胞内记录猫体感皮层内脏伤害性感受神经元的电生理特性
猫神经性疾病之---神经系统基础检查
猫神经性疾病之---神经系统基础检查神经系统检查采用一种系统的方法，通过临床医生引起一系列反应和反射来评估神经系统的功能完整性。
反应的缺失建立了神经异常的存在，而反射则确定了神经解剖的定位。
此外，神经系统检查有助于确定病变范围和预后。
这一过程的初始步骤包括详细的病史和彻底的体格检查，这增加了神经系统检查的有效性。
其他辅助诊断程序用于排除代谢、心源性或可模拟神经疾病的骨科疾病。
获得正确的神经解剖定位是制定鉴别诊断和诊断计划的关键。
上行神经元的疾病发生时，中断发生在下行抑制通路从大脑和脊髓中的上运动神元。
上行神经元疾病的临床症状以虚弱、痉挛和正常到过度反射为特征。
下运动神经元疾病影响机体、神经根和周围神经。
下行神经元疾病的临床症状包括肌肉无力、萎缩和反射丧失。
有些猫很难检查，处理需要耐心和毅力来完成检查过程。
猫通常只能忍受有限的检查时间。
少动手操作通常是最好的，这使得病人的观察成为神经学检查的一个更重要的组成部分。
有时，由于无法完成整个检查，检查人员需要对神经系统检查的哪些组成部分提供最多的信息进行选择。
神经系统检查的顺序很重要。
评估疼痛是否存在的测试应该作为检查过程的最后一部分，猫不太可能预料到疼痛的刺激。
观察是对猫进行神经系统检查的第一步，可能也是最重要的一步。
当观察猫如何与环境互动时，可能会发现异常的心理状态、行为、姿势和步态。
正常的心理状态需要上行网状激活系统和大脑皮层之间正常的相互作用。
上行网状激活系统是位于髓质和桥脑的神经元网络，负责接收感觉投射，投射向丘脑以及扩散向大脑皮层。
该通路的生理或结构病理学可改变精神活动。
脑干上行网状激活系统的小实质病变引起严重的精神活动障碍，而局灶性脑皮质病变往往有更微妙的征象。
一只正常的猫应该对外界刺激保持警觉和反应灵敏。
意识水平改变的描述包括迟钝、定向障碍、昏迷和昏迷。
一只迟钝的猫(沮丧、迟钝、极度困倦)会对周围的环境做出适当的反应，但只有在受到鼓励时才会这样做。
脑干网状结构在睡眠与觉醒中的作用
脑干网状结构在睡眠与觉醒中的作用1937年著名生理学家布瑞莫(Bremer)建立了猫的孤立脑(lsolated brain)标本和孤立头(lsolated head contents)标本。
前者在中脑四叠体的上丘和下丘之间横断猫脑，此后猫陷入永久睡眠状态，后者在脊髓和延脑之间横断猫脑，则猫保持正常的睡眠与觉醒周期。
他以此证明在延脑至中脑的脑干中，存在着调节睡眠与觉醒的脑中枢。
1949年意大利著名电生理学家马鲁吉和马贡(Moruzzi and Magoun)发现，电刺激脑干网状结构引起动物的觉醒反应。
此后大量实验研究表明，无论是各种外部刺激还是感觉通路的电刺激，均沿传人通路的侧支引起脑干网状结构的兴奋，然后再引起大脑皮层广泛区域的觉醒反应。
因此，把脑干上部的网状结构称为上行网状激活系统(Ascending reticular activitingsystem)。
微电极电生理学技术的应用，也积累了许多科学事实，证明脑干上行网状激活系统的神经元单位活动可受多种刺激的影响，提高其发放频率。
行为的觉醒水平、脑电图觉醒反应与脑干网状上行激活系统的神经元单位发放频率之间存在着确定的一致关系。
这些事实证明脑干网状结构在睡眠与觉醒的机制中具有重要作用。
这种认识从50年代起一直成为公认的理论；然而，80年代初的一些实验研究却提出了一些相反的事实，表明在自由活动状态下，脑干网状结构的细胞单位活动与唤醒水平或觉醒与睡眠周期之间并无直接关系。
脑干网状结构的许多神经元分别与眼、耳、脸、头、躯体和四肢的局部运动有关。
在过去的实验研究中，由于动物处于固定或约束的体位，又有麻醉剂的作用，个别单位活动与运动间的特异关系无法揭露出来。
此外，传统研究多以细胞外电极记录出许多神经元单位活动的总和，从而使个别神经元反应特异性受到掩盖。
虽然有这些相反的研究报道，迄今仍将脑干上部的网状上行激活系统看成是维持觉醒的重要脑结构。
关于脑干网状结构在睡眠与觉醒中重要作用的研究，50年代末又取得了新的进展。
电生理基本技术
电生理基本技术一电刺激。
二生物放大器正确选择，植物性神经冲动幅度多为50-100μV。
不同组织，应采用不同的参数。
如 ECG：振幅0.1-2mV，灵敏度0.5-1mV，时间常数0.1-1.0s，高频滤波1KHz 植物性神经冲动：振幅50-150μV，灵敏度25-100μV，时间常数0.01-0.1s，高频滤波3-5KHz 中枢神经元单位放电振幅100-300μV, 灵敏度50-100μV，时间常数0.01-0.1s，高频滤波5-10KHz三玻璃微电极常用尖端0.5-5μm，向细胞内插入时，需小于0.5μm（细胞直径的1/10~1/100），且尖端的倾斜度应相当缓和，一般微电极可分为金属微电极和玻璃微电极两类。
金属微电极，现多用镀铂钨丝电极（platinum-plated tungsten electrode），在钨丝上镀铂，可极大改善电极的电学特性，噪声可大大降低，加之机械强度大，适合长期体外记录(paré D， Gaudreau H. Projection cells and interneurons of the lateral and basolateral amygdala: distinct firing patterns and differential relation to the thera and delta rhythms in conscious cats. J Neursci, 1996,16(10):3334-3350现要也常用镀银碳纤维电极。
玻璃微电极记录易受机械位移的影响，加之尖端的电解质会漏出或堵塞，不适合半小时以上的长时间记录，玻璃微电极可分单管和多管微电极。
毛坯管在国外多用Pyrex管，国内多用GG-17和95料玻管。
细胞外记录多采用外径1.5-2mm 玻璃，细胞内记录则采用外径1mm细玻管，内外径之比约为2:3或5:6，长6-8cm。
拉制前必须经过清洁处理。
猫的解剖生理特点篇
犬、猫的解剖生理特点篇本篇主要介绍犬猫的解剖生理特点，这对于动物爱好者了解犬猫的生活习性，特别是动物医生对犬猫病的正确诊断、治疗等至关重要。
外貌特征犬猫的品种繁多，体态各异，大小不一。
外形一般分头、躯干和四肢三部分。
头部分颅部和面部，有嘴、鼻、眼和耳等。
头部外形有其品种特征，如犬，按其长度可分为长头型、短头型和中头型。
不同品种的犬，耳廓也有不同的形状，有直立耳、半直立耳、垂耳、蝙蝠耳、钮扣耳、蔷薇耳、断形耳等。
而猫的头部较短。
躯干部包括颈部、胸部、腰腹部和尾部。
犬的颈部应是肌肉丰满，长度大约与头的长度相等(短头型犬例外)。
胸部分髻甲、背部和胸廓。
发育良好者，髻甲应高，背部平直又宽阔，胸廓呈椭圆形、容量大且具活动性。
腰部应短、宽，肌肉发达，稍微凸起。
尾部是犬品种特征的标志之一，有卷尾、鼠尾、钩状尾、螺旋尾、直立尾、旗状尾、丝状尾和镰状尾等。
猫骨骼的整体结构特别富于活动性和伸缩性，胸腰段脊柱的弯曲凸向背侧。
胸廓纵向长，但比较狭窄。
四肢包括前肢和后肢。
一般前脚5趾，而后肢拇趾退化只剩4趾。
运动型猎狗的体格健壮、四肢较长而灵活，而观赏狗的四肢较短，体型大多矮小。
犬体测量对犬品种的鉴定，除外貌特征外，还需进行犬体各部位的测量。
犬体测量要在专门准备的平坦、土壤坚固的场地或没有凹凸的地面上进行。
在测量前应让犬熟悉测量上具，主要工具有：末端带保险球的畜牧用的金属量角规，两面带有刻度的标准软尺和金属测量手杖。
测量时应准确地把工具放在规定的位置上，以使其紧贴被测部位体壁。
犬体各部位测量名称、器具和方法见表l。
衰l犬体测量名称、器具和方法测量名称测量器具测量方法鼻面长额长头长颧骨部头宽甲高臀高躯体斜长胸深胸前宽胸围前肢长管围软尺或圆规软尺或圆规软尺或圆规圆规测量手杖测量手杖测量手杖测量手杖测量手杖软尺软尺软尺两眼内角连线至鼻端————两眼窝连线至后项部(枕骨部)从后项部主鼻端的直线头的最宽部位，在额骨和颧骨中间，耳前额骨弧线处鲁甲最高处在髋结节臀部最高处从肩胛突出部分至坐骨结节将测量的一端固定在胸下，然后移到前肢后的肩胛部两前肢肩关节间距离，可在前方或上方测量以剑状软骨在前肢肘后部围绕胸廓周围从肘部到地面的高度在腕关节下部和五指根上面用软尺围绕测量皮肤及汗腺特征皮肤被覆于体表，其厚度随不同品种变化很大，由外向内依次分表皮、真皮和皮下组织三层。
猫的身体结构及感官特征分析
猫的身体结构及感官特征分析猫的身体结构1.猫的骨骼猫的结构完全是为了狩猎而发展起来的。
骨骼平均由245块骨头组成一一而人类只有206块。
轻巧的骨骼、非常坚固的结构和500多块肌肉的结合造就了完美的猎人。
当然，个别品种的身体结构和大小有差异。
波斯猫是身体结构紧凑的猫的一个例子，而暹罗猫的体型更高，更苗条。
最引人注目的是从头骨一直延伸到尾尖的灵活脊柱。
胸椎之间是椎间盘，就像人类一样，只是连接不那么紧密。
我们可以看到，当猫舔自己，可以用对我们人类来说不舒服的姿势，以及睡觉姿势或者做一个困难的跳跃，脊椎非常灵活。
灵活的脊柱，加上内耳发育良好的平衡器官，意味着猫几乎总是用四只爪子着地。
三角形肩胛骨连接到肋骨和前腿（也连接到颈部和脊柱），这使猫成为非常安全的攀爬者和出色的平衡艺术家。
肩胛骨直接连接在前腿的第一个关节处，这有助于他们更大的运动范围。
后腿的上骨与骨盆底相连，形成球窝关节。
猫的后腿强壮且肌肉发达，因此即使从站立姿势也能跳得如此之高。
猫的跳跃高度是自身长度的六倍。
猫也有趾行类的运动：即猫用脚趾（手指）行走。
趾行类的动物是更高效的猎手，因为这种类型的步行可以延长它们的步幅并加快运动速度；脚部只有一小块区域接触地面，使腿能够非常快速地移动。
猫在狩猎时具有爆发性，但仅限于短距离。
2.猫的内脏器官心脏大致位于胸部中间，但大部分偏位于胸部左侧，大约有核桃大小。
休息时，猫的心脏每分钟跳动约120至140次，并抽泵大约半升的血液。
心脏频率会在压力下增加一一如果您的压力过大的猫的心跳超过200次，如果其他情况良好的话，不用感到惊慌。
所有猫都有可能患心脏病，最常见的一种（肥厚型心肌病-HeM）会影响心肌。
平均约有5%的猫患HCM。
从医学语言翻译过来，HCM的意思是扩大的心肌一一心肌细胞增厚，不能正常收缩。
这在心脏的左半部分最为明显，那里的肌肉壁已经相当厚（能够将血液泵入体内）。
目前还没有治愈HCM的方法，但温和的HCM变种有时可以被缓解，猫也可以过继续美好生活。
神经生物学——神经元电活动
生物电研究简史 刺激 (stimulus), 兴奋性 (excitability), 兴奋 (excitation) 伽伐尼（Galvani,L. 1737-1798）的实验 伽伐尼（Galvani,L. 1737-1798）的实验 无金属收缩实验 二次收缩实验 • 20年代Gasser和Erlanger将阴极线示波器等近代电子 20年代Gasser和Erlanger将阴极线示波器等近代电子 学设备引人神经生理学研究，获1944年诺贝尔奖。 学设备引人神经生理学研究，获1944年诺贝尔奖。 • Hodgkin、Huxley 和Eccles三人分享了1963的生理学 Hodgkin、 Eccles三人分享了1963的生理学 或医学诺贝尔奖。（胞内记录） • Katz用微电极技术开展了神经肌肉接头突触的研究， Katz用微电极技术开展了神经肌肉接头突触的研究， 为此于1970年也获得了诺贝尔奖。 为此于1970年也获得了诺贝尔奖。
动作电位的传导
动作电位，(即神经冲动impulse)一旦在神经元的一 动作电位，(即神经冲动impulse)一旦在神经元的一 处产生，便以恒定的速度和振幅传遍整个细胞。 阈膜电位 除极化过程中，由局部电位发展为动作电位时的临 界膜电位称阈电位 (threshold membrane potential)。也 potential)。也 就是由去极化引起的Na 通透性的升高，达到Na 就是由去极化引起的Na+通透性的升高，达到Na+的内流 量恰好超出K 量恰好超出K+外流时的膜电位。 局部电位的出现提示g 开始上升，但g 仍大于g 局部电位的出现提示gNa开始上升，但gK仍大于gNa ， 故膜电位终将恢复至静息膜电位水平。而当去极化达阈电 位时， gNa大于等于gK时，膜将向去极化方向发展，这又 大于等于g 会进一步导致g 会进一步导致gNa的上升， gNa上升更加促进去极化，如此 自我再生地发展，直至Na 自我再生地发展，直至Na+的平衡电位时为止。这过程称 即是Na电流的活化(activation 即是Na电流的活化(activation of sodium current)。 current)。
猫的工作原理
猫的工作原理猫，作为一种常见的宠物动物，拥有独特而神秘的工作原理。
本文将详细介绍猫的工作原理，从其身体结构、行为习性以及生理特点等方面进行解析。
1. 身体结构：猫的身体结构是其工作原理的基础。
猫的骨骼轻巧而灵活，肌肉发达，四肢短而有力，尾巴起到平衡的作用。
猫的前肢有五个趾头，后肢有四个趾头，每个趾头末端都有锐利的爪子，这使得猫具备了捕捉猎物和攀爬的能力。
2. 视觉系统：猫的眼睛是其重要的感知器官之一。
猫的眼睛呈椭圆形，瞳孔可自由调节，具有较好的适应能力，使其在不同光照条件下都能清晰地看到物体。
此外，猫的视网膜中富含视杆细胞，使其在昏暗的环境中具备较强的夜视能力。
这些特点使得猫在狩猎和追逐猎物时能够快速、准确地锁定目标。
3. 听觉系统：猫的听觉系统也是其工作原理中至关重要的一部分。
猫的耳朵灵敏度高，能够感知到更高频率的声音，这使得猫在狩猎时能够听到小动物的细微声音。
此外，猫的耳朵还具有独特的定位功能，可以准确地判断声音的来源和方向。
这使得猫能够快速反应并捕捉到猎物。
4. 嗅觉系统：猫的嗅觉系统非常敏感，具备较强的嗅觉能力。
猫的鼻腔内有大量嗅觉细胞，能够感知到微弱的气味。
这使得猫能够追踪猎物的气味，找到隐藏在草丛中的小动物。
猫还通过闻嗅来辨别食物的新鲜程度和适宜性。
5. 运动能力：猫具备卓越的运动能力，这也是其工作原理的关键之一。
猫的脊椎灵活，可以进行各种高难度的动作，如跳跃、攀爬、奔跑等。
猫的后肢肌肉发达，可以迅速加速和转向。
这使得猫在捕捉猎物时能够灵活应对，迅速抓住机会。
6. 社交行为：猫是一种社交性动物，其社交行为也是其工作原理的一部分。
猫通过身体姿势、声音和嗅觉等方式与其他猫进行交流和沟通。
猫具备独特的猫语言，可以用不同的叫声表达不同的意思。
此外，猫还通过互相舔毛来建立社交关系和维持个体之间的和谐。
综上所述，猫的工作原理涉及其身体结构、视觉、听觉、嗅觉、运动能力以及社交行为等多个方面。
猫通过这些特点和能力，能够高效地捕捉猎物、适应不同的环境，并与其他猫建立良好的社交关系。
宠物解剖
猫的内分泌系统
• 甲状腺：位于喉后前几个气管软骨环的两 侧和腹侧，包括两个侧叶和两叶之间的峡 部。 • 其主要功能是分泌甲状腺激素 • 甲状旁腺：是2对小腺体，呈黄色，近似球 形，位于甲状腺前上方
•
• • •
肾上腺：位于肾脏前端内侧，靠近腹腔动脉基部及腹腔神 经节，经常不与肾脏相接。呈卵圆形，黄色或淡红色，常 被脂肪包埋。 脑垂体：是结节状的突出物，在视交叉的后方，位于颅底 蝶骨的蝶鞍内，背部以漏斗与丘脑下部相连。 脑垂体能分泌多种激素，对机体的生长发育及新陈代谢起 着重要的调节作用。 松果体：是一个小圆锥体，位于四叠体上方。是构成第三 脑室顶部(背壁）的一部分。
2.眼球内容物
包括晶状体和玻璃体和眼房水， 均无血管而透明，和角膜一起构 成眼球的折光装置，使物体在视 网膜上映出清晰的物象，对维持 正常视力有重要作用。
图为猫视觉产生模式图
猫眼睛结构图
（二）眼球的辅助器官
• 眼球的辅助器官包括眼睑，泪器，眼球 肌和眶骨膜。
•
猫与犬视觉器官的不同 • 视觉器官猫和犬对物体的识别顺序不一样，犬是嗅觉、听觉和视觉的顺序，猫则
猫的被皮系统
• •
被毛和皮肤不仅构成了猫漂亮的外表，也是由机体的一道防御屏障，保护机体免受外界因 素的损伤。猫的汗腺不发达，只分布于鼻尖和脚垫，主要通过皮肤和呼吸进行散热 （犬则 主要是通过舌头来散热）。猫皮脂腺发达，其分泌物能使被毛变得光亮
• • •
猫的正常生理指标：
一般患有自闭症、忧郁症 等病况的人可以起到很好的 疗效。摸猫还有降血压的 功效。
猫的淋巴系统
• 猫的淋巴系统是一个单程向心的管道 系统，其淋巴液仅向心脏一个方向流。 淋巴系统由淋巴管、淋巴组织和器官 所组成。
宠物猫解剖生理特征OK.
宠物猫解剖生理特征一、被毛系统猫最引人注目的是那一身美丽的被毛。
被毛和皮肤不仅构成了猫漂亮的外貌，而且还有十分重要的生理功能。
皮肤和被毛是猫的一道坚固的屏障，它能防止体内水分的丢失，抵御某些机械性损伤，保护机体免受有害理化作用的损伤。
皮肤及被毛在寒冷的冬天，具有良好的保温性能，使猫具有较强的御寒能力。
在夏天，被毛又是一个大散热器，起到调节体温的作用。
猫皮肤里还有皮脂腺和汗腺。
皮脂腺的分泌物呈油状，能使被毛变得光亮、顺滑。
猫汗腺不发达，故不能象人那样通过汗腺调节体温。
故通过皮肤辐射散热或呼吸散热。
二、运动系统特征猫运动器官主要由骨胳和肌肉构成，全身由230～247枚骨头组成。
分头骨、躯干骨和四肢骨三部分。
头骨由颅骨和面骨组成。
成对的项骨、额骨、额骨和枕骨、蝶骨、筛骨等围成颅腔；而上颌骨、腭骨、鼻骨、颧骨等构成口腔和鼻腔。
躯干骨包括脊椎骨(颈椎7枚、胸椎13枚、腰椎7枚、荐椎3枚、尾椎21枚～23枚)、肋骨13对(真肋9对，假肋4对)以及胸骨。
四肢骨包括前肢骨(肩胛骨、锁骨、臂骨、挠骨、尺骨、腕骨7枚、掌骨5枚，指骨)和后肢骨(髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膝盖骨、跗骨7枚、跖骨5枚、趾骨4枚)。
此外，雄猫尚有一枚阴茎骨。
猫全身肌肉共500多块，同人类相近，但收缩力很强,尤其是后肢和颈部肌肉。
由于猫具有良好的骨胳系统和强健的肌肉。
因此它运动快速，轻松自如，“蹿房越脊”，奔跑跳跃，灵活敏捷。
三、消化系统解剖生理特点（一）猫的牙齿特点与其他动物不同，共有30个牙齿，12个不大的门齿（上下颌各6个），4个锐利的犬齿，其余为锐利的假臼齿和真臼齿。
通常上颌的后假臼齿和下颌的第一真臼齿特点粗大，因而命名为食肉齿。
猫的牙齿特点，使猫便于吃鱼骨头等硬性食物。
通过观察猫的牙齿，通常可大概估算出猫咪的年龄来。
一般来说，三到四周龄的猫长出乳犬齿(就是上下颌的各两颗尖牙)和上颌的小门牙，到第五个星期，乳牙就全部长齐了。
从出生后第五个月开始，猫咪开始换犬齿，这时候掰开猫的嘴巴，常常可以看到猫咪犬齿部分的牙龈略微发红，这就是要长新牙的征兆。
生后早期大鼠视皮层锥体神经元的电学特性
生后早期大鼠视皮层锥体神经元的电学特性（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：孟凯，李延海，谢雯，张莉，李萍，韩太真【摘要】目的观察生后早期大鼠视皮层Ⅱ/Ⅲ层锥体神经元的电学特性。
方法采用膜片钳全细胞记录结合显微镜直视细胞技术，在急性分离的大鼠视皮层脑片标本上，探讨生后早期大鼠视皮层Ⅱ/Ⅲ层锥体神经元的被动和主动电学特性以及动作电位(AP)的发放特征。
结果生后11～13d(P 11～13)大鼠锥体神经元静息电位为(-56.6±1.8)mV，输入阻抗为(185.4±2.7)MΩ，膜电容为(77.9±2.2)pF，时间常数为(16.9±2.4)ms。
AP的幅值和时程分别为(97.7±2.7)mV和(2.3±0.1)ms，阈电位为(-31.8±1.4)mV，后超极化电位为(-65.3±1.3)mV。
在受到长的强度不变的去极化电流时，多数神经元表现出明显的锋电位频率适应。
AP发放时其稳定放电频率约为第1个放电频率的(30.4±9.4)%。
结论 P 11～13大鼠视皮层的锥体神经元的电学特性与成年大鼠不完全相同，大多数的神经元表现出规则放电形式，但其放电频率的适应程度较小。
【关键词】电学特性;大鼠;视皮层;膜片钳ABSTRACT: Objective To investigate the electrophysiological properties of layer Ⅱ/Ⅲpyramidal neurons of the early postnatal stage rat visual cortex.Methods By using the whole cell patch clamp recording technique combined with direct visualization of cells, we studied the passive and active electrophysiological properties as well as firing properties of layer Ⅱ/Ⅲ pyramidal neurons in acute rat visual cortical slices.Results Resting membrane potential, input resistance, membrane capacitance and membrane time constant of pyramidal neurons at postnatal days 11-13 (P 11-13) were (-56.6±1.8)mV, (185.4±2.7)MΩ, (77.9±2.2)pF and (16.9±2.4)ms, respectively. Action potential amplitude and duration were (97.7±2.7)mV and (2.3±0.1)ms, respectively. Threshold potential was (-31.8±1.2)mV and afterdepolarizing potential was (-65.3±1.1)mV. When presented with long depolarizing current pulse of constant amplitude, most of the neurons exhibited pronounced adaptation of spike frequency. The steady state firing frequency was (30.4±9.4)% of the first interval firing frequency.Conclusion The electrophysiological properties of layer Ⅱ/Ⅲpyramidal neurons of the early postnatal stage rat visual cortex are not fully mature. Most of the neurons display regular firingpatterns, but the degree of firing frequency adaptation is relatively small.KEY WORDS: electrophysiological properties; rat; visual cortex; patch clamp锥体神经元是皮层的投射神经元，它发出的轴突投射皮层及皮层下区域，具有远距离传送信息的功能;而非锥体神经元主要在皮层内形成局部回路。
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生理学报,1999年2月,51(1),31～37 31 Acta Physiologica Sinica胞内记录猫体感皮层内脏伤害性感受神经元的电生理特性3陈京红33 滕国玺(中国医科大学脑研究所神经生理研究室,沈阳110001)摘 要 为了从细胞水平探讨皮层内脏伤害感受的特性及机制,本文应用细胞内电位记录技术,观察了猫体感皮层内脏大神经皮层代表区的851个神经元对电刺激内脏大神经的诱发反应及电生理特性。
其中412个单位为内脏伤害性感受神经元,其自发放电有多种形式,根据诱发反应现象分为特异性和非特异性伤害感受神经元,内脏伤害性诱发反应分为兴奋性反应(5117%)、抑制性反应(31131%)及混合性反应(17%)三类。
在形式上具有潜伏期长、反应形式复杂等特点。
实验发现85个神经元为内脏及肋间神经的会聚反应细胞。
部分神经元用神经生物素进行细胞内电泳标记以显示功能细胞所在层次及形态。
结果说明皮层体感神经元具有内脏伤害性感受的作用,并从细胞及突触后电反应特点上探讨了内脏痛的感受机制。
关键词:皮层体感区;内脏;伤害性感受;细胞内记录;标记;痛学科分类号:R33818,R338125 内脏痛是与躯体痛性质不同的一种伤害性感觉,也是最普遍的临床症状之一,它给患者带来巨大的痛苦。
内脏痛的研究起步不晚,因研究难度较大,与躯体痛相比其发生机制及中枢传导的研究进展相当缓慢[1],且多限于对外周传入及脊髓节段的研究。
因内脏痛觉是一种主观体验,因此伤害性冲动必然上升到大脑皮层而进入意识领域,但迄今为止,用细胞内记录的方法支持这种论断的证据十分有限,仅限于皮层内脏伤害性感受的诱发电位[2]及胞外放电的研究[3,4],而对于皮层体感区内脏伤害性单个感受神经元的电生理及形态特性的系统研究仍未见报道。
目前痛觉的皮层感受日益引起重视,而感觉皮层对功能的理解在极大程度上取决于不同皮层神经元的性质,能否从单一内脏伤害感受细胞的反应模式去解释内脏痛复杂的感受特性,是一个令人十分感兴趣的问题。
所以,本课题用在体微电极细胞内记录技术,研究皮层体感区(primary somatosensory cortex,SⅠ)中内脏大神经代表区的内脏伤害性感受神经元的电生理特性,并对部分神经元用神经生物素(neurobiotin)进行标记,从单细胞的机能特性及与形态结合的角度,联系内脏痛感受的特殊性探索内脏痛传导的皮层内感觉机制,为皮层在内脏痛感受中的作用提供新的科学依据。
1 材料和方法111 实验动物准备 选成年健康猫22只,体重210～312kg。
前肢局麻条件下静脉插 1997211226收稿 1998203212修回 3国家自然科学基金资助项目(No139170294) 33现在通讯地址:军事医学科学院毒物药物研究所,北京100850管,建立给药途径。
戊巴比妥钠(40mg/kg)静脉麻醉,于左侧背部腹膜外暴露内脏大神经(greater splanchnic nerve,GSN),于其向中端置双极银丝保护刺激电极(极间距离215 mm),置神经蜡和明胶海绵以绝缘并吸收体液,防止因电流外溢引起的周围组织兴奋所致的躯体性传入的影响。
部分实验分离11～12肋间神经,亦置刺激电极,并用神经蜡保护之。
暴露皮层SⅠ区GSN代表区(AP,23mm;L R,4mm)[5],并用50℃固定熔点的蜡覆盖脑表面以防干燥及脑波动。
做小脑延髓池引流以降低脑压。
维持肛温于37～38℃,实验过程中按时补充麻醉药,部分实验用三碘季铵酚制动[6]。
112 电生理记录 细胞内记录的玻璃微电极尖端直径≤015μm,内充3mol/L KCl溶液,同时作胞内标记时内充神经生物素(Sigmar产品)的醋酸钾溶液。
于右侧SⅠ中GSN代表区,选放电形式稳定、RP绝对值大于40mV、电极停留5min以上的神经元进行观察,不符合条件者舍弃。
将引导的细胞内电位经M EZ28201生物放大器输入VC210示波器,观察神经元的电活动同时作磁带记录,A TAC2350机处理数据,并由X2Y记录仪描记实验结果。
刺激GSN的参数为波宽015～110ms,强度016～110mA的单方波电流,此强度足以使该神经中Aδ和C纤维兴奋,并产生瞳孔变化等痛反应,刺激反应可被吗啡抑制。
观察完电生理现象后,某些神经元进行神经生物素电泳,其参数:强度1～3nA、波宽为220ms、频率1Hz的正电流,时间为3～15min。
实验完毕后,于左心室灌流生理盐水和固定液(多聚甲醛和戊二醛),取脑块于固定液中放置过夜,翌日做冠状连续切片(70μm)。
113 组化染色检查 将切片经带有HRP的Strepavidin处理后,PBS冲洗,DAB呈色反应,酒精、二甲苯系列脱水透明,光镜检查分析,部分刺激相关神经元用中性红染色进行组织学定位(如图1为所标记的皮层体感区第Ⅴ层细胞)。
114 统计方法 采用组间对照,数据用t检验统计处理,P<0105为显著性界值。
图 1 在皮层体感区第Ⅴ层的神经生物素标记神经元的显微照相图 Fig11 Microphotograph of the neu2ron labelled by neurobiotin inSⅠarea laminaⅤ(×85)Scale bar,10μm.2 结果实验共记录851个神经元(平均静息电位,-53191±10108)的细胞内电位反应,将对强刺激GSN出现诱发反应的神经元叫做内脏伤害感受神经元(visceral nociceptive neurons, VNNs,占总数的48141%),不出现反应的神经元叫非内脏伤害感受神经元(non2visceral noci2 ceptive neurons,NVNNs,占51159%)。
在VNNs中,又根据诱发反应性质将仅对伤害性刺激产生长潜伏期反应的VNNs叫做特异性内脏伤害感受神经元(specific visceronociceptive neurons,SVNNs),具有短潜伏期反应的VNNs则叫做非特异性内脏伤害感受神经元(non2 23生 理 学 报 51卷specific visceronociceptive neurons ,NSVNNs )。
胶质细胞多为│RP │>70mV 且呈非活动静息状态神经元。
S Ⅰ区GSN 代表区同一柱状结构细胞放电形式、刺激诱发反应均近似。
211 皮层内脏伤害性感受神经元电生理特性21111 VNNs 的自发生物电活动形式 皮层GSN 代表区VNNs 自发电活动形式呈多种多样,但主要有下列6种模式(见图2)。
图 2 S Ⅰ区VNNs 的自发生物电活动模式Fig 12 Modes of biological electricactivities of visceral noci 2ceptive neurons in S ⅠareaA :Non 2discharges in resting state 1B :Synaptic noise activites.C :Occasionallydischarges.D :Continous tonic discharges.E :Rhythmic high frequence discharges.F :Pair 2spikes. 在细胞内电反应记录过程中,对VNNs 和NVNNs 的部分电学特性及深度分布进行比较,发现两者存在某些差别,如表1所示。
NVNNs 的静息电位绝对值高于VNNs 。
分别随机统计100个VNNs 或NVNNs ,发现VNNs 中具有自发放电性质的细胞数及放电频率均高于NVNNs ,但放电幅值无显著差异。
在皮层深度分布上,VNNs 相对深于NVNNs 。
表1 猫皮层S Ⅰ区VNNs 和NVNNs 部分特性的比较Table 1 Comparison of partial characterisitics between VNNs and NVNNs VNNs (n ) NVNNs (n )Statistic analysis Resting potential /mV-50124±10108(n =100)-56170±1519033(n =100)P <0101Cells having discharge 76(n =100) 32(n =100)Cells without discharge 24 68Frequency of discharges 63145±13160(n =45) 40190±1015833(n =25)P <0101Am plitude of discharges /mV 39185±7118(n =45) 36109±6147(n =25)P >0105Depth distributed H /μm1184112±74418(n =45)880100±58111033(n =25)P <0101x ±s .33P <0101significantly different from VNNs.21112 VNNs 的诱发反应 (1)阈强度:根据GSN 刺激强度不同,NSVNNs 产生不同反应,014mA 以下时只出现短潜伏期的诱发反应,随强度增加出现长潜伏期的反应成分,且EPSP 上锋电位增加,当强度达到016mA 以上时,反应成分不再增加,提示内脏痛伤害性反应阈值为016mA ,本研究均采用115倍阈上电流刺激GSN 作为内脏痛伤害性刺激。
(2)VNNs 诱发反应特性:诱发反应分为兴奋性(51170%)、抑制性(31131%)及混和性(1710%)等。
对无或仅有少量自发放电的VNNs ,阈上刺激时呈潜伏期固定的诱发反应,而高频自发放电的神经元诱发反应整合后呈诱发锋电位、增频、高频抑制及放电模式转换等现象。
诱发反应有兴奋性突触后电位(EPSP )和抑制性突触后电位(IPSP ),本实验观察到从单一到多成分的各种反应,一般短潜伏期成分是小于35ms 的反应,第二成分多在70ms 左右,第三、第四成分分别在140和230ms 左右。
还发现短潜伏期成分如单个EPSP 为(30183±331期 陈京红等:胞内记录猫体感皮层内脏伤害性感受神经元的电生理特性28100)ms(n=30)、单个IPSP为(3515±6155)ms,(n=10)均比实验曾看到的SⅠ区躯体隐神经反应潜伏期[单个EPSP(5177±4108)ms,单个IPSP(11144±6146)ms,n=10]为长(P图 3 不同VNNs对刺激内脏大神经所诱发的各种兴奋性反应Fig13 Excitatory responses in variety of VNNs evoked by stimulating GSNA:Uni2EPSP.B:Poly2EPSPs.C:Spikes on EPSP. D:Uni2spike.E:Spikes on EPSP in s pontaneous dis2 charges condition.F:Increased discharges(upper curve as control)1<0101),SVNNs的痛反应潜伏期[如单一EPSP(68167±14131)ms,n=15]也明显长于躯体神经伤害性刺激潜伏期[(45100±11178)ms,n=10](P<0101),VNNs的反应时程[(25178±8197)ms n=50]也长于躯体反应[(19139±7195)ms n=20](P< 0101)。