破壞前庭器官對壓力感受性反射敏感性的影響

蘭 艷，姜 憲，2，楊彥召，李麗威，金 婧，金元哲＊

（1．延邊大學(xué)醫(yī)學(xué)院 生理學(xué)與病理生理學(xué)教研部，長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 延吉133000；2．延邊大學(xué)附屬醫(yī)院 耳鼻咽喉科，吉林 延吉133000；3．首爾國立大學(xué)校 醫(yī)科大學(xué) 病理學(xué)教研室，韓國 首爾110－799）

前庭系統(tǒng)由前庭感受器、前庭神經(jīng)、前庭核群和相應(yīng)的投射通路所組成。在體內(nèi)主要參與前庭－眼球反射、前庭－脊髓反射和前庭－內(nèi)臟放射［1］。在前庭－內(nèi)臟反射中，前庭系統(tǒng)對心血管活動(dòng)的影響已成為近年來研究的熱點(diǎn)內(nèi)容［2，3］。美國科學(xué)家 Doba和Reis首次報(bào)道［4］，前庭系統(tǒng)參與直立性低血壓的調(diào)節(jié)。在人和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，給予前庭系統(tǒng)電刺激或其它形式的刺激均能引起交感神經(jīng)系統(tǒng)活性的增強(qiáng)［5］。許多研究已經(jīng)證實(shí)，不依賴于壓力反射的前庭交感神經(jīng)反射通路存在于不同的物種中［6］。

眾所周知，壓力感受性反射是動(dòng)物調(diào)節(jié)血壓的重要的神經(jīng)反饋機(jī)制。Yates等［7］認(rèn)為，來自外周前庭器官的信號經(jīng)前庭神經(jīng)核（vestibular nucleus，VN）后可能通過心血管調(diào)控的經(jīng)典途徑－壓力感受性反射來影響血壓。但是其詳細(xì)的中樞途徑尚不清楚。壓力反射敏感性（baroreflex sensitivity，BRS）是血壓變化導(dǎo)致反射性心率變化敏感程度的一種指標(biāo)，能較好地反映血壓變化所引起的心血管自主神經(jīng)的功能狀態(tài)。

本實(shí)驗(yàn)室的前期研究發(fā)現(xiàn)，硝普鈉（Sodium nitroprusside，SNP）誘發(fā)的急性低血壓導(dǎo)致VN區(qū)谷氨酸含量和c－Fos表達(dá)增加，而這些作用被破壞外周前庭器官所消除［8，9］。這些結(jié)果提示，SNP誘發(fā)的急性低血壓通過外周前庭感受器官影響VN區(qū)神經(jīng)元的活動(dòng)。但是前庭神經(jīng)系統(tǒng)是否參與繼發(fā)性血壓調(diào)節(jié)，前庭系統(tǒng)和壓力感受性反射之間的相關(guān)性等尚不清楚。

本實(shí)驗(yàn)觀察了破壞雙側(cè)外周前庭器官和減壓反射對壓力感受性反射敏感性的影響，借以探討前庭器官與壓力感受性反射的關(guān)系。

1 材料與方法

1．1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 實(shí)驗(yàn)選用清潔級雄性大鼠40只，體重220－250g，由吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng) 物 科 提 供 ［許 可 證 號 碼：SCXK（吉）－2011－0004］。將大鼠隨機(jī)分為正常組（Normal group）（n＝8）、假手術(shù)組（Sham group）（n＝16）和手術(shù)組（n＝16）。手術(shù)組和假手術(shù)組又進(jìn)一步分為BL組和SAD組。

1．2 雙側(cè)迷路破壞 大鼠10%水合氯醛（300mg／kg）腹腔注射麻醉，取側(cè)俯臥位，將對氨基苯胂酸鹽（Sigma公司產(chǎn)品，用0．3mol／L 碳酸鈉溶液配成100mg／m1）溶液0．3ml從雙側(cè)外耳穿透鼓膜注入中耳，放入脫脂棉球填塞，動(dòng)物仰臥位頭部放低，使藥物持續(xù)緩慢吸收。模型制備48小時(shí)后用于實(shí)驗(yàn)，假手術(shù)組注射等量生理鹽水。

1．3 壓力感受器去除 大鼠10%水合氯醛（300 mg／kg）腹腔注射麻醉，取仰臥位，做頸部正中切口，小心剝離頸部的血管和肌肉，分離雙側(cè)主動(dòng)脈神經(jīng)并予以切斷。精心剝離和暴露頸動(dòng)脈竇區(qū)后，用10%的苯酚溶液涂擦局部，以清除該區(qū)的竇神經(jīng)，縫合切口。模型制備24小時(shí)后用于實(shí)驗(yàn)，假手術(shù)組在同樣條件下施行手術(shù)，只暴露神經(jīng)但不分離與切斷。

1．4 壓力感受性反射的誘發(fā)及敏感性的測定 大鼠用10%水合氯醛（300mg／kg）腹腔注射麻醉，經(jīng)股靜脈插入灌有生理鹽水的聚乙烯管，用于靜脈給藥；股動(dòng)脈內(nèi)插入灌有肝素鈉溶液（50U／ml）的導(dǎo)管連接于壓力換能器，并連接到RM6240生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，記錄動(dòng)脈血壓和心率。3min內(nèi)通過股靜脈灌流 PE（15μg／kg／min）和 SNP （15μg／kg／min）來誘發(fā)壓力感受性反射。實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)給予PE和SNP靜脈灌注，在3min內(nèi)分別使血壓增高和降低30－40mmHg。兩次給藥間隔至少30min，使動(dòng)物血壓回到給藥前水平并穩(wěn)定一段時(shí)間后再進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。參照Smyth方法［10］，以壓力感受性反射前后的心率與平均動(dòng)脈壓變化值之比（△HR／△MAP，單位bpm／mmHg）作為衡量此反射敏感性的指標(biāo)。

1．5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)用mean±SEM表示，用SPSS 11．5統(tǒng)計(jì)軟件，統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用單因素方差分析，以P＜0．05定為有顯著性差異。

2 結(jié)果

2．1 BL和SAD后大鼠行為學(xué)表現(xiàn)

大鼠雙側(cè)迷路破壞后，主要表現(xiàn)為行為慌張、站立不穩(wěn)等體征。壓力感受器去除大鼠活動(dòng)減少，攝食、攝水減少，而且死亡率較高，可達(dá)50%左右。

2．2 脈灌流PE和SNP對血壓和心率的影響

正常大鼠誘發(fā)壓力感受性發(fā)射前的平均動(dòng)脈壓（mean arterial pressure，MAP）為 97．69±6．10 mmHg，心率為409．22±5．69次／min。靜脈注射PE后MAP迅速上升。在給藥的第1、2和3min內(nèi)比基礎(chǔ)值分別上升33．12±3．16mmHg、26．27±2．88mmHg和22．47±2．87mmHg，具有顯著性差異（P＜0．05，圖1A）；而心率則分別下降43．64±8．39次／min、67．31±7．16次／min、46．00±9．19次／min（P＜0．05，圖1A）。但是在靜脈灌注SNP時(shí)，MAP明顯降低，在給藥的3分鐘內(nèi)分別比對照值下降38．18±10．80mmHg、38．34±5．44mmHg和26．96±4．52mmHg；HR則分別上升為41．22±7．84次／min，53．83±6．96次／min和44．72±5．16次／min，與給藥前相比均有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05，圖1A，圖1B）。不過在給靜脈灌注生理鹽水時(shí)，對MAP和HR無明顯影響（P＞0．05，圖1A，圖1B）。

圖1 靜脈灌流PE和SNP對△MAP（A）和 △HR（B）的影響

2．3 BL對壓力感受性反射敏感性的影響

雙側(cè)迷路破壞48h后，股靜脈注射PE和SNP對壓力感受性反射敏感性的影響如圖2所示。給予PE時(shí)，正常組BRS為－2．77± 0．76bpm／mmHg，BL組BRS為－2．75±0．54bpm／mmHg，假手術(shù)組為－2．71±0．53bpm／mmHg。BL組和假手術(shù)組與正常組比較均無明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05，圖2A）。表明BL并不影響PE所誘發(fā)的血壓升高時(shí)的壓力感受性反射。但是靜脈灌注SNP后，BL組BRS（－0．57±0．04）與正常組（－1．23±0．14）相比明顯降低（P＜0．05；圖2B），假手術(shù)組（－1．14±0．12）正常組比較無明顯變化（P＞0．05，圖2B）。這一結(jié)果提示，BL可能參與SNP誘發(fā)的急性低血壓時(shí)的壓力感受性反射的調(diào)節(jié)。

圖2 BL對壓力感受性反射敏感性的影響

2．4 SAD對壓力感受性反射敏感性的影響

壓力感受性反射去除后，靜脈注射PE使血壓急劇增高時(shí)，心率也隨之增高，故BRS變?yōu)檎担?．48±0．59），與正常組（－2．77±0．76）比較有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05；圖3A）。但是假手術(shù)組與正常組比較無明顯差別（P＞0．05，圖3A）。靜脈給予SNP誘發(fā)急性低血壓時(shí)，SAD組大鼠心率并沒有隨著血壓的降低而降低，但是心率增高的幅度變小，故BRS明顯小于正常組（－0．18±0．03vs－1．23±0．14，P＜0．05；圖3B）。同樣，假手術(shù)組與正常組比較無明顯差別（P＞0．05，圖3B）。這些結(jié)果提示，SAD后大鼠不能調(diào)節(jié)由PE所誘發(fā)的血壓升高，而對SNP所誘發(fā)的血壓下降調(diào)節(jié)能力減弱。

圖3 SAD對壓力感受性反射敏感性的影響

3 討論

本實(shí)驗(yàn)通過破壞雙側(cè)迷路，阻斷外周前庭器官的傳入和切斷竇弓神經(jīng)，破壞壓力感受性反射的傳入神經(jīng)，觀察了靜脈灌流PE和SNP引起血壓增高和血壓降低誘發(fā)壓力感受性反射時(shí)，對壓力感受性反射敏感性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，（1）BL不影響PE所誘發(fā)的壓力感受性反射敏感性，但是使SNP所誘發(fā)的壓力感受性反射敏感性降低；（2）SAD后大鼠失去調(diào)節(jié)PE所誘發(fā)的血壓增高的能力，而減弱對SNP所誘發(fā)的血壓降低的調(diào)節(jié)能力。

大量研究表明［11，12］，前庭系統(tǒng)參與空間體位改變過程中血壓的調(diào)節(jié)。Doba等首次明確提出前庭系統(tǒng)在姿勢改變過程中心血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)中起重要作用［4］。例如，當(dāng)人體由平臥位轉(zhuǎn)向直立體位時(shí)，受重力影響血液流向身體下部，使得機(jī)體回心血量和心輸出量減少。而此時(shí)血壓的穩(wěn)定除主要靠壓力感受性反射這一人體內(nèi)重要的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制外，這種姿勢變化所引起的血壓變化也可刺激前庭器官來參與血壓的調(diào)節(jié)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，壓力感受器去除后，刺激前庭所引起的交感神經(jīng)活動(dòng)的變化會(huì)引起血壓和特殊血管床血流量的改變［13］。在本實(shí)驗(yàn)中，BL使SNP所誘發(fā)的壓力感受性反射敏感性降低，但不影響PE所誘發(fā)的壓力感受性反射敏感性。SAD對PE所誘發(fā)的壓力感受性反射失去調(diào)節(jié)能力，但是并不能完全消除由SNP所誘發(fā)的壓力反射的調(diào)節(jié)。這些結(jié)果表明，外周前庭器官參與血壓的調(diào)節(jié)，尤其是急性低血壓時(shí)的調(diào)節(jié)。Ray［14］指出，前庭－交感反射通路獨(dú)立存在于壓力感受性反射之外。然而，具體的反射通路還不清楚。

壓力感受性反射是機(jī)體維持血壓穩(wěn)定的最重要的調(diào)節(jié)機(jī)制。其基本過程是，當(dāng)血壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈弓壓力感受器的傳入神經(jīng)經(jīng)孤束核（solitary tract nucleus，STN）后，到達(dá) RVLM 區(qū)抑制交感神經(jīng)的緊張性活動(dòng)。同時(shí)又通過迷走神經(jīng)背核和疑核，提高心迷走神經(jīng)的緊張性活動(dòng)。我室前期研究已表明，破壞外周前庭器官可以使灌流SNP時(shí)，VN 區(qū) 谷 氨 酸 含 量 和 c－Fos表 達(dá) 減 少［8，9］。 因此，我們推論，外周前庭可能通過前庭神經(jīng)核與壓力感受性反射共同參與血壓的調(diào)節(jié)。然而，前庭系統(tǒng)對血壓的調(diào)節(jié)所通過的前庭－交感反射通路與壓力感受性反射通路之間有何具體聯(lián)系，有待進(jìn)一步研究。

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