下丘脑室旁核微量注射ghrelin经迷走神经增强清醒大鼠胃运动及胃电活动

1、文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编借，有帮助欢迎下载支持. 下丘脑室旁核微量注射ghrel in经迷走神经 增强清醒大鼠胃运动及胃电活动 作者：王光明，张建福,乔伟丽，张咏梅,朱立言 【摘要】目的 探讨下丘脑室旁核(paraventricular nucleus, PVX)内微量注射ghrelin对清醒大鼠胃运动及胃电活动的影响及其自 主神经机制。方法采用核团内微量注射药物、应力传感器引导胃运动 及银丝电极同步记录胃电活动等方法。结果PVN注射0.15、0. 3 nmol ghrelin后，胃运动及胃电幅度呈剂量依赖性增强(P0. 01),0. 3 nmol ghrelin组胃

2、运动及胃电快波和慢波的幅度变化率分别为(68. 76 17. 00) %、(57. 0417. 10) %、(63. 2019. 59) %；药物剂量对胃运 动频率无明显影响。膈下迷走神经切断或静脉注射阿托品(0.5 mg/ kg)可完全消除PVX内ghrelin增强胃运动及胃电活动的效应(P 心得安(5 mg/kg)及酚妥拉明(2 mg/kg), 3 min后PVN内微量注射 ghrelin (0. 3 nmol/0. 5 H1)o 1. 6组织学鉴定 实验结束后，经套管向PVN内注入0.5 U12%滂胺天蓝。麻 醉后经左心室-升主动脉灌注固定后行50 Um连续冠状冰冻切片。采 用中性红染色

3、法，观察脑片内套管轨迹，确定注射部位，定位不准者 弃去不用。 1. 7统计学处理 利用MacLab系统的Chart软件，计算注射药物前后10 min 的胃运动及胃电(包插快波、慢波)幅度或频率的变化率。公式为： 给药后幅度或频率一给药前幅度或频率给药前幅度或频率X 100% 实验数据以土s表示，采用SPSS 13.0进行统计学分析。多 组间比较采用完全随机设计方差分析方法(AN0VA),多个实验组与一 个对照组比较用最小显著差法(LSD),多个实验组之间比较用q检验 (Newman-Keuls test)；两组间比较采用t检验。P0. 05为差异有 统计学意义。 2结果 2.1正常大鼠胃运动及

4、胃电活动 正常清醒大鼠胃运动幅度为(8. 252. 93) g,频率为(4. 98 0. 43)Hz；胃电快波幅度为(84. 0627.29) nV,胃电慢波幅度为(0.44 0. 13)mV,胃电的频率同胃运动一致。胃电慢波呈双相，胃电快波成 簇出现，负载于慢波之上；胃运动与胃电活动具有同步关系，胃运动 在时程上约岀现在胃电活动后2 so 2.2 PVN内微量注射ghrelin对大鼠胃运动及胃电活动的影 响 PVN分别微量注射ghrelin 0. 03 0. 06 nmol后，胃窦运动 幅度及胃电快波和慢波的幅度有轻度增加趋势，但与对照组相比无统 计学意义(P0. 05)；而 PVN 注射

5、0. 15 0. 3 nmol ghrelin 后，胃运 动及胃电幅度呈剂量依赖性增强，且以0.3 nmol组最为显著(P0. 05)(图1、2) o 2.3迷走、交感神经在PVN内注射ghrelin对大鼠胃运动及 胃电活动调控中的作用 在迷走神经假切断组，PVN注射0.3 nmol ghrelin后，胃运 动及胃电快波和慢波的幅度分别增强了 (60.62 + 20. 14) % (51.40 14.66)%、(42. 3011. 11) %；迷走神经切断后，该效应被完全消 除(P0. 05)(图3)。 2. 4颈静脉注射外周受体阻断剂后，PVN内注射ghrelin对 大鼠胃运动及胃电活动的影

6、响 经颈静脉注射生理盐水后，PVX微量注射ghrelin 0. 3 nmol, 胃运动和胃电幅度明显增强。经颈静脉分别注射心得安、酚妥拉明后 并不能阻断该效应(P0. 05)；而经颈静脉注射阿托品后，PVN微量 注射ghrelin后并不能引起胃运动及胃电幅度的增强，而是降至 （-30.426. 72） %、（一23. 10土7.94）%、（一20. 70土6.87） % （图 4）。 3讨论 胃电慢波是在静息膜电位基础上发生的缓慢自动除极的节律性 传导波，决定胃平滑肌的收缩节律；胃电快波即胃平滑肌的动作电位, 发生在慢波的基础上，可触发平滑肌的收缩，其振幅和时程与胃运动 的幅度和时程呈正相关6

7、。本实验观察到，胃窦蠕动波的频率与胃 电慢波节律一致，胃电快波成簇发生，负载于每个慢波之上，胃运动 幅度及胃电快、慢波幅度同步变化，胃电活动的增强可引起胃运动的 增强。 PVN对生理及应激状态下的胃酸分泌、胃运动、胃电活动和各种 病因所致的胃黏膜损伤具有广泛的调节作用oGhrelin及其受体GHS-R 在PVN内的大量分布，提示PVN内ghrelin对胃功能的调节可能具有 重要的作用。最近的资料发现腹腔注射ghrelin在使大鼠摄食增加的 同时，可使PVN中c-Fos蛋表达增强7； PVN内微量注射ghrelin 使大鼠摄食增加8; ghrelin和胃动素具高度结构同源性9,而 PVX内注射胃

8、动素可增强大鼠胃运动10。这些均提示我们，ghrelin 可否作用于PVN而影响胃运动和胃电活动？ 我们观察到，PVN内注射0. 15n 0. 3 nmol ghrelin后，胃运 动和胃电（包扌舌快波、慢波）幅度呈剂量依赖性增强。这表明PVN内 ghrelin对胃运动和胃电活动具有兴奋性作用。Gherlin的受体GHS-R 是一种G蛋白耦联受体，分为k和lb两型。在鼠脑，GHSla-R除了 腺垂体，主要分布下丘脑的多个核团，PV?（是GHSla-R mRNA表达最密 的核团之一，而GHSlb-R在脑内的分布远较GHSla-R局限2。我们 推测，PVX内ghrelin对胃运动及胃电活动的调控作

9、用，可能是通过 作用于PVN内神经元上的GHSla-R而实现的。Ghrelin在血-脑屏障转 运的程度和方向取决于其翻译后辛酰基化结构，ghrelin很少经血-脑 屏障转运，而去辛酰基化ghrelin可一过性地通过血-脑屏障11； 并且ghrelin是一种大分子多肽，因而可以排除ghrelin通过血-脑屏 障进入外周进行作用的可能。中枢内ghrelin可引起血中生长激素水 平升高12,然而尚没有生长激素对胃运动功能调控的报道，故认为 PVX内ghrelin对胃运动和胃电活动的作用可能与生长激素的分泌无 关。唐明等13观察到，侧脑室或下丘脑腹内侧核注射胃动素可增 强胃运动，而对收缩频率无影响，我

10、们也注意到，PVN内注射ghrelin 后胃运动频率无明显变化，其胃内机制有待于进一步研究。 我们还初步探讨了 PVN内微量注射ghrelin对胃运动及胃电 活动影响的外周神经机制。除肠神经系统外，胃运动及胃电活动主要 受到自主神经系统的支配，包括交感神经和迷走神经。交感神经为肾 上腺能纤维，末梢释放去甲肾上腺素，通过a、B受体抑制胃运动和 胃电活动。迷走神经主要为胆碱能纤维，末梢释放乙酰胆碱，通过M 受体使胃运动增强；此外，迷走神经还含有少量非胆碱能非肾上腺素 能纤维，末梢主要释放肽类递质，对胃具有兴奋性或抑制性效应6。 木实验观察到，交感神经节摘除或静脉分别给予肾上腺素a受体阻断 剂酚妥拉

11、明和B受体阻断剂心得安后，并不能消除PVN内微量注射 ghrelin增强胃运动及胃电活动的效应，而膈下迷走神经切断或静脉 给予胆碱M受体阻断剂阿托品则可完全消除PVN内注射ghrelin所引 起的胃运动及胃电活动的增强。此结果提示，PVN内ghrelin对胃运 动及胃电活动的作用在外周并非通过肾上腺素a、 B受体介导，而是 由胆碱M受体所介导。 我们的研究首次提出了 PVN内外源性ghrelin可增强胃运动及胃 电活动，该效应在外周系由迷走神经胆碱能纤维介导的，交感神经肾 上腺素能系统似不参与该过程。 【参考文献】 1 Kojima M, Hosoda H, Date Y, et al. Gh

12、relin is a growth-hormone-relasing acylated peptide form stomach j Nature, 1999, 402 (6762) :656-660. 2 Guan XM, Yu H, Palyha 0C, et al. Distributian of mRXA encoding the growth hormone secretagogue receptor in brain and peripheral tissues J Braim Res Mol Brain Res, 1997, 48(1) :23-29. 3 Fujino K,In

13、ui A, Asakawa A, et al.Ghrelin induces fasted motor activity of the gastrointestinal tract in conscious fed rats j . J Physiol,2003, 550(Ptl):227-240. 4 Ariga H, Tsukamoto K, Chen C, et al. Endogenous acyl ghrelin is involved in mediating spontaneous phase Ill-like contractions of the rat stomach J

14、Neurogastroenterol Motil,2007, 19(8) :675-680 5 Fujimiya M, Asakawa A, Ataka K, et al. Different effects of ghrelin, desacyl ghrelin and obestatin on gastroduodenal motil ity in conscious :rats j World J Gastroenterol, 2008, 14(41):6318-6326. 6 周吕.胃肠生理学一一基础与临床M .2版.北京：科 学出版社，1998： 22-342. 7 Rut er J

15、, Kobelt P, Tebbe JJ, et a 1. Int raperitoneal injection of ghrelin induces Fos expression in the paraventricular nucleus of the hypothalamus in rats J Brain Res, 2003, 991(1-2):26-33. 8 Olszewski PK, Grace MK, Billington CJ, et al. Hypothalamic paraventricular injections of ghrelin: effect on feedi

16、ng and c-Fos immunoreactivity J . Peptides, 2003,24(16) : 919-923. 9 Asakawa A, Inui A, Kaga T, et al. Ghrelin is an appetite-stimulatory signal from stomach with structural resemblance to motilin J Gastroenterology, 2001, 120(2) : 337-345. L10阎春玲，王守彪，蒋正尧，等.下丘脑室旁核胃动素 对胃运动影响的探讨J.中国应用生理学杂志,2002,18(4):

17、317-320. 11 Banks WA, Tsch p M, Robinson SM, et al. Extent and direction of ghrelin transport across the blood-brain barrier is determined by its unique primary structure J . J Pharmacol Exp Ther, 2002, 302(2):822-827. 12 Kojima M, Kangawa K. Ghrelin:structure and function J . Physiol Rev,2005, 85(2

18、):495-522. 13 唐明，张洪燕，蒋正尧，等.中枢外源性胃动素对大鼠 脑干胃相关神经元电活动及胃运动的影响J 生理学报，2000, 52 (5) ： 416-420. 2结果 2.1正常大鼠胃运动及胃电活动 正常清醒大鼠胃运动幅度为(8.252.93)g,频率为(4. 98 0.43)Hz；胃电快波幅度为(84. 0627. 29) nV,胃电慢波幅度为(0.44 0. 13)mV,胃电的频率同胃运动一致。胃电慢波呈双相，胃电快波成 簇出现，负载于慢波之上；胃运动与胃电活动具有同步关系，胃运动 在时程上约岀现在胃电活动后2 so 2.2 PVN内微量注射ghrelin对大鼠胃运动及胃电

19、活动的影 响 PVN分别微量注射ghrelin 0. 03 0. 06 nmol后，胃窦运动 幅度及胃电快波和慢波的幅度有轻度增加趋势，但与对照组相比无统 计学意义(P0. 05)；而 PVN 注射 0.15、0. 3 nmol ghrelin 后，胃运 动及胃电幅度呈剂量依赖性增强，且以0.3 nmol组最为显著(P0. 05)(图1、2) o 2.3迷走、交感神经在PVN内注射ghrelin对大鼠胃运动及 胃电活动调控中的作用 在迷走神经假切断组，PV注射0. 3 nmol ghrelin后，胃运 动及胃电快波和慢波的幅度分别增强了 (60.62 + 20. 14) % (51.40 14

20、.66)%、(42. 3011. 11) %；迷走神经切断后，该效应被完全消 除(P0. 05)(图3)。 2. 4颈静脉注射外周受体阻断剂后，PVN内注射ghrelin对 大鼠胃运动及胃电活动的影响 经颈静脉注射生理盐水后，PVX微量注射ghrelin 0. 3 nmol, 胃运动和胃电幅度明显增强。经颈静脉分别注射心得安、酚妥拉明后 并不能阻断该效应(P0. 05)；而经颈静脉注射阿托品后，PVN微量 注射ghrelin后并不能引起胃运动及胃电幅度的增强，而是降至 (-30.42 + 6. 72) % (-23. 107.94) %、(-20. 706. 87) % (图 4)。 3讨论

21、胃电慢波是在静息膜电位基础上发生的缓慢自动除极的节律性 传导波，决定胃平滑肌的收缩节律；胃电快波即胃平滑肌的动作电位, 发生在慢波的基础上，可触发平滑肌的收缩，其振幅和时程与胃运动 的幅度和时程呈正相关6。本实验观察到，胃窦蠕动波的频率与胃 电慢波节律一致，胃电快波成簇发生，负载于每个慢波之上，胃运动 幅度及胃电快、慢波幅度同步变化，胃电活动的增强可引起胃运动的 增强。 PVN对生理及应激状态下的胃酸分泌、胃运动、胃电活动和各种 病因所致的胃黏膜损伤具有广泛的调节作用oGhrelin及其受体GHS-R 在PVN内的大量分布，提示PVN内ghrelin对胃功能的调节可能具有 重要的作用。最近的资

22、料发现腹腔注射ghrelin在使大鼠摄食增加的 同时，可使PVN中c-Fos蛋表达增强7； PVN内微量注射ghrelin 使大鼠摄食增加8; ghrelin和胃动素具高度结构同源性9,而 PVN内注射胃动素可增强大鼠胃运动10。这些均提示我们，ghrelin 可否作用于PVN而影响胃运动和胃电活动？ 我们观察到，PVN内注射0. 15n 0. 3 nmol ghrelin后，胃运 动和胃电（包扌舌快波、慢波）幅度呈剂量依赖性增强。这表明PVN内 ghrelin对胃运动和胃电活动具有兴奋性作用。Gherlin的受体GHS-R 是一种G蛋白耦联受体，分为k和lb两型。在鼠脑，GHSla-R除了

23、腺垂体，主要分布下丘脑的多个核团，PV是GHSla-R mRNA表达最密 的核团之一，而GHSlb-R在脑内的分布远较GHSla-R局限2。我们 推测，PVX内ghrelin对胃运动及胃电活动的调控作用，可能是通过 作用于PVN内神经元上的GHSla-R而实现的。Ghrelin在血-脑屏障转 运的程度和方向取决于其翻译后辛酰基化结构，ghrelin很少经血-脑 屏障转运，而去辛酰基化ghrelin可一过性地通过血-脑屏障11； 并且ghrelin是一种大分子多肽，因而可以排除ghrelin通过血-脑屏 障进入外周进行作用的可能。中枢内ghrelin可引起血中生长激素水 平升高12,然而尚没有生

24、长激素对胃运动功能调控的报道，故认为 PVX内ghrelin对胃运动和胃电活动的作用可能与生长激素的分泌无 关。唐明等13观察到，侧脑室或下丘脑腹内侧核注射胃动素可增 强胃运动，而对收缩频率无影响，我们也注意到，PVN内注射ghrelin 后胃运动频率无明显变化，其胃内机制有待于进一步研究。 我们还初步探讨了 PVN内微量注射ghrelin对胃运动及胃电 活动影响的外周神经机制。除肠神经系统外，胃运动及胃电活动主要 受到自主神经系统的支配，包括交感神经和迷走神经。交感神经为肾 上腺能纤维，末梢释放去甲肾上腺素，通过a、B受体抑制胃运动和 胃电活动。迷走神经主要为胆碱能纤维，末梢释放乙酰胆碱，通

25、过M 受体使胃运动增强；此外，迷走神经还含有少量非胆碱能非肾上腺素 能纤维，末梢主要释放肽类递质，对胃具有兴奋性或抑制性效应6。 木实验观察到，交感神经节摘除或静脉分别给予肾上腺素a受体阻断 剂酚妥拉明和B受体阻断剂心得安后，并不能消除PVN内微量注射 ghrelin增强胃运动及胃电活动的效应，而膈下迷走神经切断或静脉 给予胆碱M受体阻断剂阿托品则可完全消除PVN内注射ghrelin所引 起的胃运动及胃电活动的增强。此结果提示，PVN内ghrelin对胃运 动及胃电活动的作用在外周并非通过肾上腺素a、B受体介导，而是 由胆碱M受体所介导。 我们的研究首次提出了 PVN内外源性ghrelin可增

26、强胃运动及胃 电活动，该效应在外周系由迷走神经胆碱能纤维介导的，交感神经肾 上腺素能系统似不参与该过程。 【参考文献】 1 Kojima M, Hosoda H, Date Y, et al. Ghrelin is a growth-hormone-relasing acylated peptide form stomach j Nature, 1999, 402 (6762) :656-660. 2 Guan XM, Yu H, Palyha 0C, et al. Distributian of mRXA encoding the growth hormone secretagogue re

27、ceptor in brain and peripheral tissues J Braim Res Mol Brain Res, 1997, 48(1) :23-29. 3 Fujino K,Inui A, Asakawa A, et al.Ghrelin induces fasted motor activity of the gastrointestinal tract in conscious fed rats j . J Physiol,2003, 550(Ptl):227-240. 4 Ariga H, Tsukamoto K, Chen C, et al. Endogenous

28、acyl ghrelin is involved in mediating spontaneous phase Ill-like contractions of the rat stomach J . Neurogastroenterol Motil,2007, 19(8) :675-680. 5 Fujimiya M, Asakawa A, Ataka K, et al. Different effects of ghrelin, des-acyl ghrelin and obestatin on gas troduodenal motility in conscious :rats j World J Gastroenterol, 2008, 14(41):6318-6326. 6 周吕.胃肠生理学一一基础与临床M .2版.北京：科 学岀版社，1993 22-342. 7 Rut er J, Kobelt P, Tebbe JJ, et a 1. Int raperitoneal i