内皮素-1对心脏右侧星状神经节功能和活性的影响∗

赖燕秋 王振亚 周振 周丽平 孟冠南 余锂镭 江洪

内皮素-1(ET-1)是一种具有强烈缩血管作用的物质,主要由血管内皮细胞合成并分泌。在正常生理状态下ET-1的血浆浓度极低,然而当机体在缺氧、缺血等病理状态下时,血浆ET-1水平会显著增高[1]。研究发现,下丘脑室旁核(PVN)中ET-1水平的增加会激活中枢交感神经,导致心脏交感神经传入反射的增强[2]。右侧星状神经节(RSG)是交感神经系统支配心脏的重要组成部分,其发出的节后神经纤维直接支配心脏并参与心脏生理功能的调节[3]。RSG的过度激活是诱发不适当性窦性心动过速(inappropriate sinus tachycardia,IST)的重要环节[4]。因此,笔者推测ET-1可能通过激活RSG在IST的发生与发展中起到重要作用。本研究中,笔者将适量ET-1局部注入RSG中,观察其对RSG功能和神经活性的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组及处理 本实验过程经武汉大学动物实验伦理委员会审核并批准。12只健康雄性成年犬(18～22 kg)来自武汉大学人民医院动物中心,被随机均分为ET-1组(n＝6)和对照组(n＝6)。所有犬均用3%戊巴比妥钠静脉麻醉(30 mg/kg),并每小时追加3%戊巴比妥钠2 mg·kg－1以维持麻醉状态。在通风环境下行气管插管并连接呼吸机。开通右侧股动静脉通道,经右侧股静脉持续滴入生理盐水;经左侧股动脉置入鞘管,连接压力换能器监测血压。于犬的四肢表面分别贴上电极片,用于实时监测体表标准心电图。所有信号均接入多导电生理系统(Lead7000,锦江电子,成都,四川)监测生命体征。

1.2 ET-1注射及生理盐水注射 将ET-1(Enzo-Biochem,Inc.,纽约,美国)溶解于0.9%生理盐水中使其浓度为0.15μmol/ml,并储存于－20℃备用。于犬右侧胸第三、四肋之间行开胸术,暴露RSG,解剖学位置见图1。于直视下向RSG中缓慢注射ET-1溶液或生理盐水。ET-1组向RSG中注射0.1 ml ET-1(0.15μmol/ml),而向对照组RSG内注射等量0.9%生理盐水。

图1 犬右侧开胸直视图

1.3 RSG功能测定 将一根刺激导线(直径0.1 mm)一端连于Grass刺激仪(Grass-S88,Grass Instruments,Quincy,MA),另一端放置于RSG表面。在RSG不同部位发放15 V的高频电刺激(HFS:频率为20 Hz,脉宽为0.1 ms)30 s,随后观察刺激RSG不同部位时的窦性心律(SR)改变(图2)。将刺激时SR改变最大的点作为固定刺激导线的位点[5]。在基础状态和局部微注射30 min后分别记录用不同电压(5、10、15、20 V)刺激RSG引起的SR变化,以最大SR改变反应RSG的功能。

图2 RSG刺激前后犬的体表Ⅱ导联心电图示意图

1.4 RSG神经活性测定 将3个涂钨微电极并列固定于轻型固定器上,同时调整微电极的尖端使其之间的距离约为2～3 mm,并插入RSG中以接触神经元。电极的另一端连接Power Lab神经活性记录仪(8/35,AD Instruments,Australia)。在基础状态和局部RSG微注射30 min后分别记录RSG神经活性,持续1 min。最后使用labChart Pro软件对RSG神经节的放电频率和振幅进行分析[6]。

1.5 数据统计处理 本实验所有计量资料均用平均值±标准差表示。统计学分析使用Graphpad5.0系统进行处理。采用独立样本t检验或配对t检验对组间或组内的差异进行比较。将差异有显著性定义为P＜0.05。

2 结果

2.1 两组RSG功能的比较 与基础状态相比,ET-1组注射ET-1 30 min后HFS刺激RSG所引起的最大SR改变显著增强(P＜0.05),而对照组注射生理盐水30 min后最大SR改变未见明显变化(P＞0.05)。干预30 min后,ET-1组最大SR改变显著高于对照组(P＜0.05)。见表1。

表1 两组在不同水平刺激电压下基础状态和ET-1干预30 min后的最大心率变化幅度/%

2.2 两组RSG神经活性的比较 与基础状态相比,ET-1组中注射ET-1 30 min后RSG神经元放电频率和振幅均显著增加(P＜0.05),而对照组注射生理盐水30 min后RSG的神经活性频率和振幅均无明显改变(P＞0.05)。干预30 min后,ET-1组RSG神经活性显著高于对照组(P＜0.05)。见图3与表2。

图3 RSG神经活性的典型图

表2 两组干预对RSG神经放电频率和振幅的影响

3 讨论

Fujiki等[7]通过对单侧星状神经节阻滞术后心率变异性的分析证实了自主神经支配窦房结主要是通过RSG实现的。笔者前期研究也发现刺激RSG可增强窦房结的电活动,引起窦性心率加快[8]。这些研究均提示RSG与窦性心律紧密相关。Zhou等[4]通过对RSG与右前神经节丛之间的神经节间纤维进行高频电刺激,在动物身上模拟出了IST的表现,提示过度的RSG交感活性输出可能与IST密切相关。

大量研究表明,ET-1与交感神经系统作用密切[2,9]。Chen等[2]将一定量外源性ET-1注入PVN中发现,ET-1可通过激活PVN中的ETA受体增强心脏交感神经传入反射与肾脏交感神经活性。此外,ET-1在心脏交感神经的生长与发育过程中起到关键作用,它能够介导心脏交感神经的轴突生长及其在心脏表面的分布[10]。以上结果提示,ET-1的增加与心脏交感神经活性的增高密切相关。

本研究显示,ET-1可显著增强RSG的功能,而且在体神经活性记录进一步表明RSG神经活性被显著激活。提示ET-1可能通过直接调节RSG的活性从而参与IST的发生与发展。