Giảm đau qua kích thích vỏ não vận động ở chuột bị đau thần kinh: liệu nhân xanh có đóng vai trò không?

Springer Science and Business Media LLC - Tập 201 - Trang 283-296 - 2009
Hanna Viisanen1, Antti Pertovaara1
1Biomedicum Helsinki, Institute of Biomedicine/Physiology, POB 63, University of Helsinki, Helsinki, Finland

Tóm tắt

Chúng tôi đã nghiên cứu xem liệu việc kích thích vỏ não vận động chính (M1) có làm giảm đáp ứng rút lui liên quan đến đau của tủy sống ở chuột bị đau thần kinh và chuột điều khiển khỏe mạnh hay không, và liệu tác động giảm đau đi xuống có qua đường nhân xanh noradrenergic (LC) hay không. Đánh giá các phản ứng rút lui chi do nhiệt nóng độc gây ra phản ánh đau tủy sống và ghi nhận tín hiệu của các đơn vị LC đã được thực hiện trên chuột bị chèn ép dây thần kinh tủy sống và chuột điều khiển phẫu thuật giả dưới tác dụng gây mê nhẹ bằng pentobarbital. Kích thích điện của M1 tạo ra hiệu ứng giảm đau tủy sống mạnh mẽ như nhau ở chuột bị đau thần kinh và chuột điều khiển. Sau khi tiêm vi điểm vào M1, một chất kích thích thụ thể glutamate tụy loại I (DHPG; 10 nmol) và một liều cao (25 nmol) nhưng không phải liều thấp (2.5 nmol) của glutamate đã làm tăng nhẹ tỷ lệ phát xung của các nơron LC ở chuột bị đau thần kinh nhưng không ở chuột điều khiển. Ảnh hưởng của kích thích điện M1 lên các nơron LC chỉ được nghiên cứu ở nhóm bị đau thần kinh, trong đó tỷ lệ phát xung của các nơron LC đã tăng lên do kích thích M1 bằng điện. Việc chặn LC bằng lidocaine hoặc chặn ảnh hưởng noradrenergic đi xuống bằng cách tiêm trong khoang tủy một chất đối kháng α2-adrenoceptor đã không tạo ra sự giảm đau đáng kể nào cho hiệu ứng giảm đau tủy sống do kích thích M1 tạo ra, ở cả nhóm chuột bị đau thần kinh và nhóm giả phẫu. Các kết quả chỉ ra rằng kích thích M1 của chuột đã gây ra hiệu ứng giảm đau tủy sống trong cả điều kiện bị đau thần kinh và điều khiển. Trong khi kích thích M1 có thể hoạt hóa LC, đặc biệt là ở nhóm bị đau thần kinh, thì sự đóng góp của các con đường noradrenergic coeruleospinal có thể không phải là yếu tố quan trọng cho hiệu ứng giảm đau tủy sống được gây ra bởi kích thích M1.

Từ khóa

#đau thần kinh #vỏ não vận động #giảm đau #nhân xanh #chuột #kích thích điện

Tài liệu tham khảo

Al-Adawi S, Dawe GS, Bonner A, Stephenson JD, Zarei M (2002) Central noradrenergic blockade prevents autotomy in rat: implication for pharmacological prevention of posdenervation syndrome. Brain Res Bull 57:581–586 Ansah OB, Leite-Almeida H, Wei H, Pertovaara A (2007) Striatal dopamine D2 receptors attenuate neuropathic hypersensitivity in the rat. Exp Neurol 205:536–546 Ansah OB, Gonçalves L, Almeida A, Pertovaara A (2009) Enhanced pronociception by amygdaloid group I metabotropic glutamate receptors in nerve-injured animals. Exp Neurol 216:66–74 Bajic D, Proudfit HK (1999) Projections of neurons in the periaqueductal gray to pontine and medullary catecholamine cell groups involved in the modulation of nociception. J Comp Neurol 405:359–379 Basso MA, Evinger C (1996) An explanation for reflex blink hyperexcitability in Parkinson’s disease. II. Nucleus raphe magnus. J Neurosci 16:7318–7330 Basso MA, Powers AS, Evinger C (1996) An explanation for reflex blink hyperexcitability in Parkinson’s disease. I. Superior colliculus. J Neurosci 16:7308–7317 Brightwell JJ, Taylor BK (2009) Noradrenergic neurons in the locus coeruleus contribute to neuropathic pain. Neuroscience 160:174–185 Canedo A (1997) Primary motor cortex influences on the descending and ascending systems. Prog Neurobiol 51:287–335 Catsman-Berrevoets CE, Kuypers HG (1981) A search for corticospinal collaterals to thalamus and mesencephalon by means of multiple retrograde fluorescent tracers in cat and rat. Brain Res 218:15–33 Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM (2006) Central nervous system mechanisms of pain modulation. In: McMahon SB, Koltzenburg M (eds) Wall and Melzack’s textbook of pain, 5th edn. Elsevier, China, pp 125–142 Fleetwood-Walker SM, Hope PJ, Mitchell R (1988) Antinociceptive actions of descending dopaminergic tracts on cat and rat dorsal horn somatosensory neurones. J Physiol (Lond) 399:335–348 Fonoff ET, Dale CS, Pagano RL, Paccola CC, Ballester G, Teixeira MJ, Giorgi R (2009) Antinociception induced by epidural motor cortex stimulation in naive conscious rats is mediated by the opioid system. Behav Brain Res 196:63–70 Garcia-Larrea L, Peyron R (2007) Motor cortex stimulation for neuropathic pain: From phenomenology to mechanisms. Neuroimage 37(Suppl 1):S71–S79 Gebhart GF (2004) Descending modulation of pain. Neurosci Biobehav Rev 27:729–737 Hirata H, Aston-Jones G (1994) A novel long-latency response of locus coeruleus neurons to noxious stimuli: mediation by peripheral C-fibers. J Neurophysiol 71:1752–1761 Hosomi K, Saitoh Y, Kishima H, Oshino S, Hirata M, Tani N, Shimokawa T, Yoshimine T (2008) Electric stimulation of primary motor cortex within the central sulcus for intractable neuropathic pain. Clin Neurophysiol 119:993–1001 Jodo E, Chiang C, Aston-Jones G (1998) Potent excitatory influence of prefrontal cortex activity on noradrenergic locus coeruleus neurons. Neuroscience 83:63–79 Johnson S, Summers J, Pridmore S (2006) Changes in somatosensory detection and pain thresholds following high frequency repetitive TMS of the motor cortex in individuals suffering from chronic pain. Pain 123:187–192 Joosten EA, Schuitman RL, Vermelis ME, Dederen PJ (1992) Postnatal development of the ipsilateral corticospinal component in rat spinal cord: a light and electron microscopic anterograde HRP study. J Comp Neurol 326:133–146 Keizer K, Kuypers HG (1984) Distribution of corticospinal neurons with collaterals to lower brain stem reticular formation in cat. Exp Brain Res 54:107–120 Keizer K, Kuypers HG, Ronday HK (1987) Branching cortical neurons in cat which project to the colliculi and to the pons: a retrograde fluorescent double-labeling study. Exp Brain Res 67:1–15 Kim SH, Chung JM (1992) An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat. Pain 50:355–363 Kwiat GC, Basbaum AI (1992) The origin of brainstem noradrenergic and serotoninergic projections to the spinal cord dorsal horn in the rat. Somatosens Mot Res 9:157–163 Lazorthes Y, Sol JC, Fowo S, Roux FE, Verdie JC (2007) Motor cortex stimulation for neuropathic pain. Acta Neurochir 97(Suppl):37–44 Lefaucheur JP (2006) The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in chronic neuropathic pain. Neurophysiol Clin 36:117–124 Li X, Conklin D, Ma W, Zhu X, Eisenach JC (2002) Spinal noradrenergic activation mediates allodynia reduction from an allosteric adenosine modulator in a rat model of neuropathic pain. Pain 97:117–125 Maarrawi J, Peyron R, Mertens P, Costes N, Magnin M, Sindou M, Laurent B, Garcia-Larrea L (2007) Motor cortex stimulation for pain control induces changes in the endogenous opioid system. Neurology 69:827–834 McGeorge AJ, Faull RL (1989) The organization of the projection from the cerebral cortex to the striatum in the rat. Neuroscience 29:503–537 Millan MJ (2002) Descending control of pain. Prog Neurobiol 66:355–474 Nguyen JP, Lefaucheur JP, Decq P, Uchiyama T, Carpentier A, Fontaine D, Brugieres P, Pollin B, Feve A, Rostaing S, Cesaro P, Keravel Y (1999) Chronic motor cortex stimulation in the treatment of central and neuropathic pain. Correlations between clinical, electrophysiological and anatomical data. Pain 82:245–251 Ohara PT, Vit JP, Jasmin L (2005) Cortical modulation of pain. Cell Mol Life Sci 62:44–52 Paxinos G, Watson C (1998) The rat brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, Sydney Pertovaara A (2006) Noradrenergic pain modulation. Prog Neurobiol 80:53–83 Pertovaara A, Almeida A (2006) Endogenous pain modulation. Descending inhibitory systems. In: Cervero F, Jensen TS (eds) Handbook of clinical neurology, vol 81. Elsevier, Amsterdam, pp 179–192 Pertovaara A, Wei H (2008) Dual influence of the striatum on neuropathic hypersensitivity. Pain 137:50–59 Pertovaara A, Haapalinna A, Sirviö J, Virtanen R (2005) Pharmacological properties, central nervous system effects, and potential therapeutic applications of atipamezole, a selective α2-adrenoceptor antagonist. CNS Drug Rev 11:273–288 Peyron R, Faillenot I, Mertens P, Laurent B, Garcia-Larrea L (2007) Motor cortex stimulation in neuropathic pain. Correlations between analgesic effect and hemodynamic changes in the brain. A PET study. Neuroimage 34:310–321 Rusina R, Vaculin S, Yamamotova A, Barek S, Dvorakova H, Rokyta R (2005) The effect of motor cortex stimulation in deafferentated rats. NeuroEndocrinol Lett 26:283–288 Sandkühler J, Gebhart GF (1984) Relative contributions of the nucleus raphe magnus and adjacent medullary reticular formation to the inhibition by stimulation in the periaqueductal gray of a spinal nociceptive reflex in the pentobarbital-anesthetized rat. Brain Res 305:77–87 Senapati AK, Huntington PJ, Peng YB (2005) Spinal dorsal horn neuron response to mechanical stimuli is decreased by electric stimulation of the primary motor cortex. Brain Res 1036:173–179 Sim LJ, Joseph SA (1992) Efferent projections of the nucleus raphe magnus. Brain Res Bull 28:679–682 Størkson RV, Kjørsvik A, Tjølsen A, Hole K (1996) Lumbar catheterization of the spinal subarachnoid space in the rat. J Neurosci Methods 65:167–172 Strafella AP, Paus T, Fraraccio M, Dagher A (2003) Striatal dopamine release induced by repetitive transcranial magnetic stimulation of the human motor cortex. Brain 126:2609–2615 Summers J, Johnson S, Pridmore S, Oberoi G (2004) Changes to cold detection and pain thresholds following low and high frequency transcranial magnetic stimulation of the motor cortex. Neurosci Lett 368:197–200 Tsubokawa T, Katayama Y, Yamamoto T, Hirayama T, Koyama S (1991) Chronic motor cortex stimulation for the treatment of central pain. Acta Neurochir (Wien) 52(Suppl):137–139 Vaculin S, Franek M, Yamamotova A, Rokyta R (2008) Motor cortex stimulation in rats with chronic constriction injury. Exp Brain Res 185:331–335 Valmunen T, Pertovaara A, Taiminen T, Virtanen A, Parkkola R, Jääskeläinen SK (2009) Modulation of facial sensitivity by navigated rTMS in healthy subjects. Pain 142:149–158 Viisanen H, Pertovaara A (2007) Influence of peripheral nerve injury on response properties of locus coeruleus neurons and coeruleospinal antinociception in the rat. Neuroscience 146:1785–1794 Wei H, Pertovaara A (2006) Spinal and pontine α2-adrenoceptors have opposite effects on pain-related behavior in the neuropathic rat. Eur J Pharmacol 551:41–49 Wei H, Viisanen H, Pertovaara A (2009) Descending modulation of neuropathic hypersensitivity by dopamine D2 receptors in or adjacent to the hypothalamic A11 cell group. Pharmacol Res 59:355–363