体表刺激性传入对炎症引起的肌肉初级痛觉神经元异常电活动的抑制
发布时间：2020-08-26 05:35
【摘要】：背景与目的疼痛是一种机体在感受到外在伤害性刺激后产生的不愉快感觉,根据其持续时间的长短,可分为急性痛和慢性痛两大类。其中,在慢性痛中又以慢性肌肉炎症痛(主要表现为职业性肌肉疼痛以及下腰痛)最为普遍,是一直困扰人们的一类慢性疾病。现有的研究表明:肌肉中存在着感受各类外界刺激的感受器,对伤害性压力刺激,伤害性冷、热刺激都有反应,特别是对于一些酸性物质、各类化合物,如ATP、5-TH、IL、NGF、capsaicin等都有反应。这些研究都基于对支配肌肉的神经纤维的电生理记录,对神经元细胞,特别是支配肌肉的外周神经元细胞的特性研究较少。另外,对于肌肉炎症痛,虽然有类似诸如中医膏药一样的治疗药物,但对于肌肉疼痛内在机制以及治疗手段的研究还是很少的。现在的观点认为膏药缓解肌肉炎症痛的机制是由于膏药自身透过皮肤,渗透到肌肉从而发挥的镇痛作用。这种说法存在着较大的争议,我们认为其机制很可能是膏药直接刺激皮肤,引起皮肤来源的伤害性传入,正是由于这种非肌肉来源的伤害性传入在脊髓的作用从而发挥的镇痛效果。因此,本研究旨在探究支配胫骨前肌的DRG伤害性痛觉神经元的基本类型和电生理特性以及探究激活皮肤来源的伤害性C纤维的传入能否抑制大鼠深部肌肉的炎症痛及其镇痛作用发生的部位。材料与方法成年Sprague-Dawley(SD)雌性大鼠,体重在180-220g之间,预先用荧光染料 1,1 '-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetrame-thylindocarbocyanine perchlorate(Dil,200ug/mL)肌肉注射标定背根神经节(Dorsal root ganglion,DRG)中支配大鼠胫骨前肌的神经元,7-12天后取材进行免疫组织化学染色确定支配胫骨前肌的神经元类型,或是进行在体可视DRG电生理记录探究肌肉初级神经元的电生理性质。胫骨前肌注射完全弗氏佐剂(Complete Freund's adjuvant,CFA),建立大鼠肌肉炎症痛模型,大鼠后肢承重仪测定其炎症痛相关行为,伊文氏蓝渗出实验测定大鼠肌肉炎症情况。应用在体可视化DRG电生理记录的方法记录在L4、L5 DRG中特异支配胫骨前肌神经元的电生理活动(诱发放电、自发放电),并记录在皮肤(胫骨前肌前)涂抹了辣椒素(CAP),芥末油(MO)以及薄荷油(PO)以后(涂抹酒精作为对照),诱发放电和自发放电的变化。在此基础上,我们还在去皮肤神经支配的炎症痛模型上重复了上述实验。并观察了在涂抹上述三种刺激性物质于非胫骨前肌前皮肤(脚掌皮肤、大腿内侧皮肤)的神经元放电情况。另外,在肌肉炎症痛模型上,我们还探讨了在切断被记录的DRG背根神经纤维后,在胫骨前肌前皮肤涂抹上述三种刺激性物质后神经元放电情况。结果1、被荧光染料Dil着色的细胞主要出现在L3-L5DRG上,表明支配胫骨前肌的初级神经元主要集中在L3-L5 DRG中(不存在于L2与L6 DRG中)。其中,在L4上的数量最多,达26.47±7.94个。L3和L5次之,分别为19.82±7.12和14.21±4.98个。2、对L3-L5DRG上的神经元进行免疫组化染色表明:在支配胫骨前肌的所有神经元(DiI+)中,肽能神经元(CGRP+)在DRG上分别占31%、25.78%和21.53%;非肽能神经元(IB4+)分别占支配胫骨前肌神经元总数45.66%、45.44%以及39.83%。TRPV1+细胞分别占支配胫骨前肌神经元数量26.94%、27.32%、32.09%。3、在正常大鼠中,记录到的肌肉C伤害性痛觉神经元中(传导速度在1.5m/s以下),其机械疼痛阈值较支配皮肤的疼痛神经元明显增高(达到80mN以上),其感受野都位于胫骨前肌上,感受野面积较位于皮肤上的感受野相比明显更广,且外周感受野部位易发生变化。4、在大鼠胫骨前肌注射CFA2d后,大鼠胫骨前肌就出现明显的肿胀。大鼠后肢承重实验表明,在注射CFA 1d后大鼠实验侧后肢承重能力较对侧明显下降。伊文氏蓝渗出实验表明大鼠患肢胫骨前肌出现了明显的肌肉炎症。5、在体电生理实验表明,在炎症痛大鼠中,L4及L5DRG上特异支配胫骨前肌的初级神经元,其外周感受野对机械刺激的的敏感性明显升高,并出现自发放电的情况。并且这种机械阈值的下降和自发放电可以被在胫骨前肌的皮肤上涂抹CAP、MO、PO三种刺激性物质所逆转。行为学的后肢承重实验也证实了这一点。6、在去皮肤神经支配的炎症痛大鼠模型中,皮肤涂抹上述三种物质,其镇痛效果消失。并且将上述三种物质涂抹于非胫骨前肌前的皮肤(脚掌、大腿内侧皮肤),也无镇痛效果。行为学实验同样证明了这一点。在剪断记录神经节背根的肌肉炎症痛大鼠中,皮肤涂抹上述3种物质也无任何镇痛效果。结论1、DRG中特异支配胫骨前肌的初级神经元只分布于L3-L5 DRG中,这些神经元中,肽能神经元(CGRP+)、非肽能神经元(IB4+)以及TRPV1+神经元都有。2、支配肌肉的初级感觉神经元,其对于外界机械刺激反应的阈值较支配皮肤的神经元高,外周感受野的范围也更广,且易发生移动。3、往肌肉表面的皮肤涂抹激活皮肤伤害性C纤维传入的物质,能够缓解CFA引起的肌肉炎症痛,其镇痛作用发生的机制主要是化合物直接刺激皮肤后产生的伤害性传入对肌肉疼痛的抑制作用。4、激活与肌肉传入纤维在脊髓当中位于同一节段或是相邻节段的皮肤支配神经伤害性传入才能镇痛。5、激活肌肉表面皮肤伤害性传入纤维,缓解CFA引起的肌肉疼痛的机制可能存在于脊髓或大脑中枢神经系统中。
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R685
【图文】：
逑３、肌肉伤害性感觉神经元的电生理特性逡逑在正常大鼠中，对Ｌ４邋ＤＲＧ中ＤＨ标记的神经元进行在体电生理记录（图６邋Ａ、逡逑Ｂ所示），记录时测量记录到细胞的传导速度（图６Ｃ示意一个测到传导速度的细逡逑胞及其外周感受野），以此判断神经元类型。以机械刺激来搜索有反应的神经元逡逑（图６Ｄ示一个对外界机械刺激有反应的神经元）我们发现在记录到的Ｃ伤害性逡逑痛觉神经元中（传导速度在１．５ｍ／ｓ以下），其机械疼痛阈值较支配皮肤的疼痛神逡逑经元明显增高，达到８０ｍＮ以上的机械刺激才能诱发神经元的放电（如图６Ｅ、Ｆ逡逑和Ｉ所示），小于此机械强度的刺激只能激活神经元产生极少的动作电位（３个／ｓ逡逑以下）。在测得外周轴突传导速度的神经元中，大部分（８／１０）为Ｃ类（传导速逡逑度＜１．５ｍ／ｓ）（如图６Ｇ、Ｈ），其平均机械阈值为１２４．５６±４０．４５ｍＮ。对记录到的８逡逑个Ｃ伤害性疼痛神经元的外周感受野部位进行分析发现
腿胫骨前肌出现明显肿胀，从注射ＣＦＡ后一天开始，测量右侧胫骨前肌中间肿胀逡逑部分肌肉的外围直径与左侧相比存在明显差异，且随着时间的推移，肌肉肿胀得逡逑到了缓解。（如图７Ａ、Ｂ所示）在注射ＣＦＡ前后分别在６只老鼠上进行大鼠后肢承逡逑重实验。结果显示，与左腿相比，在注射ＣＦＡ１天以后，右侧患肢的的承重能力逡逑显著下降，且这一显著性差异可以维持到注射ＣＦＡ后至少６天。（如图７Ｄ所示）为逡逑了衡量患肢的炎症程度，伊文氏蓝渗出实验在大鼠注射ＣＦＡ两天之后进行。如图逡逑７Ｃ所示，右侧肌肉当中的伊文氏蓝渗出较左侧有显著差异，达到５３．０８±１６．３７ｕｇ／ｇ逡逑的水平。上述指标共同说明了在大鼠胫骨前肌注射ＣＦＡ后，在很短时间内（１天以逡逑内）就会出现肌肉炎症，且大鼠出现了明显的肌肉痛行为学。逡逑Ａ逦Ｂ６０ｉ邋：逡逑：NB？ｓ，邋＞逡逑逦逦逡逑！）？＞？？邋ａｆｔｅｒ邋ｉｎｊｅｃｌｉｏｎ（ｄ）逡逑ｆ８０ｉ逦ｎ邋°１邋？—Ｉｔ逡逑ｉ．逦Ｍ逦＇逦（ｎ＝６）逦ＪＬ逡逑ｉ－煖煖邋＋逦Ｉ－２0－邋ｉｎＪｅｃｒ邋／逡逑ｉｉｉｔｎ卜以逡逑＊＊邋＊＊逡逑＊６０邋１邋ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑0Ｊ＿焌~枦蘟鴭
本文编号：2804772
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R685
【图文】：
逑３、肌肉伤害性感觉神经元的电生理特性逡逑在正常大鼠中，对Ｌ４邋ＤＲＧ中ＤＨ标记的神经元进行在体电生理记录（图６邋Ａ、逡逑Ｂ所示），记录时测量记录到细胞的传导速度（图６Ｃ示意一个测到传导速度的细逡逑胞及其外周感受野），以此判断神经元类型。以机械刺激来搜索有反应的神经元逡逑（图６Ｄ示一个对外界机械刺激有反应的神经元）我们发现在记录到的Ｃ伤害性逡逑痛觉神经元中（传导速度在１．５ｍ／ｓ以下），其机械疼痛阈值较支配皮肤的疼痛神逡逑经元明显增高，达到８０ｍＮ以上的机械刺激才能诱发神经元的放电（如图６Ｅ、Ｆ逡逑和Ｉ所示），小于此机械强度的刺激只能激活神经元产生极少的动作电位（３个／ｓ逡逑以下）。在测得外周轴突传导速度的神经元中，大部分（８／１０）为Ｃ类（传导速逡逑度＜１．５ｍ／ｓ）（如图６Ｇ、Ｈ），其平均机械阈值为１２４．５６±４０．４５ｍＮ。对记录到的８逡逑个Ｃ伤害性疼痛神经元的外周感受野部位进行分析发现
腿胫骨前肌出现明显肿胀，从注射ＣＦＡ后一天开始，测量右侧胫骨前肌中间肿胀逡逑部分肌肉的外围直径与左侧相比存在明显差异，且随着时间的推移，肌肉肿胀得逡逑到了缓解。（如图７Ａ、Ｂ所示）在注射ＣＦＡ前后分别在６只老鼠上进行大鼠后肢承逡逑重实验。结果显示，与左腿相比，在注射ＣＦＡ１天以后，右侧患肢的的承重能力逡逑显著下降，且这一显著性差异可以维持到注射ＣＦＡ后至少６天。（如图７Ｄ所示）为逡逑了衡量患肢的炎症程度，伊文氏蓝渗出实验在大鼠注射ＣＦＡ两天之后进行。如图逡逑７Ｃ所示，右侧肌肉当中的伊文氏蓝渗出较左侧有显著差异，达到５３．０８±１６．３７ｕｇ／ｇ逡逑的水平。上述指标共同说明了在大鼠胫骨前肌注射ＣＦＡ后，在很短时间内（１天以逡逑内）就会出现肌肉炎症，且大鼠出现了明显的肌肉痛行为学。逡逑Ａ逦Ｂ６０ｉ邋：逡逑：NB？ｓ，邋＞逡逑逦逦逡逑！）？＞？？邋ａｆｔｅｒ邋ｉｎｊｅｃｌｉｏｎ（ｄ）逡逑ｆ８０ｉ逦ｎ邋°１邋？—Ｉｔ逡逑ｉ．逦Ｍ逦＇逦（ｎ＝６）逦ＪＬ逡逑ｉ－煖煖邋＋逦Ｉ－２0－邋ｉｎＪｅｃｒ邋／逡逑ｉｉｉｔｎ卜以逡逑＊＊邋＊＊逡逑＊６０邋１邋ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑0Ｊ＿焌~枦蘟鴭
本文编号：2804772
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