5-羟色胺对心肺迷走神经节前神经元突触传入的调节作用

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1、复旦大学博士学位论文5-羟色胺对心肺迷走神经节前神经元突触传入的调节作用姓名：陈咏华申请学位级别：博士专业：神经生物学指导教师：孙凤艳20080410中文摘要5．羟色胺(scrotoninor5-hydroxytryptamine，5．HT)是一种小分子吲哚胺化合物，广泛分布于外周组织和中枢神经系统中，作为血管活性物质或神经递质在痛觉调制、睡眠、内分泌功能、心血管功能、呼吸功能以及精神活动等多方面发挥重要作用。脑内5-HT能神经元胞体主要集中在低位脑干中线附近的中缝核群(中缝苍白核，中缝隐核，中缝大核)，通过中缝核群发出的纤维下行支配脊髓，上行支配前脑和脑干的广大

2、区域，同时还可通过脑脊液到达其他脑区发挥广泛作用。近年来大量在体动物实验研究表明5-HT参与心血管与呼吸活动的反射性调节，并有多种5-HT受体亚型(5．HTl，5．HT2，5．HT3，5．HT4，5-HT7)参与。在中枢阻断5．HTlA受体或5．HT7受体可以减弱心肺反射引起的心动过缓；在孤束核(nucleustractussolitarius，NTS)，不同5．HT2受体亚型有不同作用，其中5．HT2B受体起兴奋作用而5-HT2c起抑制作用。但是具体的神经反射通路及作用机制目前还不甚清楚。以往的研究主要采用解剖学和在体电生理研究的方法，采用膜片钳技术在突触水平研

3、究5．FIT对心肺迷走神经节前神经元的调节作用有可能在突触水平阐明5-HT对心血管与呼吸功能反射性调节的部分机制。以往对心肺迷走神经节前神经元的膜片钳研究主要关注的是心迷走节前神经元[cardiacvagal(parasympathetic)preganglionicneuroll$，CVPNs]，其中枢定位及突触支配和调制的研究已经取得了一定的成果，而对肺迷走神经节前神经元突触支配及调制的研究则开展得很少。因此，本论文的研究目的分为三部分：一，研究5-HT对CVPNs突触支配的调节作用。二，研究呼吸道副交感节前神经元【airway-relatedparasymp

4、athetic4vagal)preganglionicneurons，APPNs]在中枢的解剖定位及电生理特性。三，研究5-HT对APPNs突触支配的调节作用。本实验以2-6天SD大鼠为研究对象，先用荧光染料逆行标记目的神经元，在离体延髓脑片上采用全细胞膜片钳模式对神经元进行研究。结果和结论如下：一、5-HTlA／7受体激动剂8-OH．DPAT显著抑制CVPNs的自发性GABA能和甘氨酸能抑制性突触后电流(spontaneousinhibitorypostsynapticcurrents，sIPSCs)的频率和幅度，显著抑制刺激NTS引起的GABA能突触后电流，而

5、对微小的GABA能和甘氨酸能抑制性突触后电流(miniatureinhibitorypostsynapticcurrents，mlPSCs)、外源性GABA和外源性甘氨酸引起的突触后电流及自发的谷氨酸能兴奋性突触后电流(spontaneousexcitatorypostsynapticcurrents，sEPSCs)均没有明显作用。这些结果提示5-HTlM受体激动剂通过突触前机制抑制GABA能和甘氨酸能突触传入间接兴奋CVPNs。这可能是5-HT参与心迷走神经反射调控的机制之一o2二、通过喉返神经标记的APPNs均位于疑核致密部，而通过气管壁标记的APPNs位于疑

6、核致密部或疑核腹侧／腹外侧。位于疑核致密部的APPNs主要接受抑制性GABA能和甘氨酸能突触传入，其中部分神经元这些抑制性突触传入在吸气期间增加，而在另外部分神经元减少；位于疑核腹侧／腹外侧的APPNs除了接受抑制性GABA能和甘氨酸能突触传入外，还接受兴奋性谷氨酸能突触传入，部分神经元在吸气时抑制性突触传入增加从而被抑制，而另外部分神经元在吸气时兴奋性突触传入增加从而被兴奋。吸气时抑制性突触传入增加提示这些神经元在吸气期被抑制，在功能上可能是与呼气或后吸气相关的，而吸气时抑制性突触传入减少或兴奋性突触传入增加提示这些神经元在吸气期兴奋，在功能上可能是与吸气相关的

7、。这些结果表明支配呼吸道不同节段的副交感节前神经元在中枢的定位及功能是分离的。此外，我们采用消除细胞跨膜电化学梯度的方法，在单个吸气性呼吸道副交感节前神经元(inspiratoryairway-relatedparasympatheticpreganglionicneurons，I-APPNs)上成功记录到了电突触电流(gap．junctioncurrents，GJCs)，并且这些GJCs与呼吸活动是密切相关的。这个结果提示电突触存在于APPNs中，并且可能在呼吸中枢神经元电活动的同步性中起重要作用。这种记录方法可用于快速探测具有自发活动的神经元网络中的GJCs。

8、关于5-H