丘脑束旁核痛兴奋神经元和痛抑制神经元电活动的研究

张香桐(1978)指出,丘脑内接受痛觉信号的结构在丘脑的内侧部分,特别是束旁核和中央外侧核。丘脑束旁核基本上是一个接受痛觉冲动的结构(1979)。我们曾报道(孙明智等,1980),丘脑束旁核存在着痛兴奋和痛抑制两种神经元。当伤害性痛刺激作用于机体时可引起痛兴奋神经元放电数目的增加和痛抑制神经元放电数目的减少,并认为两种神经元的电活动都与痛觉的产生有直接关系。     

大鼠丘脑束旁核痛抑制神经元活动的特征

在用三碘季胺酚制动的大白鼠上进行实验。用玻璃微电极引导丘脑束旁核单位放电,观察伤害性电刺激坐骨神经时痛抑制神经元(简称Ⅰ神经元)的反应特点。我们的实验结果表明Ⅰ神经元的活动有以下特点:(1)较长的反应潜伏期。在13个Ⅰ神经元上的实验结果表明,反应潜伏期的平均值为203.8±137.8毫秒。(2)抑制性反应能持续较长的时间。在21个Ⅰ神经元上的实验结果表明,刺激坐骨神经所诱发的放电中止(即完全抑制)的持续时间有颇大的变动范围,最短为500毫秒,最长可达20秒。(3)较高的阈值,引起Ⅰ神经元抑制性反应所需的最低刺激强度为1.2毫安左右。(4)无适应性。重复刺激坐骨神经所诱发的Ⅰ神经元抑制性反应没有逐渐缩短的趋势。(5)时间总和。连续刺激坐骨神经可以使Ⅰ神经元抑制性反应的持续时间延长。根据以上结果可以认为痛抑制神经元具有与痛兴奋神经元类似的活动特点。     

针刺对同时在丘脑束旁核和尾核记录的痛兴奋与痛抑制神经元单位放电的影响

在44只大白鼠上,通过两根玻璃微电极同时引导丘脑束旁核和尾核神经元的放电,观察伤害性刺激作用于坐骨神经和电针“足三里”对两个神经元放电的影响。实验共记录到81对两个神经元的同时放电,其中包括26对痛兴奋、3对痛抑制、28对痛兴奋和痛抑制、24对其他组合类型的神经元放电。实验结果表明:1.从大白鼠尾核可同时记录到痛兴奋和痛抑制两种神经元的电活动,未见痛兴奋和痛抑制神经元的放电型式相互转换。2.同一伤害性刺激可同时引起丘脑束旁核和尾核中的两个痛兴奋神经元兴奋、两个痛抑制神经元抑制、或一个痛兴奋神经元兴奋和另一个痛抑制神经元的抑制。3.电针“足三里”可同时使丘脑束旁核和尾核的痛兴奋神经元兴奋减弱或痛抑制神经元抑制反应减弱(抑制解除)。本工作证明,伤害性刺激可同时影响丘脑束旁核和尾核中痛兴奋和痛抑制神经元的单位放电变化,而电针“足三里”又同时对两核团中痛兴奋和痛抑制神经元的活动具有调整作用。     

刺激家兔尾核对丘脑束旁核痛兴奋和痛抑制单位放电的影响

在51只清醒麻痹家兔身上,记录了丘脑束旁核痛兴奋(PfPE)和痛抑制(PfPI)单位的放电。观察刺激尾核头背部(DHCN)对 PfPE 和 PfPI 单位自发放电和痛放电的影响。(1)刺激 DHCN时,在28个 PfPE 单位中,19个的自发放电发生抑制反应,7个无变化,2个增强;在6个PfPI 单位中,5个的自发放电增加,1个无变化。(2)刺激 DHCN 时,在38个 PfPE 单位中。2个的痛放电兴奋增强,6个无变化,30个被抑制。其中12个呈抑制反应的单位,8个立即发生在刺激 DHCN 之后,并延续700—1600ms,在10个 PfPI 单位中,7个的痛放电发生兴奋反应,3个无变化。这些结果提示,DHCN 对丘脑 PfPE 和 PfPI 单位在处理痛觉信息上具有调制作用。根据抑制的潜伏期短和延续时间长的特点,推测这种调制作用可能既通过直接通路又有间接环路参与。     

乙酰胆碱对大鼠丘脑束旁核和中脑网状结构痛反应神经元电活动的影响

在54只大鼠上,用两支微电极同时记录神经元放电的方法,研究了脑室注射乙酰胆碱(ACh)对丘脑束旁核(Pf)和中脑网状结构(RF)痛反应神经元电活动的影响。结果表明,当脑内ACh含量增加时,Pf和RF中两个痛兴奋神经元(PEN)的电活动同时减弱,两个痛抑制神经元(PIN)的电活动同时加强,Pf中一个PEN电活动减弱的同时RF中一个PIN电活动加强,或者相反。阿托品可以阻断ACh的上述作用。这提示,ACh对不同中枢痛反应神经元的电活动的影响是通过M胆碱能受体而实现的。     

微电泳乙酰胆碱和阿托品对大鼠丘脑束旁核痛敏神经元电活动的影响

在30只大鼠上,用多管微电极细胞外记录和离子微电泳方法,观察了乙酰胆碱(ACh)和阿托品对丘脑束旁核(Pf)神经元电活动的影响。结果表明,微电泳ACh可加强痛敏神经元的电活动,并使部分自发放电神经元对伤害性刺激产生反应。阿托品可以阻断ACh的上述作用。微电泳阿托品能减少痛敏神经元的电活动。这些结果提示,在Pf神经元的活动中,ACh可以直接作用于M受体发挥其兴奋作用。     

脑室注射5-羟色胺对大鼠丘脑束旁核痛兴奋和痛抑制神经元电活动的调制作用

本实验利用两根微电极同时记录大鼠丘脑束旁核两个痛兴奋、两个痛抑制或一个痛兴奋和一个痛抑制神经元的放电,观察脑室注射5-羟色胺后对两个神经元同时电活动的影响。结果表明,当脑内5-羟色胺含量增加时,丘脑束旁核两个神经元同时电活动的变化主要有如下三个方面:1.两个痛兴奋神经元的电活动均受抑制,诱发放电频率减少,潜伏期延长。2.两个痛抑制神经元抑制均解除,诱发抑制时程均缩短。3.一个痛兴奋神经元电活动受抑制的同时,另一个痛抑制神经元的电活动加强。以上结果提示,在痛和镇痛过程中,痛兴奋和痛抑制神经元的作用是协同进行的。     

刺激大鼠下丘脑背内侧核对丘脑束旁核痛相关神经元放电的影响

本文在 79只清醒麻痹大鼠身上,用玻璃微电极记录丘脑束旁核痛兴奋(PfPE)和痛抑制(PfPI)单位的放电及其对刺激下丘脑背内侧核(DMH)的反应,并观察切割脊髓背外侧束的效应。主要结果如下:(1)刺激DMH使PfPE 单位的自发放电及痛放电有明显的抑制作用,而使PfPI 单位的自发放电增多,并解除伤害性刺激引起的抑制效应;(2)刺激DMH引起PfPE 单位的抑制效应,在切割脊髓背外侧束后仍然出现。上述结果提示:DMH 对丘脑束旁核在处理痛觉信息上具有调制作用,这种调制作用可能不通过脑干下行性抑制系统完成,而主要是通过脊髓上联系抑制丘脑束旁核神经元对痛传入的反应。     

电刺激兔尾核对丘脑束旁核神经元痛放电的影响

实验在75只家兔上进行。以玻璃微电极记录丘脑束旁核痛放电,以电脉冲(5次/s、0.2ms、8—10V)通过双极同心电极刺激尾核头部,结果表明刺激尾核对束旁核痛放电既产生抑制效应(34/38),也产生易化效应(4/38)。抑制有两种表现方式:1.改变诱发放电的型式,2.跟随着单个刺激脉冲出现对痛放电的短暂压抑。静脉注射纳洛酮或阿托品可以阻断尾核刺激所引起的第一种抑制效应,提示尾核内阿片肽能系统和胆碱能系统活动参与对束旁核痛觉信号活动的调制。本文也观察到尾核刺激可诱发束旁核神经元出现每分钟约6次的周期性锋形电位串。     

去甲肾上腺素对大鼠丘脑束旁核痛反应神经元电活动的影响

本文观察了41只大鼠脑室注射去甲肾上腺素(NE)后对两侧束旁核痛反应神经元同时由活动的影响。结果表明:1.两个痛兴奋神经元(PEN)的电活动同时受至抑制,表现为诱发放电数目减少,潜伏期延长。2.两个痛抑制神经元(PIN)的抑制效应同时被解除,即诱发放电数目增加,抑制时程箱短。3.一个PEN的电活动受到抑制的同时,另一个PIN的电活动加强。上述结果证明NE能够同时影响丘脑束旁核PEN和PIN的电活动。     

八肽胆囊收缩素对抗吗啡对丘脑束旁核痛反应神经元放电的影响

已知脑室注射硫化八肽胆囊收缩素(CCK-8)对吗啡镇痛效应(用辐射热甩尾反应的潜伏期作测痛指标)有对抗作用。本工作研究了脑室注射CCK-8对吗啡引起的大鼠丘脑两侧束旁核痛反应神经元同时电变化的影响。结果如下:(1)腹腔注射吗啡(10mg/kg)可抑制痛兴奋神经元(PEN)和加强痛抑制神经元(PIN)的电活动。(2)脑室注射CCK-8(15ng/15μl)能对抗吗啡引起PEN放电的抑制作用和PIN电活动的加强作用。无硫CCK-8对吗啡的效应没有对抗作用。(3)注射CCK-8可同时对抗吗啡对束旁核中一个PEN的抑制作用和一个PIN的加强作用。上述结果与甩尾阈测痛的结果一致,即CCK-8对吗啡引起的镇痛效应有明显的对抗作用。     

外侧隔核注射促甲状腺素释放激素对丘脑束旁核痛放电的影响

本实验用细胞外记录法,观察大鼠外侧隔核(LS)微量注射促甲状腺素释放激素(TRH)对丘脑束旁核痛兴奋神经元(PEN)放电的影响。结果如下:(1)LS注射TRH对束旁核PEN痛放电产生明显的抑制效应;TRH的最大抑制效应及持续时间与TRH剂量(1,2.5,5μg/1μl)的对数呈正线性相关;(2)预先 LS 注射纳洛酮(3μg/1 μl)不能改变TRH抑制柬旁核PEN痛放电效应;(3)预先LS注射阿托品(5μg/lμl)阻断了TRH对束旁核PEN痛放电的抑制效应。结果表明:LS是TRH参与镇痛的一个有效的作用部位。LS胆碱能M受体可能参与了TRH的抑制PEN痛放电效应,而TRH的抑制效应未涉及阿片受体。     

微电泳GABA和5－HT对大鼠丘脑束旁核单位痛放电的影响

本实验用多管微电极细胞外记录和离子微电泳方法,在水含氯醛麻醉的ＳＤ大鼠上观察了γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）和５－羟色胺（５－ＨＴ）以及它们的受体阻断剂（印防已毒素和赛庚啶）对丘脑束旁核（Ｐｆ）单位痛放电的影响。结果表明：（１）电泳ＧＡＢＡ可抑制Ｐｆ神经元的痛放电,这作用可被电泳印防已毒素所阻断,而单独电泳印防己毒素可加强Ｐｆ的痛放电。（２）电泳５－ＨＴ对Ｐｆ单位痛放电在有些单位表现加强作用,另一些单位表现抑制作用,仅前者可被电泳赛庚啶所阻断。上述结果提示：在Ｐｆ神经元的痛放电活动中,ＧＡＢＡ可能起抑制性作用,而５－ＨＴ可能通过不同的受体亚型既发挥其兴奋作用,也可有抑制作用。     

佐剂性关节炎大鼠丘脑束旁核单位放电的观察

用佐剂性关节炎(AA)大鼠做为慢性痛的动物模型,以清醒麻痹大鼠束旁核单位放电为指标,观察了在慢性疼痛状态下以及健康鼠束旁核单位放电的改变。当给触毛刺激时,健康鼠124个有诱发反应的单位中有40个(32%)增频,73个(59%)无改变;而 AA 鼠109个单位中有51个(47%)增频,44个(40%)无改变(P<0.05)。在上述单位中,健康鼠有73个(59%)属伤害感受性单位,49个(40%)属会聚性单位,AA 鼠有44个(40%)属伤害感受性单位,63个(58%)属会聚性单位(P<0.05)。上述结果提示:AA 鼠对轻微的机械刺激似有增敏现象,AA 鼠束旁核中会聚性单位多于健康鼠。     

电刺激大鼠尾核头部对丘脑腹后外侧核痛相关神经元电活动的影响

丘脑腹后外侧核的神经元对伤害性刺激的反应形式主要为以下三种类型:痛兴奋神经元、痛抑制神经元和痛无关神经元。痛相关神经元的放电活动可被吗啡类药物所抑制。电刺激尾核头部对痛相关神经元主要产生抑制作用,尾核头部背侧的作用强于腹侧,且受不同刺激参数的影响。本文就以上结果在镇痛中的意义进行了讨论。