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膜表面唾液酸化在损伤的初级感觉神经元兴奋性异常中的作用

彭小清  
【摘要】:对神经病理性痛的病理生理学机制进行的长期而深入的研究提示:发生在受损伤的初级感觉神经元的过度兴奋,是神经病理性痛产生和维持的关键因素。但关于过度兴奋的机制尚不清楚。已经知道神经元受损伤后会发生一些非特异性变化:首先,一些膜蛋白,如兴奋性离子通道及受体蛋白等的表达会上调,并且异位堆积在胞体膜或神经轴突上的损伤位点附近;这些膜蛋白的胞外结构域都是高度唾液酸化的,而且唾液酸在生理情况下带有大量负电荷。因此我们推测,在损伤神经元膜外表面会形成一个强的“负电荷网”,增加的表面负电性会减低跨膜静息电位值(resting transmembrane potential,V_R),导致神经元的去极化兴奋,影响神经元的电特性。在本研究中,1、运用高效液相色谱法来测定DRG表面的唾液酸含量,发现慢性缩窄性损伤(chronic constrictive injury,CCI)术后,表现痛觉过敏的大鼠的DRG表面唾液酸含量显著增加;2、通过胞内记录技术,我们证明CCI术后背根节(dorsal root ganglion,DRG)的Aα/β神经元有过度兴奋等电特性的改变,具体为:V_R朝去极化方向变化,激发动作电位的胞内刺激阈电流(intracellular stimulating threshold current,T_(IC)减小,动作电位峰的持续时间和幅度增加,动作电位后超极化的持续时间和幅度减小;3、用唾液酸酶消化掉胞外的唾液酸后,CCI组Aα/β神经元的兴奋性大大下降,T_(IC)几乎加倍了,V_R朝超极化方向变化;而去唾液酸化没有显著地影响未受损伤的Aα/β神经元的V_R和T_(IC),以及受损伤和未受损伤的神经元的其它电生理指标。这些结果提示神经元表面负电性的唾液酸的增加,可以通过静电学机制促使损伤的Aα/β神经元发生过度兴奋。以含有高Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)和Mn~(2+),还有Ba~(2+)和带大量正电荷的多聚赖氨酸的等渗液灌流DRG神经元,结果表明,除后2种阳离子以特殊机制使神经元出现暂时的兴奋外,其余的阳离子均抑制神经元的兴奋性和影响其V_R,而且对损伤神经元作用更强,这种作用很可能是通过膜表面负电荷来介导。本研究为寻找缓解神经病理性痛的新疗法提供了一个新的研究方向。


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