何葉成，李東印，張 軼

（蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學院基礎醫(yī)學教研室 215009）

機體能夠自動協(xié)調(diào)軀體運動和內(nèi)臟反應之間的關(guān)系，稱為軀體－內(nèi)臟反應整合。神經(jīng)解剖學研究顯示在下丘腦和小腦之間存在直接的神經(jīng)環(huán)路［1－2］。下丘腦是機體內(nèi)臟反應的高級中樞，小腦是皮層下最大的運動調(diào)節(jié)中樞，兩者之間存在直接神經(jīng)纖維聯(lián)系，意味著在內(nèi)臟高級調(diào)節(jié)中樞和皮層下最大運動調(diào)節(jié)中樞之間能夠直接傳遞信號，提示下丘腦－小腦環(huán)路可能為軀體－內(nèi)臟反應整合提供了結(jié)構(gòu)基礎，為合理解釋軀體－內(nèi)臟反應整合的機制提供了可能的方向。

下丘腦－小腦神經(jīng)通路起源于下丘腦結(jié)節(jié)乳頭核，發(fā)出的纖維直接投射到小腦皮層和深部核團，其神經(jīng)遞質(zhì)為組胺［3］。神經(jīng)解剖學研究揭示深部核團是小腦惟一的信號傳出通路，并能夠通過下行傳出纖維影響腦干和脊髓的運動核團或神經(jīng)元以調(diào)節(jié)軀體運動，小腦核團神經(jīng)元組胺受體為H1和H2型。因此機體內(nèi)臟功能狀態(tài)，可能通過下丘腦－小腦組胺能投射纖維，影響小腦深部核團神經(jīng)元的興奮性，最終影響機體軀體運動能力。為了驗證這一設想，本研究在大鼠小腦深部核團定點微量注射組胺類藥物，觀察大鼠小腦組胺能傳入纖維信號傳入被切斷或強化后，大鼠軀體－內(nèi)臟反應整合能力的變化，探索小腦組胺能傳入纖維在軀體－內(nèi)臟反應整合過程中發(fā)揮的作用，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 動物和手術(shù) 采用240～260g清潔級雄性SD大鼠，腹腔注射戊巴比妥鈉溶液麻醉，將其頭部固定于立體定位儀上。根據(jù)鼠腦立體定位圖譜，將兩根不銹鋼套管植入小腦，使其下端分別定位在雙側(cè)小腦頂核上方2mm的位置，用不銹鋼螺絲和牙科水泥固定于顱骨，術(shù)后72h恢復期［4－5］。

給藥時使用的微量注射器不銹鋼針管比套管長2mm，使其下端正好位于頂核表面，不致?lián)p傷神經(jīng)核團。雙側(cè)同時緩慢注射，60s內(nèi)注射1μL藥液。

1.2 行為學實驗

1.2.1 開場實驗 開場實驗用來測試大鼠的運動及探索欲望的強弱。將大鼠輕輕地放入開場底部正中間，底部被劃分成5×5個邊長為10cm的方格，記錄大鼠在5min內(nèi)四肢經(jīng)過的格子數(shù)和大鼠雙腳直立的次數(shù)［4－5］。

1.2.2 rota－rod轉(zhuǎn)棒儀實驗 rota－rod轉(zhuǎn)棒儀用來測試大鼠運動能力。將大鼠放置在旋轉(zhuǎn)的橫梁上，將轉(zhuǎn)棒儀模式設置為轉(zhuǎn)速在300s內(nèi)從4r/min增加到40r/min的勻加速模式，記錄大鼠在橫梁上堅持的時間，如超過300s則記錄為300s［4－5］。

1.2.3 實驗設計 SD大鼠手術(shù)恢復后，進行3d加速rotarod轉(zhuǎn)棒儀和開場實驗訓練，以達到穩(wěn)定狀態(tài)。選取120只運動能力正常的SD大鼠，隨機分為對照組即A組（生理鹽水），B組（組胺H1受體阻斷劑triprolidine），C組（組胺H1受體激動劑2－PyEA），D組（組胺 H2受體阻斷劑ranitidine），E組（組胺H2受體激動劑dimaprit）和F組（神經(jīng)遞質(zhì)組胺histamine）。

整個行為學測試分禁食后、進食前、進食后3個階段，依次命名為S0、S1、S2期，每期包括1次開場試驗和rota－rod轉(zhuǎn)棒儀測試。S0期的測試于禁食24h后上午8：00開始；測試完成后，休息1h，注射藥物，然后進行S1期測試；測試完成后，休息1h，然后提供充裕的糧食和水；大鼠進食1h后進行S2期的測試，每期的測試控制在30min之內(nèi)。

1.3 組織學鑒定 測試完成后，將動物小腦取出，作冰凍切片，判讀插管創(chuàng)道的位置，如果插痕沒有到達預期位置，測試結(jié)果將被排除在數(shù)據(jù)統(tǒng)計之外（圖1）。

圖1 組織學鑒定定點微量注射位點

1.4 統(tǒng)計學處理 應用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理，計量資料以±s表示，兩組間差異比較采用兩獨立樣本t檢驗，多組間差異用單向方差分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 開場試驗 開場試驗結(jié)果見表1、2，A組大鼠攝食后與攝食前相比運動欲望和探索欲望明顯降低。B、C組大鼠的行為學沒有明顯效應；D組則明顯抑制大鼠運動欲望，且攝食后與攝食前的差距明顯縮??；E、F組明顯增強大鼠攝食前后的運動和探索欲望，攝食后與攝食前相比運動欲望和探索欲望差異不明顯（圖2）。從圖3A中可以看出各組大鼠S0期運動欲望沒有明顯差異；S1期D組大鼠運動欲望明顯降低，而E組和F組大鼠運動欲望明顯增強；S2期（攝食后）各組運動欲望均有降低；D組、E組和F組大鼠降低不明顯。從圖2B中可以看出E組的比值為（74.560±6.791）%，B組、C組與A組相比無明顯差異，而D組、E組和F組大鼠明顯比A組高。圖3C：各組大鼠S0期探索欲望沒有明顯差異；S1期D組大鼠探索欲望明顯降低，而E組和F組大鼠探索欲望明顯增強；S2期（攝食后）各組探索欲望均有降低；D組、E組和F組大鼠降低不明顯。圖3D，A組的比值為（75.180±5.688）%，B組、2－PyEA組與A組相比無明顯差異，而D組、E組和F組大鼠明顯比A組高。

表1 動物開場試驗運動欲望數(shù)據(jù)（±s，n＝20）

表1 動物開場試驗運動欲望數(shù)據(jù)（±s，n＝20）

組別 S0 S1 S2 S2/S1（%）560±6.791 B組 40.500±4.979 40.700±5.202 31.350±4.158 77.150±5.194 C組 42.310±5.013 41.770±4.732 32.060±3.619 76.750±5.873 D組 41.350±4.880 29.800±3.665 27.900±3.508 93.770±6.243 E組 39.880±3.232 51.970±5.178 49.220±4.988 94.710±6.573 F組 40.920±3.584 53.080±5.682 50.330±5.216 94.A組 40.200±3.189 40.550±4.662 30.150±3.787 74.820±6.088

2.2 rota－rod轉(zhuǎn)棒儀測試 rota－rod轉(zhuǎn)棒儀試驗結(jié)果見表3、圖3，各組大鼠S0期運動能力沒有明顯差異；S1期D組大鼠運動能力明顯降低，而E組和F組大鼠運動能力明顯增強；S2期（攝食后）各組運動能力均有降低；D組、E組和F組大鼠降低不明顯。A組的比值為（80.900±5.100）%，B組、C組與A組相比無明顯差異，而D組、E組和F組大鼠明顯比A組高。

表2 動物開場試驗探索欲望數(shù)據(jù)

圖2 開場實驗

表3 動物rota－rod轉(zhuǎn)棒儀試驗結(jié)果（±s，n＝20）

表3 動物rota－rod轉(zhuǎn)棒儀試驗結(jié)果（±s，n＝20）

）（）（） /（ ）組別 S0（sS1sS2sS2S1%185 80.900±5.138 B組 184.150±12.149 187.550±14.968 152.000±15.654 81.080±5.728 C組 186.650±11.909 188.050±10.729 152.550±10.802 81.880±4.493 D組 187.600±17.117 150.600±19.234 144.750±17.465 96.360±5.445 E組 189.750±10.577 214.350±11.636 201.050±12.680 93.840±4.245 F組 190.120±13.560 220.830±12.970 205.110±14.A組 192.100±17.360 189.050±14.347 153.050±16.360 92.570±5.152

圖3 rota－rod大鼠轉(zhuǎn)棒儀實驗

3 討 論

近十年來神經(jīng)解剖學研究發(fā)展飛速，其中一個重要進展就是揭示了下丘腦與小腦之間存在著直接的雙向纖維聯(lián)系，即下丘腦－小腦投射和小腦－下丘腦投射，二者構(gòu)成了下丘腦－小腦神經(jīng)環(huán)路。盡管目前對該神經(jīng)環(huán)路確切的功能意義尚未完全揭示，但是內(nèi)臟反應高級中樞與軀體運動中樞之間的直接纖維聯(lián)系，為合理解釋軀體－內(nèi)臟反應整合機制提供了可能的方向。下丘腦－小腦神經(jīng)纖維的胞體集中在下丘腦結(jié)節(jié)乳頭核，該纖維的神經(jīng)遞質(zhì)均為組胺。近年來研究發(fā)現(xiàn)組胺作為一種神經(jīng)遞質(zhì)在腦內(nèi)發(fā)揮了廣泛作用，逐漸引起人們的重視，而組胺也被上升到“全腦功能的調(diào)節(jié)者”的高度［2，6－7］。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的組胺受體有4種，分別為組胺H1、H2、H3、H4受體，均為促代謝型受體，在小腦深部核團只有H1和H2受體表達。

本實驗先前的電生理研究顯示，組胺能夠劑量依賴地興奮小腦深部核團神經(jīng)元，且該興奮能夠被組胺H2受體阻斷劑ranitidine而不是H1受體阻斷劑triprolidine有效阻斷［5］。進一步研究顯示組胺能夠通過H2受體使超極化激活的陽離子通道（Ih離子通道）激活，進而改變細胞膜電位，產(chǎn)生EPSP［8－9］。H2受體被激活后能夠在較短時間內(nèi)影響神經(jīng)元電活動，H2受體有可能在軀體－內(nèi)臟反應整合中發(fā)揮作用，因此本研究通過整體水平實驗來驗證這一設想。

在行為學實驗中，A組與B～F組的大鼠進食前運動欲望和能力均沒有差別，而A組S2期與S1期相比大鼠運動欲望和能力顯著降低，提示內(nèi)臟反應能夠影響機體的軀體運動。B組與C組大鼠與A組相比沒有差異，提示組胺并不通過H1受體途徑影響機體軀體運動。D組大鼠小腦深部核團注射H2受體阻斷劑后，運動欲望明顯降低，提示內(nèi)源性組胺能夠增強機體運動欲望；而攝食前后運動欲望和能力變化不大，說明當小腦組胺能傳入信號H2受體途徑被切斷以后，內(nèi)臟反應對軀體運動的影響大大減弱。E組和F組大鼠，小腦深部核團H2受體被激活后，軀體運動能力明顯增強，而攝食后內(nèi)源性組胺釋放減少，大鼠軀體運動能力略有減弱。以上結(jié)果說明，小腦組胺能傳入纖維通過H2受體途徑參與了機體軀體－內(nèi)臟反應整合的調(diào)控。

神經(jīng)解剖學研究表明，中樞組胺能纖維末梢并不與突觸后神經(jīng)元形成經(jīng)典的化學突觸，而表現(xiàn)為曲張體的形態(tài)［10］，且組胺受體均為促代謝型。因此推測，小腦組胺能傳入纖維并不承擔傳遞特定信號指令的任務，只是根據(jù)機體內(nèi)臟反應的狀態(tài)調(diào)節(jié)運動中樞神經(jīng)元膜電位水平，使之更易于或者不易于被興奮。本實驗中發(fā)現(xiàn)大鼠小腦核團注射ranitidine后，運動欲望和能力即明顯下降，說明正常情況下丘腦釋放一定量的組胺，使小腦核團神經(jīng)元維持一定興奮性；當機體內(nèi)臟反應有變化，變化信號匯總到下丘腦后，下丘腦根據(jù)內(nèi)臟運動狀態(tài)，改變組胺能纖維遞質(zhì)釋放的量，調(diào)節(jié)小腦等運動中樞神經(jīng)元的興奮性，進而改變機體軀體運動能力。在整體水平具體表現(xiàn)為，動物攝食后并不是表現(xiàn)為軀體運動消失，而是軀體運動欲望和能力下降。綜合之前的研究資料以及本實驗的研究結(jié)果，作者認為在實時運動中，下丘腦－小腦組胺能神經(jīng)通路起到了協(xié)調(diào)機體的軀體－內(nèi)臟反應整合的作用，以使機體能夠更好地適應內(nèi)外環(huán)境的變化。

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