孤束核P2X受体在急性缺氧中的作用
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摘要：目的：探讨孤束核(Nucleus of the solitary tract，NTS)P2X受体在急性低氧中的作用。方法：采用微量注射方法，在NTS处分别微量注射P2X受体的激动剂三磷酸腺苷(ATP)和阻断剂磷酸吡哆醛(PPADS)，观察这些药物对急性低氧呼吸的影响。结果：在NTS处微量注射ATP增强了急性低氧呼吸频率，微量注射PPADS部分阻断了ATP对低氧通气的兴奋效应。结论：NTS处P2X受体对急性低氧通气反应具有一定的调节作用。
关键词：孤束核 P2X受体 呼吸
【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1879(2012)02-0008-01
ATP早已被证实是一种中枢神经系统内的神经递质。ATP-P2X介导的嘌呤信号转导是缺氧呼吸中枢网络的一个重要组成部分[1]。缺氧对呼吸的刺激作用主要是通过外周化学感受器介导，其发射弧的重要组成部分之一孤束核位于脑干。已有研究表明，孤束核中P2X受体亚型参与慢性间歇性缺氧的呼吸调节。但是ATP-P2X介导的嘌呤信号转导是否参与家兔急性缺氧呼吸调节，目前都未见报道。本实验通过向家兔NTS注射P2X受体激动剂和阻断剂，观察实验动物低氧环境下呼吸变化，初步探讨孤束核P2X受体在急性缺氧中的作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物及药品。成年健康青紫蓝家兔20只，由山东大学实验动物中心提供。P2X受体激动剂ATP、P2X受体阻断剂磷酸吡哆醛( PPADS)，均购买于美国Sigma公司。以上药品均由1.9:1的人工脑脊液和二甲基亚砜溶解稀释至所需浓度。
1.2 动物模型。乌拉坦麻醉(1 g/kg，iv.),经气管插管接呼吸机进行人工通气。股动脉插管检测动脉压。动物头部以俯卧位固定于立体定向仪(Narishige SN.3型，Japan)上。暴露脑干背侧面闩部及第四脑室底。分离双侧膈神经，悬挂于双极银丝记录电极。
1.3 实验分组。实验动物随机分组四组，每组5只动物。对照组在NTS注射等渗的生理盐水溶液(pH 7.2)观察低氧呼吸反应；空白对照组只给予低氧刺激；ATP组在NTS微量注射P2X受体激动剂ATP后给予低氧刺激；PPADS组在NTS微量注射P2X受体拮抗剂PPADS后再微量注射ATP然后给予低氧刺激。
1.4 结果测定。膈神经放电输入AVB-10生物电放大器(Nihon Kohden，Japan)放大，显示于VC.10双线记忆示波器(NihOn Kohden，Japan)。同时导入PCL.6024E数据采集卡，输入计算机后通过BioBench软件对信号进行记录、分析。
1.5 统计学处理。计量数据输入SPSS10.0统计分析软件进行统计处理，以mean±SD表示。统计方法用配对t检验和F检验，以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
每组缺氧后膈神经放电结果见表1，向NTS内微量注射P2X受体激动剂ATP(30 nl，0.2 M)对膈神经放电有显著的兴奋效应。主要表现为膈神经放电积分幅度增加，放电频率加快。微量注射PPADS后，向NTS内同一位置注射ATP30 nl，结果发现对膈神经放电只有微弱的兴奋效应。
3 讨论
目前虽然有许多关于脑干呼吸调控的研究，但对外周化学感受性反射的中枢途径了解的不多。NTS是位于延髓背中部位的一个纵向的结构，这个核团已经明确证实为外周化学感受性反射传递信息的中枢第一级接替站。在双侧NTS的中缝区和尾部的中间亚核是外周化学感受器传入纤维投射最为密集的部位[2]。由此可见外周化学感受器的传入途径影响到中枢呼吸神经元。在猫从颈动脉体向脑干急性追踪到的传入纤维也主要分布在NTS区域[3]，在本部分实验中我们选择了这个重要神经核团为代表，研究了嘌呤信号转导途径在急性低氧呼吸反应中的作用。
对p2x受体及其亚型的报告表明[4]，p2x受体的研究已成为当今生物医学研究的活跃领域。ATP是P2X受体的内源性激动剂,ATP分子和受体的结合位点，至今不清，有资料报道是胞外环中的Lys残基起核苷酸结合作用，也有资料表明P2X受体可能有两个配体结合位点[5]。P2X受体选择性拮抗剂主要有：苏拉明、反应蓝、吡哆醛衍生物(PPADS)、三氮ATP[6]。本实验选择了PPADS作为拮抗剂。以往研究已经证实了在孤束核内有P2X受体的亚型存在，且参与了慢性间歇性呼吸的调节以及呼吸节律的产生[7]，但是对急性缺氧呼吸的作用不是很明确。
本次实验研究发现，应用P2X受体内源性激动剂ATP可以增强低氧时外周化学感受性反射的呼吸兴奋效应。而P2X受体阻断剂PPADS可部分阻断ATP对低氧时外周化学感受性反射的呼吸兴奋效应。这些结果说明，ATP作用于孤束核内的神经元，从而引起呼吸运动的变化。该结果说明在孤束核处的P2X受体参与了低氧化学因素诱导的反射。
虽然现在P2X受体参与低氧呼吸的具体调节机制不是很明确，但是对受体的研究无疑为临床上的呼吸系统的疾病治疗提供了有用信息。研制特异性的对P2X受体有选择性的激动剂和拮抗剂，有望应用与临床治疗疾病，另外对受体亚型的研究也有待进一步的开展。
参考文献
[1] Gourine AV,Llaudet E,Dale N,Spyer KM.Release of ATP in the ventral medulla during hypoxia in rats:role in hypoxic ventilatory response.J Neurosci.2005;25:1211–1218
[2] Lahiri,S.,Rozanov,C.,Roy,A.,Storey,B.,and Buerk,D.G.Regulation of Oxygen Sensing in Peripheral Arterial Chemoreceptors ......
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