DRN和RMg 5-羥色胺能神經(jīng)元在間歇低氧大鼠頦舌肌中樞調(diào)控中的作用.pdf

1、阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)主要表現(xiàn)為睡眠過程中反復(fù)出現(xiàn)上氣道塌陷，引起慢性間歇低氧(CIH)，但覺醒時(shí)并不發(fā)生。上氣道擴(kuò)張肌的收縮是決定上氣道塌陷與否的重要力量，而上氣道擴(kuò)張肌以頦舌肌為典型代表。與健康成年人相比，OSAS患者清醒狀態(tài)下頦舌肌肌電活動(dòng)增強(qiáng)，睡眠時(shí)相頦舌肌肌電又受到抑制;而且神經(jīng)肌肉活動(dòng)水平相同時(shí)，OSAS患者上氣道擴(kuò)張肌的收縮能力下降。因此推測OSAS患者覺醒時(shí)可能存在上氣道擴(kuò)張肌的中樞反應(yīng)性增強(qiáng)。探索維持OS

2、AS患者上氣道擴(kuò)張肌中樞反應(yīng)性增強(qiáng)的機(jī)制，有助于尋找OSAS藥物治療的新思路。
　　中樞5-羥色胺（5-HT）系統(tǒng)的改變與上氣道塌陷有關(guān)。研究證實(shí)間歇低氧(IH)可以引起頦舌肌的長時(shí)程易化，而且這一作用是具有5-HT依賴性的。作為呼吸運(yùn)動(dòng)前神經(jīng)元的中縫核5-HT能神經(jīng)元主要分為兩大部分:位于頭側(cè)組的中縫背核(DRN)和正中中縫核;以及位于尾側(cè)組的中縫大核（RMg）、中縫隱核、中縫蒼白核和位于RMg附近的錐體旁區(qū)。DRN和RMg均與

3、舌下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存在解剖聯(lián)系。以往研究顯示持續(xù)低氧的情況下，DRN和RMg區(qū)域5-HT表達(dá)水平會(huì)發(fā)生改變，而且RMg5-HT能神經(jīng)元僅在持續(xù)低氧環(huán)境下對(duì)呼吸系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用。那么，IH是否會(huì)引起頦舌肌的中樞反應(yīng)性增強(qiáng)呢？如果會(huì)，那么IH引起的頦舌肌中樞反應(yīng)性增強(qiáng)作用是否與DRN及RMg5-HT能神經(jīng)元相關(guān)呢？目前尚無報(bào)道，需要進(jìn)一步的研究來證實(shí)。
　　如果DRN及RMg5-HT能神經(jīng)元參與頦舌肌中樞反應(yīng)性的調(diào)控;那么5-HT能神經(jīng)元是

4、通過哪種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)頦舌肌中樞反應(yīng)性的昵？眾所周知，5-HT需要通過與其相應(yīng)的受體結(jié)合才能起到不同的調(diào)節(jié)作用。DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元突觸前膜廣泛分布5-HT1A受體，而且主要起到抑制5-HT能神經(jīng)元興奮性的作用。另外，DRN、RMg5-HT能神經(jīng)元細(xì)胞膜上存在背景性漏鉀通道—TASK-1通道。TASK-1通道電流的抑制可使神經(jīng)元興奮性增加。盡管給予低氧或者外源性5-HT時(shí)TASK-1電流均被抑制，但是TASK-1不能直接感受機(jī)體

5、內(nèi)氧的變化，而需要膜蛋白對(duì)其進(jìn)行介導(dǎo)。5-HT能神經(jīng)元細(xì)胞膜上同時(shí)存在TASK-1與NADPH氧化酶4(NOX-4)，而且低氧對(duì)TASK-1的抑制作用同樣可以通過NOX-4以及NADPH氧化酶抑制劑消除。因此提示:DRN、RMg5-HT能神經(jīng)元很可能是通過5-HT合成水平的變化、不同的5-HT受體類型以及NOX-4與TASK-1通道蛋白表達(dá)水平的改變來調(diào)控IH時(shí)頦舌肌的中樞反應(yīng)性。
　　經(jīng)顱磁刺激(TMS)技術(shù)可以用來探討頦舌肌的

6、中樞調(diào)控通路。對(duì)于特定的肌群，其大腦皮質(zhì)調(diào)控通路可以通過TMS引出的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的潛伏期和幅度來描述。王瑋等學(xué)者通過對(duì)頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)進(jìn)行TMS，證實(shí)了OSAS患者清醒時(shí)存在頦舌肌的中樞反應(yīng)性增強(qiáng)作用。
　　目的：
　　本課題旨在通過建立IH大鼠模型、頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS、大鼠大腦立體定位以及DRN、RMg核區(qū)5-HT、TASK-1通道蛋白和NOX-4免疫組化等技術(shù)探討IH對(duì)頦舌肌中樞反應(yīng)性的影響，以及引起這一改變的介導(dǎo)機(jī)

7、制。
　　材料與方法：
　　一、DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元對(duì)CIH大鼠頦舌肌中樞調(diào)控的影響
　　建立CIH大鼠模型，CIH為8小時(shí)/天，共計(jì)4周;間歇低氧完成后將大鼠繼續(xù)在常氧環(huán)境中飼養(yǎng)4周;實(shí)驗(yàn)總時(shí)長為8周。對(duì)照組大鼠置于常氧環(huán)境中8周作對(duì)照。參考以往文獻(xiàn)進(jìn)行大鼠DRN或RMg核團(tuán)定位，實(shí)驗(yàn)組大鼠分別給予anti-SERT-SAP（0.1μl,1μM）特定神經(jīng)核區(qū)域微量注射，相應(yīng)對(duì)照組給予同等劑量的人工腦脊液(A

8、CSF)作為對(duì)照。在CIH的第0、1、7、14、21、28天以及CIH后的第1、7、14、21、28天比較各組大鼠頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)潛伏期及幅度變化。
　　二、DRN和RMg5-HT1A受體對(duì)IH大鼠頦舌肌中樞反應(yīng)性的影響
　　分別建立急性間歇低氧(AIH)和CIH大鼠模型，AIH組間歇低氧時(shí)長為1小時(shí)，CIH組間歇低氧時(shí)長為4周。參考以往文獻(xiàn)進(jìn)行大鼠DRN或RMg核團(tuán)定位后，各實(shí)驗(yàn)組分別給予5-HT1A受體激動(dòng)劑8

9、-OH-DPAT，濃度為0.1mM;對(duì)照組給予相同劑量的ACSF作為對(duì)照。在間歇低氧的不同時(shí)點(diǎn)觀察各組大鼠頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的潛伏期和幅度變化。
　　三、CIH時(shí)DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達(dá)水平的變化及其與頦舌肌中樞調(diào)控的關(guān)系
　　建立CIH大鼠模型。CIH為8小時(shí)/天，共計(jì)4周;CIH后將大鼠繼續(xù)在常氧環(huán)境中飼養(yǎng)4周。對(duì)照組大鼠置于常氧環(huán)境中作對(duì)照。在CIH時(shí)和CIH后不同時(shí)間點(diǎn)

10、行頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS，隨后處死6只大鼠留取大鼠腦干DRN和RMg區(qū)域，用于DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白和NOX-4的免疫組化。比較各組大鼠免疫組化結(jié)果的差異及其與頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　一、DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元對(duì)CIH大鼠頦舌肌中樞調(diào)控的影響
　　1、CIH可以引起大鼠頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)反應(yīng)性的增高;包括頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)潛伏期的縮短和/或幅度的增加

11、(P＜0.05);
　　2、在CIH時(shí)及CIH后，損傷DRN5-HT能神經(jīng)元均可以顯著減弱IH引起的頦舌肌TMS反應(yīng)性的增加(P＜0.05);而只有在CIH時(shí)，損傷RMg5-HT能神經(jīng)元具有類似的作用（P＜0.05）。
　　二、DRN和RMg5-HT1A受體對(duì)IH大鼠頦舌肌中樞反應(yīng)性的影響
　　1、與常氧組比較，AIH組大鼠頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的潛伏期縮短(P＜0.05)。
　　2、與單純常氧組比較，在常氧

12、環(huán)境和AIH環(huán)境中大鼠DRN區(qū)域給予5-HTIA受體激動(dòng)劑后均可引起頦舌肌中樞反應(yīng)性下降，主要表現(xiàn)為頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)潛伏期的延長(P＜0.05);而RMg區(qū)域給予5-HT1A受體激動(dòng)劑后僅在AIH時(shí)可引起頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的潛伏期延長(P＜0.05)。
　　3、與單純常氧組比較，在常氧環(huán)境和CIH后，DRN區(qū)域給予5-HT1A受體激動(dòng)劑均可引起頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS潛伏期延長(P＜0.05);而與常氧環(huán)境下DRN

13、區(qū)域給予5-HT1A受體激動(dòng)劑比較，CIH后DRN區(qū)域給予5-HT1A受體激動(dòng)劑僅能起到部分抑制作用(P＜0.05)。CIH后RMg區(qū)域微量注射5-HT1A受體激動(dòng)劑對(duì)大鼠頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的潛伏期和幅度無影響(P＞0.05)。
　　三、CIH時(shí)DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達(dá)水平的變化及其與頦舌肌中樞調(diào)控的關(guān)系
　　1、與常氧組比較，各CIH組大鼠DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK

14、-1及NOX-4表達(dá)水平增加(P＜0.05);而CIH后各指標(biāo)表達(dá)水平無顯著性差異。
　　2、CIH引起的大鼠DRN及RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4的平均光密度值與頦舌肌運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)TMS反應(yīng)的潛伏期存在負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜0.05);潛伏期越短，代表著頦舌肌的中樞反應(yīng)性越強(qiáng)。因此，這一結(jié)果說明CIH大鼠DRN、RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達(dá)水平與頦舌肌的中樞反應(yīng)性存在正相關(guān)關(guān)系。

15、　　結(jié)論：
　　1、AIH和CIH均可以引起頦舌肌的中樞反應(yīng)性增強(qiáng)。
　　2、AIH和CIH時(shí)，DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元均參與調(diào)控頦舌肌的中樞反應(yīng)性;而脫離IH環(huán)境后RMg5-HT能神經(jīng)元對(duì)頦舌肌的中樞反應(yīng)性無明顯作用。IH時(shí)，DRN、RMg5-HT1A受體在參與頦舌肌的中樞調(diào)控中起抑制作用。
　　3、CIH時(shí)，DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達(dá)水平的升高與CIH引起的頦舌肌中樞反應(yīng)