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编号:10779259
中脑导水管周围灰质在肌梭传入镇痛中的作用
http://www.100md.com 吴苏娣. 樊小力. 宋新艾.
广动力型神经元.中脑导水管周围灰质.镇痛.琥珀胆碱.纳洛酸.γ-氨基丁酸.荷包牡丹碱.
    参见附件(187kb)。

     作者:吴苏娣 樊小力 宋新艾

    单位:(西安医科大学生理学教研室 西安 710061)

    关键词:广动力型神经元;中脑导水管周围灰质;镇痛;琥珀胆碱;纳洛酸;γ-氨基丁酸;荷包牡丹碱

    西安医科大学学报000203摘要 目的 分析PAG在肌梭传入镇痛中的作用及有关的神经递质。方法 以大鼠脊髓背角广动力型(WDR)神经元伤害性诱发反应(C-反应)为痛指标,采用细胞外记录单位放电、核团损毁及核团内微量注射药物的方法,观察静脉注射琥珀胆碱(SCH)所诱发的肌梭传入对WDR神经元C-反应的影响。结果 静脉注射SCH可兴奋大多数PAG神经元的自发放电活动,而对WDR神经元C-反应呈明显的抑制作用;损毁双侧PAG腹外侧区后,静脉注射SCH对WDR神经元C-反应呈明显的抑制作用;损毁双侧PAG腹外侧区后,静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的抑制分别呈现减弱、减弱、增强作用。结论 PAG在肌梭传入镇痛中起着重要作用;阿片肽类物质及γ-氨基丁酸能神经元参与了PAG在肌梭传入镇痛中的作用。

    中图分类号 R338.2 文献标识码 A 文章编号 0258-0659(2000)02-0097-03

    The role of PAG in analgesia produced by muscle spindle afferent information

    Wu Sudi Fan Xiaoli Song Xin′ai

    (Department of Physiology,Xi′an Medical University, Xi′an 710061,China)

    ABSTRACT In the present experiment, the late train discharges(C-response) of the wide dynamic range(WDR) neurons evoked by intense electrial stimulation of the skin were taken as a nocicepive response.The effects of bilateral lesion of ventrolateral PAG and microinjection of naloxone, GABA or BICM into it on the inhibition produced by muscle spindle afferents impulse elicited by injecting introvenously succinylcholine (SCH) were observed.We found that the C-response of WDR neurons could be inhibited remarkably by introvenous injection of SCH,while the spontaneous discharge of most PAG neurons could be excited.After lesion of ventrolateral PAG,the inhibition induced by injection of SCH on the C-response of WDR neurons decreased remarkably.The results indicate that PAG plays an important role in the analgesia produced by muscle spindle afferent information.After bilateral microinjection of naloxone,GABA or BICM into PAG,the inhibition induced by injection of SCH decreased,decreased and increased respectively.The results show that the opiate transmitter and GABA ergic fibers take part in the process.

    KEY WORDS WDR neuron PAG analgesia SCH naloxone GABA BICM

    在祖国医学数千年的实践过程中,人们认识到针感是获得针刺疗效和针刺镇痛的必要条件。大量的形态学和电生理学实验资料证实,针感主要来自深部感受器;肌肉丰厚处穴位的针感感受器以肌梭为主[1]。近年来,我室在肌梭与镇痛专题的研究中证实,肌梭的传入活动具有镇痛作用;在肌梭传入的镇痛机制中,存在有脊髓上结构的下行抑制作用[2]

    大量的研究资料表明,中脑导水管周围灰质(PAG)有强烈的镇痛作用;PAG-NRM是公认的下行抑制系统[3]。因此证明PAG在肌梭传入镇痛中的作用,对于阐明肌梭传入镇痛的中枢机制具有重要意义。

    本实验以大鼠脊髓背角广动力型神经元(WDR神经元)伤害性诱发反应(C-反应)为痛指标,观察损毁 PAG 前后及PAG 内微量注射纳洛酮、γ-氨基丁酸及荷包牡丹碱前后静脉注射琥珀胆碱(Succinylcholine,SCH)所诱发的肌梭传入活动对WDR神经元C-反应的影响,目的在于阐明PAG在肌梭传入镇痛中的作用,并初步探讨参与此作用的神经递质,从而为针刺镇痛原理的研究提供新的资料。1 材料和方法

    1.1 手术及固定 本实验全部选用健康活泼SD大鼠,雌雄不拘,体重200~300g。动物在氨基甲酸乙酯(1.1g/kg)腹腔麻醉下行常规气管插管和颈静脉插管术。然后行椎板切除术,暴露脊髓腰膨大。将动物固定于脑立体定位仪上,调节定位仪使大鼠前后囟在同一水平面上。根据Paxinos和Watson鼠脑图谱确定PAG位置(前囟后6.3~7.8mm,中线旁开0~1.0mm,脑表面下4~6.0mm),用微型电钻在PAG上方颅骨相应部位开一小孔(孔径约3mm)备用。实验开始后静脉注射箭毒(1mg/kg)制动,行人工呼吸,频率80次/min。

    1.2 细胞外记录单位放电的方法 用内充0.5mol/L醋酸钠溶液(含2%膀胺天蓝)的玻璃微电极作细胞外记录。微电极尖端直径1~2μm,阻抗5~15MΩ。用微电极推进器将微电极由背根进入脊髓处的稍内侧垂直插入脊髓。在脊髓表面下100~1 500μm的范围内记录背角神经元放电;将微电极垂直插入PAG腹外侧区,引导PAG神经元自发放电。记录结束后,在微电极上给予30μA的电流微电泳膀胺天蓝15min,然后灌流、固定、切片、中性红染色,观察电极尖端位置,通常为一蓝色圆点。

    1.3 WDR神经元C~反应的观察和记录方法 将一对不锈钢针电极间距1cm插入后爪垫皮下,施加强度1~2mA、波宽1ms、频率1Hz的单个方波脉冲作为搜寻刺激。找到单位放电后,在感受野内施加各种自然刺激,以确定神经元的性质。用强度10~30mA、波宽1ms、频率1Hz的强电脉冲刺激诱发WDR神经元的晚串放电。记录到的单位放电经微电极放大器输入示波器显示,同时输入计算机进行处理,建立3s 1次,叠加10次的刺激后序列密度直方图。

    1.4 PAG腹外侧区的损毁 采用单极不锈钢绝缘电极,尖端直径200μm,裸露0.5mm,插入PAG腹外侧区,给以0.5mA、30s的阳极直流电流损毁。

    1.5 核团内微量注射方法 用外径0.9mm的针头做成套管,固定在微推进器上,插入到PAG腹外侧区上方3mm的位置,然后将微量注射器针头(外径0.5mm)经套管插入到核团,注射0.5μl药液,2~3min注完,注完3min后拔出针头。实验完毕后于注药部位用同一微量注射器注入等量的黑素溶液,注射方法和速度与注射药物时完全相同。

    1.6 药物的施用 实验用SCH浓度为5mg/ml,剂量为5mg/kg。纳洛酮、GABA及BICM浓度分别为2.5mg/ml、100mmol/L、10mmol/L(均为生理盐水配制)。

    2 结 果

    2.1 静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的影响 在81例WDR神经元上观察了静脉注射SCH对其C-反应的影响。其中64例被抑制(占79.01%);11例被兴奋(占13.58%);6例无明显作用(占7.41%)。

    2.2 静脉注射SCH对PAG神经元自发放电的影响 15例PAG神经元中,9例被静脉注射SCH所兴奋(占60%);3例被抑制(占20%);3例无明显作用(占20%)。

    2.3 损毁PAG腹外侧区后,静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的影响 抑制作用明显减弱,见表1。

    表1 损毁双侧PAG腹外侧区后SCH对WDR神经元C-反应的影响 时间

    (min)

    抑制率(%)

    损毁前

    损毁后

    2

    49.99±5.96

    32.47±6.66**

    3

    38.22±5.41

    22.89±6.02**

    5

    26.38±6.59

    15.09±5.01**

    10

    13.84±5.42

    6.14±3.53**

    15

    1.27±4.41

    1.50±3.83

    注:n=12,损毁前后比较**P<0.01

    2.4 损毁PAG腹外侧区对WDR神经元C-反应的影响 为了进一步分析PAG对WDR神经元C-反应是否存在紧张性下行抑制作用,本实验比较了损毁PAG腹外侧区前后WDR神经元C-反应的放电数,发现在18例损毁PAG的动物中,有11例(占61.11%)放电数增加,3例(占16.67%)放电数减少,4例(占22.2%)放电数无明显变化。结果表明PAG对WDR神经元C-反应存在着紧张性下行抑制作用。

    2.5 双侧PAG内微量注射纳洛酮后,再静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的影响 抑制作用明显降低,见表2。

    2.6 双侧PAG内微量注射γ-氨基丁酸后,再静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的影响 抑制作用明显降低,见表3。表2 双侧PAG内微量注射纳洛酮后SCH对WDR神经元C-反应的影响 时间

    (min)

    抑制率(%)

    注射前

    注射后

    2

    46.99±6.32

    21.58±7.68**

    3

    34.94±6.32

    13.55±7.53**

    5

    24.46±6.07

    7.59±5.57**

    10

    13.73±3.76

    2.71±4.27*

    15

    1.18±3.23

    -0.47±4.21

    注:n=10,注射前后比较*P<0.05,**P<0.01

    表3 双侧PAG内微量注射γ-氨基丁酸后

    SCH对WDR神经元C-反应的影响 时间

    (min)

    抑制率(%)

    注射前

    注射后

    2

    49.51±7.99

    16.86±6.40**

    3

    36.50±9.49

    10.37±5.01**

    5

    24.25±8.03

    7.42±4.21**

    10

    12.06±6.57

    4.54±4.31*

    15

    -0.30±5.37

    1.23±3.25

    注:n=11,注射前后比较,*P<0.05,**P<0.01

    2.7 双侧PAG内微量注射荷包牡丹碱后,再静脉注射SCH对WDR神经元C-反应的影响 抑制作用明显加强,见表4。

    表4 双侧PAG内微量注射荷包牡丹碱后SCH对WDR神经元C-反应的影响 时间

    (min)

    抑制率(%)

    注射前

    注射后

    2

    49.00±8.44

    60.47±8.19**

    3

    38.22±7.56

    48.38±7.12**

    5

    24.88±6.61

    33.58±7.75**

    10

    11.78±5.85

    16.82±5.25*

    15

    0.36±3.64

    1.51±3.60

    注:n=10,注射前后比较,*P<0.05,**P<0.01

    3 讨 论

    3.1 PAG在肌梭传入镇痛中的作用

    我室近年来的研究表明,肌梭的传入活动具有镇痛作用;静脉注射SCH诱发的肌梭传入活动对脊髓背角WDR神经元C-反应具有明显的抑制作用,并可使PAG、NRM、LRN、楔状核、上丘等核团的FOS样蛋白表达增多,提示上述核团可被肌梭的传入信息所兴奋;红核、中缝大核参与肌梭传入的镇痛作用。众所周知,PAG是脑内一个极为重要的痛觉调制机构,而PAG-NRM又是公认的下行抑制系统,那么PAG在肌梭传入的镇痛过程中起何种作用呢?本实验证明,静脉注射SCH所诱发的肌梭传入活动能使大多数PAG神经元发生兴奋反应,使脊髓背角WDR神经元C-反应明显抑制;损毁PAG后,抑制作用明显减弱,从而进一步证实肌梭的传入活动具有镇痛作用,且这种镇痛作用至少部分是通过PAG实现的。SCH对PAG神经元的这种作用并不是SCH本身的直接作用,而是由于SCH诱发的肌梭传入活动引起的。因为SCH是一种大分子化学物质,不能透过血脑屏障。

    3.2 参与PAG肌梭传入镇痛作用的有关神经递质

    近年来,大量的研究资料表明,内源性阿片肽是参与针刺镇痛的重要物质[4]。它广泛参与脊髓水平及脊髓上水平对痛觉信息传递的调制。本实验发现,肌梭传入活动对WDR神经元C-反应的抑制作用可被PAG内微量注射纳洛酮所部分阻断,说明PAG在肌梭传入镇痛中的作用有内源性阿片肽的参与。

    PAG在发动下行抑制时其输出神经元必然是兴奋的。而阿片样肽能突触都是抑制性的。因此有理由设想,阿片样肽能神经元抑制了一个抑制性中间神经元,这个抑制性中间神经元对PAG输出神经元有紧张性抑制作用。即阿片样物质是通过去抑制作用使PAG输出神经元兴奋。药理学、生理学和解剖学证据均表明这个抑制性中间神经元很可能是GABA能神经元[5]。本实验发现,PAG内微量注射GABA后,静脉注射SCH所诱发的肌梭传入活动对WDR神经元C-反应的抑制作用明显降低;PAG内微量注射GABA拮抗剂BICM后,肌梭传入活动对WDR神经元C-反应的抑制作用明显加强,说明GABA能纤维参与了PAG在肌梭传入镇痛中的作用。

    损毁PAG及PAG内微量注射药物前后,静脉注射SCH引起WDR神经元C-反应的变化并不是因为WDR神经元C-反应对SCH的耐受所致。我室以往的研究证明,以25~35min为间期,反复应用SCH(2~5mg/kg)不会出现蓄积作用或快速耐受性[6]。本实验前后两次给药间隔为40~50min,因此SCH引起WDR神经元C-反应抑制效应的变化正是由于实验条件所引起的。

    参考文献

    1,Hou Zonglian.A study on the histologic structure of acupuncture points and types of fibers conveying needing sensation[J].Chinese Med J,1979;92(4)∶223

    2,樊小力,魏继业,朱衡.肌梭传入对脊髓背角会聚神经元伤害性诱发反应的影响[J].西安医科大学学报,1992;13(4)∶299

    3,Willis WD,Haber LH,Martin RF.Inhibition of spinothalamic tract cells and interneurous by brainsystem stimulation in the monkey[J].Neurophysiology,1977;40∶968

    4,Bach FW, Yaksh TL.Release into vetriculo-cisternal perfusate of Beta-endorphin and Met-enkephalin immunoreactivity:effect of electrical stimulation in the arcuate nucleus and periaqueductal gray of the rat[J].Brain Res,1995;690(2)∶167

    5,Behbehani MM,Jiang MR.The effect of GABA and its antagonists on midbrain periaqueductal gray neurons in the rat[J].Pain ,1990;40(2)∶195

    6,师养荣,秦潮,樊小力.琥珀酰胆碱引起肌梭传入放电增加的时效关系[J].西安医科大学学报,1996;17(2)∶143

    (1999-08-07收稿 1999-10-19修回)

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