Intrathecal Infusion of Hydrogen-Rich Normal Saline Attenuates Neuropathic Pain via Inhibition of Activation of Spinal Astrocytes and Microglia in Rats. | 水素入り生理食塩水の髄腔内注射は アストロサイトとミクログリアの活性化を抑えることで 神経痛を緩和する（ラット実験）
PLoS One. 2014 May 23;9(5):e97436. doi: 10.1371/journal.pone.0097436. eCollection 2014.
Intrathecal Infusion of Hydrogen-Rich Normal Saline Attenuates Neuropathic Pain via Inhibition of Activation of Spinal Astrocytes and Microglia in Rats.
Department of Anesthesiology, Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital, Changhai Hospital, Second Military Medical University
Abstract
BACKGROUND:
Reactive oxygen and nitrogen species are key molecules that mediate neuropathic pain. Although hydrogen is an established antioxidant, its effect on chronic pain has not been characterized. This study was to investigate the efficacy and mechanisms of hydrogen-rich normal saline induced analgesia.
METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS:
In a rat model of neuropathic pain induced by L5 spinal nerve ligation (L5 SNL), intrathecal injection of hydrogen-rich normal saline relieved L5 SNL-induced mechanical allodynia and thermal hyperalgesia. Importantly, repeated administration of hydrogen-rich normal saline did not lead to tolerance. Preemptive treatment with hydrogen-rich normal saline prevented development of neuropathic pain behavior. Immunofluorochrome analysis revealed that hydrogen-rich normal saline treatment significantly attenuated L5 SNL-induced increase of 8-hydroxyguanosine immunoreactive cells in the ipsilateral spinal dorsal horn. Western blot analysis of SDS/PAGE-fractionated tyrosine-nitrated proteins showed that L5 SNL led to increased expression of tyrosine-nitrated Mn-containing superoxide dismutase (MnSOD) in the spinal cord, and hydrogen-rich normal saline administration reversed the tyrosine-nitrated MnSOD overexpression. We also showed that the analgesic effect of hydrogen-rich normal saline was associated with decreased activation of astrocytes and microglia, attenuated expression of interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) in the spinal cord.
CONCLUSION/SIGNIFICANCE:
Intrathecal injection of hydrogen-rich normal saline produced analgesic effect in neuropathic rat. Hydrogen-rich normal saline-induced analgesia in neuropathic rats is mediated by reducing the activation of spinal astrocytes and microglia, which is induced by overproduction of hydroxyl and peroxynitrite.
PLoS One. 2014 May 23;9(5):e97436. doi: 10.1371/journal.pone.0097436. eCollection 2014.
水素入り生理食塩水の髄腔内注射は
アストロサイトとミクログリアの活性化を抑えることで
神経痛を緩和する（ラット実験）
第二軍医大学上海病院 東方肝胆道外科医院 麻酔学教室
＜要旨＞
背景
活性酸素や活性窒素化合物は、神経痛を引き起こすカギとなる物質です。水素は確立された抗酸化物質でありながら、その慢性痛に対する効果は明らかになっていません。本研究は水素入り生理食塩水による鎮痛効果とそのメカニズムを調べるために行われました。
方法および主な成果
L5脊髄神経結紮（L5 SNL）により神経痛を誘発させたモデルラットでは、機械的アロディニア（異痛症）や温痛覚過敏が起きますが、それに対して水素入り生理食塩水の髄腔内注射を行ったところ、それらの症状が緩和されました。ここで重要なことは反復投与しても効果に耐性が見られなかったことです。なお事前に水素入り生理食塩水を投与しておくと、神経痛症状の進行が食い止められることもわかりました。
また染色試験の結果から、L5 SNLによる同側脊髄後角での8-ヒドロキシグアノシン免疫反応性細胞の増加を水素入り生理食塩水が有意に抑えていることがわかりました。
加えて、SPS-PAGEで得られたタンパク質内のニトロ化チロシンを調べるためにウエスタンブロット法を行ったところ、L5 SNLによって脊髄中のマンガン-SODのチロシンニトロ化が増加していることが分かりました。そして、水素入り生理食塩水を与えると、チロシンがニトロ化されたマンガン-SODの過剰発現が抑えられました。
そして私たちは水素入り生理食塩水がアストロサイトとミクログリアの活性化抑制を通して、脊髄中のIL-β1とTNF-αの発現を抑えることで、鎮痛効果を発揮していることを突き止めました。
結論
水素入り生理食塩水の髄腔内注射は、神経に障害を受けたラットに鎮痛効果をもたらします。このラットに対する水素の鎮痛効果は、増えた活性酸素や活性窒素化合物により引き起こされたアストロサイトやミクログリアの活性を抑えることにより発揮されます。
＜一言＞
今回は神経障害と水素に関する論文です。ラットの脊髄神経を圧迫することによって、何でも痛く感じたり熱く感じたりするみたいなんですが、脊髄の周囲（髄腔）に水素入りの生理食塩水を入れると痛みが治まるんだそうです。
脊髄神経を圧迫する病気として有名なのは、腰痛症状がでる脊柱管狭窄症ですよね。近い将来、腰痛の人に水素を投与する…なんて日が来るかもしれません。
