皮肤感觉刺激作为一种非药物疗法被广泛用于健康促进。例如冷水淋浴和浸泡有助于改善睡眠质量[[1], [2], [3]]。然而,皮肤热刺激如何影响与睡眠相关的生理功能的机制仍不清楚。
先前在麻醉动物身上进行的研究表明,皮肤刺激会引发反射性的自主神经反应以及内脏和内分泌功能的变化[[4], [5], [6], [7], [8]]。这些发现提示存在通过皮肤刺激调节自主神经功能的神经回路。这类反射反应被认为是皮肤刺激效果的部分机制。
在各种感觉刺激中,使用接触式热敏元件对局部皮肤进行热刺激可引发自主神经反应。例如,恒定温度(≤10°C或≥43°C)的热刺激会增加肾上腺交感神经活动和儿茶酚胺分泌,而13°C至40°C之间的温度刺激则不会[7]。同样,极端温度下的热刺激会影响膀胱[8]和心血管[6]功能。≤7°C和≥46°C的温度会在清醒动物中引发回避行为[6]。基于这些发现,通常认为需要有害或接近有害的热刺激才能在麻醉状态下引发强烈的自主神经反应。
相比之下,我们的最新研究表明,通过佩尔帖式接触热敏元件对局部皮肤进行反复的温度变化(25°C-35°C)温和热刺激能有效调节麻醉大鼠的尿道功能[9]。已知温度敏感的传入神经元在皮肤温度变化时反应更为明显,而非在静态状态下[[10], [11], [12]]。这些发现表明,即使是非有害的温和热刺激也能影响自主功能。
松果体是一种内分泌器官,主要在颈交感神经控制下合成和分泌褪黑素(MEL)[[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]。光刺激已知可以抑制颈交感神经活动[[22], [23], [24]],从而导致松果体褪黑素分泌减少[[25], [26], [27], [28], [29]]。值得注意的是,对麻醉大鼠的躯干进行冷刺激已被证明可以调节颈交感神经活动[30]。然而,关于皮肤热刺激对褪黑素分泌的影响尚未有报道。因此,我们假设反复的温度变化皮肤热刺激会影响褪黑素分泌。
本研究旨在明确间歇性轻度皮肤冷却刺激对麻醉大鼠松果体褪黑素分泌的影响。同时,为探究皮肤刺激影响褪黑素分泌的机制,实验中对双侧颈交感神经进行了手术切断。