40 min后,Phe诱发的血管收缩反应显著低于溶媒对照组(P0.01),BUP的抑制作用呈浓度依赖性。10和300μmol/L BUP给药组标本经反复冲洗后,BUP的抑制作用仍然存在并进一步增强。此外,与溶媒对照组相比,3、10和300μmol/L浓度BUP均显著抑制ACh诱导的血管舒张反应(P0.01),其中10和300μmol/L浓度BUP的抑制作用显著强于3μmol/L(P0.01)。3 LE对BUP诱发血管毒性的逆转作用在NS+BUP组、LE组和LE+BUP组血管标本,Phe(0.0001~30μmol/L)产生的首轮浓度-收缩反应曲线,与NS组相比未见统计学差异(P0.05)。四组标本第二次暴露于Phe时,与NS组相比,LE组的收缩反应显著增强,30μmol/L浓度Phe诱发的收缩反应增强了23%(P0.01)。与NS组相比,NS+BUP组的收缩反应显著降低,30μmol/L浓度Phe诱发的收缩反应降低了21%(P0.01);LE预处理条件下(LE+BUP组)可使30μmol/L Phe诱发的血管收缩反应恢复至NS组水平(P0.05)。LE增强Phe收缩血管的效应可因标本反复冲洗而消失。NS组和NS+BUP组标本上,ACh(0.0001~3μmol/L)产生的首轮浓度-舒张反应曲线相同(P0.05);在LE组和LE+BUP组血管标本,ACh产生的首轮浓度-舒张反应曲线显著弱于NS组(P0.01),但是两组的抑制程度相同。四组标本第二次暴露于ACh时,与NS组相比,LE组和NS+BUP组ACh诱导的舒张反应显著降低(P0.01),且后者的抑制程度显著强于前者(P0.05)。与NS+BUP组相比,LE+BUP组标本上ACh诱导的舒张反应进一步显著降低(P0.01)。4不同浓度LE对Phe诱发血管收缩及ACh诱发血管舒张反应的影响与NS组相比,当标本暴露LE(0.2%~0.6%)5 min后,Phe诱导的浓度-收缩反应曲线无显著变化(P0.05)。0.8%浓度的LE可使Phe的-Log EC50值由NS组的(7.32±0.17)显著升高至(7.74±0.24)(P0.01),但是Phe的Emax无显著变化(P0.05)。五组标本第二次暴露于Phe时,与NS组相比,0.2%~0.8%浓度的LE不仅使Phe诱导血管收缩的Emax显著增强(P0.01),亦使其-Log EC50值显著增大(P0.01)。与0.2%浓度的LE相比,0.6%和0.8%浓度的LE尚可使Phe的-Log EC50值进一步显著增大(P0.05,P0.01)。与NS组相比,当标本暴露于LE(0.2%~0.8%)5 min后,ACh(0.0001~3μmol/L)诱导的舒张反应均显著降低(P0.01),其中0.8%浓度LE降低ACh诱发舒张反应的程度显著强于0.2%的LE(P0.01)。在LE持续存在下,5组标本第二次暴露于ACh时,0.2%、0.4%和0.6%浓度的LE抑制ACh(3μmol/L)诱发舒张反应的作用由暴露于LE 5 min时的70.57±6.22%、62.70±6.82%和67.38±7.27%分别进一步减弱至51.99±6.10%、44.57±6.30%和45.47±4.70%。5育亨宾及普萘洛尔对Phe诱发血管收缩反应的影响给予育亨宾(0.3μmol/L)以及普萘洛尔(1μmol/L)前,两组间Phe诱导的浓度-收缩反应曲线无显著差异(P0.05);应用育亨宾和普萘洛尔阻断α2受体和β受体后,两组间Phe诱导的浓度-收缩反应曲线亦无显著差异(P0.05)。6 BUP预处理40 min对5-HT诱发血管收缩反应的影响BUP(10μmol/L)组和溶媒对照组标本Phe(0.0001~30μmol/L)诱发的收缩反应相比,未见显著性差异(P0.05)。BUP(10μmol/L)组给予BUP前,5-HT(0.1~300μmol/L)诱发的收缩反应与溶媒对照组相比均无显著性差异(P0.05)。给予10μmol/L浓度BUP孵育40 min后,5-HT诱导的血管收缩反应与溶媒对照组相比同样无显著性差异(P0.05)。第三部分脂肪乳剂对大鼠离体胸主动脉收缩的调节作用目的:对比LE长时间孵育后对α1受体激动剂Phe以及5-HT诱导内皮完整以及去内皮大鼠胸主动脉收缩反应的增强作用。方法:制备大鼠离体胸主动脉血管环,记录药物诱发的血管收缩反应。结果:在LE给予之前,建立第一轮Phe(0.0001~30μmol/L)诱发血管收缩的累积浓度-反应曲线。Endothelium-intact+NS组和Endothelium-intact+LE组相比无显著性差异(P0.05),Endothelium-denuded+NS组和Endothelium-denuded+LE组相比同样无显著性差异(P0.05)。比较Endothelium-intact+NS组和Endothelium-denuded+NS组以及Endothelium-intact+LE和Endothelium-denuded+LE组,去除内皮组Phe诱发的血管收缩反应明显高于内皮完整组,同时,Phe诱发血管收缩曲线的Emax和-Log EC50同样明显增大(P0.01)。0.4%浓度的LE长时间孵育后,建立第二轮Phe(0.0001~30μmol/L)诱发血管收缩的累积浓度-反应曲线。研究发现,Endothelium-intact+LE组Phe诱导的血管收缩反应显著大于Endothelium-intact+NS组(P0.05),其Emax值分别为2.72±0.35和2.23±0.23 g,0.4%LE预处理后,Emax值增加了22%。两组之间-Log EC50分别为6.93±0.30和6.58±0.21 mol/L,具有显著性差异(P0.01)。与Endothelium-denuded+NS组相比,Endothelium-denuded+LE组Phe诱导的血管收缩反应显著增大(P0.05),其Emax值分别为2.53±0.21和2.82±0.22 g,0.4%LE预处理后,Emax值增加了11%。两组之间-Log EC50分别为7.37±0.22和7.07±0.21 mol/L,具有显著性差异(P0.01)。结论：累积给药时,高剂量BUP诱发大鼠离体胸主动脉舒张反应显著强于单剂量给药方式。反复累积给药后,BUP诱发的血管收缩反应明显下降,损伤高钾诱发的血管收缩。离体大鼠胸主动脉预收缩状态下,BUP对不同收缩剂预收缩血管产生不同的舒张作用。对于去内皮血管,BUP引起的血管最大舒张率为:KClPhe。BUP的血管舒张作用主要是通过血管平滑肌介导。离体大鼠胸主动脉暴露于临床浓度的BUP后,α1受体介导的收缩反应呈现早期增强和长期抑制两种效应。临床浓度的BUP长时间接触标本后显著抑制Phe引起的大鼠胸主动脉收缩反应,但不影响5-HT诱导的血管收缩反应。LE长时程暴露可使α1受体激动剂Phe介导血管收缩反应的p D2和Emax显著增大从而逆转BUP的血管抑制作用,这种增强作用在血管内皮完整时更加明显。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R614

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