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)為睡眠過程中反復出現(xiàn)上氣道塌陷，引起慢性間歇低氧(CIH)，但覺醒時并不發(fā)生。上氣道擴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)下頦舌肌肌電活動增強，睡眠時相頦舌肌肌電又受到抑制;而且神經(jīng)肌肉活動水平相同時，OSAS患者上氣道擴張肌的收縮能力下降。因此推測OSAS患者覺醒時可能存在上氣道擴張肌的中樞反應性增強。探索維持OS

2、AS患者上氣道擴張肌中樞反應性增強的機制，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。研究證實間歇低氧(IH)可以引起頦舌肌的長時程易化，而且這一作用是具有5-HT依賴性的。作為呼吸運動前神經(jīng)元的中縫核5-HT能神經(jīng)元主要分為兩大部分:位于頭側組的中縫背核(DRN)和正中中縫核;以及位于尾側組的中縫大核（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、舌下運動神經(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表達水平會發(fā)生改變，而且RMg5-HT能神經(jīng)元僅在持續(xù)低氧環(huán)境下對呼吸系統(tǒng)起調節(jié)作用。那么，IH是否會引起頦舌肌的中樞反應性增強呢？如果會，那么IH引起的頦舌肌中樞反應性增強作用是否與DRN及RMg5-HT能神經(jīng)元相關呢？目前尚無報道，需要進一步的研究來證實。
　　如果DRN及RMg5-HT能神經(jīng)元參與頦舌肌中樞反應性的調控;那么5-HT能神經(jīng)元是

4、通過哪種方式進行調節(jié)頦舌肌中樞反應性的昵？眾所周知，5-HT需要通過與其相應的受體結合才能起到不同的調節(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TASK-1電流均被抑制，但是TASK-1不能直接感受機體

5、內氧的變化，而需要膜蛋白對其進行介導。5-HT能神經(jīng)元細胞膜上同時存在TASK-1與NADPH氧化酶4(NOX-4)，而且低氧對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通道蛋白表達水平的改變來調控IH時頦舌肌的中樞反應性。
　　經(jīng)顱磁刺激(TMS)技術可以用來探討頦舌肌的

6、中樞調控通路。對于特定的肌群，其大腦皮質調控通路可以通過TMS引出的運動誘發(fā)電位的潛伏期和幅度來描述。王瑋等學者通過對頦舌肌運動皮質區(qū)進行TMS，證實了OSAS患者清醒時存在頦舌肌的中樞反應性增強作用。
　　目的：
　　本課題旨在通過建立IH大鼠模型、頦舌肌運動皮質區(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免疫組化等技術探討IH對頦舌肌中樞反應性的影響，以及引起這一改變的介導機

7、制。
　　材料與方法：
　　一、DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元對CIH大鼠頦舌肌中樞調控的影響
　　建立CIH大鼠模型，CIH為8小時/天，共計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;實驗總時長為8周。對照組大鼠置于常氧環(huán)境中8周作對照。參考以往文獻進行大鼠DRN或RMg核團定位，實驗組大鼠分別給予anti-SERT-SAP（0.1μl,1μM）特定神經(jīng)核區(qū)域微量注射，相應對照組給予同等劑量的人工腦脊液(A

8、CSF)作為對照。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動皮質區(qū)TMS反應潛伏期及幅度變化。
　　二、DRN和RMg5-HT1A受體對IH大鼠頦舌肌中樞反應性的影響
　　分別建立急性間歇低氧(AIH)和CIH大鼠模型，AIH組間歇低氧時長為1小時，CIH組間歇低氧時長為4周。參考以往文獻進行大鼠DRN或RMg核團定位后，各實驗組分別給予5-HT1A受體激動劑8

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

10、行頦舌肌運動皮質區(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果的差異及其與頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應的相關性。
　　結果：
　　一、DRN和RMg5-HT能神經(jīng)元對CIH大鼠頦舌肌中樞調控的影響
　　1、CIH可以引起大鼠頦舌肌運動皮質區(qū)反應性的增高;包括頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應潛伏期的縮短和/或幅度的增加

11、(P＜0.05);
　　2、在CIH時及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反應性的增加(P＜0.05);而只有在CIH時，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IH大鼠頦舌肌中樞反應性的影響
　　1、與常氧組比較，AIH組大鼠頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應的潛伏期縮短(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受體激動劑后均可引起頦舌肌中樞反應性下降，主要表現(xiàn)為頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應潛伏期的延長(P＜0.05);而RMg區(qū)域給予5-HT1A受體激動劑后僅在AIH時可引起頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應的潛伏期延長(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受體激動劑均可引起頦舌肌運動皮質區(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受體激動劑比較，CIH后DRN區(qū)域給予5-HT1A受體激動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受體激動劑對大鼠頦舌肌運動皮質區(qū)TMS反應的潛伏期和幅度無影響(P＞0.05)。
　　三、CIH時DRN和RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達水平的變化及其與頦舌肌中樞調控的關系
　　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表達水平增加(P＜0.05);而CIH后各指標表達水平無顯著性差異。
　　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動皮質區(qū)TMS反應的潛伏期存在負相關關系(P＜0.05);潛伏期越短，代表著頦舌肌的中樞反應性越強。因此，這一結果說明CIH大鼠DRN、RMg區(qū)域5-HT、TASK-1通道蛋白及NOX-4表達水平與頦舌肌的中樞反應性存在正相關關系。

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