家兔延髓嘴端腹外侧区向膈神经核的轴突投射
http://www.100md.com
山东医科大学学报 2000年第2期第38卷 论著
作者：李勤 宋刚
单位：山东医科大学生理学教研室
关键词：延髓嘴端腹外侧区；膈神经核：类霍乱原辣根过氧化物酶；呼吸；家兔
山东医科大学学报000205
摘 要：目的：探讨家兔延髓嘴端腹外侧区与膈神经核之间的神经结构联系。方法：用逆行标记方法，将CB-HRP(1%，100nl)注入脊髓C5节段膈神经核内，观察延髓嘴端腹外侧区逆行标记神经元的分布。结果：在面神经后核腹内侧区(B?tzinger复合体)、旁巨细胞外侧核(PGCL)观察到大量HRP逆行标记神经元。在斜方体后核观察到少数散在的标记神经元。结论：膈运动神经元接受发自B?tzinger复合体、PGCL的轴突投射。这些投射可能与膈肌呼吸运动的调控有关。
分类号：R338.2+4；R338.2+1；Q554+6；R332.1 文献标识码：A
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文章编号：1000-0496(2000)02-0126-02
DESCENDING PROJECTIONS FROM THE ROSTRAL VENTROLATERAL MEDULLA TO THE PHRENIC NUCLEUS IN RABBITS
LI Qin ,SONG Gang
(Dept.of Physiology，Shandong Medical University)
Abstract：Objective: To study the descending projections from the rostral ventrolateral medulla to the phrenic nucleus. Methods: Experiments were done on 10 pentobarbital anesthetized adult rault rabbit. After injection of CB-HRP(1%)into the C5 phrenic nucleus,a number of retrogradely labeled neurons were observed in the ventromedial area of the retrofacial nucleus(B?t.C),and nucleus paragigantocellularis lateralis(PGCL).Injection into control sites failed to label the neurons in the Bot.C and other respiratory related structures in the brainstem. Results: the phrenic nucleus receives monosynaptic axonal projections from the B?t.C and PGCL.Conclusion:these pathways may be involved in the control of respiration.
, 百拇医药
Keywords：Rostral ventrolateral medulla;phrenic nucleus;CB-HRP;respiration;rabbit 延髓嘴端腹外侧区在呼吸节律形成及调节中具有重要作用[1，2]。这一区域中存在旁巨细胞外侧核(PGCL)、面神经后核(NRF)、Btzinger复合体(Bt.C)、Pre-Btzinger复合体(Pre-BtC)和斜方体后核(RTN)等诸多结构，与延髓腹侧(疑核周围)及背侧(孤束核腹外侧)呼吸神经元群有广泛的纤维联系[2～5]。刘磊等[6，7]报道，电刺激面神经核内侧的PGCL导致膈神经吸气放电兴奋、电刺激Bt.C导致膈神经吸气放电抑制。潜伏期分析表明上述效应是由单突触投射所中介，提示发自PGCL和Bt.C的纤维可投射到脊髓膈神经核，本研究采用HRP逆行标记方法研究了这一问题。
1材料与方法
体重1.5～2.0kg的成年家兔10只，戊巴比妥钠(30mg/kg，ip)麻醉。俯卧位固定于SE-3型立体定向仪上。分离、记录一侧膈神经放电。暴露颈髓C4～C6节段。将一双管玻璃微管插入C5节段前角膈神经核区域，即中线旁开1～1.5mm，自背侧表面深1.5～2.0mm的区域。双管玻璃微管之一管内充人类霍乱原辣根过氧化物酶(CG-HRP)溶液，与1μl微量注射器相连；另一管内封入一钨丝纤维用于细胞外记录。CB-HRP(1%，100nl)注射于吸气性单位放电密集区域(图1A)。对照实验CB-HRP注射于膈神经核背内侧记录不到吸气性单位放电的部位。注射量均为100nl。动物存活48h后按常规方法灌注、取脑，做40μm冰冻连续切片。HRP反应按改良TMB方法[8]进行。反应后的切片贴于白明胶处理过的载玻片上，0.5%中性红染色，在明视野显微镜下观察HRP反应产物并用TD200细胞图象分析系统处理。
, 百拇医药
2结果
2.1注射部位CB-HRP注射点TMB反应呈黑色，可见明显的中心区和周围区。反应产物基本局限于颈髓C5前角部位，中心区范围为0.3mm×0.35mm。对侧灰质及同侧白质仅见少量扩散(图1B)。在多数样本沿注射微管的针道也有轻微扩散。对照注射反应点在靠近膈神经核的背内侧部位。
图1颈髓C5膈神经核多单位吸气放电(A)和CB-HRP注射位点(B)
Fig.1A.Multiunitinspiratorydischargesrecordedinthephrenicnucleus(toptrace)andphrenicnervedischarges(bottomtrace).B.SchematicdrawingoftransversesectionsthroughC5showingtheHRPinjectionsitesinthephrenicnucleus
, 百拇医药
2.2逆行标记神经元
2.2.1Bt.C和Pre-Bt.C在NRF的周围区域均可观察到逆行标记神经元，以腹内侧区(Bt.C)数量较多(5～15个/切片)。标记神经元多为中型细胞，胞体直径30～40μm，呈梭形、多角形，有5～8个突起，伸向各个方向。少数为小型细胞，胞体直径15～20μm，呈圆形、椭圆形，胞体染色略浅。从NRF的尾端到嘴端数目逐渐增多，至面神经核水平减少。在双侧NRF腹内侧区均有标记，同侧较多且染色较深(图2A)。在NRF尾端的Pre-Bt.C区未观察到标记神经元。
2.2.2PGCL和RTN在PGCL观察到逆行标记神经元(3～11个/切片)，为中型，呈三角形、梭形，胞体直径20～40μm，分布在距延髓腹侧表面约300～1000μm的范围内，在PGCL的尾端，标记神经元聚集在Bt.C标记神经元的内侧和腹内侧；在PGCL的嘴端，标记神经元位于面神经核的腹内侧并向外侧延伸至RTN(图2B)。双侧均有标记，以同侧为主。在RTN观察到少数散在的标记神经元，分布在距延髓腹侧表面150～600μm的范围内。
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另外，在脑桥和延髓的其他呼吸相关结构也可观察到逆行标记神经元。这些结构为：疑核、后疑核、中缝核、孤束核腹外侧、脑桥嘴端的蓝斑核和臂旁核-Klliker-Fuse核。
图2在BtC和PGCL的HRP标记神经元(箭头所示)
Fig.2Showingretrogradelylabeledneurons(arrows)oftheBt.C(A)andPGCL(B)Bar:250μm.
2.3对照注射CB-HRP注射于对照区后，标记神经元主要见于双侧的前庭神经核，在延髓的网状结构中有分散的标记神经元。在PGCL仅观察到少数散在的标记神经元。在Bt.C及脑干其他呼吸相关结构未观察到标记神经元。
3讨论
家兔PGCL位于疑核嘴端腹侧、NRF腹内侧及面神经核内侧。Bt.C位于NRF腹内侧，形态学上难以将二者明确分开，但二者功能上显著不同。Bt.C由呼气神经元构成，对吸气活动具有强烈抑制作用，参与呼吸周期呼气和形成[1，2]。PGCL尾侧段(位于疑核嘴端的腹侧部分)可能与中枢化学感受有关，嘴侧段(位于面神经核内侧的部分)则与中枢吸气活动发生有关[6]。另外，PGCL还参与循环调节[1]。本研究发现Bt.C标记神经元形成一独立的细胞群，经一0.5mm左右的中断区(即pre-Bt.C)与疑核周围的标记神经元(属腹侧呼吸群)相连续。我们认为Bt.C至膈运动神经元群的投射通路是Bt.C吸气抑制的解剖基础。PGCL标记神经元位于距腹侧表面300～1000μm的区域，在面神经核水平向外侧延伸至RTN。PGCL至膈运动神经元群的投射通路可能与中枢吸气信号的传递及呼吸化学感受性反射有关。
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基金项目：山东省卫生厅资助课题(99CAICAAl2)
参考文献：
[1]Bianchi Al, et al. Central control of breathing in mammals: neuroal circuitry,membrane properties, and neurotransmitters[J].Physiol Rev,1995,75:1
[2]宋刚.延髓嘴端包氏复合体与中枢呼吸节律形成[J].生理科学进展，1999，30：237
[3]Connellly CA, et al. Respirtatory activity in retrotrapezoid nucleus in cat[J].Am J Physiol,1990,258:L33
, 百拇医药
[4]Dobbins EG, et al. Brainstem network controlling descending drive to phrenic motoneurons in rat[J].J Comp Neurol, 1994,347:64
[5]Song G, et al. Afferent projections to the Botzinger complex from upper cervical cord and other respiratory related stroctures in the brainstem in cats: retrograde WGA-HRP tracing[J].J Auton Nerv, Sys, 1995,56:1
[6]Liu L, et al. Studies on the inspiratory generating effect of the dorsomedial area of nucleus facialis[J]. Respir Physiol, 1989,75:65
[7]李勤，等.延髓腹外侧Botzinger复合体呼吸时相转换效应的研究[J].生理学报，1995，51：96
[8]Gibson AR, et al, A sensitive low artifact TMB procedure for the demonstration of WGA-HRP in the CNS[J]. Brain Res,1984,298:235
收稿日期：2000-01-10, http://www.100md.com
单位：山东医科大学生理学教研室
关键词：延髓嘴端腹外侧区；膈神经核：类霍乱原辣根过氧化物酶；呼吸；家兔
山东医科大学学报000205
摘 要：目的：探讨家兔延髓嘴端腹外侧区与膈神经核之间的神经结构联系。方法：用逆行标记方法，将CB-HRP(1%，100nl)注入脊髓C5节段膈神经核内，观察延髓嘴端腹外侧区逆行标记神经元的分布。结果：在面神经后核腹内侧区(B?tzinger复合体)、旁巨细胞外侧核(PGCL)观察到大量HRP逆行标记神经元。在斜方体后核观察到少数散在的标记神经元。结论：膈运动神经元接受发自B?tzinger复合体、PGCL的轴突投射。这些投射可能与膈肌呼吸运动的调控有关。
分类号：R338.2+4；R338.2+1；Q554+6；R332.1 文献标识码：A
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文章编号：1000-0496(2000)02-0126-02
DESCENDING PROJECTIONS FROM THE ROSTRAL VENTROLATERAL MEDULLA TO THE PHRENIC NUCLEUS IN RABBITS
LI Qin ,SONG Gang
(Dept.of Physiology，Shandong Medical University)
Abstract：Objective: To study the descending projections from the rostral ventrolateral medulla to the phrenic nucleus. Methods: Experiments were done on 10 pentobarbital anesthetized adult rault rabbit. After injection of CB-HRP(1%)into the C5 phrenic nucleus,a number of retrogradely labeled neurons were observed in the ventromedial area of the retrofacial nucleus(B?t.C),and nucleus paragigantocellularis lateralis(PGCL).Injection into control sites failed to label the neurons in the Bot.C and other respiratory related structures in the brainstem. Results: the phrenic nucleus receives monosynaptic axonal projections from the B?t.C and PGCL.Conclusion:these pathways may be involved in the control of respiration.
, 百拇医药
Keywords：Rostral ventrolateral medulla;phrenic nucleus;CB-HRP;respiration;rabbit 延髓嘴端腹外侧区在呼吸节律形成及调节中具有重要作用[1，2]。这一区域中存在旁巨细胞外侧核(PGCL)、面神经后核(NRF)、Btzinger复合体(Bt.C)、Pre-Btzinger复合体(Pre-BtC)和斜方体后核(RTN)等诸多结构，与延髓腹侧(疑核周围)及背侧(孤束核腹外侧)呼吸神经元群有广泛的纤维联系[2～5]。刘磊等[6，7]报道，电刺激面神经核内侧的PGCL导致膈神经吸气放电兴奋、电刺激Bt.C导致膈神经吸气放电抑制。潜伏期分析表明上述效应是由单突触投射所中介，提示发自PGCL和Bt.C的纤维可投射到脊髓膈神经核，本研究采用HRP逆行标记方法研究了这一问题。
1材料与方法
体重1.5～2.0kg的成年家兔10只，戊巴比妥钠(30mg/kg，ip)麻醉。俯卧位固定于SE-3型立体定向仪上。分离、记录一侧膈神经放电。暴露颈髓C4～C6节段。将一双管玻璃微管插入C5节段前角膈神经核区域，即中线旁开1～1.5mm，自背侧表面深1.5～2.0mm的区域。双管玻璃微管之一管内充人类霍乱原辣根过氧化物酶(CG-HRP)溶液，与1μl微量注射器相连；另一管内封入一钨丝纤维用于细胞外记录。CB-HRP(1%，100nl)注射于吸气性单位放电密集区域(图1A)。对照实验CB-HRP注射于膈神经核背内侧记录不到吸气性单位放电的部位。注射量均为100nl。动物存活48h后按常规方法灌注、取脑，做40μm冰冻连续切片。HRP反应按改良TMB方法[8]进行。反应后的切片贴于白明胶处理过的载玻片上，0.5%中性红染色，在明视野显微镜下观察HRP反应产物并用TD200细胞图象分析系统处理。
, 百拇医药
2结果
2.1注射部位CB-HRP注射点TMB反应呈黑色，可见明显的中心区和周围区。反应产物基本局限于颈髓C5前角部位，中心区范围为0.3mm×0.35mm。对侧灰质及同侧白质仅见少量扩散(图1B)。在多数样本沿注射微管的针道也有轻微扩散。对照注射反应点在靠近膈神经核的背内侧部位。
图1颈髓C5膈神经核多单位吸气放电(A)和CB-HRP注射位点(B)
Fig.1A.Multiunitinspiratorydischargesrecordedinthephrenicnucleus(toptrace)andphrenicnervedischarges(bottomtrace).B.SchematicdrawingoftransversesectionsthroughC5showingtheHRPinjectionsitesinthephrenicnucleus
, 百拇医药
2.2逆行标记神经元
2.2.1Bt.C和Pre-Bt.C在NRF的周围区域均可观察到逆行标记神经元，以腹内侧区(Bt.C)数量较多(5～15个/切片)。标记神经元多为中型细胞，胞体直径30～40μm，呈梭形、多角形，有5～8个突起，伸向各个方向。少数为小型细胞，胞体直径15～20μm，呈圆形、椭圆形，胞体染色略浅。从NRF的尾端到嘴端数目逐渐增多，至面神经核水平减少。在双侧NRF腹内侧区均有标记，同侧较多且染色较深(图2A)。在NRF尾端的Pre-Bt.C区未观察到标记神经元。
2.2.2PGCL和RTN在PGCL观察到逆行标记神经元(3～11个/切片)，为中型，呈三角形、梭形，胞体直径20～40μm，分布在距延髓腹侧表面约300～1000μm的范围内，在PGCL的尾端，标记神经元聚集在Bt.C标记神经元的内侧和腹内侧；在PGCL的嘴端，标记神经元位于面神经核的腹内侧并向外侧延伸至RTN(图2B)。双侧均有标记，以同侧为主。在RTN观察到少数散在的标记神经元，分布在距延髓腹侧表面150～600μm的范围内。
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另外，在脑桥和延髓的其他呼吸相关结构也可观察到逆行标记神经元。这些结构为：疑核、后疑核、中缝核、孤束核腹外侧、脑桥嘴端的蓝斑核和臂旁核-Klliker-Fuse核。
图2在BtC和PGCL的HRP标记神经元(箭头所示)
Fig.2Showingretrogradelylabeledneurons(arrows)oftheBt.C(A)andPGCL(B)Bar:250μm.
2.3对照注射CB-HRP注射于对照区后，标记神经元主要见于双侧的前庭神经核，在延髓的网状结构中有分散的标记神经元。在PGCL仅观察到少数散在的标记神经元。在Bt.C及脑干其他呼吸相关结构未观察到标记神经元。
3讨论
家兔PGCL位于疑核嘴端腹侧、NRF腹内侧及面神经核内侧。Bt.C位于NRF腹内侧，形态学上难以将二者明确分开，但二者功能上显著不同。Bt.C由呼气神经元构成，对吸气活动具有强烈抑制作用，参与呼吸周期呼气和形成[1，2]。PGCL尾侧段(位于疑核嘴端的腹侧部分)可能与中枢化学感受有关，嘴侧段(位于面神经核内侧的部分)则与中枢吸气活动发生有关[6]。另外，PGCL还参与循环调节[1]。本研究发现Bt.C标记神经元形成一独立的细胞群，经一0.5mm左右的中断区(即pre-Bt.C)与疑核周围的标记神经元(属腹侧呼吸群)相连续。我们认为Bt.C至膈运动神经元群的投射通路是Bt.C吸气抑制的解剖基础。PGCL标记神经元位于距腹侧表面300～1000μm的区域，在面神经核水平向外侧延伸至RTN。PGCL至膈运动神经元群的投射通路可能与中枢吸气信号的传递及呼吸化学感受性反射有关。
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基金项目：山东省卫生厅资助课题(99CAICAAl2)
参考文献：
[1]Bianchi Al, et al. Central control of breathing in mammals: neuroal circuitry,membrane properties, and neurotransmitters[J].Physiol Rev,1995,75:1
[2]宋刚.延髓嘴端包氏复合体与中枢呼吸节律形成[J].生理科学进展，1999，30：237
[3]Connellly CA, et al. Respirtatory activity in retrotrapezoid nucleus in cat[J].Am J Physiol,1990,258:L33
, 百拇医药
[4]Dobbins EG, et al. Brainstem network controlling descending drive to phrenic motoneurons in rat[J].J Comp Neurol, 1994,347:64
[5]Song G, et al. Afferent projections to the Botzinger complex from upper cervical cord and other respiratory related stroctures in the brainstem in cats: retrograde WGA-HRP tracing[J].J Auton Nerv, Sys, 1995,56:1
[6]Liu L, et al. Studies on the inspiratory generating effect of the dorsomedial area of nucleus facialis[J]. Respir Physiol, 1989,75:65
[7]李勤，等.延髓腹外侧Botzinger复合体呼吸时相转换效应的研究[J].生理学报，1995，51：96
[8]Gibson AR, et al, A sensitive low artifact TMB procedure for the demonstration of WGA-HRP in the CNS[J]. Brain Res,1984,298:235
收稿日期：2000-01-10, http://www.100md.com