內側前額葉皮質參與乙醇誘導疼痛易化現(xiàn)象的機制研究.pdf

1、長久以來，人們已經(jīng)明確在社交和實驗狀況下攝入乙醇能夠對情緒狀態(tài)、社交認知以及軀體感覺產(chǎn)生影響。急性攝入乙醇和鼻飼給予催產(chǎn)素能夠對情緒、社交認知和行為表現(xiàn)產(chǎn)生相同的效應，這一過程主要是通過作用于人腦內部邊緣系統(tǒng)和前額葉皮質，產(chǎn)生對基于共情的利他行為的增強效應（這些行為包括幫助動機、信任、慷慨以及品德高尚等）。近年來隨著腦影像技術的發(fā)展，一些人腦影像學研究顯示酒精依賴的產(chǎn)生和慢性疼痛過程可能也分享共同的機制，該機制涉及到對杏仁核與內側前額葉

2、皮質之間的相互作用的調節(jié)。內側前額葉皮質(mPFC)由邊緣前皮質（PrLC）、邊緣下皮質（ILC）和前扣帶回（ACC）三個亞區(qū)組成，在疼痛信息的調控和整合中發(fā)揮重要作用。近期，我們實驗室發(fā)現(xiàn)mPFC參與調節(jié)同籠大鼠之間的疼痛共情現(xiàn)象，即一只大鼠與處于疼痛狀態(tài)的同籠大鼠社交30分鐘后，其機械性痛敏感性和脊髓傷害性反應均顯著增強。以上結果表明mPFC是大腦中能夠從認知和情緒層面參與調節(jié)疼痛感受的關鍵腦區(qū)之一。至于乙醇在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用效

3、應，一些體外電生理實驗顯示乙醇能夠促進GABA、多巴胺、血清素以及內源性阿片等遞質的釋放，抑制谷氨酸遞質活性，從而使得個體的行為表現(xiàn)發(fā)生改變。乙醇能夠作用于GABA能遞質系統(tǒng)增強GABA的釋放，從而產(chǎn)生抗焦慮、鎮(zhèn)靜催眠、認知障礙以及運動失調等效應。然而，乙醇對疼痛感受的影響卻充滿爭議。一方面，全身系統(tǒng)性給予乙醇后能夠產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應，另一方面經(jīng)相同途徑給予乙醇或腦室微量注射乙醇也能導致痛覺過敏現(xiàn)象的出現(xiàn)。人體和動物實驗分別證明急性攝入酒精后

4、能夠顯著增加前額葉皮質血流量和c-Fos蛋白的免疫陽性反應。此外，系統(tǒng)性給予乙醇所產(chǎn)生的行為學效應在mPFC的正常功能遭到干擾破壞時被顯著逆轉。然而，乙醇在mPFC的直接作用效應還不清楚。鑒于以上背景，本實驗擬采用特定腦區(qū)微量注射給藥的手段來研究乙醇在mPFC的直接作用效應。
　　主要研究結果如下：
　　結果一：內側前額葉皮質微量注射乙醇對痛敏感性的影響
　　相對于對照組（人工腦脊液，artificial cerebr

5、ospinal fluid，ACSF），雙側邊緣前皮質和邊緣下皮質微量注射乙醇（ethanol，20 mM，總體積0.5μl）均能夠顯著降低正常大鼠雙側后足的機械性刺激縮足反應閾值（paw withdrawal mechanical threshold, PWMT），表明雙側后足機械性痛敏感性增強。邊緣前皮質和邊緣下皮質微量注射乙醇后對其產(chǎn)生效應進行時程觀測顯示乙醇誘導的機械痛敏感性增強在微量注射后1、2小時達到峰值，在24小時時恢復一

6、半，48小時時完全恢復。然而，在邊緣前皮質和邊緣下皮質微量注射同樣濃度和體積的乙醇后，大鼠雙側后足熱刺激縮足反應潛伏期（paw withdrawal thermal latency, PWTL）在注射后1小時、4小時以及8小時與ACSF組相比無統(tǒng)計學差異。
　　為了進一步確認內側前額葉皮質微量注射乙醇所產(chǎn)生的效應是否具有腦區(qū)特異性，我們選擇運動皮質作為位置對照。雙側運動皮質微量注射乙醇或者人工腦脊液均不對機械性和熱刺激痛敏感性產(chǎn)生

7、影響。
　　結果二：GABAA受體參與介導內側前額葉皮質微量注射乙醇誘導的痛敏感性增強現(xiàn)象。
　　為了進一步研究內側前額葉皮質微量注射乙醇所產(chǎn)生效應的潛在機制，我們把目光放在了GABAA受體上。相比于ACSF組，雙側邊緣前皮質微量注射蠅蕈醇（Muscimol，選擇性GABAA受體激動劑，5mM，總體積0.5μl）能夠模擬出用同樣方式注射乙醇所產(chǎn)生的效應(***P<0.001，Muscimol組與ACSF組分別在處理后1小時、

8、2小時和4小時相比)。Muscimol和ACSF組相比，在邊緣前皮質微量注射后1小時、4小時以及8小時對基礎熱刺激痛敏感性的影響無統(tǒng)計學差異。此外，雙側邊緣前皮質微量注射Ethanol+Bicuculline（Bic，荷包牡丹堿，選擇性GABAA受體拮抗劑，20μM，混合后總體積0.5μl）或Muscimol+Bicuculline混合液能夠完全逆轉同一部位單獨注射ethanol或muscimol所引發(fā)的雙側后足機械性痛敏感性增強效應(

9、＃P<0.05，Ethanol+Bic組與Ethanol組比；##P<0.01，Muscimol+Bic組與Muscimol組比)。最后，雙側邊緣前皮質單獨微量注射Bicuculline（20μM，總體積0.5μl）對基礎機械性痛刺激閾值和熱刺激縮足反應潛伏期均無明顯作用。
　　結果三：雙側內側前額葉皮質微量注射乙醇或蠅蕈醇能夠增強蜜蜂毒誘導的脊髓傷害性反射。
　　為了進一步證實邊緣前皮質微量注射乙醇誘導的疼痛易化現(xiàn)象，我們

10、把大鼠分成4組，分別為正常無處理組、邊緣前皮質微量注射ACSF組、邊緣前皮質微量注射Ethanol組以及邊緣前皮質微量注射Muscimol組，每組實驗動物數(shù)量均為6只。邊緣前皮質分別微量注射ACSF、ethanol或muscimol30分鐘后，各組每只老鼠均接受足底注射蜜蜂毒，并觀測記錄1小時內的自發(fā)縮足次數(shù)。Ethanol組和Muscimol組大鼠接受足底蜜蜂毒注射后1小時內總的自發(fā)縮足反應次數(shù)明顯多于ACSF組(Ethanol組與A

11、CSF組比較，*P<0.05；Muscimol組和ACSF組比較，###P<0.001)。
　　結論：
　　1.雙側邊緣前皮質和邊緣下皮質微量注射乙醇能導致雙側后足機械性痛敏感性增強，持續(xù)超過24小時，然而卻不影響熱刺激痛敏感性。在運動皮層微量注射乙醇不能產(chǎn)生類似的效應，表明乙醇的效應具有腦區(qū)特異性。
　　2.邊緣前皮質微量注射muscimol能夠模擬出同位置微量注射乙醇對疼痛敏感性的影響，然而同時給予bicuculi