论文摘要
背景、目的和方法心脏受交感神经和迷走神经双重支配，在生理状态下二者的张力保持动态平衡，对心脏电生理和泵功能发挥关键性调控作用。自主神经特别是交感神经分布和功能紊乱可能导致心律失常。因此，对交感神经传出冲动和递质释放活动及其调控机制的研究一直是心脏学领域的重要课题。本实验首次采用恒压安培法在组织切片水平和整体水平对心交感神经递质释放进行了实时记录，并对递质释放的调控机制进行了探讨。主要结果如下：1．恒压安培法实时记录心交感神经递质释放技术可靠性的鉴定。在心室活组织切片上，给予80mM的高钾刺激可得到与刺激时程相当的正向氧化电流；将心室切片用利血平（0.1mg／ml）孵育15分钟后再给予高钾刺激，得到的氧化电流信号变小，因而推测该电流信号为交感神经递质释放增多引起；单独给予肾上腺素α2受体阻滞剂育亨宾（yohimbine）也可引起类似的电流；给予含育亨宾的80mM高钾引起的电流显著大于单独给予高钾刺激所引发的电流强度（8.75±3.3pA vs 17.29±8.50 pA），符合由α2受体介导的去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）释放的负反馈抑制机制。根据心脏分泌的在该条件下可能被氧化的物质种类和已有NE释放的文献报道，我们初步断定检测到的氧化电流主要由NE氧化所形成，但也不排除少量未知成分。在兔在体心脏实验部分，窒息或氮气吸入也可引起正向氧化电流；直接电刺激星状神经节，在心室部位同样记录到了类似的氧化电流。至此我们已经完全肯定用恒压安培法可以实时、准确地记录心交感神经递质NE的释放。2．金纤微电极在记录NE释放的同时还可检测到心电信号。在体心脏研究部分采用改良的聚丙烯金纤微电极记录，该电极除了克服玻璃碳纤微电极易断的缺点外，还具有双重记录功能，可同时记录到相对缓慢的递质氧化信号和快速的心电信号，这是本工作附带的意外发现。利用该技术所记录到的心电信号，我们得以发现，迷走神经的负性变时作用强于交感神经的正性变时作用。以20Hz、10mA持续10秒的方波刺激左侧颈迷走神经，心率由对照情况的263.5次／分减少至115次／分；而以20Hz、30mA持续10秒的方波刺激左侧星状神经节，尽管有NE释放的增加，心率只是增加到265.5次／分。以5-30Hz（40～50Hz的刺激引起心跳骤停）方波电刺激左或右侧迷走神经时，随着刺激频率的增大，心率减慢的幅度也逐渐增加；在5～20Hz的范围内，左、右迷走神经激活所引起的心率减慢幅度大致相当；频率在30Hz时，右侧迷走神经刺激引发的心率减慢幅度（232次／分）显著高于左侧迷走神经（183次／分）（p＜0.05）。这些结果提示左右迷走神经功能的不对称性。3．心交感神经递质释放调控机制的分析。我们发现，在体心脏上不同基础状态下刺激迷走神经所引起的交感神经递质释放变化方向不同。预先反复刺激星状神经节再刺激迷走神经，记录信号为负向电流，说明NE释放减少；但如果直接刺激迷走神经则可以得到正向氧化电流，说明NE释放增多，提示迷走神经在不同的交感张力情况下对NE的释放发挥不同的调节作用。在心室活组织切片上，乙酰甲胆碱（M型受体激动剂，methacholine，Mch）和谷氨酸（glutamate，Glu）短时刺激均可引起心交感神经NE释放的增加；在无钙溶液情况下心交感神经NE的释放信号小于含钙溶液孵育时的信号，说明无钙液时NE的释放降低。以含钙液洗脱交换无钙液后，NE的释放可以恢复到原先的水平，提示心交感神经NE的释放过程有钙参与。结论：1．本研究首次用恒压安培法在心室活组织切片和在位心脏上成功记录到心交感神经递质NE的释放，该技术稳定、可靠，具有较高的时间分辨率和空间分辨率。2．细胞外高钾、窒息、氮气吸入性缺氧及直接激活星状神经节均可引起心交感神经递质释放增多。3．利用该技术再次证明了α2肾上腺素受体介导NE释放的负反馈调节机制的存在。4．在体心脏情况下，迷走神经对心交感神经递质的释放具有双向调节作用：交感张力高（预先反复电刺激星状神经节）时，刺激迷走神经可抑制NE的释放；而交感张力低（不刺激星状神经节）时，刺激迷走神经增强NE的释放。但在离体心片，低浓度到高浓度（0.01，0.1，1M）拟迷走神经递质乙酰甲胆碱（Methacholine，Mch）均易化NE的释放，提示迷走和交感在中枢甚或外周的相互作用，以及心脏感觉神经传入冲动对自主神经传出活动的影响。5．谷氨酸可能对心交感神经递质释放有一定调节作用。6．心交感神经递质释放过程有钙参与，但可能并不完全依赖于钙。7．交感神经的正性变时作用可能弱于迷走神经的负性变时作用。8．迷走神经的负性变时作用在5～30Hz的刺激迷走神经频率范围内呈频率依赖性，随着刺激频率的增大，迷走的负性变时作用越来越明显，刺激频率超过40Hz时易引起心脏骤停。左、右迷走神经对心率的调控均存在这种特性。9．高频（30Hz）刺激右侧迷走神经刺激时的负性变时作用大于高频刺激左侧迷走神经的负性变时作用，说明左、右迷走神经在一定的传出频率情况下，呈现出左、右不对称的负性变时作用。
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