The effect of 5-HT on the sustained afferent excitability induced by epidural direct current stimulation

Abstract

Om man skickar en svag ström genom en vävnad bildas det olika elektriska laddningar i vävnaden. Eftersom signaler inom nervceller fortleds med hjälp av elektriska strömmar, kan man öka eller minska sannolikheten för att en cell ska fortleda en signal genom att stimulera omkringliggande vävnad med ström. Vilken effekt stimuleringen har på nervcellen beror på strömmens riktning i relation till nervcellens rumsliga orientering. Denna elektriska egenskap hos nervceller utnyttjar man bland annat som behandling av smärttillstånd och rehabilitering av muskelfunktion efter ryggmärgsskador. Serotonin är ett signalämne som nerver använder för att kommunicera med varandra. Ämnet kan både användas för att skicka vidare en signal från en cell till en annan, och för att öka eller minska sannolikheten för signalfortledning i andra nervceller. Det sistnämnda kallas för en neuromodulatorisk egenskap. Serotonin är ett av de främsta signalämnena för neuromodulering av ryggmärgssignaler för både sensorik och motorik, och ämnet frisätts i ryggmärgen från utskott från nervceller i hjärnstammen. Det är också vanligt att behandling med ryggmärgsstimulering sker samtidigt som behandling med läkemedel som på olika sätt påverkar serotoninsystemen. För några år sedan såg man att stimulering precis utanför ryggmärgshinnorna ger en starkare effekt som håller i sig längre än stimulering av nervsystemet på andra ställen. Kunskap om hur detta fenomen uppstår skulle kunna innebära bättre effekt och mindre biverkningar av ryggmärgsstimulering för patienter med sådan behandling. På grund av den centrala roll serotonin spelar i neuromodulering, rörelsemönster och behandling av ryggmärgsskada har den här studien undersökt vilken roll serotonin spelar i den långvarigt ökade retbarheten i nervceller som vidarebefordrar information om musklerna till ryggmärgen. Detta gjordes genom experiment på djupt sövda råttor, som avlivades efter försöken. Resultaten visade att en minuts katodal likströmsstimulering på 1,0 μA gav upp till fem gånger så stor respons på en bestämd stimulering i nervceller som skickar information om musklerna, och responsen fortsatte att vara dubblad så länge försöken pågick (som längst 49 minuter). Tillförsel av serotonin bland nervcellernas förgreningar i ryggmärgen gav inte någon signifikant påverkan på effekten av ryggmärgsstimuleringen. Man kan därför dra slutsatsen att en ökad mängd serotonin kring muskelafferenters axon i ryggmärgen troligen varken är nödvändigt för eller märkbart påverkar effekten av ryggmärgsstimulering. Vad gäller serotonin i andra delar av nervsystemet kan inga slutsatser dras kring signalämnets eventuella betydelse för det studerade fenomenet. Fenomenet behöver alltså kartläggas vidare genom ytterligare studier.