5-羥色胺對心肺迷走神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元突觸傳入的調(diào)節(jié)作用.pdf

1、5-羥色胺(serotonin or 5-hydroxytryptamine,5-HT)是一種小分子吲哚胺化合物,廣泛分布于外周組織和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,作為血管活性物質(zhì)或神經(jīng)遞質(zhì)在痛覺調(diào)制、睡眠、內(nèi)分泌功能、心血管功能、呼吸功能以及精神活動等多方面發(fā)揮重要作用。腦內(nèi)5-HT能神經(jīng)元胞體主要集中在低位腦干中線附近的中縫核群(中縫蒼白核,中縫隱核,中縫大核),通過中縫核群發(fā)出的纖維下行支配脊髓,上行支配前腦和腦干的廣大區(qū)域,同時還可通過腦脊液

2、到達其他腦區(qū)發(fā)揮廣泛作用。近年來大量在體動物實驗研究表明5-HT參與心血管與呼吸活動的反射性調(diào)節(jié),并有多種5-HT受體亞型(5-HT1,5-HT2,5-HT3,5-HT4,5-HT7)參與。在中樞阻斷5-HT1A受體或5-HT7受體可以減弱心肺反射引起的心動過緩;在孤束核(nucleus tractus solitarius,NTS),不同5-HT2受體亞型有不同作用,其中5-HT2B受體起興奮作用而5-HT2C起抑制作用。但是具體的神

3、經(jīng)反射通路及作用機制目前還不甚清楚。以往的研究主要采用解剖學(xué)和在體電生理研究的方法,采用膜片鉗技術(shù)在突觸水平研究5-HT對心肺迷走神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元的調(diào)節(jié)作用有可能在突觸水平闡明5-HT對心血管與呼吸功能反射性調(diào)節(jié)的部分機制。
　　 以往對心肺迷走神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元的膜片鉗研究主要關(guān)注的是心迷走節(jié)前神經(jīng)元[cardiac vagal(parasympathetic)preganglionic neurons,CVPNs],其中樞定位及突

4、觸支配和調(diào)制的研究已經(jīng)取得了一定的成果,而對肺迷走神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元突觸支配及調(diào)制的研究則開展得很少。因此,本論文的研究目的分為三部分:一,研究5-HT對CVPNs突觸支配的調(diào)節(jié)作用。二,研究呼吸道副交感節(jié)前神經(jīng)元[airway-related parasympathetic(vagal)preganglionic neurons,APPNs]在中樞的解剖定位及電生理特性。三,研究5-HT對APPNs突觸支配的調(diào)節(jié)作用。
　　 本實

5、驗以2-6天SD大鼠為研究對象,先用熒光染料逆行標記目的神經(jīng)元,在離體延髓腦片上采用全細胞膜片鉗模式對神經(jīng)元進行研究。結(jié)果和結(jié)論如下:
　　 一、5-HT1A/7受體激動劑8-OH-DPAT顯著抑制CVPNs的自發(fā)性GABA能和甘氨酸能抑制性突觸后電流(spontaneous inhibitory postsynaptic currents,sIPSCs)的頻率和幅度,顯著抑制刺激NTS引起的GABA能突觸后電流,而對微小的GA

6、BA能和甘氨酸能抑制性突觸后電流(miniature inhibitory postsynaptic currents,mIPSCs)、外源性GABA和外源性甘氨酸引起的突觸后電流及自發(fā)的谷氨酸能興奮性突觸后電流(spontaneous excitatory postsynaptic currents,sEPSCs)均沒有明顯作用。這些結(jié)果提示5-HT1A/7受體激動劑通過突觸前機制抑制GABA能和甘氨酸能突觸傳入間接興奮CVPNs。這

7、可能是5-HT參與心迷走神經(jīng)反射調(diào)控的機制之一。
　　 二、通過喉返神經(jīng)標記的APPNs均位于疑核致密部,而通過氣管壁標記的APPNs位于疑核致密部或疑核腹側(cè)/腹外側(cè)。位于疑核致密部的APPNs主要接受抑制性GABA能和甘氨酸能突觸傳入,其中部分神經(jīng)元這些抑制性突觸傳入在吸氣期間增加,而在另外部分神經(jīng)元減少;位于疑核腹側(cè)/腹外側(cè)的APPNs除了接受抑制性GABA能和甘氨酸能突觸傳入外,還接受興奮性谷氨酸能突觸傳入,部分神經(jīng)元在吸

8、氣時抑制性突觸傳入增加從而被抑制,而另外部分神經(jīng)元在吸氣時興奮性突觸傳入增加從而被興奮。吸氣時抑制性突觸傳入增加提示這些神經(jīng)元在吸氣期被抑制,在功能上可能是與呼氣或后吸氣相關(guān)的,而吸氣時抑制性突觸傳入減少或興奮性突觸傳入增加提示這些神經(jīng)元在吸氣期興奮,在功能上可能是與吸氣相關(guān)的。這些結(jié)果表明支配呼吸道不同節(jié)段的副交感節(jié)前神經(jīng)元在中樞的定位及功能是分離的。
　　 此外,我們采用消除細胞跨膜電化學(xué)梯度的方法,在單個吸氣性呼吸道副交感

9、節(jié)前神經(jīng)元(inspiratory airway-related parasympathetic preganglionic neurons,I-APPNs)上成功記錄到了電突觸電流(gap junction currents,GJCs),并且這些GJCs與呼吸活動是密切相關(guān)的。這個結(jié)果提示電突觸存在于.APPNs中,并且可能在呼吸中樞神經(jīng)元電活動的同步性中起重要作用。這種記錄方法可用于快速探測具有自發(fā)活動的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的GJCs。