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1、生理學報 Acta Physiologica Sinica, April 25, 2006, 58 (2): 177-182177研究論文急性低血壓對前庭神經(jīng)內側核區(qū)谷氨酸和牛磺酸含量的影響于海玲1，安 英2，邴艷華2，金清華2，崔 勛2，金元哲2,*延邊大學醫(yī)學院1藥理學教研室；2生理學教研室，延吉133000摘 要：本實驗用腦部微量透析法和高效液相色譜法觀察急性失血誘發(fā)大鼠低血壓時前庭神經(jīng)內側核(medial vestibularnucleus, MVN)內氨基酸類神經(jīng)遞質谷氨酸(glutamate, Glu)和?；撬?taurine, Tau)含量的變化，以了解MVN內這些氨基酸類遞質是

2、否參與血壓的調節(jié)。實驗觀察到，正常血壓大鼠MVN內Glu和Tau濃度在透析探針植入90 min后趨于穩(wěn)定，此時Glu的平均含量為(18.96±0.27) pmol/8 l透析液，Tau的平均含量為(7.73±0.05) pmol/8 l透析液。動脈抽血1.5 ml誘發(fā)急性低血壓時，同側MVN區(qū)Glu含量增加(P<0.05)，Tau含量減少(P<0.05)。用利多卡因(lidocaine)短時阻斷前庭傳入及用化學方法永久破壞單側前庭器官后，動脈抽血1.5 ml使血壓降低30%，同側MVN內氨基酸類神經(jīng)遞質無明顯改變。結果提示，急性失血引起的低血壓可通過前庭器官影響

3、MVN的活動，該區(qū)內氨基酸類遞質可能參與這一活動的調節(jié)。關鍵詞：前庭內側核；谷氨酸；牛磺酸；低血壓中圖分類號：Q463; R338.2Changes of glutamate and taurine released in the medial vestibular nucleusfollowing acute hypotensionYU Hai-ling1, AN Ying2, BING Yan-hua2, JIN Qing-hua2, CUI Xun2, JIN Yuan-Zhe2,*1Department of Pharmacology; 2Department of Physiolog

4、y, College of Medicine, Yanbian University, Yanji 133000, ChinaAbstract: In order to understand whether some special amino acids in the medial vestibular nucleus (MVN) of rats are involved in theregulation of blood pressure, we used microdialysis technique and high performance liquid chromatography

5、(HPLC) to measure thechanges of glutamate and taurine in this central area. Acute hypotension was induced by hemorrhage from the femoral artery. It wasobserved that the basal release of glutamate and taurine in the MVN was stable about 90 min after the beginning of microdialysis. Thebasal release of

6、 glutamate was (18.96±0.27) pmol/sample (8 l), and that of taurine was (7.73±0.05) pmol/sample (8 l). Glutamaterelease increased (P<0.05) and taurine release reduced (P<0.05) in the MVN in the hemorrhage-induced acute hypotensive rats.Nevertheless, these changes were not observed in

7、the hemorrhage-induced acute hypotensive rats which were pretreated by infusing 2%lidocaine into the middle ear or 100 mg arsanilic acid into the tympanic cavity. These results suggest that the hemorrhage-induced acutehypotention can influence the activity of the neurons in the MVN by the afferent i

8、mpulses from vestibular organ, and that some specialamino acid transmitters in the MVN are involved in this process.Key words: medial vestibular nucleus; glutamate; taurine; hypotension利用汽車、船舶、飛行器等運行工具的旅行，常常伴有刺激前庭器官引起的惡心、嘔吐、眩暈、心動過速等自主神經(jīng)系統(tǒng)的反應。前庭系統(tǒng)是機體對空間位置和運動狀態(tài)的重要感受、調節(jié)系統(tǒng)。目前人們對前庭-眼動反射、前庭-脊髓反射研究較多,Recei

9、ved 2005-09-14 Accepted 2006-01-10但對前庭-內臟反射則知之甚少，而此種反射與運動病的出現(xiàn)關系密切。前庭內側核是前庭-交感反射的重要中繼站。刺激前庭器官可以影響呼吸、血壓、心率等內臟活動，反過來，血壓的變化也可影響前庭系統(tǒng)的功能。研究表明，急性低血壓使前This work was supported by the Funds for Distinguished Young Scholars of Jilin Province (No.20040109).*Corresponding author. Tel: +86-433-2660586; E-mail: y-

10、z-jin178 生理學報 Acta Physiologica Sinica, April 25, 2006, 58(2): 177-182庭傳入神經(jīng)的沖動發(fā)放增加，也可引起前庭神經(jīng)核型神經(jīng)元自發(fā)性放電活動增加，減少型神經(jīng)元自發(fā)性放電活動，且可以增加前庭神經(jīng)核c-Fos蛋白的表達1,2。現(xiàn)多數(shù)學者認為氨基酸類遞質可作為前庭神經(jīng)的傳入神經(jīng)遞質3，參與各種前庭神經(jīng)反射活動。已證明前庭-眼球反射時前庭傳入神經(jīng)中有興奮性遞質(Glu、Asp)、抑制性遞質(Gly、GABA)的存在4。但此類遞質是否參與前庭-內臟反射的研究報道甚少，其具體作用機制也不清楚。在急性低血壓時，前庭神經(jīng)通過釋放何種遞質改變前庭

11、神經(jīng)核的功能，尚未見報道。本實驗用腦部微量透析法和高效液相色譜法觀察動脈抽血誘發(fā)急性低血壓時前庭神經(jīng)內側核(medial vestibular nucleus, MVN)內興奮性氨基酸類神經(jīng)遞質Glu和抑制性氨基酸類神經(jīng)遞質?；撬?taurine, Tau)含量變化，以了解MVN的這些氨基酸類遞質是否參與血壓的調節(jié)。1 材料與方法1.1 實驗動物及手術方法 實驗選用Wistar雄性大鼠45只(250±50)g，由延邊大學醫(yī)學院實驗動物科提供。大鼠用水合氯醛(300 mg/kg)腹腔注射麻醉，行氣管插管，自主呼吸。經(jīng)左側股動脈插入動脈導管(SP-31聚乙烯導管)，用于血壓監(jiān)測和抽血誘發(fā)

12、低血壓。用微型電動鉆去除頂骨人字縫后1/2處至枕骨大孔處的顱骨，剪開硬腦膜，用吸痰器吸除部分小腦，暴露前庭區(qū)。動物頭部固定于立體腦定位儀上，參照Paxinos和Waston大鼠腦圖譜將自制的透析管插入前庭內側核(最后區(qū)向前2.93.0mm，正中線旁開0.70.8 mm，深度1.51.6 mm)。透析管參照Jin等方法5制作，其流入管為JT-10-100，流出管為JT-10-80，Teflon Tube (日本Eicom公司); 作用透析膜為醋酸纖維膜，有效長度1.0mm，外徑200 m (日本Terumo公司)。1.2 實驗分組 動物隨機分成4組，基礎釋放量測定組(n=10)，對照組(n=10

13、)，單側前庭器官傳入短時阻斷組(n=10)，單側前庭器官損傷組(n=15)。常規(guī)手術后，經(jīng)透析導管用改良林格液(mmol/L:NaCl 147, KCl 4, CaCl2 2.3; pH 6.5)以微量灌流泵(ESP-64，日本Eicom公司)灌流90 min后，再經(jīng)樣本收集器收集樣本，-80冷凍， 以備進行氨基酸含量分析。實驗結束后，動物過量麻醉處死，取腦固定于4%多聚甲醛溶液后，做50 m連續(xù)冰凍切片，中性紅染色，光鏡下進行組織學鑒定，定位不準確者不計入分析。1.3 單側前庭器官傳入短時阻斷模型制備 水合氯醛(300 mg/kg)腹腔注射麻醉后，大鼠取仰臥位，正中切開頸部皮膚，沿胸骨舌骨肌

14、左側肌間溝進行剝離，暴露左側鼓泡，用微型電動鉆在鼓泡上鉆一小孔，將管徑為0.5 mm的聚乙烯導管插入中耳，導管的另一端連接充滿利多卡因的注射器，用牙托水泥固定導管。將2%利多卡因(天津藥業(yè)焦作有限公司，批號：0402131) 1.2 ml在10 min內分5次(首次0.4 ml，以后4次各0.2 ml)勻速推入中耳內。1.4 單側前庭器官損傷(unilateral labyrinthectomy,UL)模型制備 水合氯醛(300 mg/kg)腹腔注射麻醉，大鼠取右側臥位，將對氨基苯胂酸鹽(Sigma公司產(chǎn)品，用0.3 mol/L碳酸鈉溶液配成100 mg/ml)溶液從外耳穿透鼓膜注入左側中耳6

15、,7。模型制成后2周用于實驗。1.5 誘發(fā)急性低血壓 經(jīng)股動脈抽取1.5 ml血液，以血壓下降30%左右為標準。10 min后，將抽出的血液回輸，此時動物血壓可恢復到抽血前水平。1.6 微量透析及樣本收集 用微量灌流泵向大鼠MVN區(qū)經(jīng)透析管以1.5 l/min速度灌流改良林格液90 min后，再經(jīng)樣本收集器(EFC-82，日本Eicom公司)收集樣本，每管收集10 min，收集量為15l。1.7 氨基酸含量分析 參照Jin等方法5,8配制衍生劑1溶液和衍生劑2溶液(配方如下：衍生劑1溶液：27 mg ophthaladehyde (OPA)溶于1 ml無水乙醇，加9 ml 0.1 mol/L

16、K2CO3緩沖溶液；衍生劑2溶液：2.5 ml 衍生劑1溶液加5 l 2-巰基乙醇溶液)。取收集好的樣本12 l和4 mmol/L的OPA溶液(將衍生劑2溶液用0.1 mol/L K2CO3緩沖溶液稀釋5倍) 3 l在室溫下反應2.5 min，抽取反應液10 l，經(jīng)手動進樣器(SI-300，日本Eicom公司)注入到生物活性物質微量分析系統(tǒng)。以0.5 ml/min通過高效液相分離柱(SC-5ODS，日本Eicom公司)和電化學檢測器(ECD-300，日本Eicom公司)測定樣本中Glu和Tau的含量。1.8 統(tǒng)計學處理 數(shù)據(jù)處理采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件，以利多卡因灌注或抽血前MVN區(qū)Gl

17、u和Tau釋放量的平均值作為基礎值，取每例樣本的Glu和Tau含量與基礎值的百分比。所有數(shù)據(jù)均用means±SEM表示，統(tǒng)計學處理采用單因素方差分析和團體比較于海玲等: 急性低血壓對前庭神經(jīng)內側核區(qū)谷氨酸和?；撬岷康挠绊?79t檢驗，顯著性差異水平定為P<0.05。2 結果2.1 阻斷單側外周前庭器官單側前庭器官傳入短時阻斷模型制備時，用利多卡因灌注鼓室，動物隨即出現(xiàn)左右眼球位置失衡(同側下斜而對側上斜)等前庭功能失平衡癥狀。單側前庭器官損傷模型制備時，鼓室內注射對氨基苯胂酸鹽溶液6 h后動物開始出現(xiàn)頭偏位、眼震顫和水平旋轉等姿勢反射失常癥狀。眼球震顫24 h達高峰，120

18、h基本消失；頭偏位逐漸加重，120 h后穩(wěn)定于高峰狀態(tài)；軀體水平旋轉在出現(xiàn)后逐漸增加，96 h達高峰，此后逐漸減少，168 h后基本消失。2.2 確定核團定位根據(jù)Paxinos和Waston 大鼠腦圖譜，對核團微量透析部位進行了組織學鑒定(圖1)。圖 1. 透析探針插入后留下的腦組織損傷部位標記Fig.1. Marking of brain tissue damage remained after microdialysisprobe inserted into the left-lateral MVN. illustratingmicrodialysis membrane inserted

19、location. 4V, the fourth ventricle;PrH, prepositus hypoglossal nucleus; mlf, medial longitudinalfasciculus. Neutral red staining. Scale bar, 1 mm.2.3 麻醉大鼠MVN區(qū)透析液中Glu和Tau的含量透析探針植入MVN區(qū)090 min內的透析液中Glu和Tau的含量波動較大，約90 min后趨于穩(wěn)定，此時Glu的平均含量為(18.96±0.27) pmol/8 l，Tau的平均含量為(7.73±0.05) pmol/8 l (圖2)

20、。實驗均在透析探針植入MVN內90 min后開始收集透析液。2.4 誘發(fā)急性低血壓時大鼠MVN區(qū)透析液中Glu和Tau含量的變化對照組大鼠基礎血壓平均為123.88 mmHg，股圖 2. 透析探針植入大鼠MVN區(qū)130 min內Glu和Tau的基礎釋放量變化Fig.2. Change of basal release of glutamate and taurine in the MVNafter the dialysis probe inserted 0130 min.動脈抽血1.5 ml使血壓約下降30%誘發(fā)急性低血壓時(圖3)，Glu含量明顯增加，由基礎值100%增加到117.42 %

21、(P<0.01)，而Tau含量明顯降低，由基礎值100%下降到90.15% (P<0.05)。重新回輸血液使血壓恢復對照狀態(tài)時，MVN區(qū)Glu和Tau含量也在1020 min內基本恢復到引起血壓變化前水平。圖 3. 股動脈抽血1.5 ml前后的血壓記錄Fig.3. Blood pressure recorded before and after the femoral arteryhemorrhage (1.5 ml).左側中耳內灌注2%利多卡因大鼠，前庭傳入阻斷側MVN區(qū)Glu含量明顯降低，由基礎值的100%下將到92.13% (P<0.01)，Tau含量升高，由基礎值的1

22、00%上升到105.58% (P<0.05)。以后在誘發(fā)急性低血壓時可見同側MVN區(qū)Glu含量回升(105.52%)，Tau含量回降(103.94%)，與基礎值相比無顯著性差異(P>0.05)。但Glu含量仍低于對照組誘發(fā)急性低血壓時MVN區(qū)的Glu含量(117.42%)，Tau含量仍高于對照組(90.15%)，與對照組誘發(fā)急性低血壓時MVN區(qū)Tau含量相比具有顯著性差異(P<0.01)。單側前庭器官損傷大鼠誘發(fā)急性低血壓時可見損傷側MVN內Glu (106.3%)和Tau (101.18%)含量無明顯變化，與抽血前(100%)相比無顯著性差異(P>0.05)，但與對照

23、組誘發(fā)急性低血壓時MVN區(qū)的180 生理學報 Acta Physiologica Sinica, April 25, 2006, 58(2): 177-182Glu (117.42%)和Tau (90.15%)含量相比具有顯著性差異(P<0.05, P<0.01)(圖4、5)。圖 4. 急性低血壓對大鼠MVN區(qū)透析液中Glu和Tau含量的影響Fig.4. Effects of acute hypotension on glutamate (A) and taurine(B) content in the dialysate of MVN in rats. *P<0.05, *

24、P<0.01 vsbasal level; #P<0.05, # #P<0.01 vs control group.3 討論本實驗利用微透析和高效液相色譜-電化學檢測法測定了MVN區(qū)氨基酸類遞質的含量，在開始的一段時間內有所波動，但是90 min以后趨于穩(wěn)定。Jin等8也報道，在透析探針植入90 min以后氨基酸的含量趨于穩(wěn)定。另外在實驗中，中耳注入利多卡因后動物隨即出現(xiàn)左右眼球位置失常(同側下對側上)等前庭功能失平衡癥狀。單側鼓室內注射對氨基苯胂酸鹽6 h后，動物也開始出現(xiàn)頭偏位、眼震顫和水平旋轉等姿勢圖 5. 大鼠MVN區(qū)透析液中Glu和Tau含量變化的高效液相色譜圖Fi

25、g.5. Typical HPLC-ECD chromatogram of the change ofglutamate and taurine content in the dialysate of MVN in rats. A:Control group. a, before hemorrhage; b, after hemorrhage. B:Lidocaine perfusion group. a, basal level; b, after lidocaine perfusion;c, after hemorrhage. C: Unilateral labyrinthectomy g

26、roup. a, beforehemorrhage; b, after hemorrhage.于海玲等: 急性低血壓對前庭神經(jīng)內側核區(qū)谷氨酸和?；撬岷康挠绊?81反射失平衡癥狀，與前人的工作相符6。前庭神經(jīng)核接受前庭感受器的傳入神經(jīng)沖動，并與延髓腹外側區(qū)、迷走神經(jīng)背核、孤束核等自主神經(jīng)核團形成廣泛的纖維聯(lián)系，影響自主神經(jīng)功能活動9。有文獻報道，急性低血壓可使前庭神經(jīng)的傳入沖動增加，使前庭神經(jīng)核內c-Fos蛋白表達增多，亦可使前庭內側核型神經(jīng)元自發(fā)性放電活動增加，減少型神經(jīng)元放電活動。破壞一側外周前庭器官后可使上述反應減少或消失1,2。表明急性低血壓可能通過影響前庭感受器的活動，經(jīng)前庭神經(jīng)到達

27、前庭神經(jīng)核影響自主神經(jīng)中樞活動，參與血壓的調節(jié)過程。Glu和Tau是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的氨基酸類神經(jīng)遞質，其中Glu作為興奮性遞質可引起相應神經(jīng)細胞興奮，Tau則作為抑制性遞質抑制突觸后神經(jīng)元的活動。免疫組化研究表明，前庭神經(jīng)節(jié)內存在Glu免疫反應陽性神經(jīng)元，并且在前庭神經(jīng)核內有其免疫反應陽性神經(jīng)末梢分布10。已有報道Glu參與前庭-眼球反射等前庭反射。電刺激前庭神經(jīng)時前庭神經(jīng)核內Glu濃度明顯增加，但不影響Asp、Gly、-氨基丁酸等其它氨基酸類遞質4。Park等報道3，急性低血壓可引起前庭神經(jīng)放電活動增加，此效應可被前庭神經(jīng)核內微量注射Glu NMDA型受體阻斷劑所逆轉。本實驗結果

28、表明，急性低血壓可使前庭內側核區(qū)Glu含量明顯增加，但是在單側外周前庭器官傳入阻斷后誘發(fā)急性低血壓時，阻斷側Glu含量則無明顯變化。說明在急性低血壓時Glu可能作為前庭傳入神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質，通過影響前庭神經(jīng)核的活動參與對血壓的調節(jié)過程。此外也有人報道，給側腦室和下丘腦前部減壓區(qū)微量注射Tau可產(chǎn)生劑量依賴性血壓降低。而興奮壓力感受器時，大鼠下丘腦等腦區(qū)Tau含量又增加11，說明Tau在中樞可能參與血壓的調節(jié)。Tau是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富的游離氨基酸之一，其含量僅次于Glu。Tau對Glu誘發(fā)的去極化現(xiàn)象有抑制作用，且有抗鈣超載的作用。細胞內鈣離子濃度是維持細胞正常生理功能的物質基礎，也是多種

29、受體激動后信息傳遞的中心環(huán)節(jié)。Tau能在一定程度上拮抗Glu引起的鈣離子內流，以抵抗細胞內鈣離子濃度的升高。推測Tau可能通過抑制Glu的活性來減輕Glu的神經(jīng)毒性作用12,13。我們的實驗表明，急性低血壓可使前庭內側核內Tau含量明顯降低，單側前庭器官傳入阻斷時阻斷側Tau含量則無明顯變化。根據(jù)以上結果，作者認為急性低血壓增加前庭神經(jīng)傳入沖動過程中， Glu作為興奮性神經(jīng)遞質使前庭神經(jīng)核興奮性增高，而Tau作為抑制性神經(jīng)遞質其釋放量減少使其興奮性增高。這樣可以使前庭神經(jīng)核的興奮性進一步增加，加強了前庭器官對血壓的調節(jié)作用。所以在阻斷一側外周前庭器官后，其向前庭神經(jīng)核傳入的興奮性沖動減少，故急

30、性低血壓誘導的Glu和Tau的變化減少。參 考 文 獻1Kim MS, Hyo Kim J, Kry D, Ae Choi M, Ok Choi D, GonCho B, Jin YZ, Ho Lee S, Park BR. Effects of acute hypoten-sion on expression of cFos-like protein in the vestibular nu-clei of rats. Brain Res 2003; 962(1-2): 111-121.2Park BR, Kim MS, Kim JH, Jin YZ. Effects of acute hy

31、-potension on neuronal activity in the medial vestibular nucleiof rats. Neuroreport 2001; 12(17): 3821-3824.3Park BR, Kim MS, Yee GH, Moon MJ, Kim JH, Jin YZ,Kim YS. Changes in vestibular nerve activity following acutehypotension in rats. Korean J Physiol pharmacol 2003; 7(4):85-89.4Inoue S, Yamanak

32、a T, Kita T, Nakashima T, Hosoi H.Glutamate release in the rat medial vestibular nucleus follow-ing unilateral labyrinthectomy using in vivo microdialysis.Brain Res 2003; 991(1-2): 78-83.5Jin QH, Kunitake T, Chu CP, Qiu DL, Kato K, Ishizuka Y,Kannan H. Possible involvement of nitric oxide in the cen

33、tralsalt-loading-induced cardiovascular responses in consciousrats. Brain Res 2003; 963: 224-231.6Kim MS, Ae Choi M, Ok Choi D, Lee MY, Kim KY, RheeJK, Jin YZ, Park BR. Asymmetric activation of extracellularsignal-regulated kinase 1/2 in rat vestibular nuclei by unilat-eral labyrinthectomy. Brain Res 2004; 1011: 238-242.7SunJR(孫久榮), Ye YM. Altered behaviour and expressionof Fos in rats born in hypergravity and their re-adaptation tothe normal gravity. Acta Physiol Sin (生理學報) 2001; 53(1): 61-65 (Chinese, English abstract).8Jin QH, Ueda Y, Ishizuka Y, Kunitake T, Kannan H.