对侧腹外侧索电刺激在离体脊髓运动神经元诱发突触反应的特性

目的:了解对侧腹外侧索(cVLF)至离体脊髓运动神经元(MN)突触传递的细胞电生理特性和介导递质。方法:应用新生大鼠(8～14d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察电刺激cVLF在MN所诱发的突触反应及其药理学特性。结果:在49个测试的MN上,观察到cVLF电刺激可在25个MN上诱发去极化反应(即cVLF兴奋性突触后电位,cVLF-EPSP),在2个MN上诱发超极化反应(即cVLF抑制性突触后电位,cVLF-IPSP),在3个MN上诱发cVLF-EP-SP复合cVLF-IPSP的反应。cVLF-EPSP具有刺激强度依赖性、膜电位依赖性、被TTX可逆性取消和双脉冲易化的特性。NMDA受体阻断剂APV(30μmol/L)、非NMDA受体阻断剂DNQX(1μmol/L)均可抑制cVLF-EPSP,并显现出cV-LF-IPSP成分,该成分主要对甘氨酸受体阻断剂士的宁敏感。结论:cVLF电刺激可在MN诱导谷氨酸能的cVLF-EPSP和甘氨酸能为主的cVLF-IPSP,介导对侧下行激活通路对MN功能的调制。     

对侧腹外侧索强直刺激在脊髓运动神经元诱发的长时程增强

目的:探讨强直刺激对侧腹外侧索(cVLF),在脊髓运动神经元(MN)能否诱发突触传递的长时程可塑性变化。方法:应用新生大鼠脊髓切片MN细胞内记录技术,观察强直刺激cVLF前后,在MN诱发的兴奋性突触后电位(EP-SP,即cVLF-EPSP)的变化。结果:对cVLF施加强直刺激,有2个MNs的cVLF-EPSPs幅度增大达基础值的120%以上,且维持至少30 min,可被定义为长时程增强(LTP,即cVLF-LTP)。另外,在1个有cVLF-LTP的MN,同时观察到同侧背根刺激诱发的EPSP出现长时程增强。结论:通过强直刺激cVLF,在新生大鼠脊髓MN可诱发出突触传递的LTP,并可伴有异突触的LTP现象。     

促甲状腺素释放激素调制对侧腹外侧索下行激活离体脊髓运动神经元的作用

目的:探讨促甲状腺素释放激素(TRH)调制对侧腹外侧索(cVLF)下行激活离体脊髓运动神经元(MN)的作用。方法:应用新生大鼠(8～14d龄)脊髓切片MN细胞内记录技术,TRH灌流给药,观察其对cVLF电刺激诱发的兴奋性突触后电位(cVLF-EPSP)的影响。结果:在7个测试的MN,灌流TRH(0.2μmol/L)2～5min产生去极化反应,其去极化值为(11.8±8.2)mV(P<0.05),其作用具有浓度依赖性,并可增加诱发或自发锋电位发放频率。在2个记录到cVLF-EPSP的MN,灌流TRH(0.2μmol/L)在引起去极化的同时,还具有易化cVLF-EPSP的作用,cVLF-EPSP出现锋电位发放或增强反应。使用印防己毒素(30μmol/L)和士的宁(1.0μmol/L)阻断抑制性氨基酸受体后,灌流TRH(0.2μmol/L)15min仍然在3个MN呈现了易化cVLF-EPSP的作用。结论:TRH具有易化cVLF电刺激诱发的兴奋性突触传递作用,以调制cVLF下行激活脊髓MN的作用,这种易化作用可能独立于抑制性氨基酸受体。     

离体脊髓同侧中央管周围区电刺激诱发运动神经元突触反应

目的：探讨新生大鼠脊髓切片同侧中央管周围区（iPCC）向运动神经元（MN）兴奋性突触传递的细胞电生理特性。方法：应用新生大鼠（8～14 d）脊髓切片MN细胞内记录技术,观察iPCC局部电刺激在MN所诱发的突触反应。结果：在14个测试的MN,观察到iPCC电刺激可在11个MN上诱发兴奋性突触后电位（iPCC-EPSP）,在1个MN上诱发抑制性突触后电位（ iPCC-IPSP ）,在2个 MN上诱发iPCC-EPSP后复合有iPCC-IPSP的反应。 iPCC-EPSP不仅具有刺激强度依赖性和膜电位依赖性,而且可以被低钙高镁溶液或TTX（0．1μmol/L）可逆性取消。荷包牡丹碱和士的宁能增大iPCC-EPSP,但谷氨酸受体拮抗剂 APV（30μmol/L）和DNQX（1μmol/L）仅部分抑制iPCC-EPSP。结论：iPCC的激活可通过兴奋性突触传递调制MN的活动,其介导递质除谷氨酸外,可能还有其他递质的参与。     

脊髓腹外侧索强直刺激在运动神经元诱发的长时程增强

目的:探索对脊髓腹外侧索(VLF)进行强直刺激,在运动神经元(MN)能否诱发突触传递的长时程可塑性变化。方法:应用新生大鼠脊髓切片MN细胞内记录技术,观察VLF强直刺激对在MN诱发的兴奋性突触后电位(VLF-EPSP)的影响。结果:在稳定记录到VLF-EPSP的8个MNs,给予同侧VLF强直电刺激,其中有2个MNs的VLF-EPSPs幅度增大到基础值的120%以上,且维持时间超过1 h,可以定义为长时程增强(LTP)。结论:通过强直刺激VLF,可在新生大鼠脊髓MN诱发出突触传递的长时程增强,显示了长时程突触可塑性变化。     

离体新生大鼠运动神经元的电学特性

在新生大鼠脊髓切片,对经逆行激活鉴定的运动神经元进行常规细胞内记录,测得静息电位-67±3mV,膜电阻91±50MΩ,时间常数4.7±1.6ms,I-V曲线显示轻度正常整流性质。直接动作电位幅值74±4mV,阈电位-52±6mV,I-F曲线表明紧张型放电频率随去极化电流增大而升高。在4个细胞记录到自发的锋电位发放,其频率随膜超极化而降低,是否节律性活动有待进一步研究。     

离体脊髓运动神经元对下行激活和外周传入的反应比较

目的比较离体脊髓运动神经元(MN)对下行激活和外周传入的反应。方法应用新生大鼠(7~16 d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察电刺激腹外侧索(VLF)和背根(DR)诱发的突触反应。结果同侧VLF刺激可诱发兴奋性突触后电位(VLF-EPSP)或抑制性突触后电位(VLF-IPSP)及慢EPSP(VLF-s-EPSP)。VLF-EPSP对低Ca2+/高Mg2+溶液及非NMDA受体阻断剂CNQX(1μmol/L)敏感,并呈现等级性和膜电位依赖性,但同细胞DR刺激诱发的EPSP(DR-EPSP)则无明确的膜电位依赖关系,与VLF-EPSP仅发生空间总和。对7个MN用荷包牡丹碱(50μmol/L)预处理后,VLF-EPSP未发生明显变化(P>0.05),而同一细胞的DR-EPSP则明显增大。士的宁(1.0μmol/L)可同时增大DR-和VLF-EPSP。DR-IPSP对荷包牡丹碱敏感,而同细胞的VLF-IPSP对士的宁敏感。结论脊髓VLF的下行激活可通过不同于外周传入的方式调制MN的活动,可能与其指令性运动控制作用有关。     

代谢型谷氨酸受体对脊髓背根向运动神经元传入的调制作用

目的:探讨代谢型谷氨酸受体(mGluRs)对离体脊髓背根向运动神经元(MN)传入的调制作用。方法:应用新生大鼠(8~14 d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察mGluRs广谱激动剂反式-1-氨基-1,3-环戊烷二羧酸(ACPD)对背根(DR)电刺激诱发兴奋性突触后电位(EPSP)的影响。结果:对离体脊髓切片灌流ACPD(5~25μmol/L)15~20 min,在11个测试的MN,能可逆性抑制DR刺激诱发的EPSP(即DR-EPSP)的幅度(P<0.01)和曲线下面积(P<0.05)。在用抑制性氨基酸受体拮抗剂印防己毒素和士的宁预处理后,DR-EPSP仍能被10μmol/L ACPD显著性抑制(P<0.05,n=3)。结论:ACPD可激活mGluRs而抑制脊髓DR向MN的兴奋性突触传递,其机制可能不涉及增强γ-氨基丁酸A受体或甘氨酸受体的作用机制。     

CGRP对离体脊髓运动神经元突触传递的影响

目的:观察降钙素基因相关肽(CGRP)对新生大鼠离体脊髓运动神经元(MN)突触传递的影响。方法:选取8～12日龄的新生SD大鼠制备离体脊髓横切片,运用细胞内记录技术进行MN生物电记录,在同侧腹外侧索(iVLF)和同侧背根(iDR)施加电刺激(单脉冲,0.1～0.2 ms, 0.1 Hz, 10～100 V)以诱发兴奋性突触后电位(EPSP),即iVLF-EPSP和iDR-EPSP。给予CGRP灌流,观察其对脊髓MN突触传递的影响。结果:(1)在7个稳定记录的MN,诱导出iVLF-EPSP并灌流1μmol/L CGRP 15 min,在其中的5个MN上观察到iVLF-EPSP的时程被缩短(P<0.05)。(2)在5个稳定记录的MN,诱导出iDR-EPSP并灌流1μmol/L CGRP 15 min,在其中的3个MN上观察到iDR-EPSP的曲线下面积被抑制(P<0.05)、上升时间被缩短(P<0.01)。(3)在2个稳定记录的MN中,诱导出iDR-EPSP并灌流1、5μmol/L CGRP各15 min,观察到iDR-EPSP幅度的平均抑制率分别为6%、36%。结论:C...     

多巴胺对脊髓运动神经元下行激活和外周传入突触传递的差异性影响

目的:观察和比较多巴胺(DA)对新生大鼠离体脊髓运动神经元(MN)下行激活和外周传入通路的兴奋性突触后电位(EPSP)的影响。方法:选取新生SD大鼠(8～14日龄)制备脊髓横切片,对其MN进行细胞内记录,观察DA对电刺激同侧背根(iDR)、同侧腹外侧索(iVLF)在MN诱发的EPSP(iDR-EPSP、iVLF-EPSP)的影响。结果:(1)在17个稳定记录的MN,灌流6.25μmol/L DA 15 min,不仅增大MN膜电阻(P<0.01),还可减小动作电位(AP)幅度和超射(P<0.05)等。(2)在11个MN,灌流6.25μmol/L DA 15 min后同细胞iDR-EPSPs和iVLF-EPSPs的幅度、曲线下面积均减小并伴时程缩短(P<0.05)。(3)表观受体动力学分析显示,6.25μmol/L DA可减小iVLF-EPSPs的表观解离速率常数K₂和表观平衡解离常数K_T(P<0.05),但仅减小iDR-EPSPs表观结合速率常数K₁(P<0.05)。(4)给予6.25、25、...     

咪达唑仑对新生大鼠离体脊髓运动神经元的作用

目的:观察咪达唑仑对新生大鼠离体脊髓运动神经元(MN)的作用.方法:采用常规细胞内记录技术,观察不同浓度的咪达唑仑对新生大鼠(8～14d)离体脊髓MN的作用.结果:在5个记录稳定的MN,累积灌流0.1～1.0mmol/L咪达唑仑各15 min,不仅产生可逆的、浓度依赖性去极化反应(P＜0.05或P＜0.01),并伴有膜...     

离体脊髓运动神经元兴奋性突触传递的双脉冲易化和抑制

目的:探讨同侧背根(iDR)和腹外侧索(iVLF)双脉冲电刺激(PPS)对脊髓运动神经元(MN)兴奋性突触后电位(EPSP)的影响。方法:应用新生大鼠(7～14天龄)脊髓切片MN细胞内记录技术,对iDR和iVLF施加不同刺激间隔(ISI)的PPS,在MN观察iDR-EPSP和iVLF-EPSP的变化。结果:在69个记录到iDR-EPSP和(或)iVLF-EPSP的MN,对iDR或(和)iVLF给予ISI为30～150ms的PPS,主要诱发iDR-EPSP和iVLF-EPSP的双脉冲易化(PPF,P<0.01),也可在少数MN产生双脉冲抑制(PPD,P<0.01)。比较分析还显示iVLF-EPSP的PPF出现率高于iDR-EPSP(P<0.01),其PPF的双脉冲比值随ISI的延长而降低(P<0.01)。结论:通过给予iDR和iVLF不同脉冲间隔的PPS,MN的外周传入性和下行激活性突触传递均出现以PPF为主的短时程可塑性变化。     

Inflammation unmasks gabapentin’s effect on Aδ-fiber evoked excitatory postsynaptic currents in substantia gelatinosa neurons of rat spinal cord

Objective To study the analgesic mechanism of gabapentin, an anticonvulsant, during antinociceptive clinical treatment. Methods Whole-cell voltage-clamp recordings were taken from adult rat spinal cord slices to investigate the effect of gabapentin on primary afferent Aδ-fiber evoked excitatory postsynaptic currents (EPSCs) to substantia gelatinosa (SG) neurons in normal and inflamed (established by plantar injection of carrageenan) rats. Results Gabapentin (5-20 μmol/L for 5 min) depressed dorsal root Aδ fiber evoked polysynaptic, but not monosynaptic EPSCs to SG experiencing inflammation by about 25% (n=10, P&lt;0.01). However, gabapentin did not depress the evoked polysynaptic or monosynaptic EPSCs in normal rats. Gabapentin failed to block a glutamate receptor subtype, N-methyl-D-aspartate (NMDA), -induced slow excitatory currents on SG neurons.Conclusions Inflammation, at least in part, unmasks the gabapentin depression on nociception transmission in the dorsal horn, and this depression is not due to the blockade of postsynaptic NMDA receptor.