下丘腦室旁核微量注射p物質(zhì)對豚鼠呼吸運(yùn)動(dòng)的影響

廣義物質(zhì)（p）廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，sp主要分布在中腦、腦出血和前方的細(xì)胞和纖維樣本結(jié)構(gòu)的軸突和末端?；竞粑?jié)律產(chǎn)生于下位腦干,并受腦橋、下丘腦、邊緣系統(tǒng)和大腦皮層等部位的調(diào)控,這些結(jié)構(gòu)中均含有SP,它們相互聯(lián)系,構(gòu)成一個(gè)完整的機(jī)能單位共同調(diào)節(jié)呼吸功能。下丘腦室旁核(hypothalamicparaventricularnuclei,PVN)具有廣泛的生理作用,對心血管、水鹽代謝、攝食和能量利用、內(nèi)分泌、應(yīng)激反應(yīng)和防御反應(yīng)都有影響,特別是對動(dòng)脈血壓的影響國內(nèi)外研究報(bào)道較多,但其對呼吸影響報(bào)道較少;PVN內(nèi)SP影響呼吸的研究在國內(nèi)外還沒有報(bào)道。因此,本研究擬在下丘腦水平觀察PVN內(nèi)微量注射SP對呼吸運(yùn)動(dòng)的影響,初步探討腦高位中樞對呼吸的調(diào)節(jié)及其作用機(jī)制。1材料和方法1.1體抗劑及注射機(jī)軟件SP、SP的NK1受體拮抗劑[D?Pro2,D?Trp7,9]?SP(DPDTDT)和血管升壓素(vasopressin,VP)的V1受體拮抗劑[deamino-Pen1,Val4,D-arg8]?VP(DPVAVP)均購自Sigma公司。微量注射機(jī)WZ50購自浙江醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)儀器廠。呼吸流量換能器、MacLab/4sADInstruments和ChartV3.5.2軟件均購自澳大利亞ADInstrumentsPtyLtd公司。PowerMacintosh6100/66計(jì)算機(jī)購自美國AppleComputerInc公司。1.2基于動(dòng)物中心提供成年豚鼠36只,雌雄不拘,體重(700±50)g,由東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院動(dòng)物中心提供。隨機(jī)分為SP組、DPDTDT組、DPVAVP組、DPDTDT加SP組、DPVAVP加SP組和生理鹽水(NS)組,每組6只。1.3方法1.3.1鼠保鮮帶芯立體定位圖譜動(dòng)物用戊巴比妥鈉(40mg·kg-1)腹腔麻醉后,根據(jù)豚鼠中樞立體定位圖譜植入帶芯的外徑為0.6mm的不銹鋼管(外套管)。PVN定位的坐標(biāo)為耳間線前13.0mm,中線左0.4mm,顱骨下9.8mm。術(shù)后恢復(fù)24h即可用于實(shí)驗(yàn)。1.3.2數(shù)據(jù)采集和分析麻醉同上,切斷雙側(cè)迷走神經(jīng)。微量注射時(shí)通過內(nèi)徑0.4mm的不銹鋼管(尖端露出0.5mm),用微量注射機(jī)WZ50恒速注射。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)中采用的微量注射劑量為SP1μg,DPDTDT2μg,DPVAVP0.2μg,pH均為7.2,注射容積1μl,注射時(shí)間1min,留針2min。常規(guī)氣管插管,分離膈小肌,用呼吸流量換能器記錄呼吸流量,經(jīng)雙極鉑金電極引導(dǎo)膈肌肌電,股動(dòng)脈插管記錄動(dòng)脈血壓,3種信號均經(jīng)MacLab/4sADInstruments轉(zhuǎn)換、放大后導(dǎo)入PowerMacintosh6100/66計(jì)算機(jī),用ChartV3.5.2軟件對信號進(jìn)行記錄和分析。實(shí)驗(yàn)中豚鼠直腸溫度維持在36.5~38.5℃。微量注射前先記錄穩(wěn)定的膈肌肌電、呼吸流量和動(dòng)脈血壓曲線。除DPDTDT加SP組和DPVAVP加SP組外,各組均不重復(fù)注射。微量注射給藥后連續(xù)記錄40min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后同部位等體積亞甲藍(lán)染色,動(dòng)物斷頭處死,取腦固定于10%甲醛24h,作冰凍切片以鑒定PVN定位。1.4每簇放電wp-mip用Chart軟件對原始信號進(jìn)行處理,得到以下指標(biāo):(1)膈肌肌電活動(dòng),包括膈肌放電頻率(frequencydischarge,FD),volley·min-1;每簇放電峰值(peaksineachdischarge,PD),mV;每簇放電積分(integralofeachdischarge,ID),mV·s。(2)呼吸流量,包括呼吸頻率(f,number·min-1)、潮氣量(ml)和每分通氣量(VE,dL·min-1)。1.5兩組患兒給藥后不同時(shí)間點(diǎn)的變化數(shù)據(jù)均用(xˉ±s)(xˉ±s)表示,各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與NS組比較,統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)在給藥后不同時(shí)間點(diǎn)的變化,兩組間比較用student’st檢驗(yàn),以P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1sp對dpdttd和dpvavp表達(dá)的影響與NS組比較,微量注射SP后2~27min膈肌肌電活動(dòng)增強(qiáng),表現(xiàn)為膈肌放電頻率、放電峰值和放電積分均顯著增加(均為P<0.001),每簇放電脈沖數(shù)無明顯變化(P>0.05)。DPDTDT加SP組和DPVAVP加SP組先以DPDTDT或DPVAVP預(yù)處理,5min后微量注射SP,則兩組膈肌肌電活動(dòng)與SP組相比均顯著減弱(均為P<0.001)。單獨(dú)微量注射DPDTDT或DPVAVP對膈肌肌電活動(dòng)沒有顯著影響(均為P>0.05)。結(jié)果見表1。2.2呼吸流量測定與NS組比較,微量注射SP后2~27min呼吸流量增加,表現(xiàn)為呼吸頻率、潮氣量和每分通氣量均顯著增加(均為P<0.001);注射后30min恢復(fù)正常。DPDTDT加SP組和DPVAVP加SP組先以DPDTDT或DPVAVP預(yù)處理,5min后微量注射SP,則兩組呼吸流量與SP組相比均顯著減少(均為P<0.001)。單獨(dú)微量注射DPDTDT或DPVAVP對呼吸流量沒有顯著影響(均為P>0.05)。結(jié)果見表2。與NS組比,1)P<0.001;與SP組比,2)P<0.001與NS組比,1)P<0.001;與SP組比,2)P<0.001注:呼吸頻率的數(shù)值與表1中的膈肌放電頻率相同2.3sp血壓n組用Chart對動(dòng)脈血壓進(jìn)行處理,計(jì)算平均動(dòng)脈壓和心率作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。與NS組比較,SP組單獨(dú)微量注射SP后3~20min平均動(dòng)脈壓升高,由NS組的(14.21±5.79)kPa升高到(18.31±1.89)kPa(P<0.05)。若先以DPDTDT或DPVAVP預(yù)處理,5min后微量注射SP血壓與SP組相比顯著降低(P<0.05)。單獨(dú)微量注射DPDTDT或DPVAVP對血壓無影響(P>0.05)。另外,在PVN鄰區(qū)進(jìn)行的區(qū)域?qū)φ辗治鑫窗l(fā)現(xiàn)相似結(jié)果,靜脈注射等量的SP對呼吸和動(dòng)脈血壓沒有影響。3sp能神經(jīng)系統(tǒng)與呼吸浚健的作用SP是最早發(fā)現(xiàn)的一種神經(jīng)肽,是速激肽家族中的一員,作為一種神經(jīng)遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及周圍神經(jīng)系統(tǒng)。早期研究發(fā)現(xiàn),起源于頸動(dòng)脈竇壓力感受器和頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器,終止于孤束核的傳入神經(jīng)纖維中含有高水平的SP。在腦干,尤其是孤束核,在缺氧過程中及缺氧后SP濃度增加。在延髓腹外側(cè)微量注射SP引起潮氣量增加,呼吸頻率增加或不變,總的效應(yīng)是每分通氣量增加。提示:SP作為主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)參與呼吸的化學(xué)感受性反射的中樞整合作用,刺激缺氧時(shí)的通氣反應(yīng)。NK1受體對SP最敏感,是中樞內(nèi)SP作用的主要受體。本實(shí)驗(yàn)室前期工作發(fā)現(xiàn),家兔第四腦室注入SP可引起呼吸增強(qiáng)效應(yīng);本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PVN內(nèi)注射SP后膈肌肌電活動(dòng)和呼吸流量均增加,呼吸興奮效應(yīng)比升壓效應(yīng)出現(xiàn)早且持續(xù)時(shí)間更長,說明呼吸興奮效應(yīng)不是升壓效應(yīng)的繼發(fā)作用。靜脈注射等量的SP對呼吸沒有影響,說明PVN內(nèi)注射SP后直接興奮呼吸中樞,而不是通過外周途徑起作用。PVN是下丘腦前區(qū)最顯著的核團(tuán)之一,是較高級的內(nèi)臟活動(dòng)調(diào)節(jié)中樞,它能把不同生理狀態(tài)下的內(nèi)臟活動(dòng)和其它生理活動(dòng)聯(lián)系起來。形態(tài)學(xué)研究表明,PVN內(nèi)SP能神經(jīng)元通過軸?樹突觸接受SP能神經(jīng)支配,可直接投射到背側(cè)呼吸組的孤束核,而孤束腹外側(cè)核是基本呼吸中樞之一。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,PVN內(nèi)微量注射SP對呼吸中樞具有興奮作用,此作用可被SP拮抗劑特異性地阻斷,說明這種呼吸興奮作用是由PVN發(fā)出的SP能下行通路直接介導(dǎo)的。其具體的作用途徑可能是PVN發(fā)出的SP能纖維直接支配孤束核內(nèi)的呼吸相關(guān)神經(jīng)元,產(chǎn)生吸氣易化作用,進(jìn)而影響呼吸節(jié)律。形態(tài)學(xué)研究還表明,PVN有VP能神經(jīng)元直接支配腹側(cè)呼吸組的前?包氏復(fù)合體(pre-BotC,基本呼吸節(jié)律產(chǎn)生的關(guān)鍵部位)和膈核,而且SP對下丘腦VP能神經(jīng)元的功能有調(diào)節(jié)作用。上述結(jié)果提示,PVN內(nèi)微量注射SP引起的呼吸興奮作用可被VP的V1受體拮抗劑抑制,說明V1受體對PVN內(nèi)SP的呼吸興奮作用具有調(diào)節(jié)作用。其作用途徑可能是:SP能神經(jīng)元通過上調(diào)VP能神經(jīng)元的功能,再由VP能神經(jīng)元通過V1受體支配pre-BotC的呼吸相關(guān)神經(jīng)元,使后者產(chǎn)生的呼吸節(jié)律發(fā)生改變。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,PVN內(nèi)微量注射SP對呼吸中樞具有興奮作用和升壓作用,此作用可能是由PVN發(fā)出的SP能纖