辣椒素在大鼠前扣带回的痛觉调制作用

邵 达 孟 才 王嘉悦 马静宇 赵 斌 刘姗姗 郭 晓 彭亚静 王学斌

(临沂大学生命科学学院，山东 临沂 276005)

辣椒素 (Capsaicin)是从干辣椒中提取的一种有效成分，全称为反式-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺，不溶于水，易溶于有机溶剂，亲脂性强，能与神经纤维紧密结合〔1,2〕。在外周，辣椒素与传入神经元末梢膜上辣椒素分子受体(VR1)结合，产生痛觉；同时，可刺激P物质(SP)和降钙素基因相关肽(CGRP)等致炎类神经递质的释放，导致痛觉过敏〔3,4〕。在中枢神经系统，许多脑区参与痛觉与镇痛的调制，如脑干网状结构、中脑导水管周围皮质、丘脑、下丘脑、扣带回、伏核、杏仁核、隔区等〔5〕，其中，端脑的前扣带回(ACC)是参与情感性痛觉调制的重要高级中枢〔6〕，外源注射吗啡、阿片类神经肽、兴奋性氨基酸、单胺类、乙酰胆碱等物质都可显著影响ACC的痛觉调制过程〔7～9〕。ACC可能参与处理疼痛的不愉快感受并促进疼痛相关情感、认知和反应的抉择〔10〕。有关辣椒素在ACC内痛觉调制作用的研究尚未见报道。本研究拟用痛觉行为和药理学方法，在ACC内微量注射不同浓度的辣椒素，探讨辣椒素对大鼠ACC痛觉调制作用的影响。

1 材料与方法

1.1实验动物 本实验采用健康成年雄性SD大鼠(北京华阜康生物科技股份有限公司提供)，体重200～220 g。实验期间分笼单独饲养，自由进食和饮水，自然光照周期。

1.2痛阈测试 实验前先分别用YLS-6B型智能热板仪和YLS-3E型电子压痛仪进行后爪对热板和压力的痛觉测试训练，使动物适应实验环境，训练进行1 w，1轮/d，剔除痛阈不稳定或与其他个体测试数据差异较大的动物。

1.3热板痛阈测试 热板温度维持在52℃(51.5℃～52.5℃)。右手持握大鼠，左手执大鼠的待测后肢使其完全伸直，将其后爪平铺于热板上，使全掌紧贴于热板表面，从开始接触时计时，至大鼠后爪主动回缩离开热板表面时停止，此时仪器记录的时间记为大鼠对伤害性热刺激的后爪缩爪反应潜伏期(HWL)。

1.4压力痛阈测试 使用压力测痛仪进行测试。手执大鼠，将其后爪平放于压力测痛仪的小平台上，令楔形有机玻璃压住大鼠后爪的跗趾关节背侧。仪器以30 g/s的速度增加在大鼠后爪上的压力，从开始加压到大鼠缩回后爪的时间为大鼠对伤害性机械刺激的(HWL)。

1.5ACC内微量注射方法 腹腔注射10%水合氯醛麻醉(0.4 ml/100 g)后将大鼠头部固定在脑立体定位仪，根据大鼠脑立体定位图谱〔11〕，选定ACC坐标 (B 0.8 mm，L/R±0.6，H 2.0 mm;B:anterior)，在双侧露骨相应部位开颅、插管(外径0.8 mm)并以牙科水泥固定。注射适量青霉素以防感染。动物休息、恢复5 d后用1 μl微量注射器连接内管(直径0.4 mm)，插入外管进行药物注射，每天注射1次，每次每侧1 μl，持续1 min，留针30 s。药物注射后，分别测定5、10、15、20、30、45、60 min时动物的热板和压力痛阈。由于辣椒素不溶于水而溶于乙醇，因此以乙醇为其溶剂。对照组注射同等剂量的生理盐水或乙醇。注射的烟雾包括不同浓度辣椒素或其受体拮抗剂、吗啡、生理盐水、乙醇等。

2 结 果

2.1各组大鼠注射不同药物后后爪HWL变化 在大鼠ACC注射1 μl无水乙醇后，与注射1 μl 生理盐水相比，其左右两侧后爪对热和压力的HWL均无显著改变(P>0.05)。这表明微量注射乙醇在大鼠ACC没有产生镇痛或致痛的效应。

在大鼠前扣带回注射1 μl吗啡后，与注射1 μl 生理盐水相比，其左右两侧后爪对热和压力的HWL则均有显著改变(P<0.01)。这表明吗啡在ACC对于热痛和压痛均具有极为显著的镇痛效应。见图1。

图1 各组大鼠注射不同药物后后爪HWL变化

2.2不同浓度辣椒素对注射乙醇后大鼠后爪HWL的影响 如图2所示，注射1 μl 1 nmol辣椒素的乙醇溶液后，大鼠左右两侧后爪对热痛的HWL则均有显著改变，具有明显的痛敏作用；但对于压痛则没有统计学上的差异，表明1 nmol辣椒素在ACC对于压痛可能不产生明显的镇痛或痛敏效应。5 nmol辣椒素在大鼠ACC初始的20 min内对于热痛和压痛均主要是镇痛效应；20 min后虽然多位于X轴下方，似有痛敏的趋势，但与单纯注射乙醇相比没有显著性差异，表明无镇痛或痛敏的效应。10 nmol辣椒素在大鼠ACC初始的20 min，虽然曲线多位于X轴上方，但体积数据显示，它对于热痛是镇痛效应，对于压痛则没有显著影响；20 min后曲线都位于X轴下方，统计结果具有明显的痛敏效应。

图2 微量注射乙醇或不同剂量辣椒素入ACC后大鼠热痛和压痛HWL变化

3 讨 论

辣椒素是难溶于水的药理物质，但溶于乙醇，本实验我们用其乙醇溶液作为微量注射试剂，故做了乙醇单独注射的对照实验。虽然乙醇已具有一定麻醉作用的化学物质，但微量注射(1 μl)入ACC后，与同剂量的生理盐水相比，并没有产生镇痛或痛敏的效应。因此辣椒素乙醇溶液微量注射后的效应可以认为就是辣椒素的效应。

本实验结果表明，辣椒素在低剂量(1 nmol)时，对于热痛表现为痛敏效应，对压痛也有一定痛敏作用，在中等剂量(5 nmol)时，对于热痛和压痛均表现为先镇痛，然后趋于平稳(既无镇痛也无痛敏作用)；在高剂量(10 nmol)时则较为复杂，对于热痛，在前半段表现为镇痛效应；在后半段表现为痛敏效应；对于压痛，在前半段没有显著影响；在后半段表现为明显的痛敏效应。这一结果与一般痛觉调制药物如甘丙肽、CGRP等在高位中枢内明显的镇痛作用形成鲜明对比〔12～14〕。这一结果与辣椒素在低位中枢(如导水管周围灰质和脊髓鞘内)以及在周围组织注射引起的双向效应则有些相似〔15～17〕，这显示出辣椒素痛觉调制作用的复杂性，这可能与辣椒素及其受体、阿片受体等的相互作用和影响密切相关〔18，19〕。低剂量辣椒素产生明显的热痛痛敏作用，可能与低浓度下物质易于扩散，对ACC内的痛觉相关神经元产生快速的易化性刺激，从而导致痛敏有关；而稍高浓度则可能首先对神经元是一种较强的抑制性影响(如影响Na+通道的活性)，然后才易化其痛觉感受，故稍后又产生痛敏效应。在某些时段，辣椒素在ACC内能产生明显的镇痛效应，但与吗啡产生的大幅度镇痛效果相比，辣椒素的作用镇痛效果较弱，持续时间较短，且容易转为痛敏。ACC是与情感性痛觉调制密切相关的高位中枢，生理活性物质在其中的重要影响作用也是显而易见的。因此，辣椒素的不同剂量在该核团内不同时段呈现的对热痛和压痛感觉的镇痛或痛敏复杂效应提示，如果在临床上试验使用该药物，必须充分考虑使用的部位和发挥作用的不同时段，以及对不同痛觉感受的不同效果。

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