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编号:10280633
氯化镧对大鼠生长素分泌调节影响的体外研究*
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第9期
     作者:祝世功 段亚清 郭中钰 黄民 王绍

    单位:祝世功 郭中钰:白求恩医学大学; 段亚清:病理生理教研室,法医教研室,黄民 王绍:生理教研室(长春 130021)

    关键词:促生长素;生物源单胺类;脑

    氯化镧对大鼠生长素分泌调节影响的体外研究 摘 要 目的:研究氯化镧(LaCl3)对大鼠生长素分泌调节轴的影响。方法:采用荧光法检测离体脑片培育液中单胺类神经递质含量;用放射免疫法测垂体脑片育液中生长素(GH)含量。结果:①0.01 mmol/L LaCl3垂体组育液中GH含量明显高于对照组(P<0.05);而1 mmol/L LaCl3垂体组育液中GH含量明显低于对照组(P<0.05)。②0.01 mmol/L LaCl3下丘脑+垂体组,其育液中GH含量则明显高于对照组(P<0.01)和同剂量的单纯垂体组(P<0.01);但1 mmol/L下丘脑+垂体组育液中GH含量与对照组比较无显著差异(P>0.05)。③0.01 mmol/L LaCl3下丘脑组育液中NE含量明显高于对照组(P<0.01),5-HT明显低于对照组(P<0.05)。④1 mmol/L下丘脑组育液中NE和DA含量明显少于对照组(P<0.01和0.05),而5-HT含量则明显高于对照组(P<0.001)。结论:低剂量氯化镧可通过下丘脑和腺垂体双重作用促进GH分泌。
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    Study of effects of LaCl3 on regulatory axis of growth hormone secretion in vitro

    ZHU Shi-Gong1, DUAN Ya-Qing2, GUO Zhong-Yu1, HUANG Min3, WANG Shao3

    1 Department of Pathophysilogy, 2 Department of Forensic Medicine, 3 Department of Physiology,Norman Bethune University of Medical Sciences, Changchun (130021)
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    Abstract AIM:To investigate the effects of Lanthanum chloride (LaCl3) on regulatory axis of growth hormone (GH) secretion.METHODS:Measuring GH contents in pituitary slices cultured with radioimmunoassay, and measuring monoamine neurotransmitter contents in hypothalamic slice cultured with florescence analysis.RESULTS:GH content in pituitary slice culture was higher in 0.01 mmol/L LaCl3 group and was lower in 1 mmol/L group than that of the control group (P<0.01). The GH contents in pituitary and hypothalamic slice culture was higher in 0.01 mmol/L LaCl3 than that of control group or the single pituitary group (P<0.01), but there was no obvious changes in 1 mmol/L LaCl3 group compared with control group (P<0.01). In hypothalamic culture, NE content was higher and 5-HT content was lower in 0.01 mmol/L LaCl3 and was lower than that of control group. In 1 mmol/L LaCl3 group, NE content was lower, 5-HT was higher than that of control. CONCLUSION:Lower LaCl3 dose can act on both hypothalamus and hypophysis and elevated the GH level in culture directly and indirectly.
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    MeSH Somatotropin; Biogenic monoamines; Brain

    研究稀土氯化镧(LaCl3)对生长素分泌影响的前期工作表明,一定量LaCl3注入大鼠侧脑室,下丘脑腹内核(ventromedial nuclei, VMN)神经元放电频率增加,下丘脑和血清中生长抑素(somatostatin, SS)含量下降,伴有血清生长素含量明显增高;进一步研究表明,将微量LaCl3直接注入VMN,也可引起血清GH水平升高;直接注入引起VMN细胞放电增强;通过微电泳技术将微量LaCl3泳入VMN可使其神经放电频率增强[1~4]。说明脑内给予LaCl3可通过影响下丘脑功能活动来调节血清生长素水平,此外其在脑内是否还对腺垂体具有直接促进作用,或是对下丘脑-腺垂体-生长素轴各部位均有影响,生长素分泌调节有关的中枢神经递质变化如何均需深入研究。本研究采用离体脑片技术分别观察LaCl3下丘脑、垂体影响,分析LaCl3对生长素调节轴路的作用部位和机制。
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    材料与方法

    一、主要仪器和试剂:

    (一)主要仪器:恒温振荡水浴箱(江苏常州国华仪器厂),MCI-175型CO2培养箱(日本Sanyo公司);Gamma计数仪(瑞士KONTRON公司),F-3000荧光分光光度计(日本HITACH公司)。

    (二)主要试剂:①人工脑脊液(aCSF):参照Blanton等的方法配制[7],浓度(mmol/L)为NaCl 124、KC1 5、MgSO4 2、CaCl2 2、NaHCO3 26、NaH2PO4 1.25、Dextrose 10, pH 7.4; ②氯化镧(中国科学院长春应用化学研究所制备)0.25 mol/L;③去甲肾上腺素(NE)标准液;多巴胺(DA)标准液;5-羟色胺(5-HT)标准液;④生长素放免试剂盒(天津生物工程有限公司)。⑤生长抑素放免试剂盒(北京科锐生物技术公司)。
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    二、脑片制备及实验分组:

    Wistar大鼠15只,体重230~250 g,用断头器迅速断头取出脑和垂体。在预冷人工脑脊液(aCSF)中,将含下丘脑的组织用振动切片机切成400 μm厚脑片(3~4片/脑)。置脑片37℃人工脑脊液中,通以95%O2和5%CO2混合气,进行复苏1 h(同法处理垂体切片),然后用于实验。将复苏好的脑片和垂体片置24孔板内,每孔2~4片(培育液0.25 mL/片),每组5孔,在CO2培养箱中进行。实验分为三部分:第一部分为单纯下丘脑脑片培育实验,用含不同浓度LaCl3培育液培育下丘脑脑片1 h,收集各孔培育液,分为两份,一份用于单胺类神经递质含量测定,另一份用于培育垂体。第二部分为单纯垂体脑片培育实验,分3组:①人工脑脊液(aCSF)+垂体脑片(对照组);②含1 mmol/L LaCl3aCSF+垂体脑片;③含0.01 mmol/L LaCl3aCSF+垂体脑片,培育时间为1 h,各组培育液用于生长素含量测定。第三部分为用下丘脑育液培育垂体实验(下丘脑+垂体),分3组:(1)为对照组,aCSF培育下丘脑脑片1 h后,其育液再培育垂体脑片1 h,并测定后者中GH含量;(2)下丘脑脑片育液中含有1 mmol/L;其余同第(1)组;(3)下丘脑脑片育液中含有0.01 mmol/L LaCl3,其余同第(1)组。
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    三、生长素和单胺测定:

    垂体脑片培育液中生长素(growth hormone, GH)按放射免疫试剂盒说明书进行测定。下丘脑脑片育液中去甲肾上腺素(norepinephrine, NE);多巴胺(dopamine, DA)和5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)含量采用荧光法测定[8]

    四、统计处理:

    数据用Image76.gif (855 bytes)±s表示,采用ANOVA和t检验对数据进行统计学处理。

    结 果

    一、垂体脑片育液中GH含量变化:
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    从表1可见,0.01 mmol/L LaCl3培育垂体组,其育液中GH含量明显高于对照组(P<0.05);而1 mmol/L LaCl3培育垂体组,其育液中GH含量明显低于对照组(P<0.05);aCSF培育下丘脑后再培育垂体组,其垂体育液中GH含量与单纯aCSF培育垂体组无明显差异。0.01 mmol/L LaCl3培育下丘脑+垂体组,其育液中GH含量则明显高于aCSF对照组(P<0.01),也明显高于1 mmol/L LaCl3培育下丘脑+垂体组(P<0.01),还明显高于同剂量的单纯培育垂体组(P<0.01),见表1。

    表1 含LaCl3人工脑脊液培育垂体育液中GH含量

    Tab 1 Content of GH in aCSF with LaCl3 and hypophysis slices (Image76.gif (855 bytes)±s)
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    Content of GH(ng/mL)

    Hypophysis

    Hypothalamus±hypophysis

    ACSF

    0.571±0.080

    0.620±0.088

    1 mmol/L LaCl3

    0.414±0.065*

    0.545±0.101

    0.01 mmol/L LaCl3
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    0.705±0.059*##

    0.860±0.089**##△△

    *P<0.05, **P<0.01, vs ACSF group

    ##P<0.01, vs 1 mmol/L LaCl3 group

    △P<0.05, △△P<0.01, vs hypophysis group

    二、下丘脑脑片育液中单胺类神经递质含量变化:

    从表2可知,0.01 mmol/L LaCl3培育下丘脑脑片,其育液中NE含量明显高于单纯 aCSF对照组(P<0.01),5-HT明显低于对照组(P<0.05),DA含量无明显变化。相反,用1 mmol/L LaCl3培育下丘脑脑片组,其育液中NE和DA含量明显少于对照组(P<0.01和0.05),5-HT含量则明显高于对照组(P<0.01)。 表2 下丘脑脑片育液中单胺类神经递质含量
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    Tab 2 Content of monoamine neurotransmitter in clulture of hypothalamus slices (Image76.gif (855 bytes)±s)

    Content of monoamine neurotransmitters (nmol/mL)

    NE

    DA

    5-HT

    ACSF

    31.030±3.612
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    26.650±2.185

    12.430±1.447

    1 mmol/L LaCl3

    22.520±3.448**

    21.990±2.313*

    17.220±2.087**

    0.01 mmol/L LaCl3

    40.520±4.464**##

    23.780±2.624
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    9.430±1.413*##

    *P<0.05, **P<0.01, vs ACSF group; ##P<0.01, vs 1 mmol/L LaCl3 group 讨 论

    关于稀土化合物对生长素分泌的影响报道甚少,根据本室和其它学者的研究已知,低剂量稀土氯化物注入大鼠脑室、下丘脑或腹腔均可促进GH分泌[1~6]。由于生长素的分泌受下丘脑-腺垂体-生长素轴调控,并受多种因素影响[9],因此 LaCl3在体内影响GH分泌的作用部位值得深入研究。从实验结果可知,较高剂量 LaCl3(1 mmol/L)直接与垂体脑片培育,可抑制后者分泌GH,但此剂量 LaCl3先培育下丘脑,然后培育垂体,后者育液中GH含量与对照组比较无明显差异,提示下丘脑在 LaCl3作用下产生了某种促垂体GH分泌因素,并可削减了同量LaCl3直接培育垂体的抑制作用。而较低剂量LaCl3(0.01 mmol/L)直接培育垂体或培育下丘脑后再培育垂本,其育液中GH含量均明显高于对照组,而且后者增高更明显。说明低剂量LaCl3不但可促进垂体GH分泌,而且还可通过下丘脑的促垂体因素加强垂体分泌GH,因此小剂量LaCl3在体内促进GH分泌作用应是对下丘脑和垂体二者综合作用的结果。已知下丘脑中调节垂体GH分泌主要因素是生长素释放激素(growth hormone releasing hormone, GHRH)和生长抑素(somatostatin, SS),同时受很多神经递质的影响,其中了解较多的是单胺类神经递质,较为一致的观点认为NE可促进GH分泌,而DA和5-HT的作用尚不确定,多数观点倾向它们有促进作用,但也有不少抑制作用的报道,而5-HT和DA对GH双重影响可能是同一递质既可作用于GHRH神经元,又可作用于SS神经元有关[9]。根据前期工作已知,低剂量LaCl3注入大鼠侧脑室可抑制下丘脑释放SS,这是LaCl3影响下丘脑调节生长素的重要因素之一,但不是唯一因素。检测下丘脑育液中单胺类神经递质变化表明,低剂量LaCl3培育下丘脑后,其浴液中NE含量明显增加,5-HT明显减少,DA含量变化不明显。这可解释为何用此下丘脑育液培育垂体,后者中GH含量明显高于单纯培育垂体组。高剂量LaCl3培育下丘脑组,其育液中NE和DA含量明显少于对照组,但5-HT含量则明显高于对照组。用此下丘脑育液培育垂体,后者中GH含量虽与对照组比较无明显差异,但却明显高于同量LaCl3直接培育垂体组,其5-HT含量增多,可能是GH含量不明显少于对照组的重要原因,支持5-HT是GH分泌的促进因素的观点。根据上述实验结果作者认为,较高剂量LaCl3对下丘脑-腺垂体-生长素分泌轴的综合作用以抑制为主,而低剂量LaCl3注入脑内对下丘脑-腺垂体-生长素分泌调节轴主要环节均有促进作用,即可促进腺垂体分泌GH;又可通过刺激下丘脑单胺类神经递质变化来加强GH分泌。
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    * 国家自然科学基金攀登计划项目(39692008)

    参考文献

    1 祝世功,王健春,李天舒,等.侧脑室注射氯化镧对大鼠血清生长素和甲状腺素的影响.中国稀土学报,1999,17(2):153.

    2 祝世功,曹晓杰,王 昭.脑内注射三氯化镧对血清生长素的影响及与下丘脑腹内侧核的关系.中国学术期刊文摘,1999,5(5):652.

    3 祝世功,华 坤,夏映红,等.脑室注入LaCl3对ARCN、DMN和VMN核电生理活动的影响.白求恩医科大学学报,1999,25(4):345.

    4 祝世功,王 昭.脑室注射氯化镧对血清激素及中枢神经递质的影响.哈尔滨医科大学学报,1996,30(3):77.
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    5 尹 昕,邹仲之,朱秀雄,等.小剂量氯化钐,氯化铈对大鼠血清生长素水平的影响.白求恩医科大学学报,1993,19(4):315.

    6 崔 丽,聂毓秀,尹 昕,等.体外培养大鼠腺垂体细胞三氯化钐作用下的电镜观察.解剖学杂志,1993,16(1):316.

    7 Blanton M K, Turco J J L, Kriegstein A R. Whole cell recording from neurons in slices of reptilian and mammalian cerebral cortex. J Neurosci Methods, 1989, 30:203.

    8 匡培根.脑缺血时脑单胺类神经介质的动态变化.中国神经精神病杂志,1983,9(5):287.

    9 张殿明,徐隆绍主编.神经内分泌学.北京:中国医药科技出版社,1991.319.

    (1999年5月4日收稿,1999年8月25日修回), 百拇医药