辣椒素在大鼠前扣帶回的痛覺調制作用

邵 達 孟 才 王嘉悅 馬靜宇 趙 斌 劉姍姍 郭 曉 彭亞靜 王學斌

(臨沂大學生命科學學院，山東 臨沂 276005)

辣椒素 (Capsaicin)是從干辣椒中提取的一種有效成分，全稱為反式-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺，不溶于水，易溶于有機溶劑，親脂性強，能與神經纖維緊密結合〔1,2〕。在外周，辣椒素與傳入神經元末梢膜上辣椒素分子受體(VR1)結合，產生痛覺；同時，可刺激P物質(SP)和降鈣素基因相關肽(CGRP)等致炎類神經遞質的釋放，導致痛覺過敏〔3,4〕。在中樞神經系統，許多腦區參與痛覺與鎮痛的調制，如腦干網狀結構、中腦導水管周圍皮質、丘腦、下丘腦、扣帶回、伏核、杏仁核、隔區等〔5〕，其中，端腦的前扣帶回(ACC)是參與情感性痛覺調制的重要高級中樞〔6〕，外源注射嗎啡、阿片類神經肽、興奮性氨基酸、單胺類、乙酰膽堿等物質都可顯著影響ACC的痛覺調制過程〔7～9〕。ACC可能參與處理疼痛的不愉快感受并促進疼痛相關情感、認知和反應的抉擇〔10〕。有關辣椒素在ACC內痛覺調制作用的研究尚未見報道。本研究擬用痛覺行為和藥理學方法，在ACC內微量注射不同濃度的辣椒素，探討辣椒素對大鼠ACC痛覺調制作用的影響。

1 材料與方法

1.1實驗動物 本實驗采用健康成年雄性SD大鼠(北京華阜康生物科技股份有限公司提供)，體重200～220 g。實驗期間分籠單獨飼養，自由進食和飲水，自然光照周期。

1.2痛閾測試 實驗前先分別用YLS-6B型智能熱板儀和YLS-3E型電子壓痛儀進行后爪對熱板和壓力的痛覺測試訓練，使動物適應實驗環境，訓練進行1 w，1輪/d，剔除痛閾不穩定或與其他個體測試數據差異較大的動物。

1.3熱板痛閾測試 熱板溫度維持在52℃(51.5℃～52.5℃)。右手持握大鼠，左手執大鼠的待測后肢使其完全伸直，將其后爪平鋪于熱板上，使全掌緊貼于熱板表面，從開始接觸時計時，至大鼠后爪主動回縮離開熱板表面時停止，此時儀器記錄的時間記為大鼠對傷害性熱刺激的后爪縮爪反應潛伏期(HWL)。

1.4壓力痛閾測試 使用壓力測痛儀進行測試。手執大鼠，將其后爪平放于壓力測痛儀的小平臺上，令楔形有機玻璃壓住大鼠后爪的跗趾關節背側。儀器以30 g/s的速度增加在大鼠后爪上的壓力，從開始加壓到大鼠縮回后爪的時間為大鼠對傷害性機械刺激的(HWL)。

1.5ACC內微量注射方法 腹腔注射10%水合氯醛麻醉(0.4 ml/100 g)后將大鼠頭部固定在腦立體定位儀，根據大鼠腦立體定位圖譜〔11〕，選定ACC坐標 (B 0.8 mm，L/R±0.6，H 2.0 mm;B:anterior)，在雙側露骨相應部位開顱、插管(外徑0.8 mm)并以牙科水泥固定。注射適量青霉素以防感染。動物休息、恢復5 d后用1 μl微量注射器連接內管(直徑0.4 mm)，插入外管進行藥物注射，每天注射1次，每次每側1 μl，持續1 min，留針30 s。藥物注射后，分別測定5、10、15、20、30、45、60 min時動物的熱板和壓力痛閾。由于辣椒素不溶于水而溶于乙醇，因此以乙醇為其溶劑。對照組注射同等劑量的生理鹽水或乙醇。注射的煙霧包括不同濃度辣椒素或其受體拮抗劑、嗎啡、生理鹽水、乙醇等。

2 結 果

2.1各組大鼠注射不同藥物后后爪HWL變化 在大鼠ACC注射1 μl無水乙醇后，與注射1 μl 生理鹽水相比，其左右兩側后爪對熱和壓力的HWL均無顯著改變(P>0.05)。這表明微量注射乙醇在大鼠ACC沒有產生鎮痛或致痛的效應。

在大鼠前扣帶回注射1 μl嗎啡后，與注射1 μl 生理鹽水相比，其左右兩側后爪對熱和壓力的HWL則均有顯著改變(P<0.01)。這表明嗎啡在ACC對于熱痛和壓痛均具有極為顯著的鎮痛效應。見圖1。

圖1 各組大鼠注射不同藥物后后爪HWL變化

2.2不同濃度辣椒素對注射乙醇后大鼠后爪HWL的影響 如圖2所示，注射1 μl 1 nmol辣椒素的乙醇溶液后，大鼠左右兩側后爪對熱痛的HWL則均有顯著改變，具有明顯的痛敏作用；但對于壓痛則沒有統計學上的差異，表明1 nmol辣椒素在ACC對于壓痛可能不產生明顯的鎮痛或痛敏效應。5 nmol辣椒素在大鼠ACC初始的20 min內對于熱痛和壓痛均主要是鎮痛效應；20 min后雖然多位于X軸下方，似有痛敏的趨勢，但與單純注射乙醇相比沒有顯著性差異，表明無鎮痛或痛敏的效應。10 nmol辣椒素在大鼠ACC初始的20 min，雖然曲線多位于X軸上方，但體積數據顯示，它對于熱痛是鎮痛效應，對于壓痛則沒有顯著影響；20 min后曲線都位于X軸下方，統計結果具有明顯的痛敏效應。

圖2 微量注射乙醇或不同劑量辣椒素入ACC后大鼠熱痛和壓痛HWL變化

3 討 論

辣椒素是難溶于水的藥理物質，但溶于乙醇，本實驗我們用其乙醇溶液作為微量注射試劑，故做了乙醇單獨注射的對照實驗。雖然乙醇已具有一定麻醉作用的化學物質，但微量注射(1 μl)入ACC后，與同劑量的生理鹽水相比，并沒有產生鎮痛或痛敏的效應。因此辣椒素乙醇溶液微量注射后的效應可以認為就是辣椒素的效應。

本實驗結果表明，辣椒素在低劑量(1 nmol)時，對于熱痛表現為痛敏效應，對壓痛也有一定痛敏作用，在中等劑量(5 nmol)時，對于熱痛和壓痛均表現為先鎮痛，然后趨于平穩(既無鎮痛也無痛敏作用)；在高劑量(10 nmol)時則較為復雜，對于熱痛，在前半段表現為鎮痛效應；在后半段表現為痛敏效應；對于壓痛，在前半段沒有顯著影響；在后半段表現為明顯的痛敏效應。這一結果與一般痛覺調制藥物如甘丙肽、CGRP等在高位中樞內明顯的鎮痛作用形成鮮明對比〔12～14〕。這一結果與辣椒素在低位中樞(如導水管周圍灰質和脊髓鞘內)以及在周圍組織注射引起的雙向效應則有些相似〔15～17〕，這顯示出辣椒素痛覺調制作用的復雜性，這可能與辣椒素及其受體、阿片受體等的相互作用和影響密切相關〔18，19〕。低劑量辣椒素產生明顯的熱痛痛敏作用，可能與低濃度下物質易于擴散，對ACC內的痛覺相關神經元產生快速的易化性刺激，從而導致痛敏有關；而稍高濃度則可能首先對神經元是一種較強的抑制性影響(如影響Na+通道的活性)，然后才易化其痛覺感受，故稍后又產生痛敏效應。在某些時段，辣椒素在ACC內能產生明顯的鎮痛效應，但與嗎啡產生的大幅度鎮痛效果相比，辣椒素的作用鎮痛效果較弱，持續時間較短，且容易轉為痛敏。ACC是與情感性痛覺調制密切相關的高位中樞，生理活性物質在其中的重要影響作用也是顯而易見的。因此，辣椒素的不同劑量在該核團內不同時段呈現的對熱痛和壓痛感覺的鎮痛或痛敏復雜效應提示，如果在臨床上試驗使用該藥物，必須充分考慮使用的部位和發揮作用的不同時段，以及對不同痛覺感受的不同效果。

4 參考文獻

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