REPRINT OF POLISH TRANSLATION OF ARTICLE BY ACCORD INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR THE STUDY OF PAIN (IASP) - PAIN 154 (2013) 1057-1064 Estrogen status and psychophysical stress modify temporomandibular joint input to medullary dorsal horn neurons in a lamina-specific manner in female rats

Estrogen status and psychological stress contribute to the expression of several chronic pain conditions including temporomandibular muscle and joint disorders (TMJD). Sensory neurons that supply the temporomandibular joint (TMJ) region terminate in laminae I and V of the spinal trigeminal nucleus (Vc/C1-2 region); however, little is known about lamina-specificity and environmental influences on the encoding properties of TMJ brainstem neurons. To test the hypothesis that Vc/C1-2 neurons integrate both interoceptive and exteroceptive signals relevant for TMJ nociception, we recorded TMJ-evoked activity in superficial and deep laminae of ovariectomized rats under high and low estradiol (E2) and stress conditions. Rats received daily injections of low (LE) or high (HE) dose E2 and were subjected to forced swim (FS) or sham swim conditioning for 3 days. The results revealed marked lamina-specificity in that HE rats displayed enhanced TMJ-evoked activity in superficial, but not deep, laminae independent of stress conditioning. By contrast, FS conditioned rats displayed increased background firing and TMJ-evoked activity of neurons in deep, but not superficial, laminae independent of E2 status. FS also enhanced TMJ-evoked masseter muscle activity and suggested the importance of deep dorsal horn neurons in mediating evoked jaw muscle activity. In conclusion, E2 status and psychophysical stress play a significant role in modifying the encoding properties of TMJ-responsive medullary dorsal horn neurons with a marked laminaspecificity.

Status względem estrogenu oraz stres psychologiczny wpływają na ekspresję kilku schorzeń przebiegających z bólem przewlekłym, w tym schorzeń mięśni i stawów skroniowo-żuchwowych. Neurony czuciowe, które zaopatrują okolicę stawu skroniowo-żuchwowego (temporomandibular joint, TMJ ) kończą Wykorzystasię w blaszkach I i V jądra rdzeniowego nerwu trójdzielnego (obszar Vc/C1-2); niewiele jednak wiadomo na temat swoistości tych blaszek lub oddziaływań środowiskowych na własności kodowania neuronów pnia mózgu związanych z TMJ. W celu sprawdzenia hipotezy, zgodnie z którą neurony Vc/C1-2 integrują zarówno interoceptywne jak i eksteroceptywne sygnały istotne dla nocycepcji z TMJ, rejestrowaliśmy aktywność neuronów w blaszkach powierzchownych i głębokich wywołaną przez drażnienie TMJ u szczurów po owariektomii, w warunkach dużego i małego stężenia estradiolu (E2) i podczas stresu. Szczurom wstrzykiwano codziennie małe (LE) lub duże (HE) dawki E2 i przez 3 dni poddawano warunkowaniu w postaci wymuszonego pływania (forced swimming, FS ) lub pływania pozorowanego. Wyniki wykazały znaczącą swoistość blaszek w tym znaczeniu, że szczury otrzymujące HE wykazywały zwiększoną, wywołaną drażnieniem TMJ aktywność w blaszkach powierzchownych (ale nie głębokich) niezależnie od warunkowania stresem. W przeciwieństwie do tego szczury warunkowane FS wykazywały zwiększone wyładowania wyjściowo i zwiększoną, wywołaną drażnieniem TMJ aktywność neuronów w blaszkach głębokich (ale nie powierzchownych) w sposób niezależny od statusu względem E2. Wymuszone pływanie zwiększało również wywołaną drażnieniem TMJ aktywność mięśnia żwacza, co wskazuje na znaczenie neuronów blaszek głębokich rogów tylnych w pośredniczeniu w wywołanej aktywności mięśni związanych z żuciem. Wyciągamy stąd wniosek, że status względem E2 oraz stres psychofizyczny odgrywają istotną rolę w modyfikowaniu własności kodowania w neuronach rogów tylnych rdzenia kręgowego reagujących na drażnienie TMJ ze znaczącą swoistością blaszek.