甘氨酸在新生大鼠离体延髓脑片呼吸节律性放电及呼吸神经元电活动中的作用

摘要

目的: 甘氨酸（glycine； Gly）是中枢神经系统内重要的抑制性神经递质，它在呼吸节律的产生和调节中起着重要的作用，而所有这些调节作用都是Gly与其特异性受体相互作用的结果。本研究拟通过观察Gly对新生大鼠离体延髓脑片标本面神经后核内侧区（the medial region of the nucleus retrofacialis，mNRF）呼吸节律性放电活动的影响来探讨Gly及其受体在基本节律性呼吸发生和调节中的可能作用。1）应用新生大鼠离体延髓脑片标本，记录与之相连的舌下神经呼吸节律性放电活动（respiratory thythmical discharge activity，RRDA），观察Gly及其受体特异性拮抗剂士的宁（strychnine，STR）对RRDA的影响，从而探讨Gly在节律性呼吸产生和调节中的作用。2）在新生大鼠离体延髓脑片标本上，同步记录舌下神经根和mNRF区的吸气神经元（inspiratory neurons，Ⅰ-neurons）的放电活动，观察Gly及其受体特异性拮抗剂对吸气神经元放电活动的影响，进一步探讨Gly及其受体在基本节律性呼吸发生和调节中的可能作用。 方法: 选用新生SD大鼠（0～3d），雌雄不拘。参照并改良Suzue的方法制作离体延髓脑片标本，该脑片结构中主要包含面神经后核内侧区，前包氏复合体（Pre-Botzinger Complex，PBC），腹侧呼吸组（ventral respiratory group，VRG）以及舌下神经核，并完整保留舌下神经根。用玻璃吸附电极记录舌下神经根放电作为呼吸活动的指标。1）Gly及其受体特异性拮抗剂对舌下神经根放电活动影响组：实验动物分为3小组，每小组新生大鼠6只，共18只新生大鼠。第1，2组分别单独给予Gly，Gly受体特异性拮抗剂STR；第3组分别先后给予Gly和Gly+STR，通过灌流液给药，观察给药前后不同药物对舌下神经根放电活动的影响；2）Gly及STR对吸气神经元放电活动的影响组：该组需新生大鼠5只，记录吸气神经元（inspiratory neuron，Ⅰ-neurons）的放电活动。为了记录呼吸神经元，以微操纵器固定玻璃微电极，并通过控制微推进器作延髓面神经后核内侧区细胞外记录，记录时，每次推进10μm，直到记录到与脑片舌下神经根呼吸节律性放电具有位相关系的面神经后核内侧区吸气神经元放电。待稳定记录到吸气神经元的放电活动后，先以10μmol/L Gly灌流脑片20 min，洗脱Gly，待放电基本恢复后，再以1μmol/L STR灌流20min。通过灌流液给药，观察给药前后不同药物对吸气神经元放电活动的影响。 结果: 1．Gly及其受体对延髓脑片呼吸节律性放电活动的影响：1）Gly及STR对舌下神经根RRDA的影响：单独给予10μmol/L Gly灌流，吸气时程（inspiratory time，TI）显著性缩短（t=4．741，P=0．005），放电积分幅度（integral amplitude，IA）降低（t=2．995，P=0．030）。灌流10 min时，与MKS灌流对照组比较，TI缩短21．46%，IA减少13．74%，而呼吸周期（respiratory cycle，RC）和呼气时程（expiratory time，TE）变化无统计学意义（RC，t=0．775 P=0．473； TE，t=0．683P=0．525）。单独给予1μmol/L STR灌流，RC缩短（t=4．048，P=0．010），TE缩短（t=4．082，P=0．010）。灌流10 min时，较对照组分别缩短5．93%和6．22%。而TI和IA在STR灌流过程中变化无统计学意义（TI，t=0．283 P=0．789； IA，t=1．558 P=0．180）。Gly和Gly+STR对舌下神经根RRDA的影响：单独给予10μmol/L Gly灌流20 min，IA降低，TI显著性缩短，IA缩短16．10%（P=0．014），TI缩短11．94%（P=0．028），改用10μmol/L Gly+1μmol/L STR灌流20 min，与单独使用Gly比较，IA增加13．07%（P=0．038）、TI延长16．90%（P=0．022），而TE和RC均未出现显著性变化（TE，P=0．449； RC，P=0．466）。联合应用Gly和STR，STR可阻断Gly对IA和TI的作用（IA，F=6．935 P=0．018； TI，F=6．131P=0．019），而TE和RC在整个过程中变化无统计学意义（TE，F=1．677 P=0．250；RC，F=1．613 P=0．259）。 2．Gly及其受体对延髓脑片Ⅰ-neurons放电活动的影响（即Gly和STR对Ⅰ-neurons放电活动的影响）：对照MKS灌流，给予10μmol/L Gly灌流后，吸气神经元放电的IA减少22．63%（P=0．027），TI缩短22．74%（P=0．005），但TE，RC和单位放电的峰频率（the peak discharge frequency，PFn）变化均无统计学意义（TE，P=0．068； RC，P=0．085； PFn，P=0．202）。冲洗后改灌1μmol/L STR，与对照相比，10 min时，RC缩短5．97%（P=0．017），TE缩短5．68%（P=0．021），而TI，IA和PFn变化均无统计学意义（TI，P=0．095； IA，P=0．07； PFn，P=0．452）。 结论: 以上结果提示，在新生大鼠离体延髓脑片标本上：1）Gly对基本节律性呼吸起抑制作用；2）Gly通过其受体对节律性呼吸活动进行调节，Gly受体被激活后，IA降低，TI缩短；3）Gly对吸气神经元活动具有抑制作用，使吸气神经元放电活动的TI缩短，IA降低；4）Gly对呼吸的抑制作用可能是主要通过抑制吸气性神经元的放电活动而实现的。

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文摘

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论文说明：中英对照缩略词表

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前言

第一部分 甘氨酸对新生大鼠离体延髓脑片舌下神经根呼吸节律性放电活动的影响

材料与方法

结 果

第二部分 甘氨酸对面神经后核内侧区吸气神经元放电活动的影响

材料和方法

结 果

讨论

结论

参考文献

综述甘氨酸在呼吸节律产生中的作用

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致谢

统计学证明