膈下迷走神經(jīng)信息傳導中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機制

膈下迷走神經(jīng)信息傳導中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機制

外源微生物感染后，免疫信息迅速傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生一系列反應。免疫信息向中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳遞的途徑是近幾年研究的熱點,已有研究發(fā)現(xiàn)免疫信息通過腦血管內(nèi)皮細胞上載體介導的可飽和的運輸方式通過血腦屏障,進入腦組織,還可通過缺乏血腦屏障的室周器官(CVOs)進入腦組織,亦可通過誘導次級介質(zhì)的產(chǎn)生,將免疫信息傳遞到腦組織。近年研究發(fā)現(xiàn)迷走神經(jīng)在免疫信息向腦傳遞過程中有作用,并進行了初步研究。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革蘭氏陰性細菌細胞壁的主要成分,進入機體可以作為非特異免疫刺激物質(zhì)刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生炎性細胞因子,同時可以引起發(fā)熱、厭食等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。LPS是一種公認的外源性致熱源,給實驗動物注入LPS后引起發(fā)熱,是研究免疫系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)信息交流的很好模型。本文以膈下迷走神經(jīng)切斷為動物模型觀察外周LPS引起發(fā)熱和下丘腦室旁核神經(jīng)元的放電頻率的改變,探討外周LPS信息是否可以通過迷走神經(jīng)向腦組織傳遞。1材料和方法1.1主試劑LPS購自Sigma公司,來自大腸桿菌血清型055:B5,批號122H4025。1.2試驗分組及方法Wistar大鼠,雄性,體重250～300g,由白求恩醫(yī)科大學實驗動物部提供。動物隨機分組,以迷走神經(jīng)切斷并給予LPS組為實驗組,相應設(shè)三個對照組,包括假手術(shù)生理鹽水組,迷走神經(jīng)切斷生理鹽水組,假手術(shù)LPS組。迷走神經(jīng)切斷的實驗方法為用戊巴比妥鈉(50mg/kg)將大鼠麻醉后,在上腹部剪開皮膚及腹膜,切斷迷走神經(jīng)在膈下的腹干和背干,并進行幽門成形術(shù)。假手術(shù)的方法為:麻醉后切開上腹部皮膚及腹膜,然后縫合。各組分別于術(shù)后14d給予LPS0.5ml(25μg/kg)或生理鹽水腹腔注射。1.3體溫和體溫變化動物于上午8～12點測定體溫。方法是將大鼠置于特制固定架上,用ST-1數(shù)字體溫計測定,將體溫計探頭經(jīng)肛門插入直腸內(nèi)6cm,并固定于尾跟部,待動物體溫基本穩(wěn)定后測定體溫,然后于給藥后60min和80min再次測定體溫,以60min和80min時體溫的值減去基礎(chǔ)體溫為體溫變化值ΔT。1.4正常大鼠和材料將正常大鼠和膈下迷走神經(jīng)切斷后14d的大鼠用10%水合氯醛(400mg/kgi.p)將動物麻醉,行氣管插管術(shù),使動物在整個實驗過程中處于淺麻狀態(tài),實驗在室溫為21℃～22℃、光線柔和的條件下進行。大鼠麻醉后固定于腦立體定位儀上。參照K¨onig和Klippel圖譜,下丘腦室旁核定位為前囟后1.8cm,旁0.7cm,深7.0～7.4cm。用鉆頭在顱骨相應部位鉆孔,打開顱骨和硬腦膜。玻璃微電極尖端直徑為1～3μm,內(nèi)充以2%旁胺天藍,在生理鹽水中電極電阻為10～30mΩ。安上玻璃微電極,用微電極推進器將玻璃微電極插入PVN,PVN單位放電用VC-10示波器觀察,同時輸入磁帶記錄儀存儲。分別記錄正常大鼠和膈下迷走神經(jīng)切斷的大鼠給藥前后PVN單位放電。實驗后將磁帶記錄儀儲存的信號輸入微機進行序列密度的處理,繪制直方圖。1.5統(tǒng)計分析實驗結(jié)果以均數(shù)±標準差(ˉx±s)表示,用t檢驗進行組間比較。2結(jié)果2.1大鼠前骨溫變化值膈下迷走神經(jīng)切斷后明顯地抑制了LPS所致的大鼠發(fā)熱,給予LPS后60min和80min時,實驗組大鼠肛溫變化值與假手術(shù)LPS組相比明顯降低,兩時間點兩組分別相比有明顯差異,P<0.05;與膈下迷走神經(jīng)切斷對照組相比明顯增高,P<0.05。假手術(shù)LPS組大鼠肛溫變化值與假手術(shù)對照組相比明顯增高,在60min和80min兩時間點相比兩組有極顯著差異,P<0.01。迷走神經(jīng)對照組大鼠肛溫的變化值與假手術(shù)對照組相比無明顯差異(P>0.05,表1)。2.2對lps放電頻率的影響假手術(shù)對照組大鼠7只,共記錄到11個單位放電,給LPS后,其中8個單位放電頻率增加,表現(xiàn)為3～5min放電頻率有變化,15～25min放電頻率增加最多,40min后開始恢復。2個放電頻率降低,1個無反應。圖1是其中一只放電頻率增加的正常大鼠給LPS前后放電頻率變化的序列密度處理圖。膈下迷走神經(jīng)切斷對照組大鼠3只,共記錄6個到單位放電,給LPS后,其中5個單位放電頻率無變化,1個放電頻率降低。圖2是其中一只放電頻率無明顯變化的膈下迷走神經(jīng)切斷大鼠給LPS前后放電頻率變化的序列密度處理圖。3整合液外迷走神經(jīng)斷裂斷面系對抗發(fā)熱的影響脂多糖是革蘭氏陰性細菌細胞壁的主要成分,進入機體可以作為非特異免疫刺激物質(zhì)刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生炎性細胞因子,同時可以引起發(fā)熱、厭食等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。LPS是一種公認的外源性致熱源,給實驗動物注入LPS后引起發(fā)熱,是研究免疫系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)信息交流的很好模型。本實驗觀察到LPS腹腔注射能引起動物發(fā)熱,膈下迷走神經(jīng)切斷抑制了大鼠發(fā)熱,推測原因可能有以下幾點:第一,膈下迷走神經(jīng)切斷可能減少了外周LPS信息向腦組織傳遞。第二,膈下迷走神經(jīng)切斷可能引起發(fā)熱中樞反應性下降。第三,膈下迷走神經(jīng)切斷可能激活了抗發(fā)熱機制。有學者研究發(fā)現(xiàn),膈下迷走神經(jīng)切斷對擬腎上腺素物質(zhì)引起的發(fā)熱無影響,對PEG腦室內(nèi)注射引起的發(fā)熱也無影響,因此排除了后兩種觀點,本文通過觀察膈下迷走神經(jīng)切斷后下丘腦神經(jīng)元放電頻率的變化去證實第一種觀點的正確性。本實驗觀察到LPS使正常大鼠下丘腦室旁核神經(jīng)元放電頻率增加,而膈下迷走神經(jīng)切斷大鼠LPS給入后下丘腦室旁核神經(jīng)元放電頻率無明顯變化。說明膈下迷走神經(jīng)切斷抑制了LPS引起的下