局部给予5-羟色胺对大鼠舌下神经核兴奋性的影响

王伟，王广发，胡系伟

(1北京航天总医院，北京 100076；2北京大学第一医院；3贵阳医学院附属医院)

局部给予5-羟色胺对大鼠舌下神经核兴奋性的影响

王伟1，王广发2，胡系伟3

(1北京航天总医院，北京 100076；2北京大学第一医院；3贵阳医学院附属医院)

摘要：目的观察局部给予5-羟色胺(5-HT)对大鼠舌下神经核兴奋性的影响。方法8只成年雄性SD大鼠，置入微透析导管于其舌下神经核，通过微透析导管向舌下神经核泵入新鲜人工脑脊液(ACSF)、新鲜5-HT溶液，监测未给药、泵入新鲜ACSF、泵入新鲜5-HT溶液时的颏舌肌肌电，利用区间测量方法计算颏舌肌肌电面积。结果未给药、泵入ACSF、泵入5-HT时大鼠的颏舌肌肌电的面积分别为(0.811±0.122)、(0.859±0.121)、(1.247±0.122)mV·s，前两者比较，P=0.081；前两者与后者比较，P=0.003、0.005。结论5-HT可以提高舌下神经核的兴奋性。

关键词：5-羟色胺；SD大鼠；舌下神经核；颏舌肌肌电

睡眠呼吸暂停综合征(SAS)是一组临床常见疾病，发病机制复杂，涉及上气道解剖结构的异常、中枢呼吸驱动的降低、上气道反射机制的受损及中枢呼吸调控的不稳定等多种因素[1,2]。5-羟色胺(5-HT)是一种重要的单胺类神经递质，有多种受体。5-HT通过与其受体结合对多种生理活动和行为功能进行调控，在呼吸中枢的调控中起重要作用。近年发现，5-HT与睡眠呼吸暂停关系密切。中枢的舌下神经核团控制着维持上气道开放的主要扩张肌——颏舌肌，且舌下神经核接受多种神经冲动的调控，5-HT能神经纤维可直接投射至舌下神经核。本研究通过微透析方法提高SD大鼠舌下神经核团的5-HT水平，检测颏舌肌的肌电变化，观察局部给予5-HT对大鼠舌下神经核兴奋性的影响。

1材料与方法

1.1实验动物8只成年雄性SD大鼠，2.5～3月龄，体质量280～350 g，由北京联合利华实验动物中心提供。实验观察环境为无噪音，室温22～25 ℃，12 h光/12 h黑暗(8:00～20:00开灯，20:00～8:00熄灯)，湿度40%，饲养3～5 d后开始实验。

1.2微透析导管安放、给药与颏舌肌肌电监测方法以1%戊巴比妥钠(50 mg/kg)、氯胺酮(1 mL/kg)腹腔注射麻醉大鼠。腹腔注射阿托品(1 mL/kg)、地塞米松(0.2 mg)减少气道分泌物及脑水肿。当大鼠角膜反射消失，对大鼠颅顶部、项部皮肤剃毛，75%乙醇消毒后，将头部固定在脑立体定位仪上。从大鼠双眼连线水平向后剪开颅顶皮肤至暴露颈肌，以3%双氧水清洁颅骨表面，清楚显现颅顶及十字缝。按Paxinos和Watson《大鼠脑立体定位仪图谱》舌下神经核坐标[前囟后(14.0±0.5)mm，俯侧(9.5±0.1)mm，中线旁(0.3±0.02)mm]向SD大鼠舌下神经核置入微透析探针。用微型电钻按以上坐标在颅顶钻孔，钻透颅骨即停止。用脑立体定位仪夹持臂夹持外径为0.6 mm的微透析导管，经开孔按以上坐标垂直插入舌下神经核，移开夹持臂，用自凝牙科粉固定导管。术后大鼠分笼单独饲养1周(饲养条件同前)，所有大鼠进食、进水、理毛行为无异常后开始肌电监测及给药：以12%乌拉坦按1 g/kg腹腔麻醉，予阿托品(1 mL/kg)、地塞米松(0.2 mg)[3]腹腔注射后，仰卧位固定在鼠板上，自动呼吸，切断大鼠颈部双侧迷走神经。将直径0.4 mm的双极绝缘铜丝电极(前端裸露0.1～0.2 mm，极间距离1～2 mm)经口途径插入颏舌肌肌腹内，插入位置与舌中隔平行，旁开1～2 mm。股动脉插管监测血压，肛温维持在36～38 ℃。30 min后将上述电极与多导生理仪相连(参数设置为采样率1 000 Hz，增益1 000，时间常数0.001 s，滤波1 kHz)，观察颏舌肌肌电图1 h，之后1 h通过微量泵将新鲜人工脑脊液(ACSF)以2 μL/min匀速泵入舌下神经核团，共120 μL；之后1 h泵入新鲜5-HT溶液。应用成都泰盟公司的BL-420E+生物机能实验系统，利用区间测量方法计算颏舌肌肌电面积。实验结束后腹腔注射1%戊巴比妥钠(50 mg/kg)麻醉大鼠，经微透析导管向舌下神经核团缓慢接续注入中性红(2 μL/min)15 min进行染色。再采用单盲法，统一冰冻切片，在显微镜下判断舌下神经核位置是否准确。

2结果

8只SD大鼠微透析导管安放于舌下神经核位置准确(图1、2)，均能正常检测。未给药、泵入ACSF、泵入5-HT时大鼠的颏舌肌肌电的面积分别为(0.811±0.122)、(0.859±0.121)、(1.247±0.122)mV·s，前两者比较，P=0.081；前两者与后者比较，P分别为0.003、0.005。

注：深色部分为中性红通过导管注入舌下神经核团所致。

图1大鼠脑组织切片(八倍镜)

注：4V为第四脑室，XIIth为舌下神经核。

图2微透析导管在舌下神经核位置

3讨论

5-HT是被研究最多的与睡眠呼吸暂停相关的中枢神经递质。5-HT及其受体参与了兴奋呼吸中枢以及调节舌下神经核兴奋性的作用，并且这些作用与睡眠—清醒状态有关。但是由于5-HT不能通过血脑屏障，其在中枢和外周的作用亦不同。脑内的5-HT主要集中在低位脑干中缝核群，从中缝核发出的5-HT能神经纤维可直接投射至舌下神经核[4]，调控上气道肌肉的开闭(主要是颏舌肌)。中枢的舌下神经核在呼吸调节中具有非常重要的地位，舌下神经核位于延髓下1/3部分第四脑室底中线旁，其纤维向腹外侧经下橄榄核和锥体束之间走出延髓，通过颅底的舌下神经管穿出颅腔。舌下神经核控制着对颏舌肌的神经输出量。动物研究[5]发现，提高舌下神经核5-HT浓度可提高颏舌肌的活动。活体外脑干组织切片研究[6]显示，5-HT可使舌下神经核运动神经元的兴奋性增加，从而发放冲动支配咽部颏舌肌。同样，在去大脑的猫[7,8]和麻醉的大鼠[9]动物模型中，舌下神经核处的5-HT可增加其对颏舌肌的冲动输出。这与本实验所得出的结果一致。同时有研究表明，想通过单一增加舌下神经核处5-HT的浓度来不断提高颏舌肌的兴奋性是不可能的。相反，太高的5-HT浓度只会使颏舌肌的兴奋性较低浓度时下降，考虑这可能是由于5-HT受体亚型繁多，不同浓度与不同受体结合，功能不一。

同时本研究存在一定的局限性：本实验是在SD大鼠麻醉条件下切断颈部双侧迷走神经下进行的。目前研究[10]显示，与处于清醒或自然睡眠状态的动物相比，麻醉或者去大脑动物的中缝核活性是增加的，有更多的5-HT传递至舌下神经核。由于迷走神经传入对大多数延髓中缝核神经元具有抑制作用[11,12]，因此在迷走神经切断后中缝核的5-HT能神经活性也是增强的。动物研究也证明，与迷走神经完整的动物相比，迷走神经切断的动物在给予卡巴胆碱后其舌下神经核5-HT的减少更为明显[13]。由于麻醉、去大脑或迷走神经切断都可引起中缝核的5-HT能神经活性增强，因此并不能反映自然基础状态下5-HT对舌下神经核的调节作用。脑内的透析结果只能反映特定时间范围内递质浓度的变化，不能反映神经传递过程中突触间隙的递质浓度瞬间变化，且脑部探针的埋植对脑组织有一定的损伤性。且本研究以动物为研究对象，研究结果不一定能完全反映人类舌下神经核的情况，还有待进一步研究。

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Effect of local 5-hydroxytryptamine on neuronal excitability of rat hypoglossal nucleus

WANGWei1,WANGGuang-fa,HUXi-wei

(1BeijingAerospaceGeneralHospital,Beijing100076，China)

Abstract:ObjectiveTo observe the effect of local 5-hydroxytryptamine (5-HT) on neuronal excitability of rat hypoglossal nucleus. MethodsEight adult male SD rats were selected. Micro dialysis catheter was placed into the hypoglossal nucleus, through which, we pumped the fresh artificial cerebrospinal fluid (ACSF), fresh 5-HT solution into the hypoglossal nucleus. Then we monitored genioglossus electromyography at the moment of no drug delivery, pumping fresh ACSF, and pumping fresh 5-HT solution. The genioglossus electromyography area was calculated by interval measurement method. ResultsThe genioglossus electromyography chin area at the time of no medicine administration, pumping ACSF, and pumping into 5-HT was respectively (0.811±0.122), (0.859±0.121), (1.247±0.122) mV·s, when we compared the former two, P=0.081; when we compared the first two with the latter two, P=0.003, 0.005. Conclusion5-HT can improve the excitability of hypoglossal nucleus.

Key words:5-hydroxytryptamine; SD rats; hypoglossal nucleus; genioglossus electromyography

(收稿日期：2014-09-09)

通信作者简介：王广发(1963-)，男，主任医师，主要研究方向为呼吸睡眠暂停发病机制。E-mail:wangguangfa@china.com

作者简介：第一王伟(1982-)，男，住院医师，主要研究方向为呼吸睡眠暂停发病机制。E-mail:zijianww@163.com

基金项目：国家自然科学基金资助项目(81241004)。

中图分类号：R741

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2015)07-0014-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.07.005