ATP敏感钾通道的激活对伤害性疼痛行为以及对DRG的超敏反应的拮抗作用

摘要

在疼痛信号的产生和传递中离子通道起着重要作用。例如:热刺激后激活TRPV1通道可以在伤害感受器外周末端产生一个内向电流,并且在伤害感受器的轴突产生动作电位从而产生痛觉。对离子通道疼痛信号的研究主要集中在TRP通道家族和电压门控性钠通道。直到最近,K+通道在疼痛中的作用才被较多的关注,K+通道在调节静息膜电位和控制神经元的兴奋性中起着重要的作用。因此,K+通道在疼痛的治疗方面作为一个外周靶点也受到人们的关注。M通道作为一个K+通道因为可以调节许多中枢和外周神经元的兴奋性而广为人知。M通道的选择性开放剂RTG在大鼠的伤害性疼痛行为学实验中可以抑制由角叉藻聚糖和缓激肽(BK)引起的疼痛反应,M通道的选择性阻断剂XE991则可引起大鼠的自发性疼痛反应。　　 最近的研究发现K+通道的另一个亚家族KATP通道在疼痛中也起重要作用。KATP通道广泛表达于中枢神经元系统,在中枢神经系统调节细胞膜的兴奋性和神经递质的释放,并且发挥神经系统保护作用。有研究表明,KATP通道可能参与调节吗啡、可乐宁、5HT1受体激活剂的镇痛作用,因为这些药物的镇痛作用可以经过选择性的KATP通道阻断剂(而非其他通道阻断剂)预处理后而被逆转。有人认为,吗啡可通过NO途径激活KATP通道而发挥镇痛作用。　　 目前己证实外周DRG神经元中有KATP通道的表达。然而在体外记录到DRG神经元中的IKATP通道的全细胞电流并不典型,且仅表达于部分的DRG神经元。有研究报道KATP通道主要表达于大直径的DRG神经元并影响其介导的神经性疼痛。KATP通道开放剂对不同疼痛模型的作用尚有争议,即便其对疼痛有缓解,其机制认为可能是通过某种途径使阿片受体激活而产生。而直接激活KATP通道在外周神经产生镇痛作用的研究目前还很少。本实验将主要研究直接激活KATP通道对痛觉和感觉神经元兴奋性的影响。　　 目的:建立三种疼痛模型:缓激肽诱导的疼痛模型、热痛模型和机械痛模型;观察外周伤害性感受器KATP通道直接激活对以上三种疼痛模型的影响;观察KATrP通道开放剂对DRG神经元兴奋性和电流的作用。　　 方法:(1)应用整体动物行为学实验的方法研究KATP通道的开放剂吡那地尔(pinacidil)和二氮嗪(diazoxide)在缓激肽引起的急性炎症痛、高热卤素灯引起的热痛和机械刺激引起的刺痛三个疼痛模型中的作用。(2)在分离培养的成年大鼠DRG神经元细胞上应用打孔膜片钳的技术研究KATP通道开放剂吡那地尔和二氮嗪在缓激肽诱导的DRG神经元的兴奋性增高中的作用。(3)在分离培养的成年大鼠DRG神经元细胞上应用打孔膜片钳的技术研究KATP通道开放剂吡那地尔和二氮嗪对全细胞IKATP的影响。　　 结果:　　 1 KATP通道开放剂通过激活KATP通道缓解缓激肽诱导的自发性疼痛(疼痛时间由对照组BK,121±5.7 s分别降低到Pin+BK,49±5.0 s和Dia+BK,59士8.0 s);应用KATP通道阻断剂格列苯脲后此作用被逆转,(疼痛时间分别为为:Gly+Dia+BK,104±12.4 s;Gly+Pin+BK,85±10.8 s)单独给予格列苯脲并不引起自发性疼痛(Gly,11±8.1 s)　　 2 KATP通道的激活可以降低大鼠对伤害性热刺激的敏感性即KATP通道开放剂拮抗热痛行为(痛阈由对照组Solvent,23±2.8 s,分别增加到Pin,36±2.9 s,Dia.35±3.0 s);应用KATP通道阻断剂格列苯脲后此镇痛作用被逆转(痛阈改变为:Gly+Pin,26±1.7 s;Gly+Dia,31±4.1 s),单独给予时格列苯脲不会增加大鼠对热痛的敏感性也不具有镇痛作用((26±2.5 s)。　　 3 KATP通道的激活可以降低大鼠对伤害性机械刺激的敏感性即KATP通道开放剂拈抗机械刺痛行为(痛阈由对照组23±3.Sg,分别增加到Pin,41±6.5g,Dia,44±5.8g);应用KATP通道阻断剂格列苯脲后此作用被逆转(痛阈改变为:Gly+Pin,26±4.9 s;Dia+Glib,23±4.2 s),单独给予时格列苯脲不会增加大鼠对机械刺痛的敏感性也不具有镇痛作用(25±5.9 g)。　　 4 KATP通道开放剂的镇痛效应是KATP通道开放剂直接作用于伤害性感受器的结果而非某些全身效应,对侧注射KATP通道开放剂完全不能影响BK诱导伤害性疼痛行为反应(Contralateral,117±11.6s,Ipsilateral,49±10.8s);并且KATP通道开放剂的镇痛效应也不是由于血管扩张所致,因为给予已知的微血管扩张药普萘洛尔并不能引起镇痛效应(BK,113士14.4s,Pin+BK,48±11.3 s,Phentilamine,118±12.1s)。　　 5 KATP通道开放剂对由BK诱导的DRG神经元兴奋性增高有抑制作用,且不同的DRG神经元亚型对BK刺激的反应不同。在给予一个去极化电流后记录到两种不同的动作电位模式,一种模式为在给予缓激肽后动作电位频度增加(动作电位数目由原来的3.7±0.85 AP/s增加到8.2±1.43 AP/s),再给予KATP通道开放剂后完全逆转动作电位的增加(动作电位数目恢复为2.75±0.76 AP/s,n=35,p＜0.01)并逆转由缓激肽引起的细胞膜电位去极化(RMP从-50.2±3.32 mV去极化到-42.8±3.49 mV最后又回到-52.9±3.35 mV,n=35,p＜0.05);另一种模式为给予缓激肽后没有引起动作电位没有变化,但是细胞膜电位极大程度的去极化,再给予KATP通道开放剂后去极化完全逆转(RMP从-47.5±2.81mV去极化到-3.1±2.94mV最后又回到-44.3±3.28mV,n=7,p＜0.05)。　　 6 DRG神经元中KATP通道开放剂能一定程度的激活KATP通道,且KATP通道开放剂的这些效应能被KATP通道阻断剂格列本脲逆转;但是这些效应只存在于DRG神经元某些亚群而非全部。　　 结论:本研究证明KATP通道的开放可以拮抗有害刺激诱导的伤害性疼痛,此作用可能是通过抑制感觉神经元的过度兴奋所致。这些结果表明KATP特定的直接放剂毗那地尔以及二氮嗪的潜在的镇痛作用是一个非常值得将来研究的热点。

目录

文摘

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前言

材料与方法

结果

附图

讨论

结论

参考文献

综述 K+离子通道和疼痛的关系

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