內(nèi)毒素對(duì)新生大鼠延髓呼吸中樞神經(jīng)元ATP敏感鉀通道的影響及其機(jī)制研究.pdf

1、膿毒癥并發(fā)的多器官損傷中，肺臟常常是最多受累的器官。自主呼吸頻率增快是膿毒癥肺損傷的典型表現(xiàn)，通常被認(rèn)為是急性缺氧導(dǎo)致的肺和機(jī)體的代償反應(yīng)。而膿毒癥時(shí)內(nèi)毒素對(duì)呼吸中樞的直接影響及其機(jī)制如何呢?目前尚不清楚。為此，我們?cè)诰哂凶灾骱粑?jié)律的大鼠延髓腦片，研究脂多糖(LPS，內(nèi)毒素的致病成分)對(duì)中樞性呼吸活動(dòng)的影響。結(jié)果表明應(yīng)用0.5μg/ml LPS灌洗，均可引起進(jìn)行性的呼吸頻率和強(qiáng)度的抑制；應(yīng)用5μg/ml LPS灌洗，出現(xiàn)了早期的頻率增

2、快，及其后的頻率和強(qiáng)度的抑制效應(yīng)。LPS所致的這種抑制反應(yīng)可以被一氧化氮合酶抑制劑(Nω-Nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride，L-NAME20μM)和ATP敏感鉀通道抑制劑(格列苯脲100μM)所逆轉(zhuǎn)。這些證據(jù)表明，呼吸中樞直接暴露于LPS會(huì)發(fā)生中樞源性的呼吸反應(yīng)，一氧化氮和ATP敏感鉀通道參與了其呼吸抑制反應(yīng)的發(fā)生。上述結(jié)果證實(shí)了膿毒癥中LPS所介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)直接影響了中樞性呼吸

3、活動(dòng)，一氧化氮合酶和ATP敏感鉀通道或許可以成為治療呼吸功能障礙的潛在靶點(diǎn)。
　　 背景:
　　 呼吸活動(dòng)是指包括延髓呼吸節(jié)律的產(chǎn)生、節(jié)律神經(jīng)元到運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮的傳導(dǎo)、呼吸運(yùn)動(dòng)神經(jīng)對(duì)呼吸肌的調(diào)控等一系列的生理過程。延髓的節(jié)律中心在其進(jìn)程中占中心地位，并得到機(jī)體來自外周和中樞的機(jī)械和化學(xué)感受器的調(diào)控。膿毒癥并發(fā)的多器官損傷中，肺臟常常是最多受累的器官。自主呼吸過快、過強(qiáng)是膿毒癥肺損傷的典型臨床表現(xiàn)，其機(jī)制通常被認(rèn)為是急性缺

4、氧所導(dǎo)致的機(jī)體代償表現(xiàn)：在肺部，炎性介質(zhì)的大量堆積、微血栓形成和血管內(nèi)皮損傷，引起血管通透性增加，形成肺間質(zhì)水腫，阻礙氧在肺部的彌散，導(dǎo)致機(jī)體缺氧；頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器在缺氧時(shí)受到刺激，沖動(dòng)傳入延髓，反射性地引起呼吸加快加深。
　　 大量膿毒癥腦病的研究已很好地說明了許多腦區(qū)的病理生理改變，大量炎癥因子表達(dá)增多：如一氧化氮(NO)、前列腺素和許多細(xì)胞因子。其中一氧化氮和前列腺素被發(fā)現(xiàn)無論生理或病理情況下都可改變中樞性呼吸活動(dòng)的頻率

5、和強(qiáng)度。因此，膿毒癥呼吸活動(dòng)的改變可以被看作是中樞和外周的整體病理變化的結(jié)果。然而，對(duì)于膿毒癥所致神經(jīng)炎癥反應(yīng)是否對(duì)呼吸中樞直接影響及其機(jī)制的研究，目前報(bào)道甚少。膿毒癥時(shí)血腦屏障(BBB)遭到結(jié)構(gòu)和功能性破壞，細(xì)菌毒素可能直接入腦，通過神經(jīng)炎癥反應(yīng)直接影響呼吸頻率和強(qiáng)度。為了排除外周的干擾，應(yīng)用具有自主呼吸節(jié)律的大鼠離體延髓腦片直接暴露于LPS進(jìn)行研究，可能更能說明膿毒癥時(shí)內(nèi)毒素對(duì)呼吸中樞的直接影響。
　　 目的:
　　

6、 本研究通過觀察脂多糖(LPS)對(duì)新生大鼠離體延髓腦片呼吸中樞呼吸活動(dòng)的直接作用，觀察ATP敏感鉀通道(KATP)抑制劑和一氧化氮合酶(NOS)抑制劑對(duì)LPS所致呼吸抑制作用的影響，從而研究內(nèi)毒素對(duì)呼吸中樞神經(jīng)元KATP的作用機(jī)制，探討膿毒癥時(shí)內(nèi)毒素對(duì)呼吸中樞的直接作用機(jī)制。
　　 方法:
　　 1.制備有呼吸的新生大鼠離體延髓腦片；
　　 2.LPS灌洗離體延髓腦片(兩個(gè)濃度：0.5 or5μg/ml；兩種灌洗

7、時(shí)間：持續(xù)灌洗或只灌洗30分鐘)，利用電生理學(xué)技術(shù)，記錄其腦片舌下神經(jīng)根呼吸節(jié)律放電活動(dòng)的變化；
　　 3.LPS灌洗的延髓腦片出現(xiàn)明顯呼吸抑制后，分別加用KATP抑制劑(格列苯脲,100μM)或NOS抑制劑(L-NAME,20μM)灌洗，記錄其腦片舌下神經(jīng)根呼吸節(jié)律放電活動(dòng)的變化。
　　 結(jié)果：
　　 1.LPS對(duì)新生大鼠離體延髓腦片呼吸中樞呼吸活動(dòng)的影響
　　 呼吸中樞直接暴露于LPS最終會(huì)發(fā)生中樞源

8、性的呼吸抑制反應(yīng)(無論濃度大小、連續(xù)灌洗或灌洗30min)∶0.5μg/ml LPS應(yīng)用30分鐘或持續(xù)應(yīng)用，均可引起進(jìn)行性、不可逆的呼吸抑制，有些腦片在60分鐘至數(shù)小時(shí)不等的時(shí)間內(nèi)(實(shí)驗(yàn)最長觀察時(shí)間4h)呼吸節(jié)律消失；5μg/ml LPS應(yīng)用30分鐘或持續(xù)應(yīng)用，也可引起類似的呼吸抑制，但部分腦片會(huì)在10分鐘左右開始出現(xiàn)暫時(shí)呼吸興奮期，大多持續(xù)10-30分鐘，少數(shù)腦片可持續(xù)達(dá)3小時(shí)。
　　 2.KATP抑制劑(格列苯脲)和NOS抑

9、制劑(L-NAME)分別逆轉(zhuǎn)LPS所致延髓腦片中樞源性呼吸抑制反應(yīng)的效應(yīng)
　　 格列苯脲劑量依賴性的逆轉(zhuǎn)了LPS所致中樞源性呼吸抑制的反應(yīng)。共27個(gè)腦片在LPS灌洗120min或當(dāng)呼吸節(jié)律完全消失后，應(yīng)用KATP抑制劑格列苯脲(10μM21個(gè)、100μM6個(gè))10min。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：10μM格列苯脲的應(yīng)用對(duì)LPS所致呼吸抑制反應(yīng)的影響甚微，而100μM格列苯脲的應(yīng)用對(duì)LPS灌洗腦片的影響，無論呼吸頻率、峰值、時(shí)程還是面積都得到了明

10、顯的可重復(fù)性的逆轉(zhuǎn)。
　　 L-NAME完全逆轉(zhuǎn)了LPS所致中樞源性呼吸頻率和強(qiáng)度的抑制反應(yīng)。共6個(gè)腦片在LPS灌洗(5μg/m1)120min或當(dāng)呼吸節(jié)律完全消失后，應(yīng)用NOS抑制劑L-NAME(20μM)10min。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在所有的六個(gè)腦片其LPS所致的呼吸抑制(頻率、峰值、時(shí)程和面積)都被L-NAME完全性可重復(fù)性的逆轉(zhuǎn)。
　　 結(jié)論:
　　 LPS(無論大小劑量、無論作用時(shí)間長短)可導(dǎo)致呼吸中樞發(fā)生中樞