李依芃,劉 敏,薛孟周*

(1.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河南開封475004;2.河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河南開封475001)

家兔動(dòng)脈血壓神經(jīng)―體液調(diào)節(jié)機(jī)制及影響因素的研究

李依芃1,劉 敏2,薛孟周2*

(1.河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河南開封475004;2.河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河南開封475001)

目的通過對(duì)家兔動(dòng)脈血壓神經(jīng)―體液調(diào)節(jié)的研究,分析其發(fā)生機(jī)制,并觀察神經(jīng)、體液因素對(duì)心血管活動(dòng)的影響。方法通過夾閉頸總動(dòng)脈、結(jié)扎剪斷一側(cè)減壓神經(jīng)、電刺激迷走神經(jīng)、同時(shí)結(jié)扎雙側(cè)迷走神經(jīng)、剪斷雙側(cè)迷走神經(jīng)、注射腎上腺素,觀察家兔動(dòng)脈血壓變化,并用RM6240多道生理信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)家兔的動(dòng)脈血壓進(jìn)行記錄。結(jié)果夾閉頸總動(dòng)脈,發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈血壓升高;結(jié)扎或剪斷一側(cè)減壓神經(jīng),刺激完整的主動(dòng)脈神經(jīng)及其中樞端均可引起血壓的下降,而刺激該神經(jīng)外周端血壓基本不變;電刺激迷走神經(jīng),血壓下降;同時(shí)結(jié)扎雙側(cè)迷走神經(jīng),動(dòng)脈血壓降低;剪斷雙側(cè)迷走神經(jīng),電刺激迷走神經(jīng)外周端,血壓下降;靜脈注射腎上腺素后,血壓降低。結(jié)論家兔的動(dòng)脈血壓是受神經(jīng)和體液共同調(diào)節(jié)的。

家兔;動(dòng)脈血壓;神經(jīng)調(diào)節(jié);體液調(diào)節(jié)

在正常生理情況下,人和高等動(dòng)物的動(dòng)脈血壓是比較穩(wěn)定的,這種相對(duì)的穩(wěn)定性是通過神經(jīng)因素和體液因素的共同調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的,神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)都是人體調(diào)節(jié)的基本方式[1-2]。神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)之間,既有區(qū)別,又相互聯(lián)系。家兔的主動(dòng)脈神經(jīng)在生理學(xué)解剖上獨(dú)成一支,易于分離。因此,利用家兔的主動(dòng)脈神經(jīng)作為研究對(duì)象便于觀察其作用。

本實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用液導(dǎo)系統(tǒng)去直接測(cè)定動(dòng)脈血壓,即將動(dòng)脈插管與壓力傳感器連通,使其中充滿抗凝液體,構(gòu)成一個(gè)液導(dǎo)系統(tǒng)。將動(dòng)脈插管插入動(dòng)脈內(nèi),動(dòng)脈內(nèi)的壓力及其變化均可通過封閉的液導(dǎo)系統(tǒng)傳遞到壓力傳感器,并由計(jì)算機(jī)的采集系統(tǒng)將其結(jié)果記錄下來。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

60日齡健康家兔4只,雌雄各2只,體質(zhì)量2.5～3.0 kg,由河南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

RM6240多道生物信號(hào)處理系統(tǒng)(含心電插件)、常用手術(shù)器械、家兔手術(shù)臺(tái)、支架、壓力傳感器、張力傳感器與滑輪或動(dòng)物呼吸傳感器、保護(hù)電極、雙凹夾、氣管插管、動(dòng)脈插管、三通管、動(dòng)脈夾、紗布、棉線、注射器等。

1.3 實(shí)驗(yàn)試劑

生理鹽水,體積分?jǐn)?shù)20%～25%氨基甲酸乙酯,肝素,腎上腺素,乙酰膽堿。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 分離頸部迷走神經(jīng)

取體積分?jǐn)?shù)25%氨基甲酸乙酯溶液(4.5 m L/kg)在家兔耳緣靜脈處緩慢注入,對(duì)其進(jìn)行麻醉,并進(jìn)行常規(guī)固定、剪毛后消毒,沿頸前正中線做一個(gè)5～7 cm的切口,分離皮下的組織和肌肉,使氣管暴露。對(duì)氣管兩旁的肌肉進(jìn)行鈍性分離,在氣管兩側(cè)較深部可以找到包在頸動(dòng)脈鞘內(nèi)的頸總動(dòng)脈、迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)和減壓神經(jīng),仔細(xì)對(duì)其進(jìn)行辨認(rèn)并用玻璃分針將雙側(cè)的迷走神經(jīng)分離出來,穿線備用。

2.2 分離頸部血管及一側(cè)主動(dòng)脈

用玻璃分針分離頸部血管及一側(cè)主動(dòng)脈,使其處于游離狀態(tài)并用棉線結(jié)扎固定。

2.3 動(dòng)脈插管

先將頸動(dòng)脈靠頭端結(jié)扎,然后在向心端用動(dòng)脈夾夾閉動(dòng)脈,將食指放在頸動(dòng)脈下方,用鋒利的手術(shù)刀沿動(dòng)脈方向切一縱向小口或用眼科剪沿動(dòng)脈方向剪一“V”型開口,用眼科鑷夾起開口處動(dòng)脈上壁,將動(dòng)脈插管經(jīng)此口插向頸動(dòng)脈向心端,將備用線結(jié)扎防止插管脫落,松開動(dòng)脈夾,即可看到動(dòng)脈血與插管內(nèi)液體混合,并有波動(dòng)。

2.4 記錄血壓變化曲線

打開RM6240型多道生理信號(hào)采集系統(tǒng),將壓力換能器的一端連接在儀器的第一通道中,另一端通過三通管與動(dòng)脈插管相連,打開實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)入“兔動(dòng)脈血壓調(diào)節(jié)”模塊,采樣記錄觀察血壓曲線。

3 結(jié)果

3.1 夾閉頸總動(dòng)脈,血壓的變化情況

夾閉頸總動(dòng)脈30 s,發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈血壓升高。因?yàn)?夾閉頸總動(dòng)脈導(dǎo)致頸動(dòng)脈竇血壓下降,頸動(dòng)脈竇壓力感受器收到刺激減弱,竇神經(jīng)傳入沖動(dòng)減小,心交感中樞興奮,小靜脈收縮,回心血量增多,最終導(dǎo)致血壓升高。見圖1。

圖1 夾閉頸總動(dòng)脈30 s血壓變化曲線

3.2 結(jié)扎剪斷一側(cè)減壓神經(jīng)后電刺激神經(jīng)中樞端和外周端,血壓變化情況

結(jié)扎剪斷一側(cè)減壓神經(jīng),刺激完整的主動(dòng)脈神經(jīng)及其中樞端均可引起血壓的下降,而刺激該神經(jīng)外周端血壓基本不變。因?yàn)?主動(dòng)脈神經(jīng)屬于傳入神經(jīng),其作用就是將主動(dòng)脈弓感受器發(fā)出的沖動(dòng)傳入至延髓處的心血管中樞,反射性引起血壓的下降。而刺激其外周端雖可以將沖動(dòng)傳給外周,但不會(huì)引起明顯的血壓變化。見圖2、圖3。

圖2 電刺激減壓神經(jīng)中樞端血壓變化

圖3 電刺激減壓神經(jīng)外周端血壓變化

3.3 電刺激迷走神經(jīng),血壓變化情況

電刺激迷走神經(jīng),血壓下降。迷走神經(jīng)的興奮傳導(dǎo)至心臟,抑制了心臟的興奮,心臟搏起速率減慢,導(dǎo)致血壓下降。見圖4。

圖4 電刺激迷走神經(jīng)血壓變化

3.4 同時(shí)結(jié)扎雙側(cè)迷走神經(jīng),血壓變化情況

同時(shí)結(jié)扎雙側(cè)迷走神經(jīng),中的傳出神經(jīng)纖維末梢釋放乙酰膽堿,與心肌細(xì)胞膜M受體結(jié)合,產(chǎn)生負(fù)性傳導(dǎo)作用,使血壓降低。見圖5。

圖5 同時(shí)結(jié)扎雙側(cè)迷走神經(jīng)血壓變化情況

3.5 剪斷雙側(cè)迷走神經(jīng)并電刺激外周端,血壓變化情況

剪斷雙側(cè)迷走神經(jīng)后刺激迷走神經(jīng)外周端,血壓下降。因?yàn)?迷走神經(jīng)的興奮傳導(dǎo)至心臟,抑制了心臟的搏動(dòng),心臟搏動(dòng)減慢,血壓隨之下降。見圖6。

圖6 剪斷雙側(cè)迷走神經(jīng)血壓變化情況

3.6 靜脈注入腎上腺素后血壓變化情況

靜脈注射0.1～0.3 m L腎上腺素后,可導(dǎo)致血壓降低。腎上腺素能與血管平滑肌上的受體結(jié)合,使血管舒張,管徑增大,外周阻力減小,從而使血壓降低。見圖7。

圖7 靜脈注射腎上腺素血壓變化情況

4 討論

實(shí)驗(yàn)證明,家兔的動(dòng)脈血壓是受神經(jīng)和體液共同調(diào)節(jié)的。主動(dòng)脈神經(jīng)是傳入神經(jīng),從血壓變化的波形來看,刺激減壓神經(jīng)后的動(dòng)脈血壓變化波形較為特殊。當(dāng)刺激減壓神經(jīng)中樞端時(shí),動(dòng)脈血壓發(fā)生迅速的下降,但當(dāng)停止刺激后,由于延髓處有“減壓區(qū)”和“加壓區(qū)”的交互抑制現(xiàn)象的存在,動(dòng)脈血壓的下降會(huì)出現(xiàn)緩慢的恢復(fù)[3]。

腎上腺素(E)、去甲腎上腺素(NE)等都屬于兒茶酚胺類神經(jīng)物質(zhì)(CATs),作為神經(jīng)遞質(zhì)和激素,在神經(jīng)調(diào)節(jié)活動(dòng)中起重要作用[4]。從動(dòng)脈血壓變化的時(shí)間來看,夾閉左側(cè)頸總動(dòng)脈,進(jìn)而刺激減壓神經(jīng)中樞端、迷走神經(jīng)中樞端及外周端,動(dòng)脈血壓一般在1～5 s內(nèi)發(fā)生明顯變化,而當(dāng)刺激停止后,血壓會(huì)發(fā)生迅速的恢復(fù),時(shí)間一般不會(huì)超過40～60 s。而注射體積分?jǐn)?shù)0.01%腎上腺素和體積分?jǐn)?shù)0.01%乙酰膽堿,動(dòng)脈血壓的變化一般出現(xiàn)在注射后7～10 s,而整個(gè)的恢復(fù)過程大約需要4～6 min[3],恢復(fù)時(shí)間相對(duì)較緩慢。這一現(xiàn)象主要是由于神經(jīng)調(diào)節(jié)作用速度迅速但其持續(xù)時(shí)間較短,而體液調(diào)節(jié)作用緩慢但持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)[5]。

夾閉左側(cè)頸總動(dòng)脈同時(shí)注射體積分?jǐn)?shù)0.01%腎上腺素可以觀察到家兔的動(dòng)脈血壓明顯升高;刺激減壓神經(jīng)中樞端、迷走神經(jīng)中樞端和外周端以及注射體積分?jǐn)?shù)0.01%乙酰膽堿均可觀察到家兔的動(dòng)脈血壓發(fā)生明顯下降;但刺激減壓神經(jīng)外周端家兔的動(dòng)脈血壓卻無明顯變化。家兔的減壓神經(jīng)屬于傳入(感覺)神經(jīng)纖維,而減壓神經(jīng)上行至顱底后并入迷走神經(jīng),刺激減壓神經(jīng)中樞端后,神經(jīng)反射引起的動(dòng)脈血壓的變化與刺激迷走神經(jīng)中樞端相類似。腎上腺素作為一種化學(xué)物質(zhì)及信號(hào),可以與其特定受體結(jié)合,引起血管的舒張,外周阻力的減小,使血壓降低。去甲腎上腺素則主要是通過結(jié)合外周阻力血管平滑肌上的α受體,使血管發(fā)生收縮,從而增大外周阻力。除此之外,去甲腎上腺素還能通過激活心肌上的β受體,增加心輸出量從而使血壓升高[6]。

高血壓作為心血管系統(tǒng)的常見疾病之一,也是引起冠心病、心力衰竭以及腦梗死等疾病的危險(xiǎn)因素之一,但目前對(duì)于高血壓疾病的治療效果并不十分樂觀。從某種程度上講,血壓控制不良的原因可能是由于對(duì)血壓調(diào)節(jié)的相關(guān)生理基礎(chǔ)及原發(fā)性高血壓的病理生理機(jī)制理解不夠深入[7]。Kawaguchi等[8-9]研究發(fā)現(xiàn),自主神經(jīng)系統(tǒng)的活性狀態(tài)在原發(fā)性高血壓的起病及長(zhǎng)期維持過程中起著非常重要的作用,同時(shí),Esler等[10]也認(rèn)為,神經(jīng)源性高血壓約占高血壓患者的50%以上,而腎臟交感神經(jīng)活性狀態(tài)則是其中的重要組成部分。因此,研究動(dòng)脈血壓的神經(jīng)―體液調(diào)節(jié),對(duì)于腎臟的神經(jīng)調(diào)節(jié)與高血壓去腎臟神經(jīng)治療研究具有很大幫助,同樣也可能為原發(fā)性高血壓的治療提供新的選擇。

正常情況下動(dòng)脈血壓的影響因素包括博出量、外周阻力、大動(dòng)脈管壁的彈性、血容量與血管容積關(guān)系和心率。呼吸和心臟迷走神經(jīng)在中樞的偶聯(lián),使得刺激迷走神經(jīng)時(shí),心臟活動(dòng)受到抑制,心輸出量下降,血壓下降[11]。而作為肺牽張反射的傳入神經(jīng),刺激迷走神經(jīng),傳入沖動(dòng)增加,呼吸頻率加快、呼吸幅度下降[12]。刺激迷走神經(jīng)及其外周端都會(huì)引起血壓的下降,而切斷迷走神經(jīng)也會(huì)引起血壓的下降。因此證明,家兔的動(dòng)脈血壓是受神經(jīng)和體液共同調(diào)節(jié)的。

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[責(zé)任編輯 段金卯]

Mechanisms and influence factors of arterial blood pressure with nervous-humoral regulation in rabbit

LI Yipeng1，LIU Min2，XUE Mengzhou2*
（1.School of Life Sciences，Henɑn University，Kɑifeng，Henɑn 475004，Chinɑ；2.First Affiliɑted Hospitɑl，Henɑn University，Kɑifeng，Henɑn 475001，Chinɑ）

ObjectiveTo analyze the mechanisms and observe the effects of arterial blood pressure with nerve-humoral regulation on cardiovascular activity in rabbit.MethodsBy carotid arteries were clipped；bilateral vagal nerves were electrically stimulated，ligated，cut and epinephrine was injeted，observing the change of rabbits'arterial blood pressure.The rabbit arterial blood pressure was recorded by RM6240 multi-channel physiological signal acquisition system.ResultsBlood pressure（BP）increased when carotid artery was clipped.After unilateral aortic nerve was ligated or cut，BP was downregulated when aortic nerve or its central endings were stimulated.However the BP was not changed when the aortic peripheral nerve was stimulated.BP was down-regulated when vagal nerve endings were electrically stimulated，bilateral vagal nerves were ligated and bilateral vagal nerves were cut.BP was down-regulated if vagal nerve peripheral endings received electrical stimulation.BP was also down-regulated when epinephrine was intravenous administrated.ConclusionRabbit arterial blood pressure was regulated by both nervous system and humoral system.

rabbit；arterial blood pressure；vagal nerve；humoral regulation

R318.03

A

1672―7606(2015)04―0262―04

2014-10-12

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81471174);國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際(地區(qū))合作項(xiàng)目(81520108011)

李依芃(1994―),女,河南開封人,在校本科生。

*通訊作者:薛孟周(1963―),男,河南洛陽人,博士,教授,從事神經(jīng)疾病的臨床治療及研究工作。