背根节神经元超兴奋的电生理研究

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1、第四军医大学博士学位论文背根节神经元超兴奋的电生理研究姓名：邢俊玲申请学位级别：博士专业：神经生物学指导教师：胡三觉2000.6.1第四军医大学博士学位论文背根节神经元超兴奋的电生理研究研究生邢俊玲导师胡三觉教授第四军医大学神经科学研究所摘要，／机械性外伤、缺血、机体代谢异常以及局部炎症等各种致病因素可直接或间接引起外周神经的损伤，诱发以痛觉过敏(hyperalgesia)、痛性感觉异常(auodynia)、自发性疼痛(spontaneouspain)及感觉倒错(paraesthesia)为主要表现的持久异常痛感觉，称之为慢性痛。由椎间盘脱出、骨刺增生以及椎间孔狭窄等引起的背根神

2、经节(dorsalrootganglion,DRG)或脊神经根受压导致的疼痛是临床常见的慢性病症状，受累部位常出现明显的。压痛点”和痛敏感区。此时作为感觉传递第一站的DRG，其受损神经元的兴奋性往往异常增高，呈现超兴奋状态．这种神经元超兴奋主要表现为阈值降低，适应性减弱，自发放电，钠电流增加以及对去甲肾上腺素和交感传出活动的显著敏感等变化，并成为产生慢性神经病痛的“起搏点”。因此，抑制与消除DRG神经元超兴奋，已成为当前国际上探讨缓解慢性神经病痛的一个焦点．然而，神经元超兴奋的本质(即决定超兴奋发生的基本电生理变化过程)及其通道与分子机制并不清楚，这是制约当今慢性痛治疗的一个关键

3、问题■本研究利用大鼠背根节慢性压迫造成的神经元超兴奋标本，通过在体细胞内记录技术对受损DRG超兴奋神经元进行兴奋性交化的系统检测，阐明超兴奋的基本电生理变化及其钠通道机制，不仅可以加深对神经元超兴奋本质的认识，同时有助于深入揭示慢性痛“起搏点”形成的原因，为慢性痛治疗提供新的策略。第四军医大学博士学位论文主要结果(1．受损DRG神经元产生不同节律的自发放电、依据动作电位峰峰间期(InterSpikeInterveral，IsI)的动力学特性，将记录的91例自发放电分为周期，非周期，阵发及整数倍4种节律模式。周期节律占自发放电神经元总数的25％，其[SI以规则形式重复出现。非周期节

4、律占总数的35％，放电序列ISI散点图显示其为随机样分布。阵发节律占总数的34％，该节律表现为放电的发放状态与休止状态交替出现，处于发放状态的峰电位在ISI序列散点图上处于一局限的带状区域内，而发放状态之间的时间间隔多数不规则。整数倍放电占总数的6％，该节律存在一基础ISI(最小ISI)，所有的ISI相对集中分布在基础ISI的整数倍。2．受损DRG神经元出现的闽下膜电位振荡650个检测神经元中有97个在静息膜电位水平出现阚下膜电位振荡(Subthresholdmembranepotentialosciltations，SMPO)(占14．9％)，与正常DRG神经元SMPO出现率(

5、1．5％)有显著差别。其A类神经元SMPO的型式可分为规则型、梭型、不规则型三种型式。3．具有SMPO的神经元兴奋性显著升高分别对三组神经元：损伤后有SMPO，损伤后无SMPO及正常DRG神经元进行阈值及适应性检测．受损DRG有SMPO神经元与无SMPO神经元的动作电位阈值分别为0．9士0．1nA、2．2土0．4nA，均较正常DRG神经元动作电位阈值3．6±0．9nA显著降低。正常DRG神经元诱发动作电位数目为3．2±1．1spikes／200ms，显著低于损伤后无SMPO(5．6±1．3spikes／200ins)及有SMPO(10．8土2．3spikes／20011"18)两

6、组神经元．4．SMPO决定自发放电的产生及放电型式受损DRG神经元自发放电的峰电位均起自SMPO的去极化相。周期、非周期放电节律分别与规则及不规则SMPO相对应。整数倍放电均在规则型SMPO基础上产生，其最小ISI由规则振荡的周期决定，2第四军医大学博士学位论文而IsI的倍数实际取决于未能产生峰电位的SMPO数目。阵发放电节律则发生于梭型SMPO基础上，多数为串放电所诱发的膜电位超极化所终止，少数无超极化，仅表现为梭形振荡幅度的逐渐减小．5．放电型式由周期向整数倍的转化在TTx作用下，周期放电节律可转化成整数倍放电节律，其间可见SMPO的振荡幅值降低和闽电位水平抬高的现象。6．S

7、MPO与钠通道的关系在6例有SMPO神经元，局部应用10—100nMT1x阻断钠通道，可以消除SMPO，此时自发放电也随之消失。在SMPO和自发放电刚刚消失时，给坐骨神经刺激仍可在胞体记录到诱发动作电位。7．阻断钠通道失活门对SMPO和膜电位的影响在8例自发放电神经元局部加入藜芦碱(10uM)，以阻断钠通道失活门，观察到藜芦碱主要引起膜电位的两个变化：增加SMPO的幅值，使SMPO以高频规则形式出现；引发细胞膜电位出现长时间的缓慢去极、并在此基础上发生动作电位高频阵发振荡，进而出