吳江 彭碧文(通訊作者) 陳雪玲 夏輝 孔繁麗 程潔
(1湖北省武漢市兒童醫(yī)院 湖北 武漢 430010)
(2武漢大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理系 湖北 武漢 430071)
傷害性刺激造成個(gè)體的急性疼痛,若未得到良好的控制,部分患者可以發(fā)展為慢性疼痛,其中醫(yī)源性神經(jīng)痛(神經(jīng)損傷,相關(guān)炎癥)是重要病因之一;據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),患者術(shù)后發(fā)生的傷口疼痛可導(dǎo)致中樞敏化,是發(fā)展成為慢性疼痛重要的原因之一(1);,其中新生和幼年期大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的NMDA受體是重要的關(guān)注點(diǎn),其中NR2A/NR2B隨大鼠的成長,在不同部位和時(shí)間而呈不同的比例,本實(shí)驗(yàn)在脊髓背角,前皮層(感覺皮層),海馬CA1區(qū)(2)的表達(dá),以及NVP-AAM077和/或ifenprodi作用情況做判斷,并對鎮(zhèn)痛效果及有關(guān)疼痛的記憶早期形成初步作判斷。
1.1 動(dòng)物及分組
42只健康Sprague-Dawley大鼠,SPF級(jí),新生及幼年期組(35天~38天,雄性,體重50g~65g,n=15),成年期組(日齡90天~100天,雄性,體重185g~250g,n=15)。
1.2 電生理實(shí)驗(yàn)
1.3 大腦,海馬,及脊髓的電生理實(shí)驗(yàn)
新生幼年早期組和成年期組大鼠腹腔麻醉,固定鼠頭及鼠背部,剪毛,頂正中切開皮膚在矢狀縫左側(cè)冠狀縫后緣,開顱骨,又行胸13~腰1椎板切除術(shù),暴露脊髓腰膨大部分。雙極鉤狀刺激電極于坐骨神經(jīng)上,不銹鋼雙極同芯記錄電極分別插入對側(cè)大腦皮層軀體感覺區(qū)(前皮層)及對側(cè)海馬CA1區(qū)脊髓背角淺層,行細(xì)胞外電生理記錄,給予電流強(qiáng)度新生幼年期大鼠為5V,成年期大鼠15V,而后給予HFS刺激(電流強(qiáng)度為新生幼年鼠10V,成年大鼠30V),1次/分鐘,而后疊加4個(gè)30次,共120min。誘發(fā)長時(shí)程變化1小時(shí)后,脊髓表面分別滴加NVPAAM077(0.025mg/ml),ifenprodil(0.5mg/ml)(美國TOCR I公司生產(chǎn))約0.3ml(新生幼年組)和(成年組)1ml,觀察加藥組誘導(dǎo)的長時(shí)程變化變化,同步在脊髓,海馬,大腦皮層下肢感覺區(qū)域的突觸可塑性化,各類波形由各相應(yīng)潛伏期判斷。
新生幼年期大鼠脊髓背角淺層受條件刺激前后大腦前皮層,海馬引起同步表現(xiàn)(A:大腦前皮層,B:海馬CA1區(qū),C:脊髓背角淺層;▲與同組對照,強(qiáng)直后2h(或加NVP-AAM077)與強(qiáng)直后1h,注藥后2h(或加ifenprodil)分別比較,P<0.01;★與同組對照,強(qiáng)直后2h(或加ifenprodil)與強(qiáng)直后1h,強(qiáng)直后2h(或加NVP-AAM077)分別比較,P<0.05;#強(qiáng)直時(shí)組間(相同部位)比較,P<0.05,以下同)。
新生及幼年期大鼠脊髓背角淺層受條件刺激前后大腦前皮層,海馬引起同步表現(xiàn),及受ifenprodil對場電位的抑制情況。見表1。
表1 A類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形幅度(μV)C類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形(μV)
新生及幼年期大鼠脊髓背角淺層受條件刺激前后大腦前皮層,海馬引起同步表現(xiàn),及受NVP-AAM077l對場電位的抑制情況。見表2。
表2 A類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形幅度(μV)C類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形(μV)
成年期大鼠脊髓背角淺層受條件刺激前后大腦前皮層,海馬引起同步表現(xiàn),及受ifenprodil對場電位的抑制情況。見表3。
表3 A類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形幅度(μV)C類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形(μV)
成年期大鼠脊髓背角淺層受條件刺激前后大腦前皮層,海馬引起同步表現(xiàn),NVP-AAM077l對場電位的抑制情況。見表4。
表4 A類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形幅度(μV)C類神經(jīng)纖維誘發(fā)及傳導(dǎo)到皮層海馬的波形(μV)
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
電生理部分以條件電刺激前后脊髓背角淺層誘發(fā)群體峰電位A類和/或C類神經(jīng)纖維所誘發(fā)的波幅度和所占有的面積為指標(biāo),以疊平均電刺激30次為標(biāo)準(zhǔn);各組均數(shù)比較采用方差分析法(ANOVA),P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
電生理觀察到電刺激坐骨神經(jīng)在幼年期和成年期大鼠脊髓,海馬和大腦皮層下肢感覺區(qū)的突觸可塑性變化。電刺激坐骨神經(jīng)(外周傳入信息)在新生幼年期和成年期大鼠的脊髓,當(dāng)加上NMDA受體亞單位N2RA,N2RB阻斷劑NVP-AAM077、ifenprodil后,脊髓,海馬新生幼年期大鼠反應(yīng)出A類神經(jīng)強(qiáng)電后興奮為主LTP,但受ifenprodil抑制明顯,P<0.05,NVP-AAM077的抑制效應(yīng)差,P>0.05;而成年期大鼠顯示C類神經(jīng)受強(qiáng)電后興奮為主LTP,受ifenprodil和NVP-AAM077的抑制都較明顯,P<0.05。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)由突觸形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),功能取決于神經(jīng)興奮突觸間傳遞,脊髓和大腦有由海馬,前額皮層等等形成的記憶環(huán)路,疼痛,尤其是慢性疼痛都伴隨情感及記憶障礙,其形成核心是炎性微環(huán)境的失衡;因此,前皮層,海馬和脊髓一起研究,能客觀反應(yīng)痛覺在體內(nèi)的發(fā)展與變遷。傷害性刺激經(jīng)坐股神經(jīng)產(chǎn)生的外周傳入信息,在脊髓背角,海馬及前皮層引起的突觸可塑性表現(xiàn),雖NVP-AAM077的保護(hù)作用不明顯,但ifenprodil可以減弱該反應(yīng),這為嬰幼兒時(shí)期急性疼痛的治療,疼痛中樞敏化的形成提出實(shí)驗(yàn)依據(jù)。相同傷害性刺激條件下,新生和幼年大鼠LTP形成有嬰幼時(shí)期特點(diǎn):即以A類神經(jīng)纖維興奮的誘發(fā)電位,結(jié)果是激活NMDA路徑,而NMDA受體在不同發(fā)育階段依靠調(diào)節(jié)NR2A、NR2B著突觸可塑性;ifenprodil是典型的NMDA受體亞單位NR2B的抑制劑,亞單位NR2A抑制劑為NVP-AAM077;而新生和幼年期大鼠中樞神經(jīng)中以NR2B受體亞基起主要作用,NR2A/NR2B的比例以較低,但隨發(fā)育,NR2A/NR2B比例升高,與其他學(xué)者在海馬與皮層中觀察的結(jié)果一致。
新生幼年期大鼠(P20~P38)和成年期大鼠受電刺激刺激表現(xiàn)為脊髓神經(jīng)纖維興奮為主,上傳至海馬和前皮層;但新生幼年期大鼠(P20~P38)的A類神經(jīng)纖維興奮,受ifenprodil的抑制;成年期大鼠C類神經(jīng)纖維興奮,受ifenprodil和 NVPAAM077抑制,說明在處理和減輕新生幼年期大鼠電刺激引起的傷害性反應(yīng)方面,應(yīng)抑制NMDA受體中NR2B亞單位為主。