痛感受的下行抑制和脊髓背角内神经元回路

本文扼要介绍了脑干下行纤维在脊髓实现其对痛传递的抑制时可能涉及的递质种类及其相互关系;并强调多学科研究、特别是神经元回路的功能形态学分析对阐明这一问题的重要意义。     

刺激家兔中脑导水管周围灰质抑制束旁核伤害性放电的脊髓上机制

本工作比较了家兔脊髓背侧1/2进行横切前后刺激中脑中央灰质对束旁核伤害性放电的抑制率的改变。实验表明中央灰质既可通过公认的脊髓下行纤维抑制脊髓水平的痛传递,减弱束旁核单位的痛敏放电,也可通过某种脊髓上机制实现对束旁核的抑制。我们对这两种机制的相对重要性作了分析。用直11个束旁核痛敏单位所作的计算表明,在脊髓切割前,刺激中央灰质可使束旁核痛敏放电抑制67.5%,脊髓背侧1/2横切后,同样的中脑刺激只能使痛敏放电抑制42.9%。如以切割前的抑制率作为直100%,则切割可使抑制减弱36.5%,这一部分抑制应当是由被切断的脊髓下行纤维实现的,其余63.5%则可能主要通过脊髓上机制来实现。考虑到脊髓背半部横切不可能全部切断下行纤维,故实际上脊髓上机制的重要性不会有上述数值表示的那么大。     

束旁核、中央中核对皮层体感觉区伤害性反应单位的影响

实验在清醒麻痹的猫上进行。先用记录诱发电位的方法,证明大脑皮层第 I 体感觉区(SI区)同一部位可接受来自外周神经、丘脑束旁核(Pf)和中央中核(CM)的上传信号;然后在这一皮层部位寻找在强电流刺激腓总神经时出现伤害性反应的神经元。在所观察的24个单位中,有20个单位如果先给予 Pf 刺激,可看到上述伤害性反应明显增强,增强的百分率平均在90.0%以上;在这同一组皮层单位,如果预先刺激 CM,有21个单位的伤害性反应明显减弱,反应抑制都在-55.6%以上。Pf 刺激本身对所观察单位的自发放电影响不明显,但 CM 刺激可明显抑制它们的自发放电。     

单胺类受体阻断剂和纳洛酮对家兔脊髓下行性抑制作用的影响

实验在27只麻痹的清醒家兔上进行。用玻璃微电极记录丘脑束旁核单位对腓总神经伤害性刺激发生的痛敏放电情况。这种痛敏放电活动均能无例外地被模拟的下行性抑制、即用弱电流刺激分离的脊髓背侧1/2外周端所抑制。在27个单位中,静注α-肾上腺能受体阻断剂酚妥拉明后,有16个单位的脊髓刺激的抑制效应被明显削弱,11个单位的脊髓刺激效应基本无变化。在5个酚妥拉明有效的单位,待药物作用消失之后,其脊髓刺激效应均能被纳洛酮所阻断。在5个脊髓刺激效应不受酚妥拉明影响的单位,静注5-羟色胺受体阻断剂賽庚啶后,有4个单位的脊髓刺激效应被明显削弱;而另外一个单位的脊髓刺激效应依然存在。以上实验结果提示,经由脊髓背侧下行、在脊髓水平对痛信号进行调制的下行通路可能主要包括两类纤维系统,一类以去甲肾上腺素(通过α受体发挥作用)和内源性吗啡样物质为递质或/和调制物,另一类则以-5羟色胺为递质。这两类纤维可能分别影响不同的脊髓背角上行投射神经元。     

刺激兔中脑导水管周围灰质对束旁核单位放电的影响

实验在65只家兔进行。局麻下进行手术准备,筒箭毒素麻痹下进行实验观察。用玻璃微电极记录束旁核单位放电,以腓总神经的强电流刺激(30—50伏)作为损伤性刺激。根据对外周损伤性刺激反应的不同,在束旁核单位中可区分出两类功能不同的神经元,一类的自发放电可因外周痛信号的传入而增强,称为痛敏神经元;一类的自发放电可因外周痛信号的传入而减少,称为痛抑制神经元。中脑导水管周围灰质的弱电流刺激(4—6伏)或吗啡静注(3毫克/公斤体重),可使痛敏神经元对外周损伤性刺激的痛反应减弱或消失,却可使痛抑制神经元因痛传入而出现的自发放电的抑制现象减弱或不再出现。刺激中脑中央灰质或吗啡注射对束旁核痛敏神经元的上述影响,在脊髓胸_(12)或腰_1段的背侧1/2被切断后仍然能出现。由于多数实验证明脑干对脊髓痛传递的下行抑制系统是在脊髓背外侧束中下行的,因此我们的实验提示,中脑结构有可能通过上行性联系抑制束旁核神经元对痛传入的反应;吗啡似乎也能通过这一联系实现其镇痛作用。     

大鼠肾上腺髓质移植到脊髓能减轻慢痛模型的伤害性反应

离体细胞培养证明,肾上腺嗜铬细胞能产生减轻痛反应的活性物质,如去甲肾上腺素、5-羟色胺、阿片肽以及几种其他的神经肽。这些活性物质是目前公认脊髓镇痛下行抑制系统所释放的有关递质。它们单独作用时可止痛,合用时有协同作用,产生强烈止痛效果。芝加哥伊尔斯大学解剖学和细胞生物学实验室将肾上腺髓质组织移植到脊髓,生长的嗜铬细胞可作为局部活性物质的来源,以增加脑脊液中的水平。嗜铬细胞表面有nicotine受体,当用nicotine刺激时,活性物质释放增加,移植实验用Spraque-Dawley雄性体     

大鼠中脑导水管周围灰质和束旁核联系途径的电生理分析

在48只清醒大鼠的中脑导水管周围灰质(PAG)记录到228个有自发放电的单位,检查了它们对束旁核(Pf)刺激和外周伤害性刺激和触刺激的反应,其中有76个单位对 pf 刺激有反应,反应型式有如下三类。8个单位在 Pf 刺激时出现逆行反应,潜伏期为3.18±0.57(SD)ms,传导速度相当于1.41m/s;这些单位的自发放电频率为1.1±0.45Hz,且不受夹尾或触尾刺激的影响。44个单位在 pf 刺激时出现顺行抑制;它们的自发放电频率为12.1±3.7(SD)Hz,且大多数单位(61.3%)在夹尾刺激时出现明显的增频反应,此反应亦可被 pf 刺激所抑制。24个单位在 pf 刺激时出现顺行兴奋;它们的自发放电频率为5.8±14(SD)Hz,对夹尾刺激表现增频或减频反应的单位数大致相等。对这些不同性质的 PAG 单位在中枢痛传递和痛感受的调制中所起的作用进行了讨论。     

神经系统中的微小环路——树-树式突触的存在及其机能意义

近一个世纪以来,生理学研究表明神经系统由许多中枢及其通路组成,这些中枢神经细胞进行着感觉信息的处理和运动机能的控制。传统的观念认为,信息是由神经细胞的短突起即树突传入,由其细长的轴突传出,而细胞与细胞间的信息传递是以电化学形式进行的。近年来,在中枢神经细胞的接触和相互作用方面有了一些新进展,主要是肯定了一些只与神经细胞的短突起即树突有关的微小环路,这给进一步深入了解行为的神经机制提供了依据。每个中枢神经细胞具有不同长度和型式的树突分支。五十年代电镜显示神经细胞间机能联系的部位为突     

电刺激大鼠中缝大核对丘脑束旁核伤害性放电的影响

在16只乌拉坦麻醉大鼠上用玻璃微电极记录束旁核(Pf)细胞外放电的方法,观察了刺激中缝大核(NRM)对pf神经元自发放电和夹尾引起的伤害性反应的影响。弱电流刺激NRM可抑制大多数(66.7％)Pf痛兴奋单位的夹尾诱发放电,其抑制率为48.4±4.6％,同样的刺激对这类单位的自发放电影响不明显。刺激NRM对Pf痛抑制单位的作用较为特殊,使82％的痛抑制单位的自发放电减少42.0±5.7％,使86％的单位对痛刺激时的减频反应进一步加深。     

一个研究神经结构和功能的新方法——用[~(14)C]去氧葡萄糖测定脑局部葡萄糖消耗率:

神经组织活动时,局部耗氧量增加,其能量的主要来源是葡萄糖,因此理论上有可能利用氧的同位素或标记葡萄糖来测定局部脑组织的代谢强度,进而推测它们的功能活动状态。但现有的放射性氧同位素半衰期过短,葡萄糖又因本身的生物半衰