Background: The analgesic action of botulinum neurotoxin type A (BoNTA) has been linked to the blockade of peripheral release of neuropeptides and neurotransmitters in animal models; however, there is no direct evidence of this in humans.
Objectives: To investigate the effect of BoNTA on glutamate release in humans, using an experimental model of pain and sensitization provoked by capsaicin plus mild heat.
Methods: Twelve healthy volunteers (six men, six women) were pretreated with BoNTA (10 U) on the volar forearm and with a saline control on the contralateral side. Dermal microdialysis was applied one week later to collect interstitial samples before and after the application of a capsaicin patch (8%) plus mild heat (40°C⁄60 min) to provoke glutamate release, pain and vasodilation. Samples were collected every hour for 3 h using linear microdialysis probes (10 mm, 100 kD). Dialysate was analyzed for glutamate concentration. Pain intensity and skin vasomotor reactions (temperature and blood flow changes) were also recorded.
Results: BoNTA significantly reduced glutamate release compared with saline (P<0.05). The provoked pain intensity was lower in the BoNTA-pretreated arm (P<0.01). The reduction in pain scores was not correlated with glutamate level. Cutaneous blood flow (P<0.05), but not cutaneous temperature (P≥0.05), was significantly reduced by BoNTA. There was a correlation between glutamate level and skin blood flow (r=0.58⁄P<0.05) but not skin temperature (P≥0.05). No differences according to sex were observed in any response.
Conclusions: The present study provided the first direct evidence supporting the inhibitory effect of BoNTA on glutamate release in human skin, which is potentially responsible for some of the analgesic action of BoNTA.
HISTORIQUE :: L’action analgésique de la neurotoxine botulique de type A (NBdTA) est liée au blocage de la libération périphérique des neuropeptides et des neurotransmetteurs. Cependant, il n’y en a pas de preuves directes chez les humains.
OBJECTIFS :: Examiner l’effet de la NBdTA sur la libération du glutamate chez les humains, au moyen d’un modèle expérimental de douleur et de sensibilisation provoquées par la capsaïcine et une chaleur légère.
MÉTHODOLOGIE :: Douze volontaires en bonne santé (six hommes, six femmes) ont reçu un traitement préalable à la NBdTA (10 U) sur l’aspect antérieur de l’avant-bras et une injection de soluté physiologique du côté controlatéral. La microdialyse cutanée a été appliquée une semaine plus tard pour recueillir des échantillons interstitiels avant et après l’application d’un timbre de capsaïcine (8 %) associé à une chaleur légère (40 °C pendant 60 minutes) pour provoquer une libération de glutamate, de la douleur et une vasodilatation. Les échantillons ont été recueillis toutes les heures pendant trois heures au moyen de sondes pour microdialyse linéaire (10 mm, 100 kD). Le dialysat a été analysé pour déterminer la concentration de glutamate. L’intensité de la douleur et les réactions vasomotrices cutanées (températures et modifications du débit sanguin) ont également été enregistrées.
RÉSULTATS :: La NBdTA réduit la libération de glutamate beaucoup plus que le soluté physiologique (P<0,05). L’intensité de la douleur provoquée était plus faible dans le bras prétraité par NBdTA (P<0,01). La réduction des indices de douleur n’était pas corrélée avec le taux de glutamate. La NBdTA réduisait considérablement le débit sanguin cutané (P<0,05), mais pas la température cutanée (P≥0,05). Il y avait une corrélation entre le taux de glutamate et le débit sanguin cutané (r=0,58/P<0,05), mais pas la température cutanée (P≥0,05). Aucune des réponses ne comportait de différence en fonction du sexe.
CONCLUSIONS :: La présente étude a fourni les premières preuves directes de l’effet inhibiteur de la NBdTA sur la libération de glutamate sur la peau humaine, potentiellement responsable de l’action analgésique de la NBdTA.