교감신경 중재 통증 모델 쥐에서 교감신경 활동에 의한 배근절세포의 흥분성

Abstract

[한글]

정상 상태에서 원심성 교감신경 활동은 구심성 감각신경 활동에 영향을 미치지 않는다. 그러나 말초신경 손상 후 유발되는 만성 통증과 같은 병리적 상황 하에서는 교감신경절후섬유가 구심성감각신경에 결합하여 감각신경 활동에 영향을 주게 된다. 이러한 교감신경-감각신경간 상호작용은 아드레날린에 의해 매개되었을 것이라고 보고되었으나 그 자세한 작용기전에 대해서는 아직 알려지지 않고 있다. 본 실험의 목적은 말초신경 손상 후 교감신경절후섬유와 배근절 세포간의 상호작용에 대한 전기생리학적 증거를 제시하고 이때 관련된 아드레날린성 수용체 아형을 규명하는 것이다.

제 4, 5 및 6 요척수신경 중 하나 또는 두 개의 신경을 결찰한 다리에서 무해성 기계자극에 대한 민감도가 증가된 쥐를 이용하여 결찰된 신경의 배근에서 미세한 구심성 감각신경섬유를 분리하여 단일 신경섬유 기록법으로 신경활동을 기록하고 교감신경절전섬유를

포함하는 제 13흉추 또는 제 1요추의 전근에 강직성 전기자극을 가하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 결찰 부위에 연결된 구심성 신경섬유에서 자발적 신경방전을 보이는 섬유 중 반수 정도(18/38)는 교감신경절전섬유의 전기자극에 반응을 보였다. 무방전 세포에서도 극소수(2/49)에서 반응을 관찰할 수 있었다. 그러나 정상 쥐의 L4-L6의 배근으로부터 분리한 구심성 섬유에서는 교감신경 자극에 대한 반응을 전혀 관찰할 수 없었다.

2. 교감신경 자극에 의해 반응을 보이는 구심성 섬유의 절도속도는 대부분 (17/18) A-섬유 범위에 속했으며 단 하나의 경우 C-섬유 범위에 속하였다.

3. 교감신경 자극에 의해 반응을 보이는 구심성 섬유는 대부분 흥분성 반응을 보였으며, 정맥투여한 아드레날린에 의해서도 흥분성 반응을 보였다. 단, 하나의 세포는 억제성 반응을 보였다.

4. 교감신경 자극에 의한 흥분성 반응은 결찰 부위가 아니라 배근절 내에서 이루어졌다.

5. 교감신경 자극에 의한 흥분성 반응은 α-아드레날린성 수용체의 길항제인 phentolamine에 의해 억제되었으며 β-아드레날린성 수용체의 길항제인 propranolol에 의해서는 영향을 받지 않았다. 또한 α^^2-아드레날린성 수용체 길항제인 yohimbine은 흥분성 반응을

억제하였으나 α^^1-아드레날린성 수용체 길항제인 prazosin은 흥분성 반응에 영향을 미치지 않았다.

이상의 실험결과로 보아 말초 신경 손상에 의하여 교감신경-감각신경간 접합이 배근절 내에 형성되었으며 이러한 접합을 통하여 교감신경 자극에 의한 구심성 감각신경세포의 흥분성 반응이 이루어 졌음을 시사해 주고 있다. 이러한 흥분성 반응을 보이는 구심성 신

경세포는 주로 A-섬유의 축삭을 가진 세포였고, α^^2-아드레날린성 수용체에 의해 매개됨을 알 수 있었다. 본 모델 쥐의 배근절에서 관찰된 교감신경 자극에 의한 감각신경의 흥분성은 교감신경 중재통증의 유발 및 유지를 설명하는 기전으로 생각된다.

[영문]

In a normal state, sympathetic efferent activity does not elicit discharges of sensory neurons. In a pathophysiological state such as injury to a peripheral nerve, however, sympathetic postganglionic fibers become associated with sensory neurons so that stimulation of sympathetic neurons excites the activity of sensory neurons. Although this sympathetic-sensory interaction is reportedly adrenergic, involved subtypes of the adrenoreceptor are not yet clearly revealed. The purpose of this study was to determine which adrenoreceptor subtypes were involuted in sympathetically induced afferent excitation that was developed in the dorsal root ganglionn(DRG) of rats with spinal nerve ligation.

Using rats that develop an increase in mechanical sensitivity 10∼15 days after ligation of one or two of the L4-L6 spinal nerves, a recording was made from afferent fibers in microfilaments teased from the dorsal root that was in continuity with the ligated spinal nerve. Electrical stimulation of sympathetic preganglionic fibers in T13 or Ll ventral root(50 Hz,2∼5 mA,0.5 ms pulse duration, 10 sec) was made to see if the activity of recorded afferents was modulated. The results obtained were as fellows:

1. Among afferents that showed spontaneous discharges, about half of them were responsive to sympathetic stimulation, in contrast to afferents in normal rats that showed no response to such stimulation.

2. All but one of the afferents responsive to sympathetic stimulation had axons that conducted in the A-fiber range.

3. Most of the sympathetically induced afferent responses were excitation, and their activity was also excited by systemically injected adrenaline.

4. Sympathetically induced excitation appeared to occur in dorsal root ganglion (DRG), because such excitation was not affected by cutting the spinal nerve at the site right distal to DRG.

5. Sympathetically induced excitation was blocked by phentolamine(α blocker), not by propranolol(β blocker). Yohimbine(α^^2, blocker) suppressed sympathetically induced excitation that was not affected by prazosin (α^^ blocker).

The results suggest that after spinal nerve ligation, sympathetic efferents interact with sensory neurons haying A-fiber axons in DRG where adrenaline released from sympathetic endings excites the activity of sensory neurons by acting on

α^^2-adrenoreceptors. This α^^2-adrenoreceptor mediated sympathetic-sensory interaction within DRG may account for sympathetic involvement in neuropathic pain.