孤束核P2X受體在急性缺氧中的作用

摘要：目的：探討孤束核（Nucleus of the solitary tract，NTS）P2X受體在急性低氧中的作用。方法：采用微量注射方法，在NTS處分別微量注射P2X受體的激動劑三磷酸腺苷（ATP）和阻斷劑磷酸吡哆醛（PPADS），觀察這些藥物對急性低氧呼吸的影響。結(jié)果：在NTS處微量注射ATP增強了急性低氧呼吸頻率，微量注射PPADS部分阻斷了ATP對低氧通氣的興奮效應(yīng)。結(jié)論：NTS處P2X受體對急性低氧通氣反應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)作用。

關(guān)鍵詞：孤束核 P2X受體 呼吸

【中圖分類號】R4 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1008-1879(2012)02-0008-01

ATP早已被證實是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)。ATP-P2X介導(dǎo)的嘌呤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是缺氧呼吸中樞網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分^［1］。缺氧對呼吸的刺激作用主要是通過外周化學(xué)感受器介導(dǎo)，其發(fā)射弧的重要組成部分之一孤束核位于腦干。已有研究表明，孤束核中P2X受體亞型參與慢性間歇性缺氧的呼吸調(diào)節(jié)。但是ATP-P2X介導(dǎo)的嘌呤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是否參與家兔急性缺氧呼吸調(diào)節(jié)，目前都未見報道。本實驗通過向家兔NTS注射P2X受體激動劑和阻斷劑，觀察實驗動物低氧環(huán)境下呼吸變化，初步探討孤束核P2X受體在急性缺氧中的作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及藥品。成年健康青紫藍家兔20只，由山東大學(xué)實驗動物中心提供。P2X受體激動劑ATP、P2X受體阻斷劑磷酸吡哆醛( PPADS)，均購買于美國Sigma公司。以上藥品均由1.9:1的人工腦脊液和二甲基亞砜溶解稀釋至所需濃度。

1.2 動物模型。烏拉坦麻醉(1 g／kg，iv．)，經(jīng)氣管插管接呼吸機進行人工通氣。股動脈插管檢測動脈壓。動物頭部以俯臥位固定于立體定向儀(Narishige SN．3型，Japan)上。暴露腦干背側(cè)面閂部及第四腦室底。分離雙側(cè)膈神經(jīng)，懸掛于雙極銀絲記錄電極。

1.3 實驗分組。實驗動物隨機分組四組，每組5只動物。對照組在NTS注射等滲的生理鹽水溶液(pH 7.2)觀察低氧呼吸反應(yīng)；空白對照組只給予低氧刺激；ATP組在NTS微量注射P2X受體激動劑ATP后給予低氧刺激；PPADS組在NTS微量注射P2X受體拮抗劑PPADS后再微量注射ATP然后給予低氧刺激。

1.4 結(jié)果測定。膈神經(jīng)放電輸入AVB-10生物電放大器(Nihon Kohden，Japan)放大，顯示于VC.10雙線記憶示波器(NihOn Kohden，Japan)。同時導(dǎo)入PCL.6024E數(shù)據(jù)采集卡，輸入計算機后通過BioBench軟件對信號進行記錄、分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理。計量數(shù)據(jù)輸入SPSS10.0統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計處理，以mean±SD表示。統(tǒng)計方法用配對t檢驗和F檢驗，以P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果 

每組缺氧后膈神經(jīng)放電結(jié)果見表1，向NTS內(nèi)微量注射P2X受體激動劑ATP（30 nl，0.2 M）對膈神經(jīng)放電有顯著的興奮效應(yīng)。主要表現(xiàn)為膈神經(jīng)放電積分幅度增加，放電頻率加快。微量注射PPADS后，向NTS內(nèi)同一位置注射ATP30 nl，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對膈神經(jīng)放電只有微弱的興奮效應(yīng)。

3 討論

目前雖然有許多關(guān)于腦干呼吸調(diào)控的研究，但對外周化學(xué)感受性反射的中樞途徑了解的不多。NTS是位于延髓背中部位的一個縱向的結(jié)構(gòu)，這個核團已經(jīng)明確證實為外周化學(xué)感受性反射傳遞信息的中樞第一級接替站。在雙側(cè)NTS的中縫區(qū)和尾部的中間亞核是外周化學(xué)感受器傳入纖維投射最為密集的部位^［2］。由此可見外周化學(xué)感受器的傳入途徑影響到中樞呼吸神經(jīng)元。在貓從頸動脈體向腦干急性追蹤到的傳入纖維也主要分布在NTS區(qū)域^［3］，在本部分實驗中我們選擇了這個重要神經(jīng)核團為代表，研究了嘌呤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在急性低氧呼吸反應(yīng)中的作用。

對p2x受體及其亞型的報告表明^［4］，p2x受體的研究已成為當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)研究的活躍領(lǐng)域。ATP是P2X受體的內(nèi)源性激動劑，ATP分子和受體的結(jié)合位點，至今不清，有資料報道是胞外環(huán)中的Lys殘基起核苷酸結(jié)合作用，也有資料表明P2X受體可能有兩個配體結(jié)合位點^［5］。P2X受體選擇性拮抗劑主要有：蘇拉明、反應(yīng)藍、吡哆醛衍生物（PPADS）、三氮ATP^［6］。本實驗選擇了PPADS作為拮抗劑。以往研究已經(jīng)證實了在孤束核內(nèi)有P2X受體的亞型存在，且參與了慢性間歇性呼吸的調(diào)節(jié)以及呼吸節(jié)律的產(chǎn)生^［7］，但是對急性缺氧呼吸的作用不是很明確。

本次實驗研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用P2X受體內(nèi)源性激動劑ATP可以增強低氧時外周化學(xué)感受性反射的呼吸興奮效應(yīng)。而P2X受體阻斷劑PPADS可部分阻斷ATP對低氧時外周化學(xué)感受性反射的呼吸興奮效應(yīng)。這些結(jié)果說明，ATP作用于孤束核內(nèi)的神經(jīng)元，從而引起呼吸運動的變化。該結(jié)果說明在孤束核處的P2X受體參與了低氧化學(xué)因素誘導(dǎo)的反射。

雖然現(xiàn)在P2X受體參與低氧呼吸的具體調(diào)節(jié)機制不是很明確，但是對受體的研究無疑為臨床上的呼吸系統(tǒng)的疾病治療提供了有用信息。研制特異性的對P2X受體有選擇性的激動劑和拮抗劑，有望應(yīng)用與臨床治療疾病，另外對受體亞型的研究也有待進一步的開展。

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