犬Oddi括約肌肌電的研究

1、犬Oddi括約肌肌電的研究 作者：陳飛 李虎城 李智華 董家鴻 徐世榮 【摘要】目的 探索能準確穩(wěn)定記錄犬Oddi括約肌（sphincter of Oddi，SO）肌電活動的新方法，并對記錄到的肌電波形進行初步分析。方法 用自行研制的黏膜接觸式電極記錄30只犬SO肌電活動，同時記錄十二指腸和胃的肌電活動，分析SO肌電波形的規(guī)律以及和胃十二指腸肌電的關(guān)系。結(jié)果 用我們的方法可以記錄到犬SO的快波和慢波，同步記錄以及切離實驗證實記錄到的波形是犬的SO肌電而不是來自十二指腸和胃。結(jié)論 犬的SO肌電記錄是可行的，犬SO快波和慢波的發(fā)現(xiàn)將對SO功能研究提供一個新的平臺。 【關(guān)鍵詞】 Oddi括約肌; 電

2、生理; 犬 Myoelectric activity of the sphincter of Oddi in dogChen Fei， Li Hucheng， Li Zhihua， Dong Jiahong， Xu Shirong. Institute of Hepatobiliary Surgery & Southwest Hospital， Third Military Medical Uni-versity， Chongqing 400038， China【Abstract】 ObjectiveTo explore a new method for measurement of the

3、electric activity of the sphincter of Oddi in dog and analyze the electric waves recorded from the sphincter of Oddi. MethodsThirty adult dogs were used. The contact electrode on mucosa was inserted through duodenum peripapilla and myoelectric activity of the sphincter of Oddi recorded. Two Ag-Agcl

4、electrodes were put into the muscle layer of the duodenum and the electric activity recorded. Another two Ag-Agcl electrodes were put into the stomach. The myoelectric activity at three sites was recorded at the same time. ResultsThe slow waves and spikes of the sphincter of Oddi could be recorded i

5、n dog. Simultaneous recording and cut-ting SO from duodenum confirmed that the wave didnt come from the duodenum or the stomach. Conclusions The measurement of the electric activity of the sphincter of Oddi in dog is feasible. The slow waves and spikes can be recorded in the sphincter of Oddi in dog

6、. 【Key words】sphincter of Oddi; electrophysiological; dog 當前在膽道方面的研究中，Oddi括約?。╯phincter of Oddi，SO）被認為是一個獨立的運動單元，其電活動和十二指腸有一定的聯(lián)系但又相對獨立1-2。在家兔漿膜鉤狀電極的研究基礎(chǔ)上3，我們進一步改進并摸索出采用自行研制的黏膜接觸式電極（contact electrode on mucosa，CEM）記錄SO肌電活動的方法，并在犬的SO中也記錄到了滿意的電活動波形，同時對其記錄到的數(shù)據(jù)進行了初步的分析。膽外科研究所、中國人民解放軍西南肝膽外科醫(yī)院; 2 400044 重慶

7、大學(xué)生物力學(xué)與組織工程教育部重點實驗室通訊作者: 李智華，教授，主任醫(yī)師; 電話:1 材料與方法 1.1 實驗動物30只健康成年犬，由第三軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供，雌雄不限，犬平均體重12.513.5 kg。實驗前18 h 禁食、實驗前4 h禁水。實驗環(huán)境溫度維持在2428 。 1.2SO的暴露實驗動物常規(guī)速眠新注射麻醉（0.1 ml/kg）。取上腹正中切口約35 cm，進腹后找到十二指腸降段，沿膽總管走行估計十二指腸乳頭位置并在對側(cè)切開十二指腸壁約23 cm，確認十二指腸乳頭后，固定十二指腸壁并保持無張力，充分暴露十二指腸乳頭于視野中心。 1.3電極的制作和SO肌

8、電記錄CEM自制，見文獻3。在前期家兔SO肌電研究中已經(jīng)證實CEM可以準確記錄到SO肌電，基本可以達到和漿膜刺入電極一樣的效果，而且在很多方面優(yōu)于漿膜刺入電極。經(jīng)過不斷摸索和改進，用于本研究的電極由純銀絲和5.5 Fr（流量）中心靜脈導(dǎo)管制成，兩枚直徑約0.2 mm銀絲從輸液端插入由導(dǎo)管頭端兩個側(cè)孔引出，在導(dǎo)管頭部扁平纏繞在導(dǎo)管頭部兩圈，間距5 mm，兩枚銀絲另一端用于連接多道電生理儀導(dǎo)聯(lián)（見圖1）。30只犬用CEM記錄SO肌電活動，沿膽管走行方向?qū)㈦姌O頭端直接從乳頭插入并固定在SO段內(nèi)，每只犬記錄30 min。實驗儀器為RM6240多道生理儀及信號采集處理系統(tǒng)（成都儀器廠）。參數(shù)選擇:掃描速

9、度1 s Pdiv、靈敏度200 mV Pdiv、時間參數(shù)1 s、濾波頻率10 Hz，同時疊加10 Hz高通濾波。圖1 犬SO肌電記錄方法示意圖 1.4十二指腸肌電記錄（DU）在距離十二指腸乳頭約2 cm的遠端十二指腸壁，從漿膜面將一對Ag-Agcl電極放置在十二指腸漿膜下，兩個電極相距3 mm，沿十二指腸縱軸排列，生理儀及參數(shù)同上，在通過CEM記錄SO肌電的同時同步記錄十二指腸肌電活動。 1.5胃肌電記錄（GA）胃竇肌電活動采用文獻4報道的方法用一對Ag-Agcl電極測定，電極放置在距幽門5 mm 的胃竇前壁漿膜下，兩個雙極記錄電極沿胃竇長軸置放，相距3 mm。生理儀及參數(shù)同上，在通過CEM

10、記錄SO肌電的同時同步記錄胃肌電活動。 1.6切離后的SO肌電記錄其中5只犬參照Sonoda的方法1，手術(shù)以十二指腸乳頭為中心，作直徑約1 cm的環(huán)行切口，將SO完全從十二指腸壁游離下來，盡可能剔除附著在SO上的十二指腸組織，切斷和十二指腸間的肌細胞聯(lián)系，注意不要向近端游離過多，保證SO通向膽管部分的完整以及血供，30 min后按上述方法同步記錄胃十二指腸和SO的肌電。 2 結(jié)果 我們將記錄到的存在明顯特征和規(guī)律的2種波形命名為SO的快波（spikes）和慢波（slow wave）。正常禁食狀態(tài)下犬SO慢波是一個規(guī)則的放電活動，持續(xù)時間500800 ms，幅值2134 V，頻率1220次/mi

11、n，慢波之間間隔一致，形態(tài)也能保持較好的一致性，多為雙向波，隨電極放置的位置不同，波形有一定的改變;快波波形變化大，幅值和持續(xù)時間差異大，持續(xù)時間1001 600 ms，幅值20120 V，頻率819次/min（見圖2）。同步記錄的胃肌電慢波持續(xù)時間1 600 2 000 ms， 幅值180320 V，頻率47次/min，偶爾也可以觀察到快波。十二指腸肌電波形相對不規(guī)則，波形多變，但可以清晰的分辨出快波和慢波，慢波基本電節(jié)律和SO有明顯相似，持續(xù)時間5001 000 ms，幅值1748 V，頻率1221 次/min， 快波波形差異巨大，有時為單個鋒電位波形，有時為持續(xù)數(shù)秒的簇狀鋒電位，幅值12

12、38 V（見圖3）。游離后的SO肌電依然存在，慢波持續(xù)時間150400 ms，幅值615 V，頻率812次/min，快波持續(xù)時間100500 ms，幅值720 V ，頻率612次/min。而胃和十二指腸的肌電在切離前后幾乎沒有明顯變化（見圖4）。圖2 禁食犬SO快波和慢波 圖3 同步胃十二指腸以及SO肌電記錄提示SO和胃的肌電無相關(guān)性，SO和十二指腸的肌電有明顯聯(lián)系 圖4 從十二指腸切離后的SO肌電記錄提示SO和胃十二指腸沒有相關(guān)性 3 討論 目前SO研究領(lǐng)域急需一種簡便有效的方法協(xié)助臨床SO相關(guān)疾病的診斷和治療。我們注意到SO肌電記錄是一種有潛力的檢查方法，曾在20世紀70年代廣泛運用于SO

13、的研究和臨床檢查中，但由于SO肌電的記錄質(zhì)量受多種因素影響，對信號采集設(shè)備和電極的要求嚴格，不易得到理想的記錄效果。近20年來，國內(nèi)外對SO肌電記錄的實驗研究開展較少?，F(xiàn)在國內(nèi)外研究SO肌電主要是采用針形電極插入肌肉內(nèi)導(dǎo)出電活動信號，研究動物多為負鼠和家兔5，其他動物研究很少，主要原因是負鼠和家兔的SO暴露在十二指腸腸壁外，沒有胰腺組織包繞，可以準確插入電極。然而成年負鼠和家兔平均體重約34 kg，屬于小型實驗動物，SO肌電記錄和測壓非常困難，容易將其破壞，得到的數(shù)據(jù)也容易失真，所以建立一個大動物研究平臺非常必要。為此我們選擇了犬為研 究動物，經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)犬SO被胰腺組織完全包繞，肉眼無法通過

14、包繞的組織識別SO，所以無法用傳統(tǒng)針形電極準確插入肌肉導(dǎo)出SO肌電活動。為此在研究中我們采用前期研究中自行研制的CEM3，并進行了改進，使其適合犬SO肌電的記錄，CEM具有無創(chuàng)性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。目前已知消化道平滑肌與其他肌肉組織相似，也具有興奮性、收縮性，肌細胞去極化超過一定臨界值（閾電位）后產(chǎn)生一個或多個動作電位，引起平滑肌的收縮運動。SO也是消化道平滑肌的一部分，由于筆者此前沒有檢索到犬等大動物括約肌肌電研究可參考的資料，在負鼠和家兔等小動物的肌電記錄中也沒有成功記錄到慢波電位，在波形的分析中我們根據(jù)消化道平滑肌的生理特性，將記錄到的SO肌電有明顯差別和規(guī)律的兩種波形分為快波和慢波，可以

15、看到慢波是一個周期性的膜電位慢去極化波，幅值小，但固定間隔出現(xiàn)，波形基本一致;快波也稱為鋒電位或動作電位，時程很短，去極化和復(fù)極化速度非?？?，波幅大小不一，極易變化，呈尖峰樣波形，有時單個出現(xiàn)，大多數(shù)時候為成簇出現(xiàn)。仔細觀察兩者之間的關(guān)系，我們注意到快波和慢波有明顯的相關(guān)性，即大部分快波總是出現(xiàn)在慢波發(fā)生后大約0.61.8 s的一個固定位置，少數(shù)負載在慢波上，但并不是每一次慢波后面總出現(xiàn)一次快波，有時連著五次慢波才有一次快波?？觳ǖ某霈F(xiàn)還受神經(jīng)體液等因素調(diào)節(jié)。這些特征和消化道平滑肌的電生理特性是吻合的。目前認為慢波是在靜息電位基礎(chǔ)上出現(xiàn)的緩慢的、有一定節(jié)律性的自動去極化波，其產(chǎn)生原因與肌細胞膜

16、上生電性鈉泵活動的周期性變化有關(guān)，生電性鈉泵活動減弱時引起慢波產(chǎn)生。它是一種控制節(jié)奏的波形，頻率比較恒定，多數(shù)慢波不引起SO收縮，但少數(shù)負載了快波的慢波可以導(dǎo)致SO的收縮6，即慢波在SO中的作用可能是維持它的緊張性收縮，其重要性還在于它能夠引起動作電位?？觳ㄒ喾Q動作電位，它是在慢波去極化超過一定臨界值（閾電位）后產(chǎn)生的，是一種細胞外的多細胞動作電位，發(fā)生在慢波電位的基礎(chǔ)上，并觸發(fā)平滑肌的收縮，引致SO的收縮運動，其頻率受慢波節(jié)奏的控制，它產(chǎn)生的機制與Ca2+通道在閾電位水平以上的開放有關(guān)。一次快波對應(yīng)一次SO的收縮，這些收縮是否會產(chǎn)生一次有效排膽?我們結(jié)合Toouli2在負鼠的SO測壓研究結(jié)果

17、認為快波和收縮理論上是相符的，但一次有效的排膽還取決于SO收縮的強弱和方向等綜合因素，而且有些較弱的收縮我們?nèi)庋蹮o法觀察到，所以快波和排膽不一定直接對應(yīng)。此外，為了證明記錄到的肌電波形不是附近其他消化道平滑肌傳播過來的肌電波，在研究中進行SO肌電記錄的同時同步記錄了胃十二指腸肌電，胃肌電波與SO波形比較，快波和慢波都無明顯相關(guān)性;十二指腸肌電波形大部分是慢波，同時可觀察到負載在慢波上的快波，偶爾可觀察到持續(xù)時間較長成簇出現(xiàn)的快波。將同步記錄的十二指腸肌電和SO肌電波形對比，有很明顯的相似性，慢波頻率相差不大，波形也很相似，有2只犬記錄到的十二指腸和SO的慢波頻率幾乎是一致的。為此我們切斷SO和

18、十二指腸間的肌細胞聯(lián)系，30 min后同步記錄胃十二指腸和SO的肌電，發(fā)現(xiàn)SO的肌電依然存在，但慢波的頻率明顯下降，快波和慢波的幅值也明顯下降，基線增粗，但快波和慢波依然能清晰的觀察到，而切離前后胃十二指腸的肌電幾乎沒有明顯變化，慢波頻率明顯高于SO，大體波 形和SO的波形相比幾乎沒有明顯的相關(guān)性，各自獨立。對于這種結(jié)果，我們可以用平滑肌細胞“松弛振蕩器”學(xué)說7來解釋:即相鄰兩個電耦聯(lián)的細胞，如果內(nèi)在頻率不一致時，內(nèi)在頻率高的細胞會驅(qū)動內(nèi)在頻率低的細胞發(fā)生相同的電節(jié)律活動?；凇八沙谡袷幤鳌崩碚摚馄噬蟂O壁內(nèi)段被十二指腸肌纖維緊緊包繞存在電耦聯(lián)，未切斷聯(lián)系的SO和十二指腸測到的慢波節(jié)律幾乎一

19、致，而切斷后犬的十二指腸肌細胞內(nèi)在頻率明顯高于SO的內(nèi)在頻率，所以我們認為離斷后記錄到的SO肌電慢波頻率可能就是它的內(nèi)在頻率，當然也有手術(shù)損傷對慢波頻率的影響，這還需進一步深入研究。同步記錄胃肌電活動，可見寬大的慢波，頻率較低，幅值較高，快波也可觀察到，和記錄到的SO肌電波形對比完全沒有相關(guān)性。以上結(jié)果表明我們在SO記錄到的肌電波形具有消化道平滑肌的電生理特性，而不是附近其他消化道平滑肌傳播過來的肌電波，即是SO自身的肌電波形。此次研究我們證實犬的SO肌電記錄是可行的，犬SO快波和慢波的發(fā)現(xiàn)將對動物SO功能提供一個新的研究平臺，有可能為臨床上人SO功能的研究提供一種新的途徑和方法。 參考文獻 1Sonoda Y， Dong M， Konomi H， et al . Role of duo-denum on sphincter of Oddi motility in conscious dogsJ. Dig DisSci，2003，48（9）:1693-1700.2 Toouli J， Dodds W J， Honda R， et al . Motor func-tion of th