[研究背景]延髓舌下神经核(hypoglossal motor nuclei, HMN)的兴奋性改变对舌肌在不同脑时相(如睡眠-醒觉期或药物引致的麻醉状态)的活性起决定作用。由于睡眠中舌肌活动的抑制能使上气道狭窄和阻塞,对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)的发生起重要作用,所以确定对HMN兴奋性的神经影响因素和OSAHS的发病机制息息相关。一氧化氮(nitric oxide, NO)是一种可自由扩散的细胞间信号分子,研究发现有合成NO的神经元投射到HMN。HMN同时也含有可溶性腺苷环化酶(soluble guanylyl cyclase, sGC),一种主要的NO细胞内受体酶。虽然已确定NO可作为中枢神经系统几种神经元的调控因子,但它对HMN体内情况下的作用尚未得知。本研究拟验证体内情况下NO作为HMN兴奋性神经递质的假设。[目的]了解NO作为一种神经递质,在脑的麻醉、清醒、非快动眼(non-rapid eye movement, NREM)和快动眼(rapid eye movement, REM)睡眠等不同时相分别作用于舌下神经核,其调控作用如何以及通过何种通路进行调控。[方法]选用了麻醉和自由活动两种大鼠模型来观察NO对HMN的调控作用。1、麻醉大鼠模型：雄性成年wistar大鼠,行气管切开、获取膈肌、颏舌肌(genioglossus muscle, GG)肌电、动脉血压,在HMN插入微透析探针,麻醉情况下分别给予递增浓度的NO供体、NO清除剂、一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase, NOS)抑制剂和可溶性腺苷环化酶(soluble guanylyl cyclase, sGC)抑制剂,以及持续浓度的NO供体和sGC抑制剂的混合物,观测GG及膈肌电活动、动脉血压和呼吸频率的变化。2、自由活动大鼠模型：手术埋植电极在大鼠GG、膈肌、颈肌及大脑皮层,并在舌下神经核上方埋植探针导管。术后第6-7天,连接GG、膈肌、颈肌及脑电图电极,实验前经导管插入探针到HMN。两组大鼠分别持续透析NO供体和清除剂,记录各肌电和脑电信号。经数字化处理后,以脑电图区分醒觉、NREM、REM睡眠,评估在不同脑时相时该药物对GG的影响作用。[结果]一、麻醉大鼠模型：1、NO供体DEA使大鼠的节律性GG电活动呈浓度依赖性升高。在高浓度DEA(100mmol·L-1)时紧张性电活动亦出现增强。2、NO清除剂、NOS抑制剂和sGC抑制剂组大鼠的节律性GG活动明显降低并呈浓度依赖性。这三组大鼠所有浓度的药物对紧张性GG活动都无显著影响。3、在HMN给予NO供体和sGC抑制剂的混合物,后者有效地抑制了前者对HMN的兴奋作用。二、自由活动大鼠模型：1、NO供体作用于舌下神经核增加NREM睡眠中GG的紧张性活动,但对清醒和REM睡眠期没有影响。2、在NO清除剂组的10只大鼠中,不论在哪个时相(NREM睡眠,REM睡眠和清醒),NO清除剂对GG节律性和紧张性活动的影响均无统计学意义。[结论]1、NO对舌下神经核总的来说存在兴奋作用。2、NO在舌下神经核局部产生,通过舌下神经元的sGC-cGMP通路起作用。3、NO对HMN兴奋作用的特点依赖于脑的不同时相(也就是说,麻醉、清醒、NREM睡眠、REM睡眠)而有所不同。在麻醉状态下,NO增强舌下神经核的节律性活动成分。在自由活动动物中,则可增强NREM睡眠期的紧张性活动。
