水杨酸钠引发耳鸣的机制研究

曹智洁　孙其凯 (综述)　马春蕾 (审校)

滨州医学院神经科学研究所，山东省脑中风重点实验室　烟台　264003



·综述·

水杨酸钠引发耳鸣的机制研究

曹智洁孙其凯 (综述)马春蕾 (审校)

滨州医学院神经科学研究所，山东省脑中风重点实验室烟台264003

【关键词】水杨酸钠；耳鸣；下丘核；NMDA受体

耳鸣是在无外界声源刺激情况下，人耳主观感受到声音。随着人口老龄化，耳鸣的发病率逐年升高，严重影响患者的生活质量，给患者带来极大的痛苦，引起社会和医学界的广泛关注。阿司匹林是临床上应用广泛的解热镇痛药物，有抗凝作用，临床报道大剂量应用阿司匹林可引起耳鸣，但其发生机制尚不清楚。水杨酸是阿司匹林的代谢产物，也是阿司匹林主要的有效成分。水杨酸听觉毒性是多方面的，对听觉系统不同层面都有影响。本文着重综述水杨酸对听觉通路下丘核的影响及可能导致耳鸣的机制作一综述。

水杨酸是阿司匹林发挥药理作用的有效成分，是非甾体类抗炎药。一般认为水杨酸的抗炎机制为：前列腺素前提物质花生四烯酸(AA)在环氧合酶(COX1，COX2)的作用下生成致炎物质前列腺素(PGs),水杨酸通过抑制COX2而减少炎症介质PGs的生成因发挥抗炎镇痛作用。花生四烯酸广泛分布于动物的中性脂肪中，是人体中含量最高，分布最广泛的一种不饱和脂肪酸，尤其在脑和神经组织中。COX是催化AA转化成前列腺素的关键酶，COX1为结构型，主要存在于血管、胃、肾等组织中，参与血管舒缩、血小板聚集、胃粘膜血流、胃黏液分泌及肾功能等的调节。COX2为诱导型，各种损伤性化学、物理和生物因子激活磷脂酶A2水解细胞膜磷脂，后者生成AA经COX2催化生成前列腺素[1]。研究证明，在巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞和单核细胞中COX2均可被诱导表达。生理状态下绝大部分组织不表达COX2，而在炎症、肿瘤等病变状态下受炎性刺激物损伤，有丝分裂原和致癌物质等促炎介质诱导后，呈表达增高趋势，参与多种病理生理过程。具体是细胞膜磷脂通过磷脂酶A2途径被水解释放出AA，在COX2的催化下合成PGs，最后产生炎症介质，并通过瀑布式级联反应参与机体各生理病理过程。水杨酸钠抑制COX2，引起AA在脑内堆积，而AA能够增强NMDA受体介导的电流，进而增强耳蜗内NMDA依赖的兴奋性水平[2，3]。大剂量水杨酸可以在动物模型中可靠地诱发出耳鸣样行为[4～6]，且血浆中水杨酸的含量与听力损失和耳鸣的程度呈现明显的正相关[7]，因此，水杨酸常被用于制造耳鸣动物模型。

1水杨酸钠对外周听觉系统的影响

以往认为耳鸣是由于外周听觉系统(耳蜗、听神经等)的异常神经电活动形成的。关于耳鸣神经机制的研究多在外周听觉系统，多数学者认为耳鸣的产生机制在内耳，有研究证据表明水杨酸钠通过激活耳蜗NMDA受体引起耳鸣[8，9]，并在外淋巴液中灌注NMDA受体拮抗剂能够去除水杨酸钠导致的耳鸣生物行为学的改变[2]；也有学者认为水杨酸钠是通过促进内源性强啡肽的释放及耳蜗中谷氨酸的兴奋引起的[10]。水杨酸钠在耳蜗内诱导耳鸣是通过抑制COX2途径使AA增多，增加NMDA受体介导的电流[2，3]。豚鼠腹腔注射水杨酸钠(200 mg/kg)后,对耳蜗神经节细胞内活化的caspase-3进行免疫染色发现，注射水杨酸钠后耳蜗神经节胞质免疫反应增强，提示水杨酸钠引起的内耳毒性是通过caspase途径。相对高剂量ZDEVD-FMK(caspase-3特异性抑制剂)抑制caspase的表达可减少水杨酸钠诱导的耳蜗神经节细胞凋亡，所以水杨酸钠诱导耳蜗神经节的凋亡与caspase-3的激活有关[11]。

2水杨酸钠对中枢听觉系统的影响

手术切除内耳传入到听觉中枢的大部分听神经纤维并没有改变耳鸣患者的情况，因此耳鸣可能源于中枢听觉系统[12]。关于水杨酸钠影响中枢听觉系统的研究多数集中于耳蜗核、下丘核和听觉皮层。有学者认为耳鸣是在听觉中枢部位被觉察并感知的[13]，最近研究发现水杨酸钠引起耳鸣后，中枢听觉系统也有所改变。听觉中枢包括耳蜗核、橄榄核、外侧丘系核、下丘、内侧膝状体和颞叶听觉皮层。除了负责声音的上行传递外，中继核团还接受来自上级核团的下行调控，如下丘的背侧核，这对信息处理的精确性有着重要的调控功能，下丘核是听觉中枢的重要中继站，在听觉信息处理和传递中起到了重要的作用。因此，在了解耳鸣中枢机制时，下丘是被考虑到的重要核团[14，15]。但对于它出现了怎样的变化而引起耳鸣，对此我们并不清楚。所以研究其产生的机制，可以找到新的耳鸣治疗方法。

2.1水杨酸钠改变了中枢听觉系统的抑制/兴奋平衡，使中枢听觉系统过度兴奋引起耳鸣下丘核中存在GABA能神经元，GABA是中枢神经系统重要的抑制性神经递质，听觉中枢GABA能的抑制对听觉中枢神经元的反应特性有着重要的影响，水杨酸钠能通过血脑屏障，并且在具有耳鸣行为学表现的模型动物脑脊液中达到较高浓度。有学者用免疫反应的方法发现在一些下丘神经元中有GABAAa1，它的分布与GABA能神经元的一致，又用RT-PCR的方法检测应用大剂量水杨酸钠后GABAAa1和谷氨酸脱羧酶(GAD)mRNA表达的变化，结果显示应用水杨酸钠以后GABAAa1和谷氨酸脱羧酶(GAD)mRNA表达明显减少，导致下丘到内侧膝状体的抑制性传递减弱，并使下丘核过度兴奋[16]。还有学者用免疫组织化学的方法检测到腹腔注射水杨酸钠后小鼠下丘核神经递质GABA的表达减少[17]。用全细胞膜片钳方法在下丘脑片上检测了水杨酸钠对抑制性突触传递的影响，灌注1.4 mM的水杨酸钠后，下丘神经元GABA能sIPSCs减小，水杨酸钠抑制中枢听觉系统GABA能的抑制性突触传递[18]，并研究了神经调质5-羟色胺对GABA能神经元的影响，腹腔注射水杨酸钠后大鼠下丘5-羟色胺显著升高[19]，GABA能神经元受神经递质5-羟色胺的影响，水杨酸钠压抑5-羟色胺对下丘神经元GABA能sIPSCs的增强作用[20]。中枢听觉系统的抑制/兴奋平衡收到破坏，去抑制导致的兴奋性升高是水杨酸钠诱发耳鸣的神经机制之一。

2.2水杨酸钠使下丘神经元的代谢活动增强给大鼠注射代谢追踪剂FDG，Mirz等[21]用正电子成像技术(PET)展示注射水杨酸钠后大鼠下丘神经元代谢活动增强，通过PET评估下丘的代谢活动可以作为耳鸣后神经元激活的代替指标。下丘神经元代谢活动增强的结果与应用水杨酸钠后小鼠下丘自发性活动增强相一致[22，23]。用微透析技术检测神经核团内葡萄糖和乳酸的含量变化，是研究活体动物的局部脑组织神经元活动情况的有效手段。小鼠腹腔注射水杨酸钠后用微透析技术检测下丘部位的葡萄糖和乳酸水平均有显著升高，下丘内葡萄糖水平升高表明下丘神经元活动和局部脑血流量增加，从而引起血液中葡萄糖的供给增加。近年来研究表明局部脑组织细胞间透析出来的乳酸水平可以作为检测神经元功能性活动的特定指标，所以下丘乳酸水平升高进一步证实下丘神经元的活动增强[19]。Sasaki等[24]用放射标记2-脱氧葡萄糖(2-DG)的方法测定耳鸣模型动物大脑特定部位代谢情况，也证实水杨酸钠能使动物听觉中枢核团代谢活动增加，以下丘核和耳蜗核最为明显。

2.3水杨酸钠增加下丘神经元的自发放电率腹腔注射水杨酸钠后，采用活体细胞外单位记录法观察豚鼠用药前后下丘外侧核神经元单位自发放电率的变化，结果显示水杨酸钠注射后2 h，下丘外侧核自发放电率明显增加[25]；Jastreboff等[26]也记录到了注射水杨酸钠后的动物下丘核的自发放电率增加，因此，水杨酸钠所致下丘自发放电频率增加可能与耳鸣有关。所以，下丘神经元的过度兴奋可能是水杨酸钠导致耳鸣的主要部位。

2.4水杨酸钠使下丘谷氨酸水平升高小鼠腹腔注射水杨酸钠后用免疫组织化学方法检测下丘神经元神经递质谷氨酸(Glu)的表达，以阳性细胞染色的积分光密度值表示抗原的表达量，结果显示应用水杨酸钠后下丘核神经元神经递质Glu水平显著升高[17]。正常情况下，Glu主要存在于谷氨酸能神经元末梢的突触囊泡内，缺血、缺氧时Glu释放增加，重摄取减少，细胞间隙Glu浓度很快增加，Glu持续强烈地作用于细胞膜上的NMDA受体，导致神经元发生兴奋性损伤。其主要损伤机制是NMDAR介导的细胞内Ca2+超载引起脑缺血后期神经细胞退变、坏死[27]。水杨酸钠在外周听觉系统激活耳蜗内的NMDA受体，使NMDAR介导的兴奋性神经传递增高引起耳鸣[8]。所以推测水杨酸钠在下丘核也可能是通过过度激活NMDA受体而导致耳鸣。应用水杨酸钠后下丘中Glu升高，这种升高是由于Glu的释放增加还是重摄取减少引起目前尚无确切答案。

2.5水杨酸钠能使下丘部位的NR2B mRNA表达增加在下丘核中有谷氨酸和谷氨酸结合位点说明下丘核的兴奋性听觉传递是通过兴奋性氨基酸。AMPA和NMDA受体是下丘核中参与突触兴奋性反应的主要受体。NMDA受体相对长时间稳定的激活和衰减，能提供一个对声音最适合的聚集传入和最灵敏感觉的分析整合窗口。有研究表明耳鸣是由于兴奋性突触传递的增强，这与NMDAR的活性有关。在水杨酸诱导的耳鸣发生过程中，水杨酸抑制环氧化酶(COX2)引起花生四烯酸的积累，可以增强内耳毛细胞和耳蜗螺旋神经节树突中NMDA受体的电流[2，3]。小鼠腹腔注射水杨酸钠(300 mg/Kg)后4天，用PCR方法检测用药前后NR2B mRNA水平的变化，结果发现应用水杨酸钠后下丘部位的NR2B mRNA水平升高[28]，也检测到NR2B基因表达升高。NR2B 基因表达的变化有助于进一步理解水杨酸钠引起耳鸣的病理生理过程。水杨酸钠使小鼠下丘NR2B mRNA水平升高后NMDAR水平是否增加？回答这一问题可进一步了解水杨酸钠引起耳鸣与突触可塑性变化有否关系，NR2B的表达增加是否与耳鸣和下丘神经元的兴奋性增强和耳鸣有关。

3水杨酸钠引起耳鸣时情绪变化的神经机制

耳鸣给患者带来的心理问题比机体自身的病理损伤更为严重，其中最为突出的是患者的情绪变化。随着耳鸣患者对生活质量要求的提高，未来耳鸣研究应着重解决患者的负面情绪问题，帮助其重新过上正常的生活。

耳鸣患者常伴有焦虑、抑郁或其他精神障碍，影像学研究已经发现了许多情绪脑区在耳鸣患者中活性增强。例如，有学者发现耳鸣患者的杏仁核及海马的区域性脑血流量明显增加，提示神经元活动增强[29]。由于杏仁核与恐惧加工密切相关，而海马是记忆编码的重要脑区，因此我们可以推断，耳鸣出现后，耳鸣的感知通过杏仁核使个体产生了恐惧情绪，并促使海马对耳鸣形成恐惧的情绪记忆。还有学者发现，当提取恐惧记忆时，杏仁核和海马会同步活动，提示患者对于耳鸣的恐惧也可能是既往经历所诱发的，如耳鸣负面信息的过度宣染。

综上所述，水杨酸钠可引起听觉通路不同水平功能异常，但其详细的机制尚不明了。水杨酸钠引起的听觉功能损伤，包括耳鸣是一个复杂的过程，可能与听觉信息的加工处理、大脑皮层的分析和感知以及学习和记忆等相应的神经环路均有关系。

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(收稿日期：2016-01-06)

【中图分类号】R339.16

【文献标志码】A

【文章编号】1001-9510(2016)02-0126-04

通讯作者：马春蕾，E-mail:Machl@163.com