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机体上分布有多种机械感受器(例如压力感受器和耳蜗毛细胞)。颈动脉窦和主动脉弓压力感受器作为动脉压力感受性反射弧的重要结构,在维持动脉血压稳定的各种调节机制中占有极为重要的地位。它们实时监测机体动脉血压,通过延髓心血管中枢的整合作用,负反馈地调节心血管活动,维持血压稳定。压力感受器机械-电换能过程的分子机制是研究动脉压力感受性反射(又称减压反射)的一个关键问题。学术界普遍认为,压力感受器的机械.电转导过程是由机械敏感性离子通道(mechanosensitve ion channels,MS通道)介导的。然而,在脊椎动物各种机械感受器上,真正发挥机械-电换能作用的通道分子本质至今仍未阐明。
根据对线虫和果蝇的研究,学者们推测瞬时感受器电位通道(transientreceptor potential channels,TRP)和退行性蛋白/上皮钠/酸敏感通道(degenerin/epithelial sodium/acid-sensitive ion channels,DEG/ENaC/ASICs)两大超家族的某些成员可能是压力感受器上的机械-电转导分子。阿米洛利类药物、氨基甙抗生素、Gd3+、钌红等药物曾分别被用于研究耳蜗毛细胞、压力感受器、ENaC/ASICs或TRP类通道。然而上述任何一种药物都不是某个特定机械感受器或通道的特异性阻断剂。
对于压力感受器研究而言,阻断剂的效应不但取决于试剂自身的化学性质而且与给药途径有关。在以往的研究中,对在体隔离灌流或离体灌流的压力感受器标本通常是经动脉插管途径应用阻断剂,而感受器末梢位于血管壁外膜,药物只有经动脉壁扩散到外膜后才可能发挥作用,这样不利于判断药物作用的特点(敏感性、有效性及可逆性)。
研究目的
应用家兔离体颈动脉窦-窦神经标本,采用血管内、外双重灌流及给药的方法,全面研究压力感受器的阻断剂谱,分析压力感受器机械敏感通道的家族属性。
1.建立离体颈动脉窦血管内压的程序化控制技术及颈动脉窦血管内、外双重灌流的给药方法。
2.研究阿米洛利类药物、Gd3+、钌红、箭毒和Ca2+对颈动脉窦压力感受器活动的作用。
3.对压力感受器上参与机械-电转导离子通道的类型进行分析。
研究方法:
1.制备家兔离体颈动脉窦-窦神经标本,从颈动脉窦血管内外双重灌流标本,记录窦神经放电。
2.通过计算机控制的压力调节阀,程序化钳制窦内压,对颈动脉窦实施脉动式和斜坡式两种不同模式的压力刺激。
3.并分别应用上述药物,观察它们对窦神经放电活动的影响。
4.实验后,在离线条件下,采用软件Spike2对窦神经放电事件进行检测和统计,同时绘制放电时间频率直方图。
结果:
1.苄阿米洛利(2、8、32和128μM)以浓度依赖性的方式阻断了窦神经的放电活动,冲洗后该阻断作用可大部分消除,IC50值为18.5μM;阿米洛利(2mM)同样能可逆性的阻断窦神经的放电活动。
2.Gd3+可阻断窦神经的放电活动,呈剂量相关性;冲洗后神经放电很快恢复,但与窦内压的变化不再相关,即不再出现压力依赖性的放电活动。
3.钌红(25、50和100μM)以浓度依赖性的方式抑制窦神经的放电活动,但冲洗后无恢复。
4.箭毒(1、2.5、5和10 mM)呈剂量依赖性和可逆性方式阻断窦神经放电活动。
5.Ca2+(0、5和10 mM)呈剂量依赖性和可逆性方式阻断窦神经放电活动。
结论:
1.本文建立的血管内外双重灌流标本并给药的方法,可保证所用的药物能直接到达作用点,即位于颈动脉窦壁外膜的感觉神经末梢,而且便于冲洗,有利于准确研究药物对压力感受器的作用。
2.压力感受器对苄阿米洛利敏感(IC50=18.5μM),其敏感性接近ASICs通道对苄阿米洛利的敏感性,提示压力感受器的机械敏感通道可能是ENaC/ASICs通道家族某些成员的聚合体。
3.以往研究表明压力感受器包含两类纤维(A类和C类),而本文证明阿米洛利类药物、Gd3+、箭毒和Ca2+可阻断绝大部分压力感受器的放电活动,说明两类感受器纤维末梢上的机械敏感性离子通道可能具有相似的结构和阻断剂谱。
4.Gd3+虽然可剂量依赖性地阻断压力感受器放电,但冲洗后出现非压力相关性放电,其机制不明。
5.钌红在25、50和100μM浓度下,可抑制压力感受器放电,由于其有效浓度(IC50=36μM)高于对TRP类通道的有效浓度,且长时间内不可恢复,推测该作用为钌红的毒理作用。