内、外侧橄榄耳蜗束的分离及其对耳蜗功能的影响*

王琳 综述 余力生 李兴启 审校

听觉传出神经通路是听觉系统重要的投射体系之一，而橄榄耳蜗束(olivocochlear bundle,OCB)是唯一已被证实的听觉传出神经通路，包括内侧橄榄耳蜗束(medial olivocochlear,MOC)和外侧橄榄耳蜗束(lateral olive cochlear,LOC)两部分。近年来，许多学者试图用电刺激、解剖学分离和药理学分离等多种方法对MOC和LOC进行分离，但由于OCB的解剖学特点及神经递质的复杂性，分离并不彻底，这对进一步研究MOC和LOC各自的功能造成一定困难。因此，本文对选择性分离MOC和LOC的方法及其对耳蜗功能的影响的研究进展进行综述。

1 解剖学分离听觉传出神经及其对耳蜗功能的影响

1.1耳蜗传出系统的结构 耳蜗传出神经系统的中枢位于脑干上橄榄复合体附近的神经元群，向下发出传出神经对听觉信号的传入进行反馈调节，即形成橄榄耳蜗束(OCB)。根据神经元群的形态和位置及它们调节毛细胞的情况的不同 ,耳蜗传出神经系统可分为两类[1]: ①外侧橄榄耳蜗系统(LOC)的传出神经起源自外侧上橄榄复合体(lateral superior olivary complex，LSO)，其神经纤维无髓鞘包裹，大部分(约90%)与同侧的内毛细胞下耳蜗传入神经元树突形成突触连接。②内侧橄榄耳蜗系统(MOC)的传出神经起源于上橄榄复合体的内侧核，其神经纤维有髓鞘包裹，大部分于第四脑室底中线交叉到对侧耳蜗，在内柱细胞间穿出，经 Corti隧道与外毛细胞基底直接形成突触连接。

1.2切断内侧或全部橄榄耳蜗束对耳蜗功能的影响 在以往的实验研究中，有两个常用的切断位点：①是在第四脑室底中线处切断，破坏的是MOC的交叉部(cross OCB,COCB)，即双侧MOC的2/3；②是在脑干的界沟或内听道底切断前庭下神经，破坏的是单侧的全部OCB(包括全部LOC和1/3MOC)。

1.2.1切断OCB及其对耳蜗功能的影响 Handrock等[2]的研究中，通过切断豚鼠的前庭下神经来破坏OCB，发现在125 dB SPL、4 kHz的噪声下暴露30分钟后，听神经的永久性阈移(permanent threshold shift,PTS)显著增加，由16 dB增加到40 dB。以同样方法去除南美栗鼠单侧传出神经的研究[3，4]显示，在95 dB SPL、4 kHz的噪声下暴露48小时后PTS显著增高，表明在破坏OCB后听觉系统的强声易损性显著增加，同时证明OCB的反馈调节对耳蜗的强声损伤起到防护作用。

于内听道底切断前庭下神经完全去除OCB系统的南美栗鼠[5]，通过记录其单个听神经纤维的放电率发现，听神经的自发放电率急剧降低。这与先前长期去除猫的传出神经后观察到的其听神经自发活性显著下降的实验结果一致[6]。但不同的是，此实验还发现听神经的声诱发放电率也有实质性的增加，尤其在中、高度自发性放电的神经纤维。表明橄榄耳蜗束系统可能通过调节听神经纤维的反应活动，来维持正常的听觉功能。

1.2.2切断交叉部MOC及其对耳蜗功能的影响 Kujawa等[7]为进一步研究OCB的功能，在豚鼠的第四脑室底中线处和界沟处分别切断MOC的交叉部(COCB)和整个OCB，结果，完整切断OCB组噪声诱导的PTS显著增加，而破坏COCB组却没有明显改变。因此，单独切断COCB即MOC的2/3后，橄榄耳蜗束对强声损伤的防护作用没有受到明显影响，推断MOC的交叉部可能不参与对侧耳蜗对强声损伤的保护作用。

以上研究表明，橄榄耳蜗束可调节听神经纤维的活动，且对听神经的强声损伤有防护作用，但其中LOC的作用可能更明显，而交叉后的MOC的作用较小。

1.3破坏外侧上橄榄核(LSO)后选择性分离LOC及其对听觉功能的影响 外侧橄榄耳蜗束起源于上橄榄复合体的外侧上橄榄核(LSO)。Le Prell等[8]应用立体定位技术向豚鼠脑干的LSO注射蜂毒素(一种细胞化学毒素)，选择性破坏LOC，结果发现，听神经复合动作电位(CAP)的振幅降低，而CAP的阈值和N1潜伏期没有变化，DPOAE正常，表明MOC系统的功能仍相对完整，因为已有实验证明DPOAE与MOC系统的功能完整性密切相关[9]；外毛细胞(OHC)区的突触蛋白标记亦没有受到LSO破坏的影响，证明MOC系统在此实验中没有受到干扰。因此表明，耳蜗的LOC系统可单独调节听神经活动，即增加听神经的兴奋性。

有研究表明LOC对耳蜗功能也有抑制作用。Darrow等[10]用同样方法选择性破坏小鼠的LOC，耳蜗切片显示LOC约减少50%，而MOC保持完整，结果破坏LSO后同侧耳的ABR振幅较对侧耳和正常对照耳显著升高，DPOAE正常；在强声暴露后，同侧耳ABR阈移显著增加，而对侧耳及正常对照组的ABR阈值无明显改变，DPOAE均正常，提示LOC系统对耳蜗神经的活动有抑制作用，并且对急性声损伤有防护作用。

在通过破坏LSO选择性阻断LOC的研究中，破坏LSO后对耳蜗神经的活动既有增强效应也有抑制效应，不同的结果可能是由于实验动物种属的差异性、实验的麻醉条件或其他条件不同所造成的，但更重要的是，这种实验方法对LSO的破坏部位存在差异。因此推断，LOC可能有多个亚功能群，对耳蜗神经既有兴奋作用也有抑制作用，因此LOC对耳蜗神经的调节作用可能更多且更为复杂，有待进一步研究。

2 电刺激激活MOC或LOC系统及其对耳蜗功能的影响

研究表明，电刺激激活MOC系统对耳蜗产生抑制作用，表现为外毛细胞对耳蜗的放大作用降低。经典的激活OCB产生的抑制效应是由MOC纤维与OHC形成突触并释放乙酰胆碱(Ach)来调节的。Ach与OHC的α9/α10 Ach受体复合体结合，引起Ca2+内流，Ca2+依赖性K+通道通透性增加，这种膜电导的增加最终导致对OHC的抑制作用，对耳蜗的放大作用降低[11，12]，这种效应仅持续100 ms,称为MOC的“快效应”[13]，MOC的“慢效应”持续时间约10 s[14]。当耳蜗MOC功能异常时，OHC失去传出神经的支配，可能使OHC对耳蜗的放大作用增强，导致听神经微弱的自发性活动过度增强，引起听觉过敏[15]，临床表现为对正常环境声音的异常耐受或者是对正常人感觉没有危害或不适的声音做出持续夸大或不正常的反应[16]。

LOC的神经纤维是无髓鞘包裹的，因此很难通过电刺激来研究其外周效应。Groff等[17]通过电刺激下丘(inferior colliculus,IC)间接激活无髓鞘的LOC系统。IC是听神经上行和下行通路的连接点，其神经元直接投射到MOC细胞，刺激IC时耳蜗会产生MOC效应，即“快反应”和“慢反应”。但是 IC的神经元也投射到LOC系统，刺激IC激活LOC系统产生完全不同于电刺激完整OCB时耳蜗发生的功能反应，即对耳蜗神经反应产生持久性(5～20 min)增强或抑制作用，并且这种耳蜗反应在完整破坏OCB后消失，而选择性破坏MOC对其没有影响。说明LOC通路包括两个功能亚群，可以缓慢增强或降低听神经的反应强度，这一系统有利于在耳间敏感性缓慢变化时维持声音定位所需要的双耳精确比较。

3 药理学分离MOC、LOC及其对耳蜗功能的影响

目前在LOC系统中发现的神经递质或调质主要有：乙酰胆碱(Ach)、γ-氨基丁酸( GABA)、多巴胺(DA)、降钙素相关肽(CGRP)、强啡肽(dyn)和脑啡肽( Enk) 等[18]。许多研究者采用向活体动物耳蜗内灌注神经递质相关药物的方法来区分内、外侧橄榄耳蜗束并研究其功能改变。如上所述 ,LOC 释放多种神经递质和神经调质 ,其中大部分在MOC 系统同样有分布,仅多巴胺只存在于LOC 内，因此，现在很多研究主要利用多巴胺来研究LOC 的调控作用。

Le Prell等[19]应用多巴胺能神经毒素(MPTP)灌入豚鼠耳蜗外淋巴液选择性分离LOC，为研究LOC对听神经活性的调节作用提供了新的方法。该研究发现用突触蛋白抗体标记的LOC神经在MPTP处理后明显减少，而MOC神经保持完整，同时还发现LOC的免疫标记在耳蜗的基底回和第二回减少最明显，而越向顶回其改变越小。表明LOC中的多巴胺神经元可能在对听觉系统中高频纤维的选择性抑制中起作用。观察者还记录了听神经复合动作电位，其振幅在MPTP处理后显著下降，表明LOC系统对耳蜗的总体效应是兴奋性的，其机制可能与兴奋性神经递质和抑制性神经递质间的相互作用密切相关。研究表明，LOC神经元同时包括兴奋性和抑制性神经递质，为衡量两种神经递质的释放假设一个“平衡点”，LOC对听神经敏感性的调节可以通过此“平衡点”来完成。Ach和/或强啡肽(dyn)等兴奋性递质释放平衡点降低，听神经活性增高；相反，DA和Enk等抑制性神经递质释放平衡点升高，听神经活性下降，但其作用机制尚不清楚。当耳蜗LOC系统功能异常时，皮层- 橄榄- 耳蜗束的中枢抑制作用减弱，听觉系统自发放电增加,这样可以导致自发放电感觉到的响度过大( 自声过响) ,即出现耳鸣，因此推断LOC的功能异常可能参与了耳鸣的发生。

4 展望

4.1多巴胺在LOC系统中的双向调节作用 既往关于内耳听觉疾病的研究多集中在耳蜗外毛细胞能动性及其耳蜗放大机制，但是耳蜗95%以上的信息传入是靠内毛细胞及其下的传入突触复合体完成的，内毛细胞下突触复合体又受到来自中枢的外侧橄榄耳蜗系统的调节，因此，对耳蜗传入通路中这一环节的研究逐渐成为热点。耳蜗传出神经系统释放多种神经递质和神经调质，大部分在LOC和MOC系统中同时存在，仅多巴胺只存在于LOC系统内。多巴胺在谷氨酸的神经传递中有重要的调节作用 ,并且在 LOC 系统的生理和病理中占有重要地位。现在有足够的证据表明听觉传入神经的树突受到LOC系统的紧张性调控[20]。研究表明[21]，多巴胺对传入神经放电性的抑制作用可通过D1或D2两种受体亚型介导并通过谷氨酸的NMDA和AMPA[22]两种受体起作用[23]，多巴胺参与调节听神经的活动并对伤害性刺激具有保护作用[24]。在噪声条件下，D2受体占主导，起增强抑制作用，而在正常声音条件下D1受体占主导，起增强兴奋作用[25]。研究表明[26],多巴胺可竞争性地结合谷氨酸受体，使能与谷氨酸结合的谷氨酸受体量减少，从而使传入突触中谷氨酸的作用减弱，并随灌流液多巴胺浓度的增加，逐渐下调耳蜗中NMDA NR1受体的量，降低谷氨酸的作用，Ca2+和Na+内流的量减少，听觉传入通路受到抑制。多巴胺可能通过与其抑制作用相关的D2受体来调节NMDA NR1的量，起到抑制作用。最近有学者证实了多巴胺通过D1受体来调节GluR1的磷酸化并最终实现其兴奋性作用[27]。但是，多巴胺的兴奋和抑制作用间平衡点的调节机制尚不清楚，并且不能完全排除MOC和LOC之间是否存在相互影响，因此，在成功的选择性分离LOC后其多巴胺的作用是否会受到影响，有待于进一步的研究与证实。

4.2多巴胺对耳蜗信息编码的影响 外侧橄榄耳蜗系统神经元起源于外侧上橄榄体，研究证明，外侧上橄榄体中存在多巴胺能神经元，且形态学证明，外侧上橄榄体中的多巴胺能神经元同样是外侧橄榄耳蜗束神经元总体中的一部分，但其并不是均一分布的，而是集中分布在外侧上橄榄体的高频区域，其神经末梢在耳蜗的分布也集中在基底回和第二回，越向顶回密度越低[28]，表明LOC中的多巴胺能神经元可能对听觉系统中高频神经纤维有选择性抑制作用。另有实验证明，多巴胺受体在耳蜗内的分布由底回向顶回逐渐减少,且多巴胺的抑制作用存在一定的频率选择性，对高频神经纤维的抑制作用较强，在噪声暴露下，多巴胺的保护作用也表现为以高频为主[29]，提示以多巴胺为代表递质的外侧橄榄耳蜗束在耳蜗信息编码中可能有重要作用，多巴胺调节神经的兴奋性，除控制避免谷氨酸过度释放导致中毒反应[30]外，还以频率选择性抑制的方式，使耳蜗传入神经活动表现为非线性特点，增大了感受声刺激强度的动态范围。

听神经病是诱发性耳声发射(EOAE)正常、听性脑干反应(ABR) 严重异常、纯音听阈(PTT)一定程度升高、言语识别率(SDS)严重下降的一种症候群，并且有言语编码障碍，其病变部位可能与IHC下传入突触复合体有关[31]。有学者推测在耳蜗信息传入部分就开始对言语进行编码,在此过程中，IHC及其IHC下突触复合体的功能可能更为重要[32]，而LOC系统中多巴胺能神经纤维对耳蜗传入突触又起着重要的调控作用，对其病变部位的判断或对耳蜗水平的言语编码是否有影响有待于进一步深入研究。

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