利用安培法實時記錄心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放及遞質(zhì)釋放機制的研究.pdf

1、目的和方法:心臟受交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)雙重支配，在生理狀態(tài)下二者的張力保持動態(tài)平衡，對心臟電生理和泵功能發(fā)揮關(guān)鍵性調(diào)控作用。自主神經(jīng)特別是交感神經(jīng)分布和功能紊亂可能導(dǎo)致心律失常。因此，對交感神經(jīng)傳出沖動和遞質(zhì)釋放活動及其調(diào)控機制的研究一直是心臟學(xué)領(lǐng)域的重要課題。本實驗首次采用恒壓安培法在組織切片水平和整體水平對心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放進行了實時記錄，并對遞質(zhì)釋放的調(diào)控機制進行了探討。 主要結(jié)果如下： 1.恒壓安培法實時記錄心交感

2、神經(jīng)遞質(zhì)釋放技術(shù)可靠性的鑒定。在心室活組織切片上，給予80mM的高鉀刺激可得到與刺激時程相當(dāng)?shù)恼蜓趸娏?；將心室切片用利血?0.1mg/ml)孵育15分鐘后再給予高鉀刺激，得到的氧化電流信號變小，因而推測該電流信號為交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放增多引起；單獨給予腎上腺素α<,2>受體阻滯劑育亨賓(yohimbine)也可引起類似的電流；給予含育亨賓的80mM高鉀引起的電流顯著大于單獨給予高鉀刺激所引發(fā)的電流強度(8.75±3.3pA vs 17

3、.29±8.50 pA)，符合由α<,2>受體介導(dǎo)的去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)釋放的負反饋抑制機制。根據(jù)心臟分泌的在該條件下可能被氧化的物質(zhì)種類和已有NE釋放的文獻報道，我們初步斷定檢測到的氧化電流主要由NE氧化所形成，但也不排除少量未知成分。在兔在體心臟實驗部分，窒息或氮氣吸入也可引起正向氧化電流；直接電刺激星狀神經(jīng)節(jié)，在心室部位同樣記錄到了類似的氧化電流。至此我們已經(jīng)完全肯定用恒壓安培法可以實時、準確地記錄心

4、交感神經(jīng)遞質(zhì)NE的釋放。 2.金纖微電極在記錄NE釋放的同時還可檢測到心電信號。在體心臟研究部分采用改良的聚丙烯金纖微電極記錄，該電極除了克服玻璃碳纖微電極易斷的缺點外，還具有雙重記錄功能，可同時記錄到相對緩慢的遞質(zhì)氧化信號和快速的心電信號，這是本工作附帶的意外發(fā)現(xiàn)。利用該技術(shù)所記錄到的心電信號，我們得以發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)的負性變時作用強于交感神經(jīng)的正性變時作用。以20Hz、10mA持續(xù)10秒的方波刺激左側(cè)頸迷走神經(jīng)，心率由對照情況

5、的263.5次/分減少至115次/分；而以20Hz、30mA持續(xù)10秒的方波刺激左側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)，盡管有NE釋放的增加，心率只是增加到265.5次/分(n=9)。以5-30Hz(40～50Hz的刺激引起心跳驟停)方波電刺激左或右側(cè)迷走神經(jīng)時，隨著刺激頻率的增大，心率減慢的幅度也逐漸增加；在5～20Hz的范圍內(nèi)，左、右迷走神經(jīng)激活所引起的心率減慢幅度大致相當(dāng)；頻率在30Hz時，刺激右側(cè)迷走神經(jīng)使心率由268次/分降到36次/分，減慢幅度為2

6、32次/分，顯著高于刺激左側(cè)迷走神經(jīng)所引發(fā)的心率減慢幅度183次/分(n=4，p<0.05)。這些結(jié)果提示左右迷走神經(jīng)功能的不對稱性。 3.心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放調(diào)控機制的分析。我們發(fā)現(xiàn)，在體心臟上不同基礎(chǔ)狀態(tài)下刺激迷走神經(jīng)所引起的交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放變化方向不同。預(yù)先反復(fù)刺激星狀神經(jīng)節(jié)再刺激迷走神經(jīng)，記錄信號為負向電流，說明NE釋放減少；但如果直接刺激迷走神經(jīng)則可以得到正向氧化電流，說明NE釋放增多，提示迷走神經(jīng)在不同的交感張力情況

7、下對NE的釋放發(fā)揮不同的調(diào)節(jié)作用。在心室活組織切片上，乙酰甲膽堿(M型受體激動劑，methacholine，Mctl)和谷氨酸(glutamate，Glu)短時刺激均可引起心交感神經(jīng)NE釋放的增加；在無鈣溶液情況下心交感神經(jīng)NE的釋放信號小于含鈣溶液孵育時的信號，說明無鈣液時NE的釋放降低。以含鈣液洗脫交換無鈣液后，NE的釋放可以恢復(fù)到原先的水平，提示心交感神經(jīng)NE的釋放過程有鈣參與。 結(jié)論：1.本研究首次用恒壓安培法在心室活組

8、織切片和在位心臟上成功記錄到心交感神經(jīng)遞質(zhì)NE的釋放，該技術(shù)穩(wěn)定、可靠，具有較高的時間分辨率和空間分辨率。2.細胞外高鉀、窒息、氮氣吸入性缺氧及直接激活星狀神經(jīng)節(jié)均可引起心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放增多。 3.利用該技術(shù)再次證明了α<,2>腎上腺素受體介導(dǎo)NE釋放的負反饋調(diào)節(jié)機制的存在。4.在體心臟情況下，迷走神經(jīng)對心交感神經(jīng)遞質(zhì)的釋放具有雙向調(diào)節(jié)作用：交感張力高(預(yù)先反復(fù)電刺激星狀神經(jīng)節(jié))時，刺激迷走神經(jīng)可抑制NE的釋放；而交感張力低(不刺激星

9、狀神經(jīng)節(jié))時，刺激迷走神經(jīng)增強NE的釋放。但在離體心片，低濃度到高濃度(0.01，0.1，lM)擬迷走神經(jīng)遞質(zhì)乙酰甲膽堿(Methacholine，Mch)均易化NE的釋放，提示迷走和交感在中樞甚或外周的相互作用對自主神經(jīng)傳出活動的影響。5.谷氨酸可能對心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放有一定調(diào)節(jié)作用。6．心交感神經(jīng)遞質(zhì)釋放過程有鈣參與，但可能并不完全依賴于鈣。7．交感神經(jīng)的正性變時作用可能弱于迷走神經(jīng)的負性變時作用。8．迷走神經(jīng)的負性變時作用在5～3