硫化氢参对大鼠RVLM前交感神经元的影响

摘要

背景:头端延髓腹外侧区(RVLM)在交感神经张力和心血管功能调节中起关键作用。RVLM前交感神经元直接投射到脊髓交感节前神经元,使后者具有与其十分相似的放电活动,并且通过改变心交感神经和交感缩血管神经的传出活动调控心脏泵血和阻力血管的舒缩状态。大约40％前交感神经元在细胞染色学上属于C1细胞,这种细胞具有合成肾上腺素的完整酶系,并且已被确定与血压和血管张力调节密切相关。但不是所有在中枢内的C1细胞都集中在RVLM内；同时,不是所有C1细胞都与血压和血管张力有关。同样,前交感神经元也包含非C1细胞,因此不可把C1细胞简单的等同于心血管中枢。但即使不能认为前交感神经元是支配交感/心血管张力的唯一细胞,它仍然是调解这些功能的关键。有资料提示,脑供血供氧减少时RVLM前交感神经元活动增强,可能与高血压心脏病有一定的关系。 近年来,硫化氢(H2S)被认为是一种新的气体信号分子。硫化氢具有广泛的生理学和病理学功能。它可易化海马长时程增强效应(LTP),通过激活ATP依赖的钾离子通道(KATP)引起血管舒张、抑制促肾上腺皮质激素调节因子(CRF)释放。 硫化氢易溶于水和脂质,因此可以迅速穿过细胞膜。体液中,硫化氢发生两种可逆反应:H2S<->H++HS;H2S<->2H++S2-;其中H2S和HS-分别占溶液硫化物的30％和70％,而S2-的含量可忽略不计。 在许多外周组织和脑内都发现毫摩尔级硫化氢,组织中硫化氢主要为含巯基氨基酸(L-半胱氨酸,高半胱氨酸)在丙氨酸-γ-裂解酶(CSE)和丙氨酸-β-合成酶(CBS)作用下的代谢产物。由于硫化氢会迅速氧化,细胞内氧化一还原状态,氧含量,以及硫化氢的生成动态过程刀决定细胞内硫化氢含量。硫化氢产生与高半胱氨酸代谢相关,而后者与氧化应激联系。 CSE主要出现在心血管平滑肌细胞,而中枢合成硫化氢的关键酶为CBS。外周的硫化氢与一氧化氮共同作用控制血管张力,它主要通过ATP敏感钾离子通道(KATP)发挥作用,激活该通道可引起细胞超极化和电压依赖性钙通道(VDCC)关闭,从而导致平滑肌舒张。但是,硫化氢对中枢神经细胞的影响尚未见报道。 因此,研究硫化氢在对RVLM内前交感神经元的影响是富有意义的。实验主要通过多管电极比较前交感神经元在电泳硫氢化钠前后放电频率的变化研究硫氢化钠对其影响。之后通过组织染色验证RVLM区域内是否存在CBS,研究该区域存在内源性硫化氢的可能性。 虽然在中枢低氧感受器的问题上仍然存在争议。但RVLM区域内前交感神经元确实具有一些对低氧敏感的特性。孤束核神经元接受颈动脉体和呼吸中枢的传入纤维,然后对RⅥM区域产生单突触联系,这个环路赋予某些前交感神经元呼吸节律,并且构成RVLM参与低氧反射的基础结构。即使去除大鼠颈动脉体的传入神经,低氧也可增加膈神经放电和增加交感神经输出,引起通气反应和血压升高。 低氧环境下,动物的RVLM内C1细胞高度表达低氧诱导因子1-α(HIF1-α)和酪氨酸羟化酶,而且即使去除颈动脉体神经也不能削弱该反应。这说明C1细胞可能具有低氧敏感性。另外,在氰化钠模拟局部缺氧的离体实验中观察到RVLM内某些神经元放电频率增加。 由于实验室前期工作提示硫化氢可能参与了颈动脉体低氧反应的过程。因为在离体实验中,硫化氢可以增加颈动脉体在低氧环境下的放电频率并缩短潜伏期。因而在实验的第二部分初步研究了用硫代硫酸钠模拟低氧环境下前交感神经元放电变化。 目的: 1.对前交感神经元电泳硫化氢供体硫氢化钠,观察放电频率的改变。 2、通过免疫组织化学方法,观察RVLM区域是否具有CBS表达。 3、对前交感神经元电泳硫代硫酸钠,用于模拟局部低氧,观察放电频率的改变。 材料与方法: 1.试验采用SD大鼠,用1％戊巴比妥(50mg/kg)麻醉大鼠后依次进行气管插管,双侧股静脉插管和右侧动脉插管。监视血压和心电图,持续输注维库溴铵维持肌松,施行人工通气,并将大鼠头部固定在立体定向仪上。随后,去除大部分枕骨和小部分顶骨,吸除大部分小脑,暴露延髓。实验半小时静脉推注戊巴比妥维持麻醉。 2.制作微电极,充入电极液,然后固定于定向仪上。连接电信号放大器和多管微电泳仪。将电极移动到RVLM区域上方的延髓表面,然后在立体定位仪的引导下插入电极。 3.寻找前交感神经元,对其鉴定后电泳硫氢化钠和硫代硫酸钠,观察放电改变。 结果: 1.在硫氢化钠对前交感神经元影响的实验中共有39个RVLM内的神经元,包括20个前交感神经元和19个非前交感神经元。观察20个前交感神经元微电泳硫氢化钠30s引起的放电频率变化,发现所有前交感神元都可在适当的电泳电流下兴奋。给与-30nA,-60nA和-90n电流后,分别有20,21,19个细胞被兴奋。其中包括前交感神经元19,20和18个。 2.硫氢化钠可引起前交感神经元放电频率双相变化,这三次电泳分别有9,11,13个细胞放电具有先增加后抑制的明显变化。 3.在19个非前交感神经元的放电频率记录中发现11个被硫氢化钠抑制,8个对硫氢化钠没有明显反应。无一例被硫氢化钠兴奋3.在组织化学研究中,向包含RVLM部位的切片上加入CBS特异性抗体作为一抗,结果表明神经元临近部位被染色。 4.在硫代硫酸钠前交感神经元影响的实验中纪录38个RVLM内的神经元,包括20前交感神经元和18个非前交感神经元。以-60nA、-90nA和-120nA电泳时,分别有25,27和25个神经元放电增加。其中前交感神经元个数分别是19,20,19。 结论: 1.硫氢化钠对前交感神经元具有先兴奋后抑制的双重作用。 2.RVLM神经元比邻部位存在CBS。因而该区域可能存在内源性硫化氢。 3.硫代硫酸钠可以刺激前交感神经元放电。由此推论前交感神经元可能可以直接感受局部低氧刺激。

目录

论文说明：缩略词表

声明

摘要

前言

第一部分：硫化氢对大鼠RVLM内前交感神经元的影响

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、结论

第二部分：硫代硫酸钠对大鼠RVLM内前交感神经元的影响

一、材料与方法

二、结果

三、讨论

四、结论

文献综述：一氧化碳和硫化氢在颈动脉体缺氧反应中的调节作用

参考文献

致谢