不同状态下家兔Oddi括约肌肌电活动实验模型的建立

　　[摘 要]目的建立不同状态下家兔Oddi括约肌(sphincter of Oddi, SO)肌电活动实验模型。方法 利用电生理方法记录家兔Oddi括约肌的肌电活动，并建立空腹、进食、药物兴奋和药物抑制等四种状态下Oddi括约肌肌电活动的实验模型。结果空腹状态下家兔SO肌电表现为规律的、单发性的锋电位(spike potentials of SO, SPSO)；禁食18 h后，给予50 ml牛奶，SO肌电表现为规律的、间断的肌电簇(myoelectronic activity of SO, MASO)；静脉注射1 mg吗啡和2 mg新斯的明后，SO肌电活动首先表现为数个长时间、不间断的SPSO组成的肌电串，120～150 min内完全抑制，抑制期过后又恢复单个SPSO；静脉给予山莨菪硷1 mg，SPSO随即消失。结论 成功建立了四种状态下家兔Oddi括约肌肌电活动实验模型。

　　 [关键词]  Oddi括约肌；肌电活动；家兔
 
　　Establishment of rabbit model for the research on myoelectric activities of sphincter of Oddi under different conditions

　　XU Hongmei, LI Hucheng, HU Zhian, ZHAO Hongmei, DONG Jiahong 
　　(Experimental Center, College of Medicine, Third Military Medical University, Chongqing 400038, China)
                                                                                  　　Abstract: Objective To establish rabbit models for the study on myoelectric activities of sphincter of Oddi (SO) under different conditions. Methods Myoelectric activities of SO were recorded by using electrophysiological methods under four different conditions, including fasting for 18 h, feeding, druginduced excitatory state and druginduced inhibitory state. Results Single and regular spike potentials of SO (SPSO) were observed after fasting for 18 h. Regular and discontinuous myoelectronic activity of SO (MASO) was found after intaking 50 ml milk. Longterm and continuous SPSO were immediately observed after intravenous infusion of 1 mg morphine and 2 mg neostigmine, and then the myoelectric activities of SO were significantly blocked in 120-150 min. Finally, the myoelectric activities recovered to the control levels. SPSO disappeared at once after intravenous injection of 1 mg anisodamine. Conclusion Rabbit models for the study on myoelectric activities of SO under different conditions have been established successfully.
                                                                                  　　Keywords: sphincter of Oddi; myoelectric activity; rabbit
                                                                                  　　Oddi括约肌（sphincter of Oddi，SO）位于十二指肠乳头周围，由胆总管括约肌、胰管括约肌以及壶腹部括约肌构成。SO被喻为调节胆汁和胰液流动的“闸门”，同时还有防止十二指肠内容物反流入胰胆系统等功能。多种胆道和胰腺疾病均与SO的功能障碍密切相关。因此，SO运动功能的研究是胰胆系统生理和病理生理领域的重要内容[1]。为了探索SO的运动规律和特点，本实验以家兔为研究对象，记录其SO的肌电活动信号，并建立不同状态下SO肌电活动的实验模型，从电生理的角度进一步探明SO的活动规律。

　　1 材料与方法

　　1.1实验动物及分组
                                                                                  　　健康成年家兔32只，由第三军医大学实验动物中心提供，体质量2.0～3.5 kg，雌雄不限。实验前18 h禁食，实验前4 h 禁水。随机分为4组，每组8只。第一组为空腹组，观察空腹状态下SO肌电活动的特点；第二组为进食组，观察经胃造瘘管注入食物后家兔SO肌电活动的特点；第三组为药物兴奋组，观察通过经典的吗啡—新斯的明激发实验（Nardi test）后家兔SO肌电活动的特点；第四组为药物抑制组，观察阻断乙酰胆碱能神经后家兔SO肌电活动的特点。实验环境温度维持在24～28 ℃，肛温维持35 ℃左右。

　　1.2 实验仪器及实验参数
                                                                                  　　双极金属钩状电极采集到的肌电信号，经SWF1高阻抗微电极放大器放大后，传入RM6240型多通道生理仪，利用计算机胃肠肌电信号采集处理软件系统处理后储存。设定参数为：扫描速度500 ms/div、灵敏度500 μV、时间参数1 s、滤波频率10 Hz。肌电图形最后经高通10 Hz数字滤波处理。用Oddi括约肌肌电簇(myoelectronic activity of SO, MASO)及Oddi括约肌锋电位(spike potentials of SO, SPSO)作为观察指标，分别记录其发生的频率和波幅，每次给药前均在示波状态下做出明显标记。每只动物连续记录120～150 min。

　　1.3 数据分析及统计
                                                                                  　　数据用平均数±标准差(±s)表示，采用SPSS10.0统计软件进行单因素方差分析，P<0.05为相差显著。

　　2 结果

　　2.1  空腹状态下家兔SO肌电活动规律
                                                                                  　　空腹状态下家兔SO肌电表现为规律的、单发性的SPSO，频率在0.2～0.4 Hz范围内，平均为（0.29±0.06）Hz，放电幅度在75～375 μV范围内（图1a）。

　　2.2 进食后家兔SO肌电活动规律
                                                                                  　　禁食18 h后，通过胃造瘘管注入50 ml牛奶，2 min后家兔SO肌电活动表现为规律的、间断的MASO，频率在0.2～0.3 Hz范围，平均为（0.23±0.04）Hz，放电幅度在50～475 μV范围，持续约30 min后，逐渐恢复为空腹状态下的SPSO（图1b）。

　　2.3 药物激发后的家兔SO肌电活动规律
                                                                                  　　静脉注射1 mg吗啡和2 mg新斯的明后，数秒内SO肌电活动表现为数个长时间、不间断的SPSO组成的肌电串，频率3～4 Hz，平均为（3.41±0.92）Hz，最大电位350～625 μV，持续约30～35 min，随后120～150 min内完全抑制，肌电活动基本消失。抑制期过后逐渐恢复单个的SPSO，频率0.2～0.4 Hz，平均为（0.28±0.16）Hz， 最大电位150～300 μV。即表现出兴奋－抑制－恢复的规律（图1c），各期放电频率有显著性差异（P<0.05）。

　　2.4  抑制神经节后胆碱能神经元后SO肌电活动规律
                                                                                  　　空腹组家兔在观察记录30 min后，静脉给予山莨菪硷1 mg，SPSO随即消失，120 min后，SPSO逐渐恢复到空腹状态；胃造瘘管内注入牛奶和Nardi test激发实验前，静脉给予山莨菪硷1 mg，上述肌电活动均不再出现，MASO消失持续120 min后，SPSO逐渐恢复到空腹状态（图1d）。

　　3 讨论
                                                                                  　　由于目前对SO的基本的肌电活动和机械运动的规律的了解仍很肤浅，临床的诊断和治疗基本基于影像学检查和临床经验。而SO肌电活动的研究，在信号采集过程中受到干扰的因素很多，国内外的基础研究开展均较少[2-3]。因此，对于SO功能的研究应该从最基本的问题入手。

　　3.1 实验动物的选择
                                                                                  　　国外有关SO肌电活动的研究基本上采用袋鼠、负鼠、家兔等动物的SO离体实验的方法，研究内容亦局限于某一种药物或递质对SO肌电的影响[4-7]。本实验选择家兔进行在体实验，主要基于以下考虑：①在体实验较离体实验更加接近生理状态，采集到的数据更加接近实际情况，具有较强的科学性。②家兔的十二指肠完全游离，可以比较容易地暴露SO，避免了游离和切开十二指肠壁造成的十二指肠和SO血供的减少及生理状态的改变。③实验需在屏蔽柜内进行，小动物较大动物更易于操作。④由于家兔肠壁较薄，在幽门下1.5 cm处浆膜下可清晰观察到凸出的乳白色乳头部，双极钩状金属电极可以从浆膜层直接置入SO，有效地避免了胆汁、胰液和肠液的干扰，整个实验过程保持了十二指肠的完整性。⑤实验成本较低、动物易于饲养。本文认为家兔是研究SO肌电活动的比较理想的动物。

　　3.2 不同状态下SO肌电活动方式的动物模型的建立
                                                                                  　　研究不同状态下SO肌电活动规律需建立以下四种状态的动物模型：空腹、进食、激发和抑制。基于上述考虑，本实验建立了四种动物模型。①空腹状态：实验前18 h禁食但可自由饮水，实验前4 h禁水。观察空腹状态下SO处于所谓“关闭”状态下的肌电活动特点。②进食状态：于家兔胃体部双重荷包缝合，中间切开，置入输液器前端细导管约3 cm，收紧荷包固定。自胃造瘘管注入50 ml牛奶，观察进食状态下SO处于所谓“收缩”状态下的肌电活动特点。③激发状态：通过吗啡－新斯的明激发实验(Nardi test)后观察家兔SO肌电活动的特点。Nardi test激发实验是已经用于影像学诊断Oddi括约肌运动功能障碍的经典方法。④抑制状态：观察阻断乙酰胆碱能神经后家兔SO肌电活动的特点。由于SO肌电活动是由兴奋性神经元和抑制性神经元互相作用的结果，而兴奋性神经元的主要作用是释放乙酰胆碱致使平滑肌收缩，阻断神经节后胆碱能神经元可使SO处于舒张状态。实验证明，上述四种状态的动物模型可以充分反映出SO肌电活动的基本规律，在此基础上可以对SO肌电活动进行更加深入的研究。

　　3.3 实验条件和参数设定
                                                                                  　　实验需在PBG1型生理实验屏蔽柜内进行，目的是要屏蔽外来电磁波的干扰。同时动物下肢及屏蔽柜接地以排除外界干扰。电极为自制的双极钩状金属电极，制作方法为：将2块有机玻璃打磨成长6 cm、宽08 cm、厚0.5 cm条块，沿纵轴打磨出两条平行凹槽，将2根长12 cm、直径0.035 cm 的不锈钢毫针分别放入两条平行凹槽内，2块有机玻璃间用粘合剂粘连。前端暴露金属电极约5 cm，用于插入机体内测量肌电，无须绝缘。后端暴露约1 cm，用于连接导联。在有机玻璃条块中段拦腰打磨出一凹槽，以备使用丝线悬吊。于毫针尖端0.05 cm处弯曲90°角，使呈钩状，便于电极的固定。
                                                                                  　　SO肌电的采集受许多因素的影响，主要是胃肠活动及呼吸活动的影响。SO肌电变化往往淹没于上述干扰波形之中，使得SO肌电记录面临许多困难。调整电极的方向及悬吊紧张度可有效地减少呼吸活动的影响，电极的方向应尽量与膈肌运动方向一致，角度调整为与地平面成45°～60°角，可以使电极顺应呼吸运动，肌电信号的基线变得平稳。
                                                                                  　　实验参数的调整对SO肌电的采集有着重要意义，其中扫描速度、灵敏度、滤波频率最为重要。扫描速度太快会使波形变异而难以辨认，太慢胃肠活动更显突出而SO肌电被掩盖；灵敏度太低，SO肌电波幅太小，太高基线过粗；滤波频率太低，胃肠活动及呼吸活动难以滤掉，太高则将SO肌电滤掉。一般而言，参数选择扫描速度500 ms/div，灵敏度1.00 mV，时间参数1 s，滤波频率10 Hz，同时再次叠加10 Hz高通滤波，便可以得到较满意的SO肌电波形。
                                                                                  　　SO作为机体功能最为复杂的部位之一，目前对其功能及肌电活动认识仍很肤浅。建立起不同状态下SO肌电活动的模型，为深入研究建立了一个操作平台。在此基础上，如果把SO肌电活动的研究与胆道动力学结合起来，将对SO基础理论的完善及临床治疗具有重要意义。

　　[参考文献]

　　[1] Woods CM, Mawe GM, Toouli J, et al. The sphincter of Oddi: understanding its control and function[J]. Neurogastroenterol Motil, 2005,17 (Suppl 1):31-40.

　　[2] Woods CM, Schloithe AC, Simula ME, et al. Proximal and distal segments of the possum sphincter of Oddi respond differently to neural and cholecystokinin octapeptide stimulation in vitro[J]. Dig Surg, 2000,17(3):241-249.

　　[3] 刘传勇，刘京璋，李自英，等. 红霉素对兔消化间期胆囊运动的兴奋作用[J]. 基础医学与临床，2000,20(4):48-51.

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　　[6] Hillsley K, Mawe GM. 5HT is present in nerves of guinea pig sphincter of oddi neurons[J]. Am J Physiol,1998, 275(5 Pt 1): G1018-1027.

　　[7] Bayguinov O, Vogalis F, Morris B, et al. Patterns of electrical activity and neural responses in canine proximal duodenum[J]. Am J Physiol, 1992, 263(6 Pt 1):G887-894.
　　
　　 [作者简介]  徐红梅（1978-），女，河北省遵化市人，本科，主要从事胃肠运动方面的研究。Email：xhm65214225@yahoo.com.cn
                                        
　　（第三军医大学：1.基础医学部教学实验中心；2.附属西南医院肝胆外科研究所，重庆 400038）
　
　　（编辑：余汇洋）

　　 [收稿日期]  2005-09-15