中药治疗偏头痛实验研究动物模型的选择思路
【关键词】 偏头痛；动物模型；中医药疗法
偏头痛为临床常见的特发性头痛,全世界约有2.4亿偏头痛患者[1]。我国偏头痛年发病率20.2/10万,患病率523.9/10万[2]。偏头痛属于中医“头风”、“脑风”、“偏头痛”等范畴,中医药治疗偏头痛积累了大量宝贵的临床实践经验,实验研究也取得了不少成果。然而,由于中药研究的特殊性,要求实验动物模型不但在发病机制方面与疾病本身有相似性,而且要有证候相似性。对于中药治疗偏头痛的实验研究来说,模型选择较为困难。笔者发现,某些偏头痛动物模型的体征及行为表现与有些中医证候有类似之处,提示这些动物模型对特定功效药物的研究有特殊适用性。在此,对治疗偏头痛中药研究中动物模型的选择思路发表几点意见,希望与大家共同探讨。
偏头痛是一种多因素疾病,其发病机制目前尚无定论。继血管源学说后,又有神经源学说、三叉神经-血管源学说。5-羟色胺(5-HT)及其受体、降钙素基因相关肽(CGRP)、P物质(SP)、一氧化氮(NO)、内皮素(ET)等血管活性物质与偏头痛发作有关。目前,偏头痛动物模型主要是基于各种发病假说进行模拟的,国内外实验性偏头痛动物模型的制备方法有多种,不外是用物理、化学或生物致病因素作用于动物,造成动物局部组织、器官或全身性损害,出现某些与人类偏头痛发作时类似的功能、代谢或形态结构方面的病变。主要有以下几种：①基于血管源学说的偏头痛模型主要是皮下注射硝酸甘油所致的血管性偏头痛模型。②基于神经源学说的偏头痛模型包括KCl诱导的大鼠皮层扩散型抑制模型和机械针刺诱导的大鼠模型两种。③基于三叉神经-血管源学说的动物模型有电刺激诱发法和物质诱导法两种,前者包括电刺激大鼠三叉神经节或硬脑膜模型和电刺激猫上矢状窦区所致的神经源性炎症反应偏头痛模型,后者为P物质诱导的偏头痛模型。④利血平化低5-HT小鼠偏头痛模型。⑤其他模型：自体耳动脉血缓慢枕大池注入所致的中国白兔脑血管痉挛模型；电刺激离体猪基底动脉标本引起对河豚毒素敏感的神经介导的血管舒张模型；用放射活性微球测量动脉或静脉吻合支血流的脑膜动-静脉分流模型；离体人脑膜动脉模型；脑动脉平滑肌细胞培养模型；基因表达模型等。目前国内常用的偏头痛模型为前四种。这几种模型从不同角度模拟了偏头痛的病理生理改变,模型动物的体征及行为表现各有特点,其中皮下注射硝酸甘油所致的大鼠偏头痛模型和利血平化低5-HT伴局部脑血管痉挛小鼠偏头痛模型的体征和行为表现与某些中医证候相似。
1 皮下注射硝酸甘油所致的大鼠偏头痛模型
1.1 模型原理
临床上发现,心绞痛患者应用0.3～0.4 mg硝酸甘油后, 5O%以上患者可出现偏头痛样头痛[3]。持续静脉注射硝酸甘油可引起健康人剂量依赖性的反复发作性头痛,而机体其它任何部位无疼痛。硝酸甘油在体内生成N0,一方面大量N0可使脑血管过度扩张,并造成无菌性炎症；另一方面,NO具有神经毒性作用,可激发三叉神经-血管反射,诱发实验性偏头痛。疼痛刺激激活了谷氨酸-NMDA受体或其他受体,进一步激活神经元第二信使,诱导中枢神经系统内c-fos、c-jun基因表达异常增强。c-fos、c-jun作为即早基因,已被广泛用作神经元激活标记物。
1.2 造模方法[4-5]
SD 大鼠,雌雄各半,体重(300±30)g。皮下注射硝酸甘油注射液10 mg/kg。
1.3 模型特点及应用
注射硝酸甘油后3～30 min左右,动物出现双耳发红、前肢频繁搔头、爬笼次数增多、烦躁不安现象,此现象持续约3 h,继而出现蜷卧,活动减少状态。该模型以血管学说为基础,模型症状表现及病理变化与人类偏头痛发作有一定的相似性,而且具有动物易于获得、经济、简便、相似性好、适用性强等特点。模型大鼠出现耳红、前肢频繁搔头、爬笼次数增多、烦躁不安现象,与偏头痛肝阳上亢证、风火上扰证类似。研究以平肝、清热、熄风、潜阳立法的中药,选用这种模型较为合适。任氏等[6]研究了头风饮(川芎、天麻)对硝酸甘油型实验性偏头痛大鼠的作用,结果表明,头风饮能显著抑制偏头痛大鼠脑干、下丘脑增强的c-fos、c-jun基因表达。头风胶囊(川芎、天麻)[7]能明显降低硝酸甘油所致的大鼠偏头痛模型血中CGRP和组织胺(His)的含量,并能明显升高大鼠血中ET的含量。
2 利血平化低5-HT伴局部脑血管痉挛的小鼠偏头痛模型
2.1 造模机制
临床研究发现,偏头痛患者发病先兆期外周血5-HT升高,引起血管收缩；发病高峰时5-HT降低,并伴有血管过度扩张。这种5-HT含量的变化是偏头痛发作的直接原因。单胺类递质耗竭剂利血平能够耗竭体内5-HT,从而诱发偏头痛。已知偏头痛发作期因局部小血管收缩而造成脑内代谢产物堆积,炎性物质(如前列腺素、组织胺等)增多,从而加重头痛,颅内局部注射血凝块可以诱发脑血管痉挛。将上述两种方法结合起来就形成了利血平化低5-HT伴局部脑血管痉挛的偏头痛模型。