外周化学感受器在睡眠呼吸障碍时对间歇性低氧适应不良反应的机制(英文)

颈动脉体外周化学感受器在化学刺激从动脉血到中枢的传导及相应的化学反射的诱发过程中起到重要作用,在此过程中介导了低氧条件下的通气及循环反应。颈动脉化学感受器活性的调节对于高海拔地区通气适应性起着显著作用。此外,颈动脉化学感受器的活性在患有睡眠呼吸障碍疾病的患者中显著增强,尤其在患有中枢神经性呼吸暂停综合征或阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的患者中以及相关的实验动物身上尤为突出。因此,颈动脉体发挥功能以保持氧动态平衡,而异常的颈动脉化学感受器活性可在睡眠呼吸暂停时表现出适应性或者致病性的特性。本文旨在总结间歇性低氧引起化学感受器活性增强过程中的细胞机制和分子机制。我们最近的研究显示颈动脉体中的肾素-血管紧张素系统在过度的化学反射活性时被上调,其所介导的炎症亦具有致病效用。这些调节机制在低氧诱发的颈动脉体功能适应不良变化中发挥重要功能,这会在睡眠呼吸暂停综合征的病理生理机制中发挥显著作用。     

低氧感受及其信号转导机制研究进展

机体和细胞能够感受与识别环境氧浓度的改变,并将低氧信号传入细胞内调控低氧敏感基因的表达。颈动脉体Ⅰ型细胞的氧敏感离子通道能够感受氧分压的降低,通过细胞膜上离子通道的开－关来调节神经递质的释放,以调节呼吸功能。普遍认为细胞的氧感受器是一种血红素蛋白,能感受细胞周围环境氧浓度变化。其中辅酶Ⅱ氧化酶（ＮＡＤＰＨ ｏｘｉｄａｓｅ）被认为是最可能的氧感受器（ｏｘｙｇｅｎ ｓｅｎｓｏｒ）。它可把细胞周围环境中     

多巴胺对急性间歇性低氧诱导的大鼠颈动脉体低氧敏感性的影响*

目的: 观察急性间歇性低氧刺激后大鼠颈动脉体对低氧的敏感性以及多巴胺对颈动脉体低氧敏感性的影响。方法: 将分离SD大鼠的颈动脉体-窦神经移入到孵育槽,然后把分离的窦神经吸入到记录的玻璃电极中行电信号记录。记录基线部分缓冲液充入气体为95% O₂+ 5% CO₂混合气,低氧应激给予5% O₂+ 5% CO₂+ 90% N₂混合气,低氧刺激给予30 s,95% O₂ + 5% CO₂给予90 s,共10个循环,每组实验大鼠数量n大于等于5。结果: 大鼠离体的颈动脉体,给予急性间歇性低氧应激,再给予低氧刺激,窦神经较之前低氧刺激放电活动增强。但加入多巴胺后,可以抑制窦神经对低氧的反应,急性间歇性低氧后,多巴胺对窦神经的低氧放电活动抑制作用加强。结论: 大鼠颈动脉体给予急性间歇性低氧可增强窦神经对低氧的反应,多巴胺可抑制急性低氧诱导的颈动脉体对低氧敏感性的增强。     

急性低氧条件下高、低二氧化碳对脑血流的影响

在脑血流的调节中,动脉血液中的氧和二氧化碳是两个重要调节因素。当氧或二氧化碳的张力发生改变时,可引起脑血管阻力的改变,继而导致脑血流的变化。急性和慢性低氧往往伴随着机体二氧化碳的变化。在高原低氧环境中经常能见到人体的过度通气或通气不足现象,前者导致动脉血二氧化碳张力的降低,后者造成二氧化碳张力的升高。这种低氧和高、低二氧化碳结合作用于脑血管的现象不但可发生在高原     

颈动脉体对化学信号的换能作用

颈动脉体可以将低氧和血液中其它刺激信号（可能包括低血糖）转换成不同强度的传入神经放电,沿心肺和神经内分泌反射的传入途径进入中枢,形成反射环路。低氧可抑制颈动脉体Ⅰ型细胞中的多种K＋通道,这种作用可能有种属差异; K＋通道的抑制使膜电位去极化,启动电压依赖性Ca2＋内流,最后导致神经分泌和传入放电。离子通道埘低氧的反应可能是通过间接途径发生的,因此近期的工作集中在研究颈动脉体Ⅰ型细胞中在低氧感受中起关键作用的其它蛋白质。虽然有人认为来源于线粒体和／或NADPH的活性氧（reactive oxygen species,ROS）起一定作用,但是它们在颈动脉体中转导低氧信号的证据还不足。目前正在对另外两种假设进行检验。第一种假设是血红素加氧酶2（haemoxygenase 2,HO-2）通过信号分子CO控制特殊K＋通道的活动,而CO的生成量与氧分压高低有关。第二种假设是认为细胞能量感受器腺苷酸活化蛋白激酶（AMP- activated protein kinase,AMPK）起作用;低氧时AMP／ATP比值升高,激活AMPK,从而抑制Ⅰ型细胞的K＋通道,传入放电增加。颈动脉体的细胞上具有丰富的对氧敏感的K＋通道,低氧感受这个重要的细胞活动可以通过多条途径进行,在总反应中每种蛋白质也可能起不同的作用,例如不同蛋白质对氧的亲合力不同等。关于颈动脉体感受低血糖的机制尚不清楚,但最近有证据提示,它并非由K＋通道关闭引起的,因此感受低血糖的机制和感受低氧的机制是不同的。     

适度低氧对脑损伤的保护作用

低氧是一把双刃剑,剧烈持续的低氧能对机体造成损害,而温和短暂的低氧却能给机体带来有益的作用。适度低氧或间歇性低氧训练通过非损伤性刺激,激活机体产生保护作用。低氧预适应或低氧训练是国内外公认的抗低氧损伤干预的重要手段。近年来,越来越多研究显示适度低氧对脑缺血、神经退行性疾病及精神疾病都有预防和治疗作用。本文就适度低氧对脑相关疾病的保护作用及其调节机制进行总结,以期为临床脑相关疾病的治疗和预防提供一个新的手段和策略。     

长时间低氧对大鼠颈动脉体培养细胞的细胞内PH和膜电位和影响

本文的目的是研究长时间低氧对离体培养的大鼠颈动脉体球细胞（ｇｏｌｍｕｓ ｃｅｌｌ）的影响。对实验组Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）大鼠,首先将其置于模拟５０００ｍ高度低氧环境的低压舱中饲养了－１０ｄ,然后麻醉动物,取出颈动脉体,将其分离成单个细胞和细胞群体（ｃｌｕｓｔｅｒｓ）。这些细胞在低氧条件（１１％Ｏ２,５％ＣＯ２,８４５Ｎ２）下培养２－３ｄ。取自正常ＳＤ大鼠的颈动脉全细胞被分为两组,分别     

长时间低氧对大鼠颈动脉体培养细胞的细胞内pH和膜电位的影响

本文的目的是研究长时间低氧对离体培养的大鼠颈动脉体球细胞（ｇｌｏｍｕｓｃｅｌｌ）的影响。对实验组Ｓｐｒａｇｕｅ－Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）大鼠,首先将其置于模拟５０００ｍ高度低氧环境的低压舱中饲养７—１０ｄ,然后麻醉动物,取出颈动脉体,将其分离成单个细胞和细胞群体（ｃｌｕｓｔｅｒｓ）。这些细胞在低氧条件（１１％Ｏ２,５％ＣＯ２,８４％Ｎ２）下培养２—３ｄ。取自正常ＳＤ大鼠的颈动脉体细胞被分为两组,分别将其培养在常氧（２１％Ｏ２,５％ＣＯ２,７４％Ｎ２）或低氧环境中。球细胞的细胞内ｐＨ（ｐＨｉ）和膜电位（ＭＰ）分别用Ｈ＋选择性微电极和常规微电极同时测量。结果表明：长时间低氧降低球细胞的ｐＨｉ,增加ＭＰ,其变化程度远远大于急性低氧的影响,而且当将细胞置于常氧中测量时其值不恢复。     

慢性间歇性低氧降低急性缺氧对大鼠肺动脉平滑肌细胞膜上电压门控性钾通道的抑制

为了从离子通道水平上探讨机体低氧适应的离子机制,本实验将雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组和慢性间歇性低氧组[氧浓度(10 ± 0.5) %, 间断缺氧每天 8 h]。用酶解法急性分离单个大鼠肺内动脉平滑肌细胞(pulmonary artery smoothmuscle cells, PASMCs),以全细胞膜片钳技术记录 PASMCs 膜上的电压门控性钾通道 (voltage-gated potassium channel, KV) 电流,观察急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠 PASMCs 的 KV 的影响, 为机体适应低氧能力提供实验依据。结果显示:⑴常氧对照组在电流钳下,急性缺氧可使膜电位明显去极化(由-47.2 ±2.6 mV 去极到 -26.7 ±1.2 mV ); 在电压钳下, 急性缺氧可显著抑制 KV电流( 60 mV 时, KV电流密度从 153.4 ± 9.5 pA/pF降到 70.1 ± 10.6 pA/pF), 峰电流的抑制率为(57.6 ± 3.3) %, 电流-电压关系曲线向右下移。⑵慢性间歇性低氧组KV电流密度随低氧时间延长而逐渐减少(慢性低氧10 d后就有显著性意义),电流- 电压关系曲线逐渐右下移。⑶急性缺氧对慢性间歇性低氧大鼠PASMCs KV电流的抑制作用随慢性间歇性低氧时间延长而逐渐减弱。上述观察结果提示慢性间歇性低氧减弱急性缺氧对 KV 的抑制, 这可能是机体低氧适应的一种重要机制。     

高原低氧环境下影响肺动脉压力的相关因素分析

肺动脉压力变化是反映机体在高原低氧环境中适应习服或病理损伤的重要生理指标，不同海拔、不同时间的低氧刺激对肺动脉压力的影响也不尽相同，其中许多因素影响肺动脉压力的变化，如血管平滑肌的收缩、血流动力学改变、血管活性调节异常以及心肺功能的异常改变等，深入探讨低氧环境下肺动脉压力的调节因素对明确低氧适应和习服的相关机制及急慢性高原病预防、诊断、治疗、预后具有重要的意义。近年来关于高海拔低氧环境下影响肺动脉压力的相关因素研究有了较大的进展，本文从循环系统血流动力学、血管活性状态及心肺功能变化等方面对低氧环境下肺动脉压力的调节因素和干预措施进行综述。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism