下丘脑室旁核微量注射p物质对豚鼠呼吸运动的影响

下丘脑室旁核微量注射p物质对豚鼠呼吸运动的影响

广义物质（p）广泛分布于中枢神经系统和周围神经系统。在中枢神经系统中，sp主要分布在中脑、脑出血和前方的细胞和纤维样本结构的轴突和末端。基本呼吸节律产生于下位脑干,并受脑桥、下丘脑、边缘系统和大脑皮层等部位的调控,这些结构中均含有SP,它们相互联系,构成一个完整的机能单位共同调节呼吸功能。下丘脑室旁核(hypothalamicparaventricularnuclei,PVN)具有广泛的生理作用,对心血管、水盐代谢、摄食和能量利用、内分泌、应激反应和防御反应都有影响,特别是对动脉血压的影响国内外研究报道较多,但其对呼吸影响报道较少;PVN内SP影响呼吸的研究在国内外还没有报道。因此,本研究拟在下丘脑水平观察PVN内微量注射SP对呼吸运动的影响,初步探讨脑高位中枢对呼吸的调节及其作用机制。1材料和方法1.1体抗剂及注射机软件SP、SP的NK1受体拮抗剂[D?Pro2,D?Trp7,9]?SP(DPDTDT)和血管升压素(vasopressin,VP)的V1受体拮抗剂[deamino-Pen1,Val4,D-arg8]?VP(DPVAVP)均购自Sigma公司。微量注射机WZ50购自浙江医科大学医学仪器厂。呼吸流量换能器、MacLab/4sADInstruments和ChartV3.5.2软件均购自澳大利亚ADInstrumentsPtyLtd公司。PowerMacintosh6100/66计算机购自美国AppleComputerInc公司。1.2基于动物中心提供成年豚鼠36只,雌雄不拘,体重(700±50)g,由东南大学公共卫生学院动物中心提供。随机分为SP组、DPDTDT组、DPVAVP组、DPDTDT加SP组、DPVAVP加SP组和生理盐水(NS)组,每组6只。1.3方法1.3.1鼠保鲜带芯立体定位图谱动物用戊巴比妥钠(40mg·kg-1)腹腔麻醉后,根据豚鼠中枢立体定位图谱植入带芯的外径为0.6mm的不锈钢管(外套管)。PVN定位的坐标为耳间线前13.0mm,中线左0.4mm,颅骨下9.8mm。术后恢复24h即可用于实验。1.3.2数据采集和分析麻醉同上,切断双侧迷走神经。微量注射时通过内径0.4mm的不锈钢管(尖端露出0.5mm),用微量注射机WZ50恒速注射。根据预试验结果,实验中采用的微量注射剂量为SP1μg,DPDTDT2μg,DPVAVP0.2μg,pH均为7.2,注射容积1μl,注射时间1min,留针2min。常规气管插管,分离膈小肌,用呼吸流量换能器记录呼吸流量,经双极铂金电极引导膈肌肌电,股动脉插管记录动脉血压,3种信号均经MacLab/4sADInstruments转换、放大后导入PowerMacintosh6100/66计算机,用ChartV3.5.2软件对信号进行记录和分析。实验中豚鼠直肠温度维持在36.5~38.5℃。微量注射前先记录稳定的膈肌肌电、呼吸流量和动脉血压曲线。除DPDTDT加SP组和DPVAVP加SP组外,各组均不重复注射。微量注射给药后连续记录40min。实验结束后同部位等体积亚甲蓝染色,动物断头处死,取脑固定于10%甲醛24h,作冰冻切片以鉴定PVN定位。1.4每簇放电wp-mip用Chart软件对原始信号进行处理,得到以下指标:(1)膈肌肌电活动,包括膈肌放电频率(frequencydischarge,FD),volley·min-1;每簇放电峰值(peaksineachdischarge,PD),mV;每簇放电积分(integralofeachdischarge,ID),mV·s。(2)呼吸流量,包括呼吸频率(f,number·min-1)、潮气量(ml)和每分通气量(VE,dL·min-1)。1.5两组患儿给药后不同时间点的变化数据均用(x¯±s)(x¯±s)表示,各组实验数据与NS组比较,统计各指标在给药后不同时间点的变化,两组间比较用student’st检验,以P<0.05为有统计学意义。2结果2.1sp对dpdttd和dpvavp表达的影响与NS组比较,微量注射SP后2~27min膈肌肌电活动增强,表现为膈肌放电频率、放电峰值和放电积分均显著增加(均为P<0.001),每簇放电脉冲数无明显变化(P>0.05)。DPDTDT加SP组和DPVAVP加SP组先以DPDTDT或DPVAVP预处理,5min后微量注射SP,则两组膈肌肌电活动与SP组相比均显著减弱(均为P<0.001)。单独微量注射DPDTDT或DPVAVP对膈肌肌电活动没有显著影响(均为P>0.05)。结果见表1。2.2呼吸流量测定与NS组比较,微量注射SP后2~27min呼吸流量增加,表现为呼吸频率、潮气量和每分通气量均显著增加(均为P<0.001);注射后30min恢复正常。DPDTDT加SP组和DPVAVP加SP组先以DPDTDT或DPVAVP预处理,5min后微量注射SP,则两组呼吸流量与SP组相比均显著减少(均为P<0.001)。单独微量注射DPDTDT或DPVAVP对呼吸流量没有显著影响(均为P>0.05)。结果见表2。与NS组比,1)P<0.001;与SP组比,2)P<0.001与NS组比,1)P<0.001;与SP组比,2)P<0.001注:呼吸频率的数值与表1中的膈肌放电频率相同2.3sp血压n组用Chart对动脉血压进行处理,计算平均动脉压和心率作为统计指标。与NS组比较,SP组单独微量注射SP后3~20min平均动脉压升高,由NS组的(14.21±5.79)kPa升高到(18.31±1.89)kPa(P<0.05)。若先以DPDTDT或DPVAVP预处理,5min后微量注射SP血压与SP组相比显著降低(P<0.05)。单独微量注射DPDTDT或DPVAVP对血压无影响(P>0.05)。另外,在PVN邻区进行的区域对照分析未发现相似结果,静脉注射等量的SP对呼吸和动脉血压没有影响。3sp能神经系统与呼吸浚健的作用SP是最早发现的一种神经肽,是速激肽家族中的一员,作为一种神经递质或调质广泛分布于中枢神经系统及周围神经系统。早期研究发现,起源于颈动脉窦压力感受器和颈动脉体化学感受器,终止于孤束核的传入神经纤维中含有高水平的SP。在脑干,尤其是孤束核,在缺氧过程中及缺氧后SP浓度增加。在延髓腹外侧微量注射SP引起潮气量增加,呼吸频率增加或不变,总的效应是每分通气量增加。提示:SP作为主要的兴奋性神经递质参与呼吸的化学感受性反射的中枢整合作用,刺激缺氧时的通气反应。NK1受体对SP最敏感,是中枢内SP作用的主要受体。本实验室前期工作发现,家兔第四脑室注入SP可引起呼吸增强效应;本实验结果表明,PVN内注射SP后膈肌肌电活动和呼吸流量均增加,呼吸兴奋效应比升压效应出现早且持续时间更长,说明呼吸兴奋效应不是升压效应的继发作用。静脉注射等量的SP对呼吸没有影响,说明PVN内注射SP后直接兴奋呼吸中枢,而不是通过外周途径起作用。PVN是下丘脑前区最显著的核团之一,是较高级的内脏活动调节中枢,它能把不同生理状态下的内脏活动和其它生理活动联系起来。形态学研究表明,PVN内SP能神经元通过轴?树突触接受SP能神经支配,可直接投射到背侧呼吸组的孤束核,而孤束腹外侧核是基本呼吸中枢之一。本实验结果提示,PVN内微量注射SP对呼吸中枢具有兴奋作用,此作用可被SP拮抗剂特异性地阻断,说明这种呼吸兴奋作用是由PVN发出的SP能下行通路直接介导的。其具体的作用途径可能是PVN发出的SP能纤维直接支配孤束核内的呼吸相关神经元,产生吸气易化作用,进而影响呼吸节律。形态学研究还表明,PVN有VP能神经元直接支配腹侧呼吸组的前?包氏复合体(pre-BotC,基本呼吸节律产生的关键部位)和膈核,而且SP对下丘脑VP能神经元的功能有调节作用。上述结果提示,PVN内微量注射SP引起的呼吸兴奋作用可被VP的V1受体拮抗剂抑制,说明V1受体对PVN内SP的呼吸兴奋作用具有调节作用。其作用途径可能是:SP能神经元通过上调VP能神经元的功能,再由VP能神经元通过V1受体支配pre-BotC的呼吸相关神经元,使后者产生的呼吸节律发生改变。本实验结果提示,PVN内微量注射SP对呼吸中枢具有兴奋作用和升压作用,此作用可能是由PVN发出的SP能纤