氨基酸神经递质（精选7篇）
氨基酸神经递质 篇1
脑卒中是神经科医生临床工作中的常见病种, 诊断简单, 治疗方法明确, 但治疗效果均不理想, 临床治愈率低, 致残率高。目前, 脑卒中治疗方法多, 药物治疗、手术和介入治疗, 但临床效果参差不齐, 无论是缺血性还是出血性脑卒中, 都会导致脑功能障碍, 脑组织缺血及缺氧, 脑水肿及临床一系列并发症状的发生, 一些基础研究可能会对临床医生的治疗提供帮助。
1 材料与方法
1.1 动物模型的建立
大鼠喂养3d后, 参考牛国忠及Deinsberger W[1]等的方法改进的立体定向自体血脑内注入法, Wistar大鼠均经10%水合氯醛 (350mg/kg) 腹腔麻醉, 俯卧固定于立体定位仪上, 头顶部剃毛消毒后正中矢状切开, 切口约1.5cm, 钝性分离出前囟, 在前囟后1mm, 左旁3mm处用牙科钻钻一直径约1mm小孔。距鼠尾末端约2cm处剪断, 取尾血50μL, 将微量注射器推进至已钻孔内, 进针5mm (相当于尾状核部) 先注入10L, 停针2min后缓慢注入剩余40μL, 2min后退针1.5mm停留7min后缓慢将针完全退出。缝合皮肤, 回笼饲养。脑出血加FDPM干预组与上述操作相同, 但在注血后10min尾静脉注射FDPM400mg/kg。脑出血前组只进针不注血。大鼠清醒后无偏瘫体征, 或血肿沿针道反流, 或进入脑室者弃用。本实验选择脑出血后周围缺血组织作为检测部位。
1.2 动物分组及给药
造模成功的大鼠随机分为3组。假手术组4只, 脑缺血模型组48只, 对照组为脑缺血+胞磷胆碱注射液治疗组48只。对照组给予尾静脉注射依胞磷胆碱注射液10mg/kg, 模型组大鼠给予尾静脉注射等量生理盐水。对照组及模型组动物即时给药一次, 超过24h后给药2次。两组分别实验前后 (4h、6h、12h、24h、72h、7d) 每时间点各8只。
1.3 检测方法
谷氨酸和γ-氨基丁酸测定 参照试剂盒说明。应用HITACHI83550型氨基酸自动分析仪测定Clu、GABA含量。
1.4 统计学处理
计量资料数据以均数±标准差
2 结果
2.1
脑出血后4h起, Glu含量增高, 6h、12h、24h、72h明显高于出血前组, 持续至7d仍高于脑出血前水平。胞磷胆碱注射液治疗组Glu水平4h、6h、12h、24h、72h明显高于出血前, 至7d与脑出血前比较差异无显著性意义。治疗组4h、6h、12h、24h、72h谷氨酸水平明显低于相同时间点脑出血组 (P<0.05) 。见表1。
与脑缺血前相比;▲差异具有统计学意义 (P<0.01) 。治疗组与缺血组相比;*差异具有统计学意义 (P<0.05) 。
2.2
脑出血后4h, γ-氨基丁酸含量明显降低, 6h 、12h、24h、72h、7d γ-氨基丁酸含量明显低于出血前。6h、12h、24h、72h、7d胞磷胆碱治疗组γ-氨基丁酸水平低于脑出血前。治疗组6h、12h、24h、72h、7d GABA水平明显高于相同时间点脑出血组。见表2。
与脑缺血前相比;▲差异具有统计学意义 (P<0.01) 。治疗组与缺血组相比;*差异具有统计学意义 (P<0.05) 。
3 讨论
通过临床观察发现, 脑缺血后72h患者仍可以出现病情反复变化, 病情逐渐恶化进展, 甚至昏迷死亡, 提示脑血管病变后逐渐演变的一个病理过程, 缺血周边组织的继发性损害, 在本实验中已经给予得到间接证实。动物实验已证实脑出血周边可有缺血半暗带存在。局部脑血流 (rCBF) 是描述脑组织缺血的重要指标。Kakim[2]等认为rCBF低于20mL/ (100g·min) , 脑组织就处于缺血半暗带期, 即出现神经细胞之间信号传递停止, 细胞有氧代谢降低, 泵功能抑制, 神经细胞去极化, 无氧酵解产物如乳酸增多。郭富强等[3]对108例急性脑出血患者也进行了动态CT、SPECT研究, 发现入院时脑CT显示的血肿体积明显小于SPECT显示的原发灶缺血体积, 证明血肿周边确实存在类似缺血半暗带的rCBF下降。
在正常人中, 兴奋性和抑制性神经递质间保持着动态平衡, 体内任何一种神经递质的含量变化都会改变人体的正常生理功能。本实验研究结果:实验后出血4h起, Glu增高, 随时间增长, 含量也逐渐增加, 并且进一步通过胞磷胆碱注射液 (CDPC) 干预脑出血周边缺血组织发现Glu含量显著下降。并且胞磷胆碱可以抑制谷氨酸的表达数量, 抑制周边组织神经细胞的凋亡。研究证实, GABA能够拮抗Glu所致的细胞去极化, GABA的去极化拮抗作用能够明显抑制兴奋性神经递质谷氨酸的毒性作用, 保护颅脑的功能[4]。
胞磷胆碱注射液价格便宜, 是临床的常用药物, 对于外伤的脑保护临床应用较多。临床发现对脑中风所致的偏瘫可逐渐恢复四肢的功能, 亦可用于其他中枢神经系统急性损伤引起的功能和意识障碍, 具有保护作用[5]。本研究还发现, 胞磷胆碱注射液可以平衡脑内Glu GABA, 促进脑功能的恢复, 使脑内神经递质处于动态平衡之中。
摘要：目的:观察大鼠脑出血周边组织谷氨酸、γ氨基丁酸含量的变化;胞磷胆碱注射液对缺血周边组织谷氨酸、γ氨基丁酸含量的影响。方法:选择大鼠100只, 体重250～300g。随机分组, 假手术组4只, 脑缺血组48只, 胞磷胆碱注射液治疗组48只。在实验前后 (4h, 6h, 12h, 24h, 72h, 7d) , 各时间点选择8只大鼠, 处死后测定谷氨酸 (Glu) 和γ氨基丁酸 (GABA) 含量。结果:胞磷胆碱注射液对脑缺血大鼠具有保护作用, 能使氨基酸神经递质保持动态平衡。结论:胞磷胆碱注射液对大鼠脑缺血部位治疗有益。
关键词：胞磷胆碱注射液 (CDPC) ,脑缺血,谷氨酸、γ氨基丁酸
参考文献
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氨基酸神经递质 篇2
1资料与方法
1.1临床资料
收集我院2014年6月~2015年6月确诊为失眠的患者80例。其中,男性47例,平均年龄(56.1±3.5)岁;女性33例,平均年龄(55.9±3.3)岁。根据随机对照表,分为实验组40例,男性23例、女性17例,平均年龄(55.5±3.1)岁;对照组40例,男性24例,女性16例,平均年龄(55.7±3.2)岁,两组患者的一般资料相仿,差异无统计学意义(P>0.05)。诊断及排除标准:(1)诊断依据根据《成人失眠诊断治疗指南》[6],入睡时间大于30min,睡眠质量下降;夜间苏醒次数大于3次;睡眠总时间少于6h;不同程度记忆力及注意力降低,体质及免疫力下降;焦躁、抑郁,日间困倦、嗜睡;快速动眼睡眠比率下降。(2)排除标准:有其他严重的心脑血管疾病,已接受安眠、镇静药物治疗,肝、胆严重疾病,白血病患者,精神异常患者。
1.2方法
1.2.1治疗方法对照组予地西泮片(上海玉瑞生物科技(安阳)药业有限公司,国药准字:H41020016,产品批号:20140413,2.5mg)5mg每晚睡前口服。实验组予四神聪、百会穴位针刺治疗,取穴根据《针灸学》[7]两耳尖连线与头正中线焦点为百会,百会穴前后左右旁开1寸为四神聪,1.5寸毫针顺经络走行方向斜刺0.5寸,平补平泻,留针10min后捻转补泻1min,后留针20min。两组患者均治疗7天为1个疗程,连续治疗2个疗程后分析比较实验结果。
1.2.2理化指标检测治疗前后分别在各组研究病例禁食水8~10小时后采取静脉血,取血试管在离心机中以3000r/min速度离心10min,分离血清与血浆,各组试管均置于冰箱中-20℃贮存,待实验结束后统一在临床全自动生化分析仪内检测谷氨酸、γ-氨基丁酸水平。每日统计患者入睡时间、总睡眠时间、间断苏醒次数、睡眠质量、日间精神状态等指标,根据国际PSQI失眠体征诊断评分标准评估治疗1周、2周后疗效,分析比对各组实验结果。
1.3统计学分析
计量数据以均数±标准差(±s)表示,计数资料以率(%)标识,以SPSS19.0统计软件进行分析,所有数据比较,P<0.05认为有统计学意义,P>0.05为无统计学差异。
2结果
2.1各组谷氨酸、γ-氨基丁酸水平的比较
本研究显示,治疗后,与治疗前比较,两组患者谷氨酸、γ-氨基丁酸水平均增高(P<0.05),与对照组比较,实验组谷氨酸、γ-氨基丁酸水平较高(P<0.05),如表1。
2.2各组睡眠时间、入睡时间水平的比较
本研究显示,与治疗前比较,治疗后两组睡眠时间延长、入睡时间缩短(P<0.05),与对照组睡眠时间较长、入睡时间[(6.28±1.04),(0.93±0.28)]比较,实验组睡眠时间较长、入睡时间[(8.4 8±1.54),(0.39±0.18)]较短(P<0.05)。
2.3各组睡眠水平评分比较
本研究显示,治疗后,各组PSQI睡眠评分均改善(P<0.05),与对照组比较,实验组治疗1周、治疗2周PSQI睡眠评分[(9.87±2.02),(6.51±1.50)]优于对照组PSQI睡眠评分[(11.28±2.08),(9.81±1.87)],(P<0.05)。
3讨论
原发性失眠病因尚不明确,主要以精神压力、情绪焦躁等为主,继发性失眠可由基础疾病、精神疾病、药物刺激等因素诱发[8]。传统治疗失眠以口服安眠药物为主,但长期服药存在一定耐药性及戒断综合征表现,临床效果往往不佳。临床研究表明[9,10],针刺四神聪、百会等腧穴可促进脑部血液循环,调和营卫、平衡阴阳、疏理气机、宁心安神,促进人体对氨基酸的吸收及合成,调节神经递质的合成及释放,对交神经兴奋诱发的失眠具有良好的治疗效果。本实验中,应用针刺四神聪、百会穴位对失眠患者血清氨基酸类神经递质、失眠质量及时间、睡眠PSQI评分的治疗均取得满意疗效。血清氨基酸类神经递质如谷氨酸、γ氨基丁酸是中枢兴奋的抑制性神经递质,可抑制中枢神经过度放电及兴奋传导。针刺四神聪及百会穴位可促进脑府经络疏通,保证血浆中氨基酸类神经递质谷氨酸及γ氨基丁酸的正常合成与分泌,缓解因精神紧张与情绪波动诱发加重的中枢神经兴奋,从而保证快速动眼睡眠时间,改善失眠患者睡眠质量,避免因药物刺激产生的焦躁、临床疗效优异。
本实验通过对80例失眠患者治疗前后谷氨酸、γ-氨基丁酸及睡眠时间质量、PSQI功能评分进行检测比较分析,证实了针刺四神聪、百会可促进氨基酸类神经递质合成并抑制生物原胺类神经递质传导,提高临床疗效并避免药物副反应。在下一步研究中,我们将分析比对补泻法针刺与电针刺对失眠患者睡眠改善情况,为临床上失眠等神经性脑病的诊断、治疗及预后评估做出进一步论证和分析。
摘要：目的:探讨针刺四神聪、百会对失眠患者血清氨基酸类神经递质的影响及临床意义。方法:选取我院收治的失眠患者80例,随机分为对照组及实验组,对照组以常规西药治疗,实验组予针刺四神聪、百会治疗。比较各组患者治疗前后谷氨酸、γ-氨基丁酸、及睡眠时间、质量、PSQI功能评分水平变化情况。结果:与治疗前比较,两组患者PSQI功能评分均降低(P<0.05),入睡时间减短(P<0.05),谷氨酸、γ-氨基丁酸均提高(P<0.05),睡眠时间较长(P<0.05);与对照组相比较,实验组患者治疗后PSQI功能评分较低(P<0.05),入睡时间较短(P<0.05),谷氨酸、γ-氨基丁酸均提高(P<0.05),睡眠时间较长(P<0.05)。结论:针刺四神聪、百会可促进经络气血循环,诱导氨基酸类神经递质合成与释放,延长睡眠时间、提高睡眠质量,临床疗效优于传统方案。
关键词：失眠,针刺,百会穴,四神聪
参考文献
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[7]石学敏.针灸学[M].北京:中国中医药出版社,2012:123
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氨基酸神经递质 篇3
1 GABA及其受体对突触可塑性的影响
1.1 GABAA受体对突触可塑性的影响
γ-氨基丁酸 (GABA) 是中枢神经系统 (CNS) 中最丰富的抑制神经递质, 对调节神经元的活动有重要作用。大约30%的突触以GABA作为发射器使用。在中枢神经系统的早期发育阶段, GABA主要作为兴奋性神经递质而发挥作用。这种作用主要与GABAA受体有关。在不成熟的中枢系统中, ECL-比神经元膜电位更积极[1], 这是由NKCC1的活动导致的, Na+K+2Cl-转运系统在胚胎期到出生后的第一周表达, 能够促进氯离子在未成熟的神经元中的聚集[2]。因此, 在这一时期, GABAA受体激活产生去极化, 在中枢神经系统的发育中表现出营养作用, 在细胞增殖、迁移、突触形成以及活性依赖的分化中扮演着重要的角色[3,4]。另一方面, 在初级传入纤维与背根神经节 (DRG) 神经元胞体上KCC1转运蛋白的表达在成人仍然存在, GABAA受体激活初级传入增加其兴奋性。
从生理学的角度来看, CNS中GABAA受体有两种类型:突触上和突触外。突触上GABAA受体主要介导突触间的沟通。在成熟的和未成熟的神经元中, 突触前囊泡释放GABA激活这类受体, 使膜对Cl-和碳HCO-的通透性增加, 从而使神经元产生抑制性突触后电流 (IPSP) 或者去极化性突触后电流 (DPSP) 。最重要的GABAARs是位于神经元的胞体、树突以及轴突膜上的受体[5,6,7]。这些突触外GABAARs介导另一种形式的GABA能抑制。使用功能性分析表明, 应用荷包牡丹碱及gaba锌能够阻断自发相位电流和强直电流, 揭示GABA能强直抑制性作用在许多类型的神经细胞的海马、丘脑、躯体感觉皮层和小脑中存在[6,7,8]。这是由于突触前GABAARs激活会对电导或者是强直分流产生持久性的增加, 从而调节神经元的兴奋性[9,10]。研究发现, 细胞外GABA发挥其作用, 使GABAARs强直行激活, 介导这一作用的受体广泛存在于所有的神经细胞, 但是它们位于GABA释放地点较远, 因此他们被称为突触外GABAA受体。当GABA能突触传递受阻滞时可以诱发海马锥体神经元癫痫样活动。突触外的GABAA受体的分子本质和强直抑制性电流的产生已在许多脑结构中被发现, 由于其与控制神经元兴奋性有关联, 已经成为各种神经系统疾病如精神分裂症、外延癫痫和帕金森病治疗的的药物靶点。在脊髓, 早期的研究发现, 这些受体在麻醉, 慢性疼痛, 运动控制和运动中起作用。
近年来, 关于GABAARs在脊髓神经元突触可塑性中的作用的研究已广泛开展。在鸡胚脊髓神经元首次获得了GABA能强直抑制性电流, 这个强直IGABA产生一个缓慢的去极化[11]。同样, 在脊髓局部应用GABAA受体拮抗剂荷包牡丹碱可以抑制由高频强直刺激初级传入纤维所诱发的脊髓背角场电位的长时程增强[6]。最近, 在神经元层II GABAARs介导的一个强直电流被记录下来, 表明这这些受体可抑制疼痛和中枢敏化过程。具体而言, THIP (4, 5, 6, 7-tetrahydroisoxa-zolo (5, 4-c) pyridin-3-ol) 引起的GABAARs活动增强可降低小鼠脊髓神经元兴奋性。此外, 在哺乳动物的脊髓GABA能强直电流被记录在胶质神经元[13], 这个强直电流可调节GABA能自发性抑制性突触后电流 (s IPSCs) [12]。在小鼠腹侧角中间神经元, GABA能强直电流可以通过输注硫喷妥钠和荷包牡丹碱阻断活性, 然而这种强直电流目前显然不能由外周GABA激活[17]。同样, 在成年龟脊髓中间神经元突触活性可被士的宁阻断但不是由荷包牡丹碱或锌阻断, 表明自发的突触活动可能不能调节强直抑制。此外, 强直电流可调节脊髓黑质神经元GABA能自发性抑制性突触后电流 (s IPSCs) 。GABAAR介导的强直电流当前已被建议作为麻醉剂或镇静剂药物的作用靶点[14]。在这个方向上的研究表明, 咪达唑仑, 一种苯二氮卓类受体激动剂, 可产生镇痛作用[15]。
GABAARs在控制运动神经元的兴奋性方面也发挥了重要的作用。柯蒂斯和他的同事首次对GABA在神经系统中的作用的进行研究 (1959) 。结果表明, GABA能够降低中间神经元以及刺激初级传入纤维诱发出的场电位[16], GABA能显著降低逆行电位的幅度, 取消顺势电位, 降低EPSPs和IPSPs[17]。GABA类似的行为被记录在γ运动神经元和Renshaw细胞[17]。当存在100u M荷包牡丹碱, 电流的持续变化也被记录在成年龟运动神经元[18]。
1.2 GABAB受体对突触可塑性的影响
在CNS中, GABAB受体 (GABABRs) 主要定位于神经元, 其高密度存在于大脑皮层、丘脑核, 小脑和杏仁核。在海马、缰核、黑质、腹侧被盖区、伏隔核、苍白球、下丘脑以及脊髓腹角和背角也有大量GABABRs存在。在外周, GABABRs存在于自主神经节和内脏组织如胃、肠、心、脾[19]。GABABRs有三类:位于突触前、突触后膜和突触外, 突触前GABABRs, 通过Gi/o的G亚基, 抑制N型 (Ca V2.2) 或P/Q型 (CA 2通道Cav2.1) 钙离子通道, 从而抑制神经递质的释放[20]。突触后GABAB受体, 通过G亚基, 引发多种钾通道的开放, 特别是内向整流钾通道 (Kir3) , 导致超极化和缓慢的抑制性突触后电位 (IPSPS) 。在突触后, 位于树突棘的GABAB受体激活, 引起慢时程IPSP, 也可拮抗拮抗谷氨酸引起的兴奋性突触后电流 (EPSP) , 抑制蛋白激酶 (PKA) 的活性以及抑制L-型电压依赖性钙通道 (CAV1) 的活性[21]。
在脊髓背角, 通过代谢型GABABRs, GABA能够调节脊髓感觉信息的传递[22]。在急性和慢性神经病理性疼痛实验模型中, GABAB受体激动剂巴氯芬 (baclofen) 有镇痛作用, 这种作用也被发现在人类疼痛如三叉神经痛和运动障碍如痉挛和肌张力障碍[23]。这些作用可能是由脊髓和刺突上的GABAB受体介导的, 涉及突触前和突触后机制。实验证据表明, 突触前受体含有GABAB1a亚基, 将会降低初级传入纤维痛觉相关神经递质如P物质、谷氨酸和神经肽的释放[24], 主要影响C纤维介导的伤害性感受[25]。然而, 突触后GABAB受体含有GABAB 1b亚基, 在背角神经元的胞体和树突上表达, 能够影响胞体和树突的内在特性和兴奋性:GABAB受体激活激活Ki3通道, 引起突触后抑制[33], 抑制脊髓背角神经元伤害性信息的传递[26]。在脊髓损伤的实验模型, 低剂量的巴氯芬抑制单突触和多突触反应通过突触前的作用位点[27]。而脊髓机制可以解释巴氯芬在肌张力障碍中的有益效果。有证据表明, GABARs调节纹状体, 苍白球和丘脑底核谷氨酸能和GABA能突触传递, 在突触前和突触后的水平[28]。研究表明在MPTP猴, GABAB受体功能的变化可能导致苍白球爆发性活动, 这被称为帕金森状态[29]。
鞘内注射GABABRs拮抗剂CGP35348会产生痛觉过敏现象, 从而增强脊髓背角神经元对伤害性刺激的反应[30]。而且GABAB (1) 和GABAB (2) 基因敲除小鼠也表现出痛觉过敏[31]。这可能是因为GABAB受体有助于外周神经损伤后异常性疼痛痛觉过敏和自发痛行为产生和维持。GABABRs也参与糖尿病神经痛的形成过程, 激活GABABRs不仅抑制糖尿病大鼠脊髓背角谷氨酸递质的释放, 而且参与脊髓背角甘氨酸受体及M胆碱能受体的镇痛作用。临床上, 鞘内注射巴氯芬已被用来作为一种治疗神经病理性疼痛辅助镇痛方法。
2 甘氨酸及其受体对突触可塑性的影响
1956年Aprison和Waman第一次提出甘氨酸在哺乳动物的CNS中起着神经递质的作用, 参与调节神经递质的突触传递[32]。在中枢神经系统中, 甘氨酸是一个具有双面生物活性的分子[33]。一方面, 在脊髓, 脑干, 和视网膜, 甘氨酸作为一种抑制性神经递质, 介导神经元的抑制作用, 从而减少兴奋性氨基酸释放, 这种抑制作用是由甘氨酸受体介导的。另一方面, 在海马、大脑皮质、小脑、及嗅球细胞甘氨酸也可作为NMDA受体的刺激调制器, 对NMDA受体的激活是必不可少的[34]。目前公认的能与甘氨酸结合的有四种类型的受体, 包括特定的甘氨酸受体 (Gly R) , 离子型谷氨酸受体NMDAR亚型的特异结合以及γ离子型GABAA受体和GABACR。
甘氨酸能持续增强或抑制AMPA反应通过甘氨酸与NMDA受体和甘氨酸受体结合[35]。在海马CA1区神经元, 甘氨酸以剂量依赖的方式诱导NMDA受体反应的长时程增强 (LTP) 和长时程抑制 (LTD) (Gly-LTP和Gly-LTD) 。这些NMDA反应的改变依赖于NMDA受体的激活[36]。此外, Gly-LTP的诱导需要甘氨酸与NMDA受体结合, 而Gly-LTD要求甘氨酸与NMDA受体和甘氨酸受体这两种受体结合。大多数的生理条件下, 脑脊液中甘氨酸浓度已估计是在低微摩尔范围。由于较之于甘氨酸受体NMDA受体对甘氨酸有较高的亲和力, 所以内源性甘氨酸可能主要发挥其兴奋作用, 通过激活NMDA受体, 进而诱导出LTP。然而, 在海马CA1区锥体神经元, 通过应用外源性甘氨酸或者提高内源性甘氨酸的聚集获得较高水平的甘氨酸能够诱导出兴奋性突触后电流的LTD, 联合应用甘氨酸和选择性的甘氨酸受体拮抗剂士的宁能够使甘氨酸诱导的LTD转变为LTP。通过通过操纵细胞内的氯离子浓度阻断突触后的甘氨酸受体门控氯离子通没有引起兴奋性突触后电流的任何变化。这些结果表明, 甘氨酸受体参与GlyLTD的诱导。此外, 这种新形式的LTD伴随着突触后AMPA受体的内化, 也需要NMDA受体的激活。因此, 甘氨酸受体的激活和调节对门控突触可塑性方向具有重要的作用[37]。
NMDA受体在神经发育、学习和记忆、感觉、及突触可塑性方面有关键作用[40]。有越来越多的证据表明, 多巴胺和谷氨酸神经递质系统相结合的功能障碍可能是精神分裂症关键的临床和病理生理特征的基础。具体而言, 在大脑关键回路内的N-甲基-D-天冬氨酸受体 (NMDAR) 的功能减退似乎是一个重要的机制。因此, 通过增加突触间隙谷氨酸共激动剂甘氨酸的可用性调节NMDA受体功能的可能为治疗精神分裂症的新治疗策略。LTP-GLY的潜在机制可发展成为精神分裂症新的药物治疗的表征。
首次在脊髓中发现甘氨酸表现在对运动神经元放电的抑制作用, 这种抑制作用能被士的宁拮抗[37], 这也是士的宁在抑制性突触拮抗作用的第一个证据。在脊髓和脑干, 甘氨酸能抑制性中间神经元控制运动时运动基本节奏的产生[38]。这些抑制性中间神经元对脊髓反射动作的协调性也起着重要的作用。IA甘氨酸能抑制性中间神经元介导牵张反射电路结构中的相互抑制。Renshaw中间神经元也释放甘氨酸, 通过负反馈系统, 产生循环抑制, 调节运动神经元的兴奋性和放电[39]。甘氨酸受体不仅参与从传感器神经元对运动神经元信号传输;他们也参与疼痛的感知, 光信号转导和神经系统发育[41]。士的宁, 主要的甘氨酸拮抗表现为对运动神经元、感受器神经元的持续性兴奋以及增强疼痛感阻断甘氨酸受体, 士的宁引起的成倍增加的疼痛感觉。激活甘氨酸受体可减轻疼痛, 这是后续研究任务在镇痛和麻醉。通过增强受体产生的电流的方法介导麻醉的可能性是现代医学的一个重要问题。
3 展望
神经递质与运动性中枢疲劳 篇4
1 氨基酸递质与运动性中枢疲劳
脑组织内递质性氨基酸可分为两类:一类为抑制性氨基酸递质, 包括γ-氨基丁酸 (GABA) 、甘氨酸 (Gly) , 中枢神经中的抑制活动50%是由GABA与Gly类神经递质传递的[1], 因而抑制性氨基酸递质在调节运动员的兴奋状态、协调运动中枢的功能活动发挥极大的作用。另一类为兴奋性氨基酸递质, 包括谷氨酸 (Glu) 和天冬氨酸 (Asp) , 它们含量的下降说明中枢兴奋性降低, 原因可能是机体在过度疲劳状态下产生的抑制性保护。这种保护措施可以弱化兴奋性神经递质大量增高对神经元产生的毒害作用, 而且可以防止运动过程中机体代谢产物对中枢正常机能的影响, 正常生理条件下两者代谢处于平衡。
李人报道[6], 安静状态下, 训练与未训练过的大鼠脑中Glu/GABA的比值无明显差别, 这意味着它们在安静时各脑区中Glu和GABA的代谢水平是相似的。当机体运动出现疲劳时, 各脑区中Glu与GABA的代谢平衡发生了改变, GABA含量升高的幅度大于Glu的升高幅度, 从而使脑中以GABA的抑制效应占优势。季浏报道[5], 大鼠长时间运动后 (10h) , 大脑中G A B A含量显著增加, 大脑兴奋性降低, 中枢产生疲劳。Struder的研究发现[24], 持续5h的自行车运动可使运动员血浆中兴奋性递质Glu的浓度下降, 铵和游离脂肪酸 (FFA) 的浓度升高。Meansen报道[22], 6周的中等强度跑台训练, 明显降低了大鼠纹状体中多巴胺 (DA) 、去甲肾上腺素 (NA) 和Glu的浓度, 但对GABA的影响不大。急性运动使训练和未训练过的大鼠DA、NA、GABA的水平分别增加, 但对训练组Glu浓度的影响远远超过未训练组, 使得训练过的大鼠Glu/GABA趋于平稳, 推迟了运动疲劳的发生。张蕴琨等人的研究发现[13]:小鼠经过45天游泳训练后完成力竭性运动, 恢复2 4 h后, 训练组与安静组相比, 递质性G l u、天冬氨酸 (ASP) 仅出现下降趋势, 但无统计学意义, Glu/GABA值的下降也无显著意义, 这可能是运动在一定程度上提高了小鼠脑组织神经活动的稳定性和对运动的适应。由以上的研究我们可以看出, Glu的变化与运动疲劳的发生有紧密的相关性, 但是Glu/GABA的变化似乎更有说服力。
2 多巴胺 (DA) 与运动性中枢疲劳
在中枢神经系统内, 多巴胺能神经元主要分布在中脑黑质、中脑脚间核以及下丘脑弓状核, 尤其是黑质最多。研究证实, 多巴胺对控制运动过程起重要作用, 多巴胺的作用是调节肌紧张, 使机体作好进行运动的准备, 并在大脑皮层冲动的触发下发动某一动作。脑内多巴胺与激发促动肌肉协调能力, 以及耐力运动的成绩密切相关, 随着运动性疲劳的发生, 多巴胺浓度下降, 而多巴胺活性减弱, 降低了肌肉活动的协调性, 导致疲劳发生[7]。研究表明, 运动能力提高时, 脑内的代谢产物升高, 而DA合成和代谢相对稳定时, 疲劳发生延迟[21]。
耗竭DA或减弱DA能活动, 可使运动能力下降和疲劳提前发生;增加D A、加强D A能的活动, 可使运动能力提高。Biass等发现服用安非他明来增加多巴胺能活性后, 脑内多巴胺代谢水平增加, 耐力性运动成绩提高, 并首次提出多巴胺可能是诱发运动性疲劳的重要因素。Chaouloff[17]研究认为, 脑中多巴胺能活性增加可抑制5-羟色胺的合成与代谢, 超长时间运动期间, 多巴胺活性减弱使得促动能力下降, 通过运动协调的降低导致运动性疲劳的出现, 增加脑中多巴胺能有助于阻止5-HT的合成与代谢。Bailey等[14]证明, 鼠中脑和脑桥中DA合成和代谢下降与疲劳发生有关, 而保持大脑DA合成和代谢会延缓疲劳发生。
3 5-羟色胺 (5-HT) 与运动性中枢疲劳
5-H T是脑组织内中枢抑制性神经递质, 具有促进睡眠、降低运动神经元的兴奋性、影响内分泌功能、抑制食欲等作用。脑5-H T对唤醒、昏倦、睡眠和情绪起重要作用, 并且将其与力量感知和肌肉疲劳联系在一起[25]。Newsholme等[23]提出5-HT可能是中枢疲劳的调节物质。他们认为长时间运动时, 脑5-HT的增加会损伤中枢神经系统 (CNS) 功能, 从而降低中枢向外周发放的冲动, 引起运动能力的降低。
运动时由于血浆游离脂肪酸 (FAAs) 、血浆中支链氨基酸 (BCAAs) 氧化增强, 从而使血浆游离色氨酸 (f-Try) 相应增加, BCAAs浓度降低, f-TryPBCAAs值上升, 进入脑组织的Try浓度也上升, 使脑内5-HT的含量升高, 对大脑皮层抑制加强, 激发倦怠、食欲不振、睡眠紊乱等疲劳症状[12]。Bailey等[15,16]完成了一系列的实验, 用特殊的药物进行试验观察对疲劳大鼠脑5-HT的影响, 发现较常用的5-HT激动剂能引起疲劳发生变早, 而5-HT拮抗剂可推迟疲劳的发生。Dvavis等[19]认为, 耐力运动期间脑内5-HT水平和活性的增加, 可以加剧运动员体力和智力上的疲劳, 补充碳水化合物或BCAA可抑制5-HT的增加, 提高运动能力。Chaouloff[18]等研究发现, 超长低强度游泳与剧烈跑台运动后, 脑5-HT均增加。在激烈运动时, 脑干和下丘脑5-HT明显升高, 其升高可能通过抑制DA能神经元系统而诱发疲劳, 也可能降低唤醒和动力而产生疲劳。
脑中5-HT浓度和总活力的增加与耐力性运动期间体力与精神的疲劳的加剧相关, 通过改变5-HT的氨基酸前体而改变脑中5-HT代谢的研究表明, 碳水化合物与支链氨基酸的摄取可能减弱5-HT的增加和提高运动能力。但是, 很难区分这是碳水化合物对脑的影响还是对肌肉本身的影响, 大多数对支链氨基酸的研究都表明没有提高运动能力的作用, 现有的证据说服力还很弱。
4 支链氨基酸与运动性中枢疲劳
在运动性疲劳方面, 支链氨基酸 (亮氨酸、异亮氨酸与缬氨酸) 作为人体必需氨基酸, 不仅是合成机体蛋白质的原料, 而且具有特殊生理、生物学功能。BCAA与芳香组氨基酸均由同一载体转运穿过血脑屏障, 芳香组氨基酸与BCAA竞争与载体结合, 色氨酸是其中一种芳香组氨基酸, 其代谢产物5-HT是引起中枢疲劳的重要原因[10]。
一般认为, 当血浆中芳香族氨基酸/支链氨基酸增大时, 有利与芳香族氨基酸进人大脑产生5-HT神经递质, 诱发疲劳症状的出现。因此, 许多学者考虑到如果适当增加支链氨基酸的补给, 就可以使芳香族氨基酸/支链氨基酸相对不变, 也就减少了5-HT等的产生, 就可能有利于推迟疲劳的发生。胡晓燕等[4]研究了支链氨基酸和肌酸对小鼠运动能力的影响, 得出口服支链氨基酸或肌酸, 运动达到疲劳的时间延长, 力竭时血乳酸值降低, 从而延缓运动性疲劳的出现。除了直接补充支链氨基酸外, 侯香玉等[3]还给运动大鼠补充牛磺酸, 发现牛磺酸明显提高运动大鼠血浆中支链氨基酸的浓度, 芳香族氨基酸无明显差异, 降低了芳香族氨基酸/支链氨基酸的比值, 从而抑制芳香族氨基酸转运人脑, 保持中枢的兴奋状态, 延迟运动性疲劳的出现或降低疲劳。罗海吉等[8], 马晓东[9]的实验证明, 补充支链氨基酸可以推迟运动性疲劳出现外, 还可以提高运动耐力, 延长运动时间。
5 运动性中枢疲劳消除的生化手段
5.1 补充支链氨基酸
BCAA由于能降低运动过程中大脑5-HT的积累, 防止中枢神经疲劳, 而被人们作为一种运动营养补剂而广泛使用。T.Yamamoto通过给大鼠注射BCAA不仅延迟大鼠运动疲劳产生的时间, 而且能防止由力竭运动导致的大脑TRP常规的增加。Cald ers[17]等观察到, 与注射安慰剂相比, 给禁食大鼠运动前5min注射30mg BCAA, 在血浆氨增加的同时, 疲劳发生的时间延迟了。
5.2 补充糖
研究表明补CHO能保持血糖并使胰岛素轻度增加, 会使fTRP的增加幅度减小, 因此f-TRP/BCAA比值会保持在一个较低水平, 脑内5-HT生成量相应降低, 从而可起到延缓疲劳作用。在2h的70%~75%VO2max强度的自行车运动中, 糖的补充可避免BCAA氧化, 从而减弱血浆中NH3的增加。
5.3 中药缓解
宋亚军[11]等在研究补充复方中药对减轻急性耐力运动中NO介导的神经毒性、保护脑组织、推迟中枢疲劳具有一定积极作用。冯枫[2]等研究证明, 补肾益气类中药可提高重技巧项目运动员机体抗感染能力, 使运动员IL-2浓度显著升高, 在马拉松或大强度训练期间, 在特别的时间给予运动员补充适量谷氨酰胺, 可减少运动员感染, 进而可延缓运动疲劳发生。
5.4 加强中枢多巴胺 (D A) 系统活动
有学者发现通过服用苯丙胺, 可加强中枢D A系统的活动, 从而提高运动耐力。Gerald[20]在研中也发现, 给大鼠注射2.5mg/kg苯丙胺后, 大鼠在跑台运动中, 运动时间从45.5min延长到76.0min。有大量证据表明, 动物补充酪氨酸可以同时增加DA的合成。目前还没有专门研究针对酪氨酸作为一种可能的方法, 延迟运动中的疲劳。但是有足够信息可以假设, 酪氨酸可能有助于预防DA耗竭, 而这对于发挥最佳运动能力是必需的。
总之, 运动性中枢疲劳的的发生是多种因素综合造成的, 对于氨基酸对运动性中枢疲劳的影响及其消除、运动性疲劳的生物化学机制还有待于进一步研究。
摘要：有关运动性中枢疲劳的机制是近年来疲劳研究的热点, 随着人们对中枢神经系统作用机制的理解的不断深入, 对运动性疲劳的中枢机制的研究也在加深。本文采用文献资料法, 论述与运动性中枢疲劳相关的氨基酸及其对运动的影响, 旨在为运动性中枢疲劳的生化机制及其消除的生化手段提供一定的依据。
氨基酸神经递质 篇5
近年来针对抗运动性疲劳的研究趋于热化,中草药红景天可降低小鼠血清尿素的产生,加速机体代谢产物的清除,消解机体疲劳状态[2],还具有抗衰老、保护肝脏、抗炎镇痛、抑制肿瘤、增强免疫、影响精神状态等作用[3,4,5,6,7,8,9]。但是目前对红景天改善运动性疲劳导致的中枢神经系统神经递质影响研究还非常少见。本研究采用小鼠游泳模型,观察红景天苷对运动型疲劳小鼠中枢神经递质DA、5-HT、5-HIAA、NE含量的影响,探讨其抗疲劳作用和机制。
1材料与方法
1.1材料与仪器高效液相色谱仪(Waters公司);Milli-Q超纯水制备机;ALC-110 4型电子天平(美国奥豪斯科技有限公司);BECKMAN低温高速离心机;玻璃匀浆器。山东省中医药大学动物实验中心提供健康清洁级昆明种小鼠150只,雌雄各75只,鼠龄8~9周,体重136~162 g,平均(150.0±10.0)g。高山红景天苷(海纯优生物科技有限公司专业供应,纯度98%,红景天苷含量为58.75%),0.9%氯化钠注射液(山东威高医药公司),DA、5-HT、5-HIAA和NE标准品购自Sigma公司。
1.2方法
1.2.1模型的建立(1)将动物随机分为对照组和运动组,其中运动组小鼠均在本实验室进行7 d适应性饲养,首先对纳入实验的小鼠进行适应性游泳训练3 d,1次/d,20 min/次,然后开始正式游泳运动,为期10 d,长50 cm、宽50 cm、高60 cm玻璃缸,水温设定为(30±2)℃,第1~7天,每天上午9~10点分批次进行游泳运动1次,持续时间2 h,第8~10天每天进行游泳运动2次,间隔时间3 h,运动过程中,小鼠出现运动协调性显著下降,反复出现下沉时,将小鼠取出,休息3 min后再放入水池中继续游泳,每次游泳时间至少2 h,小鼠不运动时用木棒进行驱赶。对照组动物相同条件常规饲养,不参与游泳运动。(2)模型达标标准:小鼠出现明显神情倦怠表现,食欲下降,体毛不洁,皮毛蓬乱,体重下降,体型瘦弱,两眼暗淡无光,第8~10天内2 h运动中途休息次数>4次[10]。
1.2.2分组及给药选择符合模型达标标准的140只小鼠列为实验对象,其中模型组50只小鼠仅进行游泳运动而未进行任何干预,其余90只随机分为A、B、C组各30只,无菌操作经口灌胃给予低、中、高剂量红景天喂养,其中高剂量组给予150 mg/(kg·d),中剂量组给予100 mg/(kg·d),低剂量组50 mg(kg·d),于分组后开始,每只小鼠1 m L/次,1次/d,在小鼠游泳后30 min给药。选择同批次未进行游泳运动的10只小鼠作为对照组,阴性对照组给同体积0.9%氯化钠注射液。
1.3样品的提取喂养前处死空白对照组,模型组于末次游泳后,A、B、C组于末次游泳给药后,分别于12、24、36 h 3个时间点将小鼠断头处死。在冰面上立即剪开头皮,除去颅骨、硬脑膜,小心分离取出大脑组织,用冰生理盐水冲洗后,滤纸吸干水分,称重,然后将其放入预冷的玻璃匀浆器中,加入预冷的0.1 mol/L的高氯酸溶液适量除去蛋白,在冰环境下匀浆制成脑组织匀浆液,加入离心管,4℃14 000 r/min离心15 min,收集上清液。
1.4样品检测高效液相色谱应用电化学检测法,色谱柱为Waters C18反相色谱柱,柱温35℃;流动相为水相(每500 m L中含KH2PO46.8 g,EDTA18 mg,p H=3.3),甲醇=95∶5,流速0.8 m L/min;电化学检测器工作电压为0.7 V;进样量均为10μL。分别检测各时间段各组小鼠脑组织5-HT、NE、DA、5-HIAA水平。
1.5统计学处理使用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析,计量资料以(±s)表示,比较采用方差分析和多重比较,多时间段比较采用重复测量方差分析,以P<0.05表示差异有统计学意义。
2结果
2.1各组小鼠大脑组织中5-HT含量测定模型组、A、B、C组疲劳小鼠各时间段脑组织5-HT含量均高于对照组,A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织5-HT呈显著下降趋势,各时间段比较差异均有统计学意义(P<0.05),且各时间段含量均低于模型组,C组<B组<A组,比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。
2.2各组小鼠大脑组织中5-HIAA含量测定模型组、A、B、C组疲劳小鼠各时间段脑组织5-HIAA含量均高于对照组,A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织5-HIAA呈显著下降趋势,各时间段比较差异有统计学意义(P<0.05),且各时间段含量均低于模型组,C组<B组<A组,比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。
2.3各组小鼠大脑组织中NE含量测定A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织NE呈显著增高趋势,各时间段比较差异有统计学意义(P<0.05),各时间段含量均高于模型组,且C组>B组>A组,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表3。
2.4各组小鼠大脑组织中DA含量测定A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织DA呈显著增高趋势,各时间段比较差异有统计学意义(P<0.05),各时间段含量均高于模型组,C组>B组>A组,组间比较差异有统计学意义(P<0.05),见表4。
3讨论
运动性疲劳是指由机体运动而引起的机体生理机能不能维持在正常水平或不能坚持原有的运动强度,其间代谢产物堆积、能量耗竭、内分泌调节障碍、氧自由基损伤、保护性抑制等多种因素导致出现机体运动能力下降的现象[11],大量实验研究表明运动性疲劳对神经系统神经递质稳态有一定影响,且长时间运动导致的中枢神经递质水平变化,可能是引起运动性疲劳的最关键机制[12],胡琰茹等[13]研究发现在耐力运动与急性剧烈运动时,大鼠脑组织5-HT浓度升高,加剧运动疲劳,且实验动物显示运动疲劳状态下时,脑内5-HIAA水平将伴随5-HT降低。Baliye等[14]通过小鼠服用引起脑内5-HT升高的药物研究5-HT与中枢疲劳之间的关系,发现小鼠跑至力竭的时间显著缩短,并出现明显的剂量效应关系,说明药物引起脑内5-HT增加,从而导致中枢抑制,进而出现疲劳现象。国内王昊[15]研究发现中等强度耐力间歇训练,可提升交感神经兴奋性,提高脑组织内NE与DA的合成,NE、DA含量增加,但过度疲劳状态下,机体交感神经兴奋性则显著降低,NE、DA降低,本研究证实运动性疲劳小鼠脑组织内5-HT、5-HIAA含量明显增高,NE、DA含量明显下降,与胡琰茹[13]和王昊[15]研究结果基本趋于一致,但是本研究发现未进行特殊干预的疲劳小鼠停止运动后5-HT、5-HIAA含量36 h内并未下降,而持续性增高,可能与小鼠过度运动后,5-HT、5-HIAA调节机制破坏程度有关。研究发现5-HIAA的质量比均比对照组有显著降低,且具有量效关系。DA是锥体系统中调节躯体运动重要的神经递质,并且为NE的前体。随着运动性疲劳的出现,多巴胺在中枢的质量比趋于减少[16]。另外,脑内NE能神经元可抑制中脑中缝核内5-HT神经元,从而影响运动能力[17,18]。
目前国内关于红景天苷的药理研究实验非常多,研究发现该药物在心脑血管疾病治疗、以及缓解疲劳状态方面具有一定效果[19],本研究应用红景天治疗运动性疲劳小鼠发现,喂养红景天苷的疲劳小鼠脑组织5-HT、5-HIAA呈明显下降趋势,NE、DA含量呈上升趋势,表明红景天苷可有效调节疲劳小鼠神经内分泌稳态。进一步比较不同剂量红景天苷喂养运动性疲劳小鼠各神经递质含量发现,红景天苷喂养剂量越高,小鼠脑组织神经递质5-HT、5-HIAA呈下降,NE、DA含量上升趋势越显著,说明大剂量的红景天苷对治疗运动性疲劳效果越明显。
传统中医研究证实红景天具有“固本扶正”的功效,近代药理学研究发现其具有抗缺氧、抗寒冷、抗疲劳及抗病毒等多种功效[20],主要有效成分包括红景天苷、苷元酪醇与超氧化物岐化酶等,机体过度运动后尿素、乳酸产生量过度增加,刺激脑内神经递质的分泌失衡,红景天可减少运动后小鼠血清尿素的产生,降低血乳酸曲线下面积,加速机体代谢产物的清除,而有助于加速疲劳消解[21];另外研究发现红景天可增强超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性,而有助于清除运动疲劳产生的代谢产物,减少超氧自由基的产生,而发挥抗运动性疲劳的作用[22]。另外红景天有助于提高机体糖原和ATP的利用率,为肌肉、神经组织活动提供更充分的能量供应,对运动性疲劳小鼠脑组织神经递质的稳态维持具有显著效果[19,21]。
氨基酸神经递质 篇6
1对象与方法
1.1对象
解放军第三医院医疗队的60名平原及盆地籍成员,32名男性,28名女性;年龄(34.67±5.62)岁,身高(168.63±6.44)cm,体重(64.28±6.15)kg。既往身体健康,情绪稳定,均无专业运动史及高原旅居史,日常活动和饮食基本相同。平原期的脑ET检测,于入驻高原前2周在宝鸡市完成,时间为2014年7月,驻地海拔618 m;高原期的脑ET检测,于青海高原驻训8周后完成,时间为2014年10月,驻地海拔4 300 m。
1.2方法
采用北京同仁光电公司生产的ML-2001型脑电超慢涨落图仪,按国际10/20系统标准放置电极,让被试在清醒、安静、闭目状态下连续采集脑电信号18 min。采集结束后,仪器自动分析处理结果并给出脑内神经递质乙酰胆碱(Ach)、谷氨酸(Glu)、多巴胺(DA)、强兴奋介质(EXC)、乙酰胆碱受体(Ach R)、γ-氨基丁酸(GABA)、五羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NE)、深抑制介质(INH)的检测值计算相关神经递质值及其比值。
1.3统计学分析
采用SPSS 21.0 统计软件包进行分析,计量资料以±s表示,平原期和高原期的实验数据进行自身配对t检验,以P<0.05 为差异有统计学意义。
2结果
2.1神经递质检测值比较
对两次检测结果进行配对分析后发现,与平原期相比,高原期被试Glu、Ach R、GABA、5- HT、INH检测值均增高,其中Ach R、INH差异有统计学意义(P<0.05 或P<0.01);Ach、DA、EXC、NE检测值均降低,其中DA、EXC、NE差异有统计学意义(P<0.05 或P<0.01)。见表1。
2.2相关神经递质的比值比较
对两次检测结果进行比值计算并配对分析后发现,与平原期相比,高原期被试5- HT/DA、5- HT/NE、NE/DA比值增高,其中5- HT/DA差异有统计学意义(P<0.05)。Ach/Ach R、EXC/INH、GABA/Glu比值降低,其中Ach/Ach R、EXC/INH差异有统计学意义(P<0.05 或P<0.01)。见表2。
3 讨论
目前国内外此类报道主要集中在高原低氧急性期动物实验的中枢神经递质变化以及人体实验的外周神经递质方面变化。本研究首次在海拔4 300 m的高原环境下对驻训8 周的医护人员使用脑ET技术进行中枢神经递质测定,希望能了解人体中枢神经递质在低氧急性期后的变化。
脑ET技术产生于我国航空航天领域,梅磊[6]提出人的脑电波除了 α、β、δ、θ 等4 种基本波形以外,还存在频率极低的超慢涨落信号。他还认为 α 波的活动代表了脑神经细胞突触电位变化的总和,而利用非线性特征分析生物信号可以更好地揭示生理特性[7],因此通过对 α 频段功率涨落进行非线性分析,可以发现不同神经递质有不同的稳定频率,据此得到超慢频率谱[8]。本研究所用的脑功能分析仪基于以上理论,可得到被试Ach、Glu、DA、EXC、Ach R、GABA、5- HT、NE、INH等9 种常见神经递质的含量,并由此反映机体脑功能活动状况。目前,脑ET技术已成为各专科医院精神与神经疾病的重要检查手段,并广泛应用于航天人员的选拔。
注:Ach—乙酰胆碱;Glu—谷氨酸;DA—多巴胺;EXC—强兴奋介质;Ach R—乙酰胆碱受体;GABA—γ- 氨基丁酸;5- HT—五羟色胺;NE—去甲肾上腺素;INH—深抑制介质。
注:Ach/Ach R—乙酰胆碱/ 乙酰胆碱受体;EXC/INH—强兴奋介质/ 深抑制介质;GABA/Glu—γ- 氨基丁酸/ 谷氨酸;5- HT/DA—五羟色胺/ 多巴胺;5- HT/NE—五羟色胺/ 去甲肾上腺素;NE/DA—去甲肾上腺素/ 多巴胺。
中枢神经递质担负着脑内神经信息传导的任务,参与调节机体的感觉与运动、自主神经活动、睡眠与觉醒、精神活动与内分泌,从各方面影响着大脑活动[9],因此机体中枢神经递质含量的变化与脑功能状况密切相关。本研究结果中,在神经递质实测值方面,与平原期相比,被试高原期Ach R、INH值显著增高的同时,DA、NE、EXC值显著降低,说明此时被试大脑活动相比平原期明显处于抑制状态,原因为被试交感神经系统在急性低氧期时的持续兴奋,导致驻训8 周后DA、NE逐步耗竭,含量下降。马文涛[5]曾报道在持续低氧应激下大鼠的DA、NE、5- HT含量都有逐渐升高然后降低的趋势,LI和MIWA等[10,11]也有关于低氧应激后大鼠NE含量减少的报道,并认为NE对低氧敏感。
由于脑功能活动是一个整体,由各神经递质协同作用,而神经递质从功能上又可分为兴奋性与抑制性神经递质,并组成不同的拮抗对[12]。其中兴奋性神经递质包括Ach、Glu、DA和EXC,抑制性神经递质包括Ach R、GABA、5- HT、NE和INH[13]。因此本研究认为如果在单独检测各神经递质含量的同时能够使用相关神经递质的比值来综合评价大脑功能活动状况的方法更为合理,目前国内外相关研究尚无此先例。本文根据各神经递质的不同功能性质计算了GABA/Glu、Ach/ Ach R、5- HT/ DA、5- HT/ NE、NE/ DA、EXC/INH等6 组相关神经递质比值。结果显示,在相关神经递质的比值方面,与平原期相比,被试高原期5- HT/DA比值显著增高,这与神经递质实测值的变化状况相印证,而Ach/Ach R、EXC/INH比值的显著降低则说明驻训8 周后被试的总体大脑活动依然受到抑制,且此时兴奋与抑制功能也未达到平衡状态。
综上所述,驻训8 周后高原低氧仍可使医护人员脑功能活动受到抑制,其中DA、NE等单胺类神经递质受到的影响最大。由于DA、NE的生成与络氨酸的代谢有关[14],因此本研究认为食用富含络氨酸的食物如牛肉、酸奶等对改善低氧环境下医护人员脑功能状况有一定的帮助。
本研究尚有一定的缺陷,如能加入其他兵种的驻训人员作为参照,则可以更加全面地了解高原低氧对中枢神经递质的影响机制,以制定更为合理的驻训计划,这将在后续的研究中改进。
作者声明
氨基酸神经递质 篇7
关键词：复方草豆蔻合剂,胃肠运动,胃动素,P物质,血管活性肠肽
现代研究表明:草豆蔻煎剂对豚鼠离体肠管低浓度兴奋, 高于1%浓度及挥发油饱和水溶液则均呈抑制作用[1]。姜的挥发油能增强胃液的分泌和肠壁的蠕动, 从而帮助消化;生姜中分离出来的姜烯、姜酮的混合物有明显的止呕吐作用[2]。胃动素 (MTL) 、P物质 (SP) 及血管活性肠肽 (VIP) 是胃肠运动调节中起着重要作用的脑肠肽, 在胃肠道有大量的分布。为此, 我们通过对大鼠灌服复方草豆蔻合剂进行试验, 以初步阐明复方草豆蔻合剂的促胃肠动力机制。
1 材料与仪器
1.1 仪器
UV-755B紫外可见分光光度计 (上海分析仪器总厂) , SpectraMax M5多功能酶标仪 (美国Molecular Devices) 。
1.2 试药
复方草豆蔻合剂为本院制剂 (批号:20110716) , 大鼠P物质 (SP) ELISA试剂盒 (北京奇松生物科技有限公司分装) , 大鼠血管活性肠肽 (VIP) ELISA试剂盒 (北京奇松生物科技有限公司分装) , 碘胃动素放射免疫分析药盒 (北京普尔伟业生物科技有限公司) , 17-0360-01蓝色葡聚糖2000 (DB-2000) (瑞典Pharmacira, 上海易佰聚生物分装) , 其余试剂均为分析纯。
1.3 实验动物
42～49日龄健康成年Wister大鼠, 雌雄各半, 体重166～233g, 由中山市中医院实验动物中心提供。
2 方法与结果
2.1 方法
2.1.1 动物分组及标本留取
32只Wistar大鼠随机分为复方草豆蔻合剂组 (灌服复方草豆蔻合剂, 1mL/kg) 及空白对照组 (灌服同体积蒸馏水) , 每组动物再随机分为两组, 各组动物分别在灌药或蒸馏水后于开腹取标本前20min灌入2%葡聚糖蓝-2000 (DB-2000) 0.4 mL, 腹腔注射1%戊巴比妥钠 (30mg/kg) 麻醉, 开腹留取标本。
2.1.2 大鼠胃排空及肠道传输测定
大鼠经脱颈处死后开腹取全胃肠, 自幽门括约肌处取胃, 沿大弯侧剪开, 将胃内色素残留物充分洗于5mL去离子水中, 3500r/min离心15min, , 取上清滤液, 以UV-755B紫外可见分光光度计, 波长620nm测吸光度为胃内色素残留量, 求出与对照组均值的百分比即为各样本的胃色素相对残留率。同时量取幽门括约肌至色素最前端及至盲肠的距离, 以二者之比为小肠推进比。
2.1.3 ELISA法测定血与胃窦、空肠组织SP 、VIP和非平衡法测定血与胃窦、空肠组织MTL的方法
(1) ELISA法测定血与胃窦、空肠组织SP操作步骤按试剂盒说明书进行, 用酶标仪在450nm波长处测定吸光度 (OD值) , 计算样品浓度。
(2) ELISA法测定血与胃窦、空肠组织VIP操作步骤按试剂盒说明书进行, 用酶标仪在450nm波长处测定吸光度 (OD值) , 计算样品浓度。
(3) 非平衡法测定血与胃窦、空肠组织MTL操作步骤按试剂盒说明书进行, 分离出抗原-抗体复合物, 测定复合物的放射性 (B) , 计算各标准管的结合率 (B/B0%) 。作出标准曲线, 查出样品浓度。
2.1.4 统计学处理方法
各组实验数据以均数±标准差表示, 采用Excel统计软件进行t检验及方差分析。
2.2 结果
灌服复方草豆蔻合剂1h、6h后大鼠血浆中MTL、SP、VIP含量的变化见表1;灌服复方草豆蔻合剂1h、6h后大鼠胃窦及空肠组织匀浆中MTL、SP、VIP含量的变化见表2。
注:与对照组比较*P<0.05, #P<0.01。
注:与对照组比较*P<0.05, #P<0.01。
3讨论
本实验发现, 复方草豆蔻合剂可能通过促进内源性胃动素的释放, 使血中胃动素升高而加速胃排空, 并可使整体动物胃肠血管舒张, 改善胃肠血液供应, 从而有助于协调胃肠运动[3]。SP广泛地分布于肠神经系统和整个胃肠道。复方草豆蔻合剂可能通过促进SP的释放以激素形式作为神经递质参与胃肠运动的调控, 增加胃肠道的兴奋性, 从而促进胃肠运动。VIP是肠神经系统中具代表性和研究比较深入的神经肽, 复方草豆蔻合剂对血浆和胃肠道VIP的含量无明显影响。结果表明VIP可能未参与复方草豆蔻合剂的促胃肠运动效应。
综上所述, 复方草豆蔻合剂的促胃肠动力作用可能与血及胃肠道MTL、SP含量的增加有关, VIP可能未参与复方草豆蔻合剂的促胃肠动力作用。
参考文献
[1]秦华珍, 王晓倩, 柳俊辉, 等.姜科山姜属中药药理作用的研究进展[J].广西中医药, 2010, 33 (5) :249-251.
[2]安宁, 杨世林, 徐丽珍, 等.山姜属植物中双苯庚烷类化合物研究概况[J].国外医药.植物药分册, 2006, 21 (5) :185-189.