摘要：实验采用分离神经细束的方法, 观察逆行电刺激大鼠脊神经背侧皮支后, 在相距较远的神经细束上记录到的 Aδ和C类机械感受单位电活动的变化。刺激T9脊神经背侧皮支, 在T12神经细束上记录到59.3% (16/27)的Aδ和71.2%(37/52)的C类单位在刺激后90～120 s放电显著增加。刺激T8脊神经背侧皮支, 在T12神经细束上记录到47.8% (11/23)的Aδ单位和36.6% (15/41)的C类单位在刺激后120～150 s放电显著增加。大多数单位(18/23)的机械感受阈值在电刺激远距离脊神经背侧皮支后降低。结果表明, 逆行电刺激外周感觉神经, 可以使相距较远的Aδ和C类机械感受单位致敏, 其传入放电增加。外周感觉神经纤维在受到刺激时不仅具有产生传入冲动的功能, 而且还可通过末梢向外周释放多种神经递质, 增强局部调节作用和保护作用[1]。以往的实验表明,分离出大鼠的脊神经背侧皮支并将其与中枢断离, 在一个神经干上给予一定强度的电刺激, 可引起相邻脊髓节段的神经干传入放电增加;并探讨了电刺激对相邻脊髓节段的神经细束上C类机械感受单位传入放电的影响[2, 3]。然而, 电刺激后能否引起较远距离的机械感受单位兴奋,值得进一步探讨。本实验采用在大鼠脊神经背侧皮支上分离神经细束的方法, 观察逆行电刺激感觉神经后, 相距较远的Aδ和C类机械感受单位传入放电和机械感受特性的变化, 以期了解外周感觉神经末梢之间是否存在远距离的相互影响, 这可能是经络学说中循经感传的生理学基础。

1材料和方法

实验选用成年健康SD大鼠(180～250 g), 雌雄不拘。20% Urethane(1 g/kg)腹腔麻醉后, 剖开背部皮肤,在显微镜下分离出一侧T8～T12脊神经背侧皮支, 在其近中枢处切断。固定皮瓣做成油槽, 注入37℃左右的液体石蜡。用游丝镊子在T12神经干上分离细束,将细束搭放在双极铂金丝记录电极上, 观察有无单个单位的自发放电, 注意放电的频率、幅度。用一套校准过的von frey′s毛测定单位的适应性、感受野位置和机械感受阈值。同时记录4～6 min自发放电作为前对照。然后在T8或T9脊神经背侧皮支施加波宽0.1 ms,频率20 Hz, 电流强度0.45 mA, 持续10 s的连续电脉冲刺激。 在T12细束记录10 min的单位放电变化情况,做出放电的序列密度直方图。并再次测定感受单位的机械感受阈值。

用刺激电极置于所记录单位的感受野中心, 给予强度从零开始, 逐步增加的单个电刺激, 直至引发出具有恒定潜伏期的动作电位; 根据潜伏期和刺激点至记录点的神经长度,计算出传导速度(conduction velocity, CV)。以CV≤2 m/s的单位为C类单位, CV在2～30 m/s之间的单位为Aδ 单位。

实验描述的放电数均为每30 s内的平均放电数。所有数据用mean±SE表示, 用sigmastatistics 2.0统计软件进行处理。刺激前后的放电数用非参数秩和检验方法(wilcoxon signed ranked test)比较, P＜0.05 为差异显著。

2结果

2.1电刺激感觉神经对远距离机械感受单位一般特性的影响

实验共记录了50个Aδ 和93个C类单位, 其感受野大多分布在距背正中线0.5～2.5 cm的范围内, 多为椭圆形。所记录的Aδ单位的传导速度平均值为15.02±0.94 m/s, 引起兴奋的阈值是0.1±0.02 mA; C类单位的传导速度平均值为1.2±0.03 m/s, 引起兴奋的阈值是0.3±0.01 mA。

根据每个单位对感受野内持续阈上机械刺激(von Frey′s毛压迫)的反应, 分为快适应(rapidly adapting, RA)单位和慢适应(slowly adapting, SA)单位。若单位的传入放电在刺激一开始就迅速增加, 5 s内恢复到刺激前放电水平者属RA单位; 若刺激后单位放电很快增加,持续数十秒后其放电频率才逐渐恢复到刺激前水平者属于SA单位。观察了23个单位的机械感受特性：14个C类单位中有8个是SA单位, 6个为RA单位;9个A类单位中SA单位占了多数(6/9), RA单位有3个。

在逆行电刺激T9神经干后, 用von Frey′s毛测量到23个T12的感受单位中有18个的机械感受阈值降低, 由刺激前的0.28±0.06 mN降到刺激后的0.19±0.04 mN(P＜0.01); 4个单位的机械阈值未变化, 只有1个单位的阈值升高。

2.2 电刺激感觉神经对远距离机械感受单位传入放电的影响

2.2.1. 刺激T9神经干, 记录T12机械感受单位的传入放电本组实验在T12神经细束共观察到79个单位, 其中有52个C类单位和27个Aδ单位。71.2%(37/52)的C类机械感受单位, 在逆行电刺激T9神经干后传入放电增加。显示了C类单位放电变化情况, 刺激前30 s的放电数是2.83±0.63次, 在电刺激后的90～120、120～150和180～210 s放电数分别是6.97±1.49、4.37±1.07和4.77±0.69次, 统计学处理(wilcoxon signed ranked test)显示传入放电在刺激后这些时程内都有增加(P＜0.05), 以90～120 s的放电增加最为显著 (P＜0.01)。

27个Aδ 单位在逆行电刺激T9神经干后, 传入放电增加的有16个(59.3%)。如图2所示在刺激后90～120 s的放电数6.15±1.59次和120～150 s的放电数4.15±0.68次, 与刺激前30 s的放电数3.07±0.72次相比较, 分别都有增加(P＜0.01和P＜0.05)。

2.2.2 刺激T8神经干, 记录T12机械感受单位的传入放电电刺激T8神经干后, 在T12神经细束上共观察了64个单位, 其中C类单位41个, Aδ单位23个。41个C类单位中有15个(36.6%)在逆行电刺激T8神经干后120～150 s传入放电增加, 放电数3.73±1.11次与刺激前30 s的放电数1.18±0.3次相比较增加明显(P＜0.01)。

所记录的23个Aδ 单位中有11个(47.8%)在逆行电刺激T8神经干后传入放电增加。在电刺激后120～150 s和150～180 s放电增加,放电数分别是4.38±1.22和4.17±1.18次, 较对照30 s的放电数2.36±0.97次增加明显 (P＜0.01和P＜0.05)。

3讨论

我们以往的工作证实, 一定参数的串脉冲刺激脊神经背侧皮支后, 可引起相邻脊髓节段的感觉神经末梢(包括C类和A类)传入放电增加[2,3]。本实验用串脉冲刺激T9脊神经背侧皮支后, 在跨越4个脊髓节段(T9～T12)的感觉神经细束上记录到59.3% 的Aδ和71.2%的C类单位传入放电显著增加, 在跨5个脊髓节段(T8～T12)的神经细束上也记录到47.8%的Aδ单位和36.6%的C类单位传入放电显著增加。表明电刺激脊神经背侧皮支, 可通过某种机制, 激活相距较远的感觉神经的Aδ 和C类机械感受单位, 引起传入放电增加。

lembeck认为[4], 较强的外周刺激可引起感觉神经末梢产生轴突反射, 在末梢分叉处释放P物质(substance P,SP), 引起局部效应,并诱导肥大细胞释放组胺, 继发地激活邻近的末梢感受器, 使其致敏产生传入冲动。在本实验中也观察到电刺激脊神经背侧皮支神经干后,相距4～5个脊髓节段的机械感受单位机械阈值下降, 敏感性升高。这种机制很可能是逆行电刺激引起感觉神经末梢的速激肽类物质(SP等)向外周释放和弥散; 同时 sP又可继发地激活邻近的外周感受器, 依次传递引起远距离的传入单位兴奋。

以前实验表明, 电刺激脊神经皮支后, 相邻脊髓节段的C类机械感受单位的传入放电在刺激后90 s内都有增加, 以30 s内的增加最为显著[3]。本实验观察到,逆行电刺激引起跨4个节段的机械感受单位传入放电显著增加的时间是刺激后的90～120 s, 而跨5个节段单位传入放电显著增加的时间是刺激后的120～150 s,提示电刺激神经干后, 需要较长的时间才能引起远距离单位的传入放电增加, 且放电增加还可持续较长时间。这不可能是刺激电场的直接作用,此激活效应传递的速度也远远低于神经纤维的传导速度, 这与化学物质弥散引起的放电增加现象较为相似,说明这种激活效应可能是以神经递质弥散和经过多次的轴突反射而实现的。

逆行电刺激引起感觉神经末梢间的相互影响, 是由许多神经肽类物质介导的。有资料证实[5], 外周神经末梢的刺激可引起肽类物质释放, 主要包括SP、降钙素基因相关肽(CGRP)、神经激肽A(NKA)、神经肽Y(NPY)、生长抑素(SOM)、和强啡肽(DYN)等肽类物质。SP广泛分布于中枢和外周组织, sP存在的神经元中50%是C类纤维, 20%左右是Aδ 纤维; CGRP与SP能共存于细传入纤维。实验发现,较高频率的电刺激才能引起感觉神经元所含神经肽的释放, 而单个或低频刺激可使其所含的经典递质释放[6]; sP被认为是传递中等到高强度痛觉刺激的递质[7]。用附有神经肽抗体的探针测定SP和NKA的释放, 证明神经肽释放后有相当大的弥散范围,而且经过较长时间才灭活[8]。我们实验中所用的逆行电刺激强度远大于C类纤维阈值, 足以兴奋绝大多数细纤维, 使其释放SP等神经肽。另外,相邻的脊髓节段的神经支配区域有重合性, 外周初级传入纤维上又存在SP受体[9], SP可以通过弥散作用与邻近纤维末梢上的受体相结合,引起振荡性内向电流使感觉神经去极化[10]。这些递质一方面通过弥散途径直接作用于自身或周围神经末梢的感受器, 使其兴奋; 另一方面, SP又可引起组胺的释放,继发地激活邻近神经末梢产生传入冲动, 这种冲动在邻近神经末梢分支间再通过轴突反射的扩布, 又引起递质从下一个末梢的释放,形成连续的多级传递。这两方面的作用相互促进, 很可能是感觉神经外周末梢间远距离激活效应的基础。

综上所述, 本实验观察到逆行电刺激脊神经背侧皮支后, 远距离的Aδ 和C类机械感受单位传入放电增加和机械感受阈值降低,提示感觉神经末梢间可以产生远距离的相互影响, 为探讨感觉神经在循经感传中的作用提供了生理学依据。

参考文献

[1]Holzer P. Local effector functions of capsaicin-sensitive sensory nerve：involvement of tachykinins, calcitonin-