延髓头端腹外侧区谷氨酸和门冬氨酸在前庭性血压调控中的作用

周 冰，詹丽洁，杨贺旻，南 军，兰 艳*

(1.延边大学医学院 麻醉专业2014级，吉林 延吉133002;2.延边大学医学院 生理学与病理生理学教研室·长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室，吉林 延吉133002；3.延边大学 细胞功能研究中心，吉林 延吉133002;4.延边大学附属医院 骨科，吉林 延吉133000)

血压稳定性的维持是包括压力感受性反射和前庭交感反射在内的复杂的神经调节过程[1]。当机体血压增高时，位于颈动脉窦和主动脉弓的压力感受器的传入冲动增加，经孤束核(NTS)将神经冲动传递到延髓头端腹外侧区(RVLM)，使交感神经的紧张性活动抑制。同时又经迷走神经背核和疑核，使心迷走神经的紧张性活动增加，从而维持血压稳定[2]。

当姿势改变时，前庭感受器兴奋，来自前庭的传入信号可引起心血管系统功能的改变[3]。来自耳石和半规管的传入信号可以通过前庭神经内侧核和前庭神经下核经NTS传递至RVLM。而NTS也可以接受来自心血管系统、消化系统和肺的初级传入，是调节中枢交感舒血管反射的关键脑区[4]。RVLM在交感紧张性调节和血压的调控中起关键作用，将来自其他中枢和外周的传入信息整合后传到脊髓中间外侧柱的交感节前神经元，最终完成对心血管活动的调节[5]。本实验室的前期研究发现[6-8]，硝普钠(SNP)诱发的急性低血压可使外周前庭器官破坏和去窦弓大鼠RVLM和NTS中c-Fos和pERK蛋白的表达明显减少。这些结果提示，外周前庭感受器和压力感受器共同参与急性低血压时血压稳定性的维持。

RVLM存在多种氨基酸类递质及其相应的受体，它们在RVLM对心血管活动的调节中具有重要的作用。有报道指出[9]，RVLM给予外源性的兴奋性氨基酸，如门冬氨酸(ASP)、谷氨酸(Glu)会出现血压升高的现象。我们前期研究也发现[10,11]，SNP诱发的急性低血压可使VN兴奋性氨基酸Glu、ASP水平增高，这种增高效应可被外周前庭器官破坏所阻断。这一结果表明，SNP诱发的急性低血压通过外周前庭器官兴奋VN，兴奋性氨基酸Glu和ASP可能参与其中。而RVLM 中兴奋性氨基酸含量变化在前庭器官所介导的前庭性血压调控中作用的研究，还未见报道。

本研究在麻醉大鼠，利用核团微量透析、高效液相分析等方法和技术，探讨破坏外周前庭器官或去除压力感受器后，诱发急性低血压时前庭系统通过RVLM参与血压调节时Glu和ASP含量的变化，以进一步说明外周前庭器官-前庭神经核-RVLM的前庭性心血管调控的中枢通路存在的可能性。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

实验选用雄性、体重220-250g，清洁级SD大鼠40只，由吉林大学白求恩医学部实验动物科提供[许可证号码：SCXK(吉)-2011-0004]。实验动物被随机分为4组，即，假手术组(sham group)、双侧迷路破坏组(BL)、 压力感受器去除(SAD) 组及双侧迷路和压力感受器破坏组(SAD+BL)。每组10只。

1.2 双侧迷路破坏

取实验组大鼠用10%水合氯醛，按300 mg/kg的剂量经腹腔注射麻醉，将对氨基苯胂酸盐溶液(0.1 ml)分别经两侧外耳道穿透鼓膜注入中耳内，随即放入棉球填塞外耳道。BL组及BL+SAD组在模型制备48 h后用于实验，Sham组、SAD组大鼠中耳内注射等量生理盐水。

1.3 压力感受器去除

大鼠经10%水合氯醛腹腔麻醉后， 仰卧放置于手术台上，在颈部分离双侧主动脉神经，用眼科剪将其剪断。小心剥离颈动脉窦区，用10%的苯酚溶液在局部涂擦，清除窦神经。SAD模型制备24 h后用于实验，Sham组、BL组施行同样手术，但只暴露不分离与切断神经。

1.4 微量透析探针样本的收集及部分氨基酸含量的测定

将大鼠腹腔注射乌拉坦(500 mg/kg)麻醉，头部固定于立体脑定位仪上。参照Paxinos和Waston的大鼠脑图谱[12]，将透析探针插入到RVLM区(坐标：耳棒连线后2.8-3.6mm，正中线旁开1.2-2.0 mm，腹侧脑表面下0.8-1.0 mm)。 定位结束后，将透析探针连接到微量灌流泵(ESP-64，日本Eicom公司)，并用人工脑脊液以1.5 μl/min速度对大鼠RVLM区进行灌流，先稳定90 min后，再收集灌流液样本，每管样本收集10 min，每管样本量为15 μl，收集结束后贮存于-80℃冰箱中保存，待氨基酸类神经递质分析时取出。

将收集好的样本每12 μl加入4 mmol/L的OPA溶液3 μl在室温下反应2.5 min后，抽取反应液10 μl(其中样本占8 μl)，经进样器推入到微量分析系统，测定样本中氨基酸的含量。

1.5 组织学鉴定

透析实验结束后，将动物处死，取脑固定，3天后取出， 20%蔗糖脱水，24 h后行冰冻切片，自然干燥后进行中性红染色，在显微镜下查看透析探针所在的位置。对于探针没有插入RVLM区的大鼠所有实验数据均不纳入统计范围。

1.6 统计学分析

数据处理采用SPSS 13.0统计软件，以mean±SEM 表示。以给SNP前3个样本中Glu和ASP含量的平均值作为100%，通过计算测得每例样本中两种氨基酸含量与基础值的百分比。统计学处理采用方差分析，P<0.05定为有统计学差异。

2 结果

2.1 BL和SAD 对大鼠行为学的影响

大鼠双侧迷路破坏后，主要表现为行为慌张、站立不稳等体征。压力感受器去除大鼠活动减少，摄食、摄水减少。为此，实验中采取了术后精心护理、单笼饲养和严格控制麻醉药剂量的方法来减少大鼠死亡率。

2.2 静脉注入SNP对大鼠平均动脉压的影响

基础状态下Sham组、BL组、SAD组和SAD+BL组的平均动脉压分别为105.30±3.75，98.87±5.77，104.04±2.26和103.90±3.93 mmHg，各组间无明显统计学差异(P>0.05,表1)。当静脉注入SNP(15 μg/kg/min，3 min)时，各组大鼠的平均动脉压(MAP)在1 min内明显降低，并在随后给药的2 min内持续维持低压状态，灌注结束后血压恢复正常。静脉注入SNP引起各组大鼠血压分别降低到70.87 ± 3.50，63.51±2.61，69.05±3.81和65.81±2.83 mmHg，与给药前相比有明显统计学意义(P<0.05,表1)。

表1 静脉注射SNP对MAP的影响(n=10)

2.3 SNP诱发的急性低血压对RVLM区ASP和Glu含量的影响

表2显示了4个实验组RVLM区兴奋性氨基酸ASP和Glu含量的基础值，各组中含量无显著性差异(P>0.05)。

表2 RVLM区ASP和Glu含量的基础值(pmol/8 μl，n=10)

实验中发现，静脉注入SNP10 min后ASP和Glu含量开始增加，Sham组ASP的含量增加到给药前的(165.48±10.78)%(P<0.05,图1)，随后ASP含量逐渐降低，在给药50 min时恢复到基础值状态。BL组和SAD组ASP含量也在给药10 min时分别增加至(134.97±11.41)%和(119.51±9.65)%(P<0.05,图1)。但ASP含量在SAD+BL组与给药前相比无明显变化(P>0.05,图1)。同时，样本中Glu含量在Sham组、BL组和SAD组也分别增高为注入SNP前的(207.45±22.56)%、(178.44±28.47)%和(121.59±12.94)%，与基础值相比均有明显统计学差异(P<0.05,图2)。Glu含量在给药40 min时基本恢复到给药前水平。SAD+BL组的Glu含量在注射SNP前后无明显变化(P>0.05,图2)。

组间比较显示，与假手术组相比，BL组和SAD组在诱发急性低血压后ASP和Glu升高的程度明显减少(P<0.05)；与BL组相比，SAD组在诱发急性低血压ASP和Glu含量的变化明显减少(P<0.05)；而SAD+BL组与SAD组比较两种氨基酸的含量无明显变化(P>0.05,图1，图2)。

↑：infusion of SNP.*P<0.05 vs.基础状态;#P <0.05 vs.Sham组;△P<0.05 vs.BL组

↑：infusion of SNP.*P<0.05 vs.基础状态;#P<0.05 vs.Sham组;△P<0.05 vs.BL组

3 讨论

在当前的研究中，我们发现：①静脉注入SNP降低Sham组、BL组、SAD组和SAD+BL组平均动脉压，灌注结束后血压恢复正常。②4个实验组基础状态下RVLM区Glu和ASP的含量无变化。③SNP引起的急性低血压在给药10 min时Glu和ASP的含量变化达最大值，与Sham组相比，BL组、SAD组和SAD+BL组Glu和ASP含量明显降低。

前庭系统通过交感神经系统调节血压。然而，双侧迷路损伤的患者伴有直立性低血压，而且BL动物由平卧位转为直立体位时血压也下降[13]。这些研究说明，前庭系统在体位变化时血压稳定性的调节中起重要作用。血压下降会引起外周血管痉挛，这是一种由交感神经介导的压力感受性反射，因此可以使迷路缺血，引起眩晕等直立性低血压的症状[14]。前庭交感反射可以预防姿势改变时由于交感神经系统激活而引起的直立不耐受。尽管压力感受器和前庭感受对血压变化敏感，但前庭感受器主要对低血压比较敏感，而压力感受性反射在高血压和低血压的时候都参与血压的调节[15]。而且，我们前期研究也发现[6,7]，静脉注射SNP所诱发的急性低血压使前庭神经内侧核和RVLM区c-Fos和pERK蛋白表达增加，但是这些现象可被BL、SAD、SAD+BL所阻断。这些结果进一步表明，外周前庭器官感受器对血压下降有反应。

Glu和ASP是哺乳动物中枢神经系统中重要的兴奋性氨基酸。RVLM是中枢交感输出的最后共同通路，RVLM前交感神经元的基础活动在维持基础血压、交感神经活动紧张性和压力反射功能等心血管活动的整合中发挥着关键作用[5]。本实验中，SNP诱发的急性低血压会使Sham组大鼠RVLM区细胞外液中兴奋性氨基酸ASP和Glu明显增多， BL组和SAD组在诱发急性低血压后Glu和ASP也表现出相似的变化，但增加幅度较Sham组明显减少。这一结果与我们之前报道的c-Fos和pERK蛋白在各实验组中的变化一致。尽管低血压，尤其是姿势运动时压力感受器对RVLM区Glu的释放中所起的作用比前庭感受器重要。但是，急性低血压时RVLM区中Glu和ASP释放增加与前庭感受器有关已经得到公认。当发生低血压、姿势改变时可以激活前庭感受器，姿势改变引起的直立性低血压与前庭系统有关。

综上所述，SNP引起的急性低血压可引起RVLM区Glu和ASP的释放增加。尽管压力感受器的传入在急性低血压时RVLM区兴奋性递质Glu和ASP的释放中起主要作用，但是前庭传入在维持血压，尤其是姿势改变时血压的维持同样也起重要作用。但是在RVLM区除兴奋性氨基酸外，还存在抑制性氨基酸，这些抑制性氨基酸在前庭性血压调控中的作用还有待进一步研究。

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