杏仁核的研究进展.doc

杏仁核的研究进展?38?SICHUANJOURNALOFANATOMYVOL.1lNO.42003杏仁核的研究进展赵健熊克仁(皖南医学院解剖教研室芜湖241001)【中图分类号】R322.81【文献标识码】A杏仁核是边缘系统中重要的皮质下核团,其结构复杂,纤维联系和功能十分广泛,许多学者对其进行了大量的基础和临床研究,使我们对杏仁核有了更深入的了解,现综述如下:1杏仁核的位置和解剖结构在大多数哺乳动物中,杏仁核位于大脑颞叶背内侧部,居海马旁回钩的深面,侧脑室下角尖端.Burdach首先提出杏仁核这个概念,但没有对其进行详尽的描述.19世纪Johnston认为杏仁核包括两个主要部分:与纹状体密切相关的中央内侧核;与大脑皮质关系密切的皮质核和基底核.随着细胞学,免疫组化及相关技术的发展,许多资料对杏仁核分区的描述颇有差异,但通常分为三个主要的核群:杏仁中央核(CeA),基底外侧核群(ABL),皮质内侧核群(AME)LlJ,这三个核群在结构和功能上相互统一,故杏仁核又称杏仁复合体.CeA位于杏仁复合体的尾侧半,基底核的背内侧,可分为中央侧核,中央外侧核两部分.ABL是杏仁复合体最大的核,在胚胎发育第17天,ABL由两部分组成:杏仁外侧核和杏仁基底核,大约在生后第7天每个核团又分成两部分:前者分为背外侧部和腹内侧部,后者分成前,后两部分.ABL的体积及形态在生后14天内变化最大,14天以后其体积仅有轻微变化.ABL被认为是情感输入的重要结构,发育早期如果此部位有缺陷,可能会导致以后精神方面的疾病,如神经官能症,恐慌,胃惧等.AME包括内侧杏仁核,皮质杏仁核,外侧嗅束核和前杏仁区.依据Nissel切片上对内侧杏仁核内细胞群轮廓的观察及细胞密度,大小和形态的不同,可将大鼠内侧杏仁核划为5个亚区,即前背亚区(AD),前腹亚区(AV),中背亚区(ID),后背亚区(PD)和后腹亚区(PV).定量分析结果表明,AD体积最大,细胞密度最小;AV体积最小,细胞数量最少,细胞密度最大;PD细胞数量最多.?综述?Mizukami等通过切片测量发现,成年雄性大鼠内侧杏仁核体积大于雌性,并且主要表现在PD,其吻尾长度,体积,细胞总数方面雄性显着大于雌性,其他亚区无此性别差异,并且该部位与内侧视前区之间存在有直接的纤维投射,推测PD可能是内侧杏仁核内与性功能有关的主要功能部位.电刺激雄性大鼠AME可激发动物的行为状态,细胞电记录表明性交行为较早出现,而且雄性大鼠比雌性大鼠出现动情期早,说明AME在调节运往动物的行为状态方面有性别差异2杏仁核的纤维联系杏仁核的纤维联系复杂多样,这些纤维环路是杏仁核完成各种生理功能的物质基础.通过对鼠,猫,猴等动物的研究发现,杏仁核的纤维联系大致分为三个系统:嗅觉皮质,后丘脑及情感相关皮质等部位将情感信息传递至杏仁核,这些纤维联系大部分是往返的,并且参与杏仁核对情感过程的调节:杏仁核至下丘脑和脑干的传出纤维可以调节与情感刺激相关的内脏活动;杏仁核与岛叶的腹内侧部,颞叶皮质前部,丘脑内侧部及基底核腹内侧部等的纤维环路直接参与情感行为和情绪的调节.这些纤维联系在所有的哺乳动物中均可发现,主要的不同之处在于大脑皮质的细胞结构差异.2.1杏仁核的传入纤维联系杏仁核的传人纤维联系中以嗅觉纤维最为丰富.但主要终于AME,而不投射至CeA;颞叶及额叶皮质与杏仁核之间也有纤维往返投射,并参与ABL一边缘系统环路,即所谓记忆环路的构成.杏仁核是丘脑某些核团的重要投射区域,如丘脑背内侧核,腹内侧核,内侧膝状体等部位,并且构成丘脑一杏仁核和丘脑一皮质一杏仁核环路,在恐惧条件下调节机体的反应如血压升高,行为冻结等方面起着重要的作用.杏仁核尚接受脑干的许多核团如中缝背核,黑四川解剖学杂志2003年第11卷第4期?39?质,蓝斑,孤柬核(NTS),臀旁核,迷走神经背核等部位的上行纤维投射,并且主要集中在CeA,共同参与对心血管系统活动的调节.用HRP顺,逆行追踪结合包埋后免疫金标记技术,发现NTS至CeA的往返投射神经元既有丫一氨基丁酸(GABA)能免疫反应阳性,也有生长抑素(SOM)能免疫反应阳性,其中29%的GABA能轴突终末呈SOM免疫双标记阳性.GABA能终末对NTS至CeA的上行传导通路有重要的调节作用,GABA能投射神经元可抑制NTS中压力感受器对恐惧等情感刺激作出反应,释放SOM,从而调节NTS神经元通路中SOM受体sst(2A)亚型的活动J.2.2杏仁核的传出纤维联系KrettekandPrice用放射自显影术证实大鼠脑内存在着杏仁到嗅内区及嗅周皮质的纤维,这些纤维起于杏仁外侧核,但deOimos,HardyandHeimer认为投向嗅球的纤维主要由杏仁皮质核发出,因为该核接受大量来自嗅球的传人纤维,而且HeiIIler认为该核与嗅觉关系密切.但同时也有证据表明它与嗅的感知无密切关系,因为在无嗅觉的水生哺乳动物中,杏仁核发育良好,实验损毁两侧的杏仁核后,并不出现嗅觉辨别能力的障碍.出现这种不同结果的原因可能是所用的实验动物和实验方法不同造成的.杏仁核(主要是ABL)通过直接投射和经过丘脑背内侧核中继后投射至额前皮质,进而影响记忆,行为,内脏及内分泌等多种功能.电生理实验表明杏仁核至海马的传出纤维可以调节海马的突触增强,电刺激ABL可激发海马齿状回部位的突触电位,破坏ABL则减弱齿状回颗粒细胞突触的长时程增强(LTP),单纯高频刺激ABL并不能产生LTP,但可易化LTP的产生u.也有资料显示低频刺激ABL产生长时程突触传递抑制(LTD),高频刺激则产生LTP,并且用N一甲基一天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂可阻断其产生.据此推测,杏仁核与海马间的突触联系可能是情感学习记忆的机制之一.终纹是杏仁核背侧或致密的传出通路,主要起自AME,部分纤维通过前连合后部止于视前区和下丘脑,尤其是下丘脑的腹后内侧核,也可投射到下丘脑/穹窿周围区(LH/PF),电刺激大鼠杏仁核,对下丘脑腹内侧核的许多神经元产生明显的兴奋效应.用HRP法和放射自显影术研究发现CeA发出的远心纤维可止于中脑黑质和中央灰质,脑桥,延髓网状结构等部位,而且追踪纤维到臂旁核,孤束核,迷走神经背核,蓝斑,中缝背核等,并分别与迷走神经背核簇尾侧部,臀旁核的C2(肾上腺素能),A2(去甲肾上腺素能),A7(去甲肾上腺素能)形成突触联系构成一闭合环路,对12,血管系统活动进行调节.2.3杏仁核的内部联系杏仁核的亚核之间也有纤维联系,用HRP逆行追踪结合免疫组化方法证明大鼠ABL腹侧部有分支向CeA投射,说明各亚核间在结构和功能上相互联系,相互影响.但Dawn等认为杏仁外侧核是条件性听觉刺激的输入站,中央核是条件性恐惧反应的输出站,二者之间没有直接的纤维联系,而是通过GABA能的中间神经元中继,它们接受ABL的信息传人,继而投射到中央内侧核,并且推测外侧核可能通过两种途径作用于中央内侧核:兴奋基底核和抑制中间神经元.关于杏仁核内部的固有联系,尚需深入的研究和探讨.3杏仁核的功能和主要神经化学递质人们为了能更准确地了解杏仁核的结构和功能间的联系,对各种动物杏仁核的化学构筑和神经递质的分布进行了研究,发现杏仁核内含有多种神经递质.31胆碱类杏仁核中有胆碱能纤维分布,并且主要集中在ABL,在杏仁核点燃过程中其功能的改变尤其重要,电刺激可使乙酰胆碱水平上调u.用二异丙基氟磷酸盐乙酰胆碱酯酶免疫组化结合荧光标记逆行追踪技术发现,杏仁核的胆碱能纤维主要来自前脑的无名质,苍白球,斜角带核水平支及豆状核等,而非胆碱能纤维主要来自无名质.杏仁核是惊厥活动涉及的脑区之一,用Soman中毒后,脑内乙酰胆碱迅速在末梢区积聚,造成局部脑区的兴奋而诱发惊厥u.3.2单胺类CeA中含有大量多巴胺(DA)能神经纤维,其传人纤维来自黑质和腹侧被盖区等部位u.电刺激雌鼠的CeA,DA释放量明显大于雄性,说明DA释放量有性别差异,这与帕金森病的发病率存在着显着的性别差异是一致的.杏仁核在帕金森病的发病过程中严重受累,其体积可减少2O.用定量放射自显影术发现抑郁动物模型的杏仁核内5一羟色胺(5一HT)能纤维和受体密度降低,增加ABL内5一HT,不仅具有明显的抗抑郁作用,还可使大鼠的慢波睡眠增加和睡眠加深,由于抑郁症病人常伴有睡眠障碍,抑郁症状缓解后睡眠也转?4O?SICHUANJOURNALOFANATOMYVOL.11NO.42003为正常,故有人认为杏仁核中5一HT功能不足可能是二者共同基础之一.CeA中还含有jH受体,并可参与免疫调制,具有促进杏t一核DA释放的作用,其受体激动剂对脾细胞增殖效应的影响可能是通过脑内DA系统发挥的.3.3氨基酸类杏仁核中既含有兴奋性氨基酸谷氨酸,又含有抑制性氨基酸GABA,二者之间的协调平衡对杏仁核功能的正常起着十分重要的作用.从突触前神经末梢释放的谷氨酸可通过与突触后膜的NMDA受体结合,激活一氧化氮合酶(NOS)使一氧化氮(NO)合成增多,NO作用于相邻的突触前神经末梢,激活鸟苷酸环化酶,使环一磷酸鸟苷(cGMP)生成增多而产生效应.3.4NONO是一种新型递质,研究发现杏仁核的大部分核团都含有NOS阳性神经元,其中AME和ABL的后部有较多的NOS阳性神经元,CeA和外侧核前部有少量NOS阳性神经元,但其传人纤维来源目前尚不清楚,有待进一步研究.NO与睡眠的关系资料报道有所不同.朱庆国等通过杏仁核微量注射NO供体硝普钠(SNP)引起觉醒增加,慢波睡眠和总睡眠时间减少,用一氧化氮合酶(NOS)竞争性抑制剂L一硝基精氨酸作用相反,因此他们认为NO具有增加觉醒和减少慢波睡眠效应;Dzoljic-2发现腹腔注射另一种NOS抑制剂Nc-monomenthylLarginine(LNMMA),具有减少清醒,增加慢波睡眠和快波睡眠的作用,这与朱国庆等的结论一致.但Kapas等报道新西兰家兔分别经脑室和静脉注射NOS抑制剂Nwnitro-L-arginine(LNAME),结果家兔睡眠减少,并呈剂量依赖性;Dzoljic2.发现NOS抑制剂7一nitroindazole(7一NI)具有抑制睡眠的作用,二者结果一致,支持NO促进睡眠的作用.推测出现两种相反结论的原因可能是:给药途径不同,引起效应的中枢部位可能有所差异;所用药物不同,其发挥作用的机理及效应不同.中枢NO在睡眠一觉醒中的作用及确切机理尚需深入研究.3.5cGMP组织学发现杏仁核中存有大量,0,阿片受体,激活阿片受体可使cGMP浓度升高,而环一磷酸腺甙(cAMP)生成减少.杏仁核中注射cGMP可增加觉醒,减少慢波睡眠和总睡眠时间,对快波睡眠无影响,用鸟甙酸环化酶抑制剂引起的效应正好与cGMP相反,说明cGMP对睡眠一觉醒的调控有重要作用.另外,NO在细胞内发挥作用也主要是由cGMP途径发挥的,同时NO也可促进5一HT的释放,共同调节睡眠一觉醒周期.以上机制与CeA对睡眠一觉醒的调控机制有所不同.实验证明CeA对睡眠一觉醒也有调控作用,电刺激CeA可增加快速动眼睡眠(REM),用GABA能受体激动剂微量注入CeA可选择性抑制REM和总睡眠时间,而用GABA能受体抑制剂明显增加REM.CeA与下丘脑外侧部(LH)之间存在有GABA能纤维联系,并可调节LH对睡眠一觉醒的影响,电解破坏LH可引起失眠,但通过实验证明这种失眠不是由于破坏了下丘脑内部神经元,而是GABA能纤维的传递受到破坏儿.3.6肽类ABL中含有SOM能神经活性物质,SOM可增强海马的LTP,促进学习和记忆,临床一些痴呆症的认知和智力障碍与脑内SOM含量下降有关.SOM能神经系统改变是AlzheimerS病的特异性致病机理之一,也有人认为其功能可能是通过作用于乙酰胆碱和去甲肾上腺素这两种神经递质而影响记忆过程的.在正常的学习记忆过程中可能还有NO/cGMP信号通路的参与.内侧杏仁核神经元参与压力感受性反射的传出过程,其中含有神经肽Y(NPY)L3.NPY引起的血压反应是通过降低血浆中去甲肾上腺素含量而实现的,向内杏仁侧核内微量注射NPY,引起血压下降,心率减慢,同时血浆中去甲肾上腺素含量明显降低,但肾上腺素和DA则无明显变化,故认为NPY在该核引起的血管效应可能是通过抑制交感缩血管纤维释放去甲肾上腺素而实现的,并且二者在同一神经元上有相互拮抗作用,其机理尚不明.也有资料显示L3,前杏仁区的NPY免疫阳性细胞投射到同侧杏仁核的ABL,并且出现于杏仁核的外侧核和基底侧核的NPY免疫阳性神经是内在性的,因为损毁前杏仁区后在以上部位仍可观察到相当数量的NPY免疫阳性纤维,并且横断两条主要的杏仁核传出通路终纹和腹侧杏仁核传出通路,未能引起NPY免疫阳性物质在轴突近侧断端的蓄积.另外,杏仁核中还含有P物质,血管活性肠肽,降钙素基因相关肽等活性物质.综上所述,杏仁核是边缘系统中的一个重要组成部分,结构复杂,纤维联系多种多样,功能也十分广泛,目前对杏仁核的研究已从过去的大体解剖水平发展到目前的分子水平,并将临床和基础研究四JII解剖学杂志2003年第11卷第4期结合起来,为临床应用提供更多帮助.【参考文献】1HardingAJ,StimsonE,HendersonJM,eta1.ClinicalcorrelatesofselectivepathologyintheamygdalaofpatientswithParkinsonsdisease.Brain2002Nov;125:243145(23BerdelB,MorysH,MaciejewskaB,eta1.Volumeandtopographicalchangeofthebasolateralcomplexduringthedevelopmentoftheratsamygdaloidbody.FoliaMorphol(Warsz)1997;56(1):111.(33MorysJ,BerdelB,JagalskaMajewskaH,eta1.Thebasolateralamygdaloidcomplexitsdevelopment,morphologyandfunctions.FoliaMorphol(Warsz)1999;58(3Suppl2):2946(43MizukamiS,NishizukaM,AraiY.Sexualdifferenceinnuclearvolumeanditsontogenyintheratamygdala.ExpNeurol1983;79:569575(53黄志诚,胡梦娟.大鼠内侧杏仁核的性双形性和向内侧视前区直接投射的研究.神经解剖学杂志,1998;14(3):234238(63StarkCP,AlpernHP,FuhrerJ,eta1.Themedialamygdaloidnucleusmodifiessocialbehaviorinmalerats.PhysiolBehav1998Jan;63(2):25397JOSEPHL.PRICE.ComparativAspectsofAmygdalaConnectivity.Ann.N.Y.Acad.Sci.2003Apr;985:5058(83MizunoK,WakaiM,TakedaA,eta1.MedialtemporalatrophyandmemoryimpairmentinearlystageofAlzheimersdisease:anMRIvolumetricandmemoryassessmentstudy.JNeurolSci2000Feb1;173(1):18249ahaS,HendersonZ,BattenTF.Somatostatinimmunoreactivityinaxonterminalsinratnucleustractussolitariiarisingfromcentralnucleusofamygdala:coexistencewithGABAandpostsynapticexpressionofsst2Areceptor.JChemNeuroanat2002Jun;24(1):113103AbeK.Modulationofhippocampallongtermpotentiationbytheamygdala:flsynapticmechanismlinkingemotionandmemory.JpnJPharmacol2001May;86(1):182211RoyesS,PareD.Bidirectionalsynapticplasticityinintercalatedamygdalaneuronsandtheextinctionofconditioneelfearresponses.Neuroscience2002;115(2):45562123PickelVM,VanBockstaeleEJ.ChanJ,eta1.GABAergicneuronsintheratnucleiofsolitarytractsreceiveinhibitorytypesynapsesfromamygdaloidefferentslackingdetectableGABAimmunoreactivity.JNeurosciRes,1996;44(5):44613戴孝军,叶家福.杏仁核和下丘脑至迷走背尾侧部的投射.南京医学院,1990;10(2):10114刘云诗,郭连魁.大鼠杏仁基底外侧核腹侧部向杏仁中央核的投射.解剖学杂志,1994,第17卷(增刊):205153DawnR.CollinsandDenisPare.ReciprocalChangesintheFiringProbabilityofLateralandCentralMedialAmygdalaNeurons.J.Neurosci1999Jan;19:836844163MiyagawaT,AndoR,SakuradaS,eta1.ElcetrialkindlingisassociatedwithincreaseinAmygdalaacetycholinelevels.NeurosciLett1994Feb14;167(12):1336(173TNagai,HKimura,TMaeda,eta1.Cholinergicprojectionsfromthebasalforebrainofrattotheamygdala.J.Neurosci1982;2:513520(183景德强,陈尔瑜,余争平等.SOMAN诱发惊厥后c-los在大鼠杏仁核簇NO神经元中的表达.神经解剖学杂志,1998;14(2):174178193HasueRH,ShammahLagnadoSJ.Originofthedopaminergicinnervationofthecentralextendedamygdalaandaccumbensshell:flcombinedretrogradetracingandimmunohistochemicalstudyintherat.JCompNeurol2002Dec2;454(1):1533(203DiamondSG,MarkhamCH,HoehnMM,eta1.Anexaminationofmale-femaledifferencesinprogressionandmortalityofParkinsonsdisease.Neurlogy,1990;4:763766(21钟明奎,何延龙,张景行等.基底外侧杏仁核中5一羟色胺抗郁作用的研究.中国行为医学科学,2001;10(4):284285(223CaroleoMC,ArbirioM,DiFrancescoPeta1.CocaineinducedTcellproliferationintherat:roleofamygdaladopamineD1receptors.NeurosciLett.1998;256(2):6164(233潘家佑,伍嘉宁.NO:中枢神经系统中一个新的重要信使物质.生理科学进展,1993;24:2937(243熊克仁,熊克品,齐琼等.杏仁核簇一氧化氮合酶(NOS)阳性神经元的分布.四川I解剖学杂志,1996;4(2):6566(253朱国庆,钟明奎,张景行.杏仁核中NO对睡眠一觉醒的影响.中国药理学通报,1999,Jun;15(3):246248(263DzoljicMR.deVriesR.NitricoxidesynthaseinhibitionreduceswakefulnessJ.Neuropharmacol1994;33(11):15051509(27KapasL,ShibataM,KimuraM,eta1.Inhibitionofnitric