고양이에서 말초신경자극이 하지구심성 섬유자극에 의해 반응하는 척수세포의 활성도에 미치는 영향

Abstract

[한글]

Electroacupuncture 및 transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS)은 동통치료를 위한 말초신경 자극법으로 널리 이용되고 있다. 고강도를 이용하여 저빈도로 말초신경자극시 나타나는 진통효과가 specific opiate antagonist인 naloxone에 의해 억제됨으로 그 진통기전이endogenous opiate system과 연관되어 있음은 비교적 잘 알려져 있다. 본 실험에서는 고빈도로 단기간 말초신경자극시 나타나는 진통작용의 특성을 밝히기 위해 서로 다른 자극강도(Aδ및 C강도)에서 자극빈도(25, 50, 270 Hz) 및 기간(15, 30, 60초)을 변화시켜 이때 나타나는 진통효과의 크기를 비교분석하고 진통작용과 endogenous opiate system과의 연관성 등 그 작용기전의 일부를 규명하고자 시행하였다. 말초신경 자극에 의한 진통효과는 통가에 반응을 보이는 단일 척수후각세포의 활성도를 측정하여 분석하였고, 척수후각세포의 활성도는 하지의 총비골신경 흑은 경골신경을 전기자극함으로써 유발시켰다. 진통작용과 endogenous opiate system과의 연관성을 알아보기 위해 naloxone이 말초신경자극에 의한 진통효과에 미치는 영향을 조사하였고, 진통작용의 부위를 밝히기 위

해 척수동물에서 말초신경자극의 진통효과를 관찰하였다. 이상의 실험성적을 비교검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 동일한 자극빈도 및 기간에서 Aδ강도보다 C강도로 자극시 진롱효과가 크게 나타나는 경향을 보였다. 또한 여러 자극빈도에서 15초간 자극에 비해 30초간 자극시 진통효과가 크게 나타남을 볼 수 있었으나 자극기간을 60초로 증가시 30초간 자극에 비해 진통효

과가 더 이상 증가되지 않았다.

2. 일정한 자극기간에서 자극의 빈도를 25Hz에서 50Hz로 증가시킴에 따라 진통효과가 강하게 나타나나 270Hz로 증가시 오히려 진통효과가 적게 나타나는 경향을 보였으며 이러한 역전현상은C강도로 자극했을 때 현저하게 나타남을 알 수 있었다.

3. Aδ강도로 자극시 naloxone 투여군과 비투여군간에 의의있는 차이를 볼 수 없었으며 C강도로 자극시에는 자극직후에만 양군간에 통계적으로 의의있는 차이를 볼 수 있었다. 따라서 진통작용과 endogenous opiate system과의 연관성은 미약하리라 생각된다.

4. 제뇌동물과 척수동물에서 말초신경자극시의 진통효과는 통계적으로 의의있는 차이를 볼 수 없었다. 따라서 그 작용부위는 척수수준일 것으로 생각된다.

이상의 결과로 보아 말초신경을 고빈도로 자극할 경우 자극의 빈도가 과도하게 중가될 때는 진통효과가 오히려 억제되는 현상을 확인할 수 있었고, 효과적으로 동통을 제어하기 위해서는 적당한 자극빈도, 강도 및 기간이 필요함을 알 수 있었다. 또한 그 진통작용과 endogenous opiateSystem과의 연관성은 미약하며 진통작용부위는 척수 수준일 것으로 사료된다.

[영문]

Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS), acupuncture-needling, and electroacupuncture are useful non-ablative methods in medical practice for relief of acute and chronic pain. These procedures appear to work by causing an increased discharge in afferent nerve fibers which in turn modifies the transmission of

impulses in pain pathways.

The present study was performed to evaluate the analgesic effects of peripheral nerve stimulation with different stimulatory parameters in decerebrated cats and spinalized cats. And we studied the effects of naloxone, a specific opiate antagonist, on analgesia produced by 50 Hz, C intensity conditioning stimulation.

The electrical response of spinal neurons was elicited either by electrical stimulation of the ipsilateral common peroneal nerve or tibial nerve, and then the single unit activity of the dorsal horn cell was recorded with a carbon filament-filled glass microelectrode at the lumbosacral spinal cord.

The conditioning stimuli which provoke the pain inhibito교 mechanism were applied to the common peroneal nerve or tibial nerve with a relatively high frequency (25,50,270 Hz) for 15, 30, and 60 seconds at suprathreshold intensity for Aδ or C fiber.

The results of the experiment are summarized as follows:

1. Peripheral conditioning stimulation at C strength showed larger analgesic effects than those produced by stimulation at Aδ strength. And then analgesic effects produced by conditioning stimulation for 30 sec were greater than these produced by stimulation for 15 sec, but showed no statistically significant

difference from those produced by stimulation for 60 sec.

2. Analgesic effects produced by 50 Hz conditioning stimulation were greater than those produced by 25 Hz stimulation, but 200 Hz stimulation showed a lesser analgesic effect than 50 or 25 Hz conditioning stimulation.

3. The analgesic effect produced by 50 Hz conditioning stimulation was only slightly affected by naloxone, a specific opiate antagonist, indicating that involvement of an endogenous opiate system was minimal.

4. The analgesic effect produced by conditioning stimulation in decerebrated cats was nearly the same as in spinal cats suggesting that the neural circuitry responsible for the analgesic action seems to reside most]y within the spinal cord.

From the above results, it is concluded that 1) frequency of stimulation is important for an efficient analgesia, i.e., stimulation with excessively high frequency decreases the analgesic effect, 2) the analgesic effect produced by high

frequency conditioning stimulation may be minimally mediated by an endogenous opiate system, and 3) the site of analgesic action resides mainly in the spinal cord.