Abstract

Background. The most important afferents for micturition are myelinated Aδ fibers and unmyelinated C fibers, which are believed to be insensitive in naive conditions. Afferent C fiber activation, especially the fibers with positive expression of vanilloid receptors, leads to micturition. Previous studies suggested that different types of unmyelinated afferent C fibers, such as the capsaicin-sensitive and capsaicin-resistant, mediate the voiding reflex in an overactive bladder. Surprisingly, these fibers also seem to play an important role in micturition in the naive condition.
Objectives. Considering the polymodal features of bladder afferent C fibers, the authors explored the urodynamic effect of primary afferent neurons modulation by capsaicin (CAP) and lidocaine (LDK) on detrusor activity in normal model rats.
Material and Methods. Experiments were performed on 24 female rats. The animals were randomly divided into three groups: control (group 1, n = 12), healthy rats with CAP instillation (group 2, n = 6), and healthy rats with LDK instillation (group 3, n = 6). Cystometry was performed 1 h after the surgical procedure in all groups. Modulation of afferent C fiber activity was performed with intravesical instillation of 1 mM capsaicin and 2% lidocaine. The surgical procedures and urodynamic studies were performed under urethane anesthesia. The measurements in each animal represent the average of five bladder micturition cycles after obtaining repetitive voiding. Recorded were basal, threshold, and micturition voiding pressures, intercontraction interval, compliance, functional bladder capacity, motility index, and detrusor index.
Results. Capsaicin produced complete inhibition of detrusor contractility, preventing proper voiding function of the bladder. Complete disorganization of the micturition cycles was observed. In the storage phase of the micturition cycles, increased spontaneous detrusor overactivity, evaluated as phasic detrusor contractions of low amplitude with accompanying increased intravesical pressure, was observed. In the voiding phase there was no proper detrusor contractility (MVP – generation of maximal voiding pressure). As a consequence of the lack of periodically generated MVP and incomplete bladder empting, constant urine retention occurred. When a critically full bladder was achieved (maximal cystometric capacity), a constant dripping flow of urine through the urethra was recorded. In contrast, lidocaine had no influence on micturition cycles. Compared with the control group, significant increases in intercontraction interval, compliance, functional bladder capacity, and detrusor index were observed.
Conclusion. These results indicate that the modulation of bladder C fiber activity by capsaicin and lidocaine influence the proper micturition cycle in normal rats. These observations confirm the hypothesis that bladder afferent C fibers play a key role in micturition not only in the case of bladder overactivity, but also in naive conditions.

Streszczenie

Wprowadzenie. Odruch mikcji jest indukowany z sygnałów pochodzących z włókien A delta, gdyż większość włókien dośrodkowych grupy C w warunkach prawidłowych jest nieaktywna. Wyniki badań wskazują na udział włókien C, mających na swoich zakończeniach receptory waniloidowe, w procesie mikcji nie tylko w stanach patologicznych (np. nadaktywny pęcherz moczowy), ale również w warunkach prawidłowych.
Cel pracy. Ocena udziału aferentnych włókien nerwowych grupy C w regulacji procesu mikcji u osób zdrowych.
Materiał i metody. Badanie przeprowadzono na 24 szczurach płci żeńskiej, które przydzielono do 3 grup: I – kontrolna (n = 12), II – osobniki zdrowe, którym dopęcherzowo podano 1 mM CAP (n = 6), III – osobniki zdrowe z dopęcherzową podażą 2% LDK (n = 6). Zabiegi chirurgiczne i badanie urodynamiczne wykonano w znieczuleniu ogólnym z użyciem uretanu. Cystometrię wykonano po upływie 1 godz. od zakończenia zabiegu chirurgicznego. Analizie poddano 5 kolejnych cykli mikcyjnych, po uzyskaniu stabilności zapisu, oceniając: śródpęcherzowe ciśnienie bazalne, progowe i szczytowe, okresy międzymikcyjne, podatność, czynnościową pojemność pęcherza oraz indeks motoryczny i aktywność wypieracza.
Wyniki. Kapsaicyna prowadzi do całkowitej dezorganizacji cyklu mikcyjnego. W fazie wypełniania i magazynowania moczu stwierdzono zwiększoną spontaniczną aktywność mięśnia wypieracza, zarejestrowaną jako skurcze fazowe o niskiej amplitudzie z towarzyszącym zwiększonym ciśnieniem śródpęcherzowym. W fazie opróżniania nie obserwowano prawidłowej aktywności skurczowej wypieracza (MVP – generacji śródpęcherzowego ciśnienia szczytowego). Na skutek braku okresowo generowanych MVP przez wypieracz i w następstwie niemożności całkowitego opróżnienia pęcherza obserwowano stale utrzymującą się retencję moczu, a w chwili uzyskania krytycznego wypełnienia rejestrowano stały, kroplowy wyciek moczu przez cewkę moczową. Odmiennie, lidokaina nie zaburzała cyklu mikcyjnego. W porównaniu z osobnikami zdrowymi obserwowano wzrost wartości okresów międzyskurczowych, podatności ścian, czynnościowej pojemności pęcherza i wskaźnika aktywności wypieracza.
Wnioski. Wpływ modulacji aktywności włókien typu C przez kapsaicynę i lidokainę u osobników zdrowych na prawidłowy przebieg procesu mikcji jest dowodem, iż aferentne włókna grupy C są istotne w regulacji procesu mikcji w warunkach fizjologicznych.