PAG电刺激和微注射吗啡对脊髓WDR和NS神经元放电的影响
http://www.100md.com
杜剑青. 张天祥. 程珍凤.
中脑导水管周围灰质.广动力型神经元.特殊伤害感受神经元.背根电位.吗啡.
参见附件(197kb)。
作者：杜剑青 张天祥 程珍凤
单位：杜剑青 张天祥 程珍凤(西安医科大学基础医学院生理学教研室 西安 710061)；张天祥(日本医科大学药理学教室 日本国东京都文京)
关键词：中脑导水管周围灰质；广动力型神经元；特殊伤害感受神经元；背根电位；吗啡
西安医科大学学报000103 摘要 中脑导水管周围灰质(PAG)电刺激和微注射吗啡均能 显著抑制广动力型(WDR )和特殊伤害感受(NS)神经元的伤害感受性放电。但是对NS神经元放电的抑制明显地大于对W DR神经元。电刺激PAG能完全抑制NS神经元的伤害感受性放电。于PAG 微注射吗啡后，NS神经元和WDR神经元的伤害感受性放电均显著减少。但NS神经元受抑制的 程度更大。电刺激PAG能使外周传入诱发的背根电位(DPR)慢电位(DR-Ⅴ波)明显增大(P <0.001)。本研究结果揭示，PAG对脊髓WDR和NS神经元活动的抑制作用的程度，具有明显的 差异性，以对NS神经元的抑制为著。由观察DRP的结果提示，在PAG对脊髓伤害感受神 经元的下行抑制作用中，可能有突触前抑制参与。
中图分类号 R338.3 文献标识码 A
文章编号 0258-0659(2000)01-009 -04
The effects of periaqueductal gray stimuli on WDR and NS neurons in t he dorsal horn of rat spinal cord
Du Jianqing,Zhang Tianxiang, Chen g Zhenfeng
(Department of Physiology，Xi′an Medical University ,Xi′an 710061,China)
ABSTRACT Objective:In order to clarify the different reaction of WDR and NS neuronal activies to the stimuli of periaqueductal gray(PAG) and t o elucidate the synaptic mechanism in spinal cord level.Methods:The i nh ibition of the morphine microinjection and the electric stimulation of PAG on th e evoked neuronal discharges of WDR and NS units were investigated.In this study, the peripheral afferent-evoked dorsal root potential(DRP) was used as the pres ynapitc inhibitory index to identify the active property of PAG.Results: The peripheral afferent-evoked responeses of the both WDR and NS units wer e markedly suppressed by the electric stimulation of PAG, and this inhibitory e f fect on NS units was very complete.The scales of inhibition of the firing rate o n NS units by PAG morphine microinjection was significantly greater than that of WDR.The result of DRP tested was that DRP slow wave was obviously intensified b y the electric stiumlation of PAG(P<0.001).Conclusion:The degree of inhibitory effect of WDR and NS neurons in the stimuli of PAG was different. This study suggests that the descending inhibitory system from PAG may involve p resynaptic inhibition in the effect of PAG on the WDR and NS neurons.
KEY WORDS periaqueductal gray nociceptive specific N wide dyna mic range N dorsal root potential morphine
研究证明电刺激中脑导水管周围灰质(Periaqueductal gray ,PAG)可引起脊髓背角伤害 感受 神经元 (Nociceptive neurons)，即广动力型 (Wide dynamic range, WDR) 神经元和特殊伤害感受型区千驮木1-1-5(Nociceptive specific ,NS)神经元的伤害感受性放电发生抑制性变化[1～3 ]。但是，刺激PAG对脊髓WDR和NS神经元放电活动的抑制是否具有显著性差异。尚不能肯 定。于PAG内微注射吗啡(Morphine, Mor)对脊髓背角伤害感受神经元放电活动的影响，亦无 一致结果[4，5]，并存在与电刺激PAG相类似的问题，即PAG内微注射吗啡对脊髓 背角WDR和NS神经元二者诱发反应的影响，是否具有显著差异 ，仍不清楚。此外， 由PA G起源或经由PAG下行的中枢抑制系统，在脊髓水平通过何种突触机制，以实现其对脊髓背角 神经元，尤其是对伤害感受神经元的控制，仍需要进一步的实验资料来证明。
本研究通过观察电刺激PAG和PAG内微注射吗啡对脊髓背角WDR和NS神经元伤害感受性放电的 影响，旨在探讨PAG对脊髓WDR和NS神经元信息传递活动抑制的差异。这对于阐明PAG在内源 性下行抑制系统中的特殊作用具有重要意义。通过观察电刺激PAG对外周传入诱发的脊髓背 根电位(Dorsal root potential ,DRP)的影响，以探讨PAG的下行抑制作用在脊髓水平的 可能突触机制。
1 材料与方法
1.1 动物准备 实验用健康成年SD大鼠，雌雄不拘，体重220～ 350g。用戊巴比妥钠(0.04mg/kg体重)经腹腔注射麻醉。气管插管，固定动物于立体定 位仪上。常规暴露腰骶部脊髓和脊神经根，分离L4～L6背根。在手术部位制备油槽 ，油槽内液体石蜡的温度维持于36～37℃。调节脑立体定位仪，使前、后囟在同一平面，钻 开颅骨，暴露脑组织。术后用箭毒制动(0.002mg/g体重)，人工呼吸，在维持麻醉下进行实 验。监护动物一般状态的指标为直肠温度(维持于37～38℃)、末梢循环、瞳孔大小以及心电 、心率(300次/min左右)等。
1.2 PAG电刺激和微注射 按照Paxinos和Watson的鼠脑 图谱座标[6]，将不锈钢同芯刺激 电极(Od:0.5mm,id:0.2mm,内芯尖端分离1.0mm ，内芯尖端直径0.1mm)放置于中脑PAG(前囟后7～8mm,L 0.5～1.5mm,H 4.5～5.5mm)。对P A G的电刺激方式是：每秒4个方波/串，每个方波为0.5mA×0.3ms。刺激方波自JSD 731-C 型 刺激器经由隔离器输出。按照刺激电极相同的座标位置，由自动微推进器将Hamilton微量注 射器针头推进至PAG。每次微注射吗啡5μg，2min内注射完毕。
1.3 神经元放电和DRP记录 用玻璃微电极灌注3mol/L氯 化钠溶液(阻抗：5～15MΩ)在腰节段脊髓(L4～5)背角记录神经元单位放电。单位 放电经常规放大、示波器显示，同时输入计算机处理。用单极银丝电极引导DRP，参考电 极插入脊椎旁肌肉。DRP经放大、示波器显示，由计算机叠加处理。
1.4 组织学处理 实验结束时，先给脑内刺激电极通 以20～30μA阳极直流电15～20s，再由主动脉灌注0.9%的生理盐水，继之以10%的福尔 马林与2%的亚铁氰化钾混合溶液。记录位置通过电泳磅胺天蓝标记。脑和脊髓均作冰冻切片 ，焦油紫染色，镜下观察电极尖端位置。
2 结 果
2.1 脊髓背角神经元放电活动的观察 实验共记录到55个神经元 ，其中39个神经元(71%)均能在自发放电的基础上，对给予肢体的伤害性(夹皮、热烫和夹捏 关节等)和非伤害性(刷毛或吹毛、触皮及活动关节等)刺激产生诱发放电反应。这类神经元 即WDR神经元。6个神经元仅(11%)对伤害性夹皮刺激产生放电反应。这类神经元即NS或高阈 值(High-threshold, HT)单位，或特殊伤害感受型(Nociceptive, Noc)神经元。10个神经 元(18%)仅对吹毛或刷毛、触皮以及活动关节等非伤害性刺激产生放电反应。这类神经元 在夹皮或夹捏关节时，其自发放电频率很快降低，以至停止；或者虽对夹皮或夹捏关节产生 诱发放电，但在刺激停止后，其自发放电也立即停止，即呈现显著的撤退性抑制反应。我们 称这类神经元为伤害感受抑制型(Nociceptive inhibition, NI)神经元。实验中未发现吹毛 或刷毛、触皮，以及活动关节等非伤害性刺激引起神经元自发放电受抑制的现象。
2.2 电刺激PAG对脊髓背角WDR和NS神经元诱发放电的影响 在观察到轻刷毛、触皮和夹捏后肢足背外侧皮肤引起脊髓背角WDR神经元放电之后， 以每秒钟一串(4次，0.5mA×0.3ms/次)的电刺激连续刺激PAG(10～20s)，可见WDR神经元对 即刻 施加的刷毛、触皮及夹皮刺激的诱发放电分别减少为对照值的(19.84±1.59)%、(16.76 ±1.21)%和(21.20±1.93)%。在对PAG的刺激停止后约5～10min， WDR神经元对上述刺激的诱发放电基本恢复(图1)。
图1 电刺激PAG对WDR神经元诱发放电的影响
A.前对照； B和C分别为PAG刺激后15s和10min时，WDR神经元的放电反应
用上述相同参数的电刺激，连续刺激PAG(10～20s)，可见脊髓NS神经元对夹皮刺激的 伤害感受性放电显著减少以至完全停止。其伤害性反应的恢复时间(30s～5min)明显快于WDR 神经元。
与持续伤害刺激(夹皮)引起NS神经元放电相同步，以每秒钟一串4个方波(0.5mA×0.3ms/方 波 )的电刺激刺激PAG，可见NS神经元的伤害感受性放电，在同步PAG刺激约5～10s后，开始 减少，约20～30s后，则完全停止。在同步PAG刺激停止后(10～30s)，NS神经元的伤害 感受性放电迅速恢复(图2)。用上述相同的实验方法，虽可使WDR神经元对夹皮刺激的伤害感 受性放电明显减少，但不能使其完全停止。
图2 电刺激PAG对夹皮引起的NS神经元放电的影响
2.3 PAG内微注射吗啡对脊髓WDR和NS神经元放电的影响 向PAG内微注射吗啡0.5μl(10mg/ml)后6min，WDR神经元对触皮和夹皮刺激的放电 率减少为对照值的(72.14±2.58)%；注药后16min时，减少为对照值的(28.10±2.43)% 。此后，逐渐回升；完全恢复约在注药后50～60min。
用上述相同剂量的吗啡微注射于PAG，可见NS神经元对夹皮刺激的放电率在注药后6min，减 少为对照值的(66.99±2.73)%；16min时，减少为对照值的(6.78±1.13)%。其放电率减 少 的幅值明显大于WDR神经元(图3)，二者的伤害感受性放电受抑制的程度有显著差别(P<0 .01)，实验中观察到部分NS神经元，在PAG微注射吗啡后18～20min时，其伤害感受性放电 完全消失，至30～32min时，才开始逐渐恢复。
2.4 电刺激PAG对脊髓DRP的影响 用针灸针经大 鼠 后肢两趾间皮肤插入，通以1Hz、16～20V×0.5ms的最适电刺激，在脊髓(L4～5) 背根引导并观察到DRP(最大DRP慢电位，即DR-Ⅴ波)后，在PAG施加连续电刺激(参数同前)1 0～15s，结果可见DR-V波的电位幅度和时程均显著增加(图4)，与前对照相比差异有显著 性(P<0.001)。
图3 PAG微注射吗啡对夹皮引起的NS神经元放电影响
A.前对照；B、C、D分别为PAG微注射吗啡后6min、16min、和60min时，NS神经元的放电反应
图4 刺激PAG对外周传入诱发的DRP的影响
A.前对照；B和C分别为PAG刺激后15、30s时的DRP
3 讨 论
实验结果表明：电刺激PAG对脊髓背角伤害感受神经元(WDR和NS)的伤害感受性放电均 有明显的抑制作用。这与前人的研究结果相一致。所不同的是，PAG刺激对NS神经元放电率 的抑制速度和强度均显著大于对WDR神经元。当夹皮刺激诱发NS神经元放电与PAG电刺激同步 进行时，可见NS神经元的伤害感受性放电很快减少，以至完全停止。但用同样方法，则不能 使WDR神经元对伤害性夹皮刺激的放电达到完全停止状态。这些结果均表明PAG的下行作用， 对NS神经元伤害性反应的抑制，即对伤害信息或痛信息传入的控制，具有明显的特异性。此 结果与一些报道刺激PAG对WDR神经元诱发反应抑制较强的现象相反。
于PAG内微注射吗啡，对脊髓WDR和NS神经元的伤害感受性放电均有明显的抑制作用。但对NS 神经元伤害感受性放电抑制的百分率显著高于对WDR神经元。这与电刺激PAG的结果一致。
以往的研究普遍肯定了由PAG起源或以PAG为关键结构的脑干下行抑制系统或内源性下行抑 制系统或内源性镇痛系统的作用[7，8]。并证明该系统中，有内源性吗啡样递质 参与，有特定的传导通路下行至脊髓。该通路一般认为，由PAG起源，下行冲动经延髓中缝 大核(Nucleus raphe magmus, NRM)或延髓头端腹内侧结构(Rostral ventromedial medulla ,RVM)等中继之后，其传出冲动再沿脊髓背外侧束(Dorsolateral fasciculus,DLF)下行至 脊髓，其下行纤维主要终止于脊髓板层Ⅰ～Ⅶ层的各层。但是，由PAG下行对脊髓WDR和NS两 类不同神经元传入诱发反应的作用，在其神经通路、递质及作用机制等方面，是否具有显著 特异性区别，迄今仍不清楚。本实验结果显示，由PAG下行的内源性抑制系统对脊髓背角NS 神经元和WDR神经元的抑制作用有显著差异。其中WDR神经元的反应，以及本实验中伤害性刺 激引起神经元自发放电受抑制的现象，都可能属于所谓的弥漫性伤害抑制性控制(Diffuse n oxious inhibitory controls, DNIC)[9]，即DNIC的表现。
外周传入诱发的脊髓背根电位(DRP)是初级传入末梢去极化(Prima ry afferent depolarization,PAD)的反映，已被公认为是突触前抑制的指标[10] 。 为了探索PAG的下行作用在脊髓水平的突触机制，本研究观察了电刺激 PAG对外周传入诱发的DRP的影响。结果显示，电刺激PAG能使皮肤传入诱发的负的DRP慢电位 即DR-V波显著增大。这与本室曾电刺激PAG，直接记录DRP而获得的PAG-DRP所反映的情况 相一致[11]。表明由PAG起源的下行抑制系统对脊髓背角神经元活动的控制，至 少部分是通过突触前抑制机制实现的。
本研究显示，PAG电刺激和微注射吗啡，均能显著抑制脊髓WDR和NS神经元的伤害感受性放电 反应，但对NS神经元放电率的抑制均大于对WDR神经元，二者比较有显著差异。提示PAG的下 行抑制作用可能经由特异性和非特异性两种不同途径。电刺激PAG能使外周传入诱发的脊髓D RP慢电位(负的DR-V波)显著增大，表明PAG的下行抑制作用在脊髓水平，至少是部分通过 突触前机制实现的。
国家自然科学基金资助项目
参考文献
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2.Levine R,M M Morgan, J T Gannon et al.Stimulation of the periaqued uct al gray matter of the rat produces a preferential ipsilateral antinociception[J ].Brain Res 1991;567(1)∶140
3.Gray BG,Dostrovsky JO.Descending inhibitiory influences from periaqued uctal gray,nucleus raphe magnus,and adjacent reticular formation.1.Effects on lu mber spinal cord nociceptive and nonnociceptive neurouns[J].J Neurophysilogy,1 983;49(4)∶932
4.Jones SL,Gebhart GF.Inhibition of spinal nociceptive transmission from the midrain, pons and medulla in the rat:activaton of descending inhibition by morphine, glutamate and electrical stimulation[J].Brain Res, 1998;460(2)∶281
5.Gebhart GF,Sandkuhler J,Tahalhammer JG et al.Inhibition in spinal cor d of nociceptive information by electrical stimulation and morphine microinjecti o n at identical sites in midbrain of the cat[J].J Neurophysiology, 1984;51(1)∶ 75
6.Paxinos G,Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates[M].Aust ralia:Academic Press, 1982;34～37
7.Basbaum A I,H L Fields.Endogenous pain control systms:Brainstem spinal pathways and endorphin circuitry[J].Annu Rev Neurosci, 1984;7∶309
8.Mayer D J,Price D D.Central nervous system mechanisms of analgesia[C ].Pain 1976;2∶379～404
9.Villanueva L,Le Bars D.The activation of bulbo-spinal controls by per ipheral nociceptive inputs:diffuse noxius inhibitory controls[A].[Reiew] Bil ogical Research,1995;28(1)∶113
10.牛汉璋.中枢神经系统的突触前抑制[J].生理科学进展.1979；10(4) ∶289
11.张爱玲，程珍凤.刺激大鼠中脑导水管周围灰质诱发的背根电位及其传出通路 分析[J].生理学报，1990；42(3)∶203
(1999-07-20收稿 1999-09-20修回)
作者：杜剑青 张天祥 程珍凤
单位：杜剑青 张天祥 程珍凤(西安医科大学基础医学院生理学教研室 西安 710061)；张天祥(日本医科大学药理学教室 日本国东京都文京)
关键词：中脑导水管周围灰质；广动力型神经元；特殊伤害感受神经元；背根电位；吗啡
西安医科大学学报000103 摘要 中脑导水管周围灰质(PAG)电刺激和微注射吗啡均能 显著抑制广动力型(WDR )和特殊伤害感受(NS)神经元的伤害感受性放电。但是对NS神经元放电的抑制明显地大于对W DR神经元。电刺激PAG能完全抑制NS神经元的伤害感受性放电。于PAG 微注射吗啡后，NS神经元和WDR神经元的伤害感受性放电均显著减少。但NS神经元受抑制的 程度更大。电刺激PAG能使外周传入诱发的背根电位(DPR)慢电位(DR-Ⅴ波)明显增大(P <0.001)。本研究结果揭示，PAG对脊髓WDR和NS神经元活动的抑制作用的程度，具有明显的 差异性，以对NS神经元的抑制为著。由观察DRP的结果提示，在PAG对脊髓伤害感受神 经元的下行抑制作用中，可能有突触前抑制参与。
中图分类号 R338.3 文献标识码 A
文章编号 0258-0659(2000)01-009 -04
The effects of periaqueductal gray stimuli on WDR and NS neurons in t he dorsal horn of rat spinal cord
Du Jianqing,Zhang Tianxiang, Chen g Zhenfeng
(Department of Physiology，Xi′an Medical University ,Xi′an 710061,China)
ABSTRACT Objective:In order to clarify the different reaction of WDR and NS neuronal activies to the stimuli of periaqueductal gray(PAG) and t o elucidate the synaptic mechanism in spinal cord level.Methods:The i nh ibition of the morphine microinjection and the electric stimulation of PAG on th e evoked neuronal discharges of WDR and NS units were investigated.In this study, the peripheral afferent-evoked dorsal root potential(DRP) was used as the pres ynapitc inhibitory index to identify the active property of PAG.Results: The peripheral afferent-evoked responeses of the both WDR and NS units wer e markedly suppressed by the electric stimulation of PAG, and this inhibitory e f fect on NS units was very complete.The scales of inhibition of the firing rate o n NS units by PAG morphine microinjection was significantly greater than that of WDR.The result of DRP tested was that DRP slow wave was obviously intensified b y the electric stiumlation of PAG(P<0.001).Conclusion:The degree of inhibitory effect of WDR and NS neurons in the stimuli of PAG was different. This study suggests that the descending inhibitory system from PAG may involve p resynaptic inhibition in the effect of PAG on the WDR and NS neurons.
KEY WORDS periaqueductal gray nociceptive specific N wide dyna mic range N dorsal root potential morphine
研究证明电刺激中脑导水管周围灰质(Periaqueductal gray ,PAG)可引起脊髓背角伤害 感受 神经元 (Nociceptive neurons)，即广动力型 (Wide dynamic range, WDR) 神经元和特殊伤害感受型区千驮木1-1-5(Nociceptive specific ,NS)神经元的伤害感受性放电发生抑制性变化[1～3 ]。但是，刺激PAG对脊髓WDR和NS神经元放电活动的抑制是否具有显著性差异。尚不能肯 定。于PAG内微注射吗啡(Morphine, Mor)对脊髓背角伤害感受神经元放电活动的影响，亦无 一致结果[4，5]，并存在与电刺激PAG相类似的问题，即PAG内微注射吗啡对脊髓 背角WDR和NS神经元二者诱发反应的影响，是否具有显著差异 ，仍不清楚。此外， 由PA G起源或经由PAG下行的中枢抑制系统，在脊髓水平通过何种突触机制，以实现其对脊髓背角 神经元，尤其是对伤害感受神经元的控制，仍需要进一步的实验资料来证明。
本研究通过观察电刺激PAG和PAG内微注射吗啡对脊髓背角WDR和NS神经元伤害感受性放电的 影响，旨在探讨PAG对脊髓WDR和NS神经元信息传递活动抑制的差异。这对于阐明PAG在内源 性下行抑制系统中的特殊作用具有重要意义。通过观察电刺激PAG对外周传入诱发的脊髓背 根电位(Dorsal root potential ,DRP)的影响，以探讨PAG的下行抑制作用在脊髓水平的 可能突触机制。
1 材料与方法
1.1 动物准备 实验用健康成年SD大鼠，雌雄不拘，体重220～ 350g。用戊巴比妥钠(0.04mg/kg体重)经腹腔注射麻醉。气管插管，固定动物于立体定 位仪上。常规暴露腰骶部脊髓和脊神经根，分离L4～L6背根。在手术部位制备油槽 ，油槽内液体石蜡的温度维持于36～37℃。调节脑立体定位仪，使前、后囟在同一平面，钻 开颅骨，暴露脑组织。术后用箭毒制动(0.002mg/g体重)，人工呼吸，在维持麻醉下进行实 验。监护动物一般状态的指标为直肠温度(维持于37～38℃)、末梢循环、瞳孔大小以及心电 、心率(300次/min左右)等。
1.2 PAG电刺激和微注射 按照Paxinos和Watson的鼠脑 图谱座标[6]，将不锈钢同芯刺激 电极(Od:0.5mm,id:0.2mm,内芯尖端分离1.0mm ，内芯尖端直径0.1mm)放置于中脑PAG(前囟后7～8mm,L 0.5～1.5mm,H 4.5～5.5mm)。对P A G的电刺激方式是：每秒4个方波/串，每个方波为0.5mA×0.3ms。刺激方波自JSD 731-C 型 刺激器经由隔离器输出。按照刺激电极相同的座标位置，由自动微推进器将Hamilton微量注 射器针头推进至PAG。每次微注射吗啡5μg，2min内注射完毕。
1.3 神经元放电和DRP记录 用玻璃微电极灌注3mol/L氯 化钠溶液(阻抗：5～15MΩ)在腰节段脊髓(L4～5)背角记录神经元单位放电。单位 放电经常规放大、示波器显示，同时输入计算机处理。用单极银丝电极引导DRP，参考电 极插入脊椎旁肌肉。DRP经放大、示波器显示，由计算机叠加处理。
1.4 组织学处理 实验结束时，先给脑内刺激电极通 以20～30μA阳极直流电15～20s，再由主动脉灌注0.9%的生理盐水，继之以10%的福尔 马林与2%的亚铁氰化钾混合溶液。记录位置通过电泳磅胺天蓝标记。脑和脊髓均作冰冻切片 ，焦油紫染色，镜下观察电极尖端位置。
2 结 果
2.1 脊髓背角神经元放电活动的观察 实验共记录到55个神经元 ，其中39个神经元(71%)均能在自发放电的基础上，对给予肢体的伤害性(夹皮、热烫和夹捏 关节等)和非伤害性(刷毛或吹毛、触皮及活动关节等)刺激产生诱发放电反应。这类神经元 即WDR神经元。6个神经元仅(11%)对伤害性夹皮刺激产生放电反应。这类神经元即NS或高阈 值(High-threshold, HT)单位，或特殊伤害感受型(Nociceptive, Noc)神经元。10个神经 元(18%)仅对吹毛或刷毛、触皮以及活动关节等非伤害性刺激产生放电反应。这类神经元 在夹皮或夹捏关节时，其自发放电频率很快降低，以至停止；或者虽对夹皮或夹捏关节产生 诱发放电，但在刺激停止后，其自发放电也立即停止，即呈现显著的撤退性抑制反应。我们 称这类神经元为伤害感受抑制型(Nociceptive inhibition, NI)神经元。实验中未发现吹毛 或刷毛、触皮，以及活动关节等非伤害性刺激引起神经元自发放电受抑制的现象。
2.2 电刺激PAG对脊髓背角WDR和NS神经元诱发放电的影响 在观察到轻刷毛、触皮和夹捏后肢足背外侧皮肤引起脊髓背角WDR神经元放电之后， 以每秒钟一串(4次，0.5mA×0.3ms/次)的电刺激连续刺激PAG(10～20s)，可见WDR神经元对 即刻 施加的刷毛、触皮及夹皮刺激的诱发放电分别减少为对照值的(19.84±1.59)%、(16.76 ±1.21)%和(21.20±1.93)%。在对PAG的刺激停止后约5～10min， WDR神经元对上述刺激的诱发放电基本恢复(图1)。
图1 电刺激PAG对WDR神经元诱发放电的影响
A.前对照； B和C分别为PAG刺激后15s和10min时，WDR神经元的放电反应
用上述相同参数的电刺激，连续刺激PAG(10～20s)，可见脊髓NS神经元对夹皮刺激的 伤害感受性放电显著减少以至完全停止。其伤害性反应的恢复时间(30s～5min)明显快于WDR 神经元。
与持续伤害刺激(夹皮)引起NS神经元放电相同步，以每秒钟一串4个方波(0.5mA×0.3ms/方 波 )的电刺激刺激PAG，可见NS神经元的伤害感受性放电，在同步PAG刺激约5～10s后，开始 减少，约20～30s后，则完全停止。在同步PAG刺激停止后(10～30s)，NS神经元的伤害 感受性放电迅速恢复(图2)。用上述相同的实验方法，虽可使WDR神经元对夹皮刺激的伤害感 受性放电明显减少，但不能使其完全停止。
图2 电刺激PAG对夹皮引起的NS神经元放电的影响
2.3 PAG内微注射吗啡对脊髓WDR和NS神经元放电的影响 向PAG内微注射吗啡0.5μl(10mg/ml)后6min，WDR神经元对触皮和夹皮刺激的放电 率减少为对照值的(72.14±2.58)%；注药后16min时，减少为对照值的(28.10±2.43)% 。此后，逐渐回升；完全恢复约在注药后50～60min。
用上述相同剂量的吗啡微注射于PAG，可见NS神经元对夹皮刺激的放电率在注药后6min，减 少为对照值的(66.99±2.73)%；16min时，减少为对照值的(6.78±1.13)%。其放电率减 少 的幅值明显大于WDR神经元(图3)，二者的伤害感受性放电受抑制的程度有显著差别(P<0 .01)，实验中观察到部分NS神经元，在PAG微注射吗啡后18～20min时，其伤害感受性放电 完全消失，至30～32min时，才开始逐渐恢复。
2.4 电刺激PAG对脊髓DRP的影响 用针灸针经大 鼠 后肢两趾间皮肤插入，通以1Hz、16～20V×0.5ms的最适电刺激，在脊髓(L4～5) 背根引导并观察到DRP(最大DRP慢电位，即DR-Ⅴ波)后，在PAG施加连续电刺激(参数同前)1 0～15s，结果可见DR-V波的电位幅度和时程均显著增加(图4)，与前对照相比差异有显著 性(P<0.001)。
图3 PAG微注射吗啡对夹皮引起的NS神经元放电影响
A.前对照；B、C、D分别为PAG微注射吗啡后6min、16min、和60min时，NS神经元的放电反应
图4 刺激PAG对外周传入诱发的DRP的影响
A.前对照；B和C分别为PAG刺激后15、30s时的DRP
3 讨 论
实验结果表明：电刺激PAG对脊髓背角伤害感受神经元(WDR和NS)的伤害感受性放电均 有明显的抑制作用。这与前人的研究结果相一致。所不同的是，PAG刺激对NS神经元放电率 的抑制速度和强度均显著大于对WDR神经元。当夹皮刺激诱发NS神经元放电与PAG电刺激同步 进行时，可见NS神经元的伤害感受性放电很快减少，以至完全停止。但用同样方法，则不能 使WDR神经元对伤害性夹皮刺激的放电达到完全停止状态。这些结果均表明PAG的下行作用， 对NS神经元伤害性反应的抑制，即对伤害信息或痛信息传入的控制，具有明显的特异性。此 结果与一些报道刺激PAG对WDR神经元诱发反应抑制较强的现象相反。
于PAG内微注射吗啡，对脊髓WDR和NS神经元的伤害感受性放电均有明显的抑制作用。但对NS 神经元伤害感受性放电抑制的百分率显著高于对WDR神经元。这与电刺激PAG的结果一致。
以往的研究普遍肯定了由PAG起源或以PAG为关键结构的脑干下行抑制系统或内源性下行抑 制系统或内源性镇痛系统的作用[7，8]。并证明该系统中，有内源性吗啡样递质 参与，有特定的传导通路下行至脊髓。该通路一般认为，由PAG起源，下行冲动经延髓中缝 大核(Nucleus raphe magmus, NRM)或延髓头端腹内侧结构(Rostral ventromedial medulla ,RVM)等中继之后，其传出冲动再沿脊髓背外侧束(Dorsolateral fasciculus,DLF)下行至 脊髓，其下行纤维主要终止于脊髓板层Ⅰ～Ⅶ层的各层。但是，由PAG下行对脊髓WDR和NS两 类不同神经元传入诱发反应的作用，在其神经通路、递质及作用机制等方面，是否具有显著 特异性区别，迄今仍不清楚。本实验结果显示，由PAG下行的内源性抑制系统对脊髓背角NS 神经元和WDR神经元的抑制作用有显著差异。其中WDR神经元的反应，以及本实验中伤害性刺 激引起神经元自发放电受抑制的现象，都可能属于所谓的弥漫性伤害抑制性控制(Diffuse n oxious inhibitory controls, DNIC)[9]，即DNIC的表现。
外周传入诱发的脊髓背根电位(DRP)是初级传入末梢去极化(Prima ry afferent depolarization,PAD)的反映，已被公认为是突触前抑制的指标[10] 。 为了探索PAG的下行作用在脊髓水平的突触机制，本研究观察了电刺激 PAG对外周传入诱发的DRP的影响。结果显示，电刺激PAG能使皮肤传入诱发的负的DRP慢电位 即DR-V波显著增大。这与本室曾电刺激PAG，直接记录DRP而获得的PAG-DRP所反映的情况 相一致[11]。表明由PAG起源的下行抑制系统对脊髓背角神经元活动的控制，至 少部分是通过突触前抑制机制实现的。
本研究显示，PAG电刺激和微注射吗啡，均能显著抑制脊髓WDR和NS神经元的伤害感受性放电 反应，但对NS神经元放电率的抑制均大于对WDR神经元，二者比较有显著差异。提示PAG的下 行抑制作用可能经由特异性和非特异性两种不同途径。电刺激PAG能使外周传入诱发的脊髓D RP慢电位(负的DR-V波)显著增大，表明PAG的下行抑制作用在脊髓水平，至少是部分通过 突触前机制实现的。
国家自然科学基金资助项目
参考文献
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(1999-07-20收稿 1999-09-20修回)
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