氧化震顫素對AVP引起低溫的影響與環境溫度的關系

沈字玲 楊永錄 王 念 孟 立 唐 瑜

精氨酸加壓素(arginine vasopressin，AVP)是體內一種重要的內源性退熱物質，有限制發熱和促進退熱的作用［1～3］。值得關注的是有一些研究發現，AVP在正常體溫調節中也有重要作用，往動物大腦腹中隔區注射AVP能引起正常動物體溫降低;當狗的前腦基底部局部受熱時，可見血漿中AVP濃度明顯升高;視前區及隔區受熱時，AVP升高尤其明顯［2，3］。最近筆者研究發現，內源性AVP通過V1a受體參與晝光期正常大鼠緊張性體溫調節過程，在晝光期不僅血漿中AVP濃度明顯高于暗光期，而且V1a受體阻斷劑也能明顯升高正常大鼠體溫［4］。另外，乙酰膽堿(acetylcholine，ACh)也參與體溫調節過程，不僅能降低機體產熱和提高散熱反應，而且還能促進內源性退熱物質AVP的分泌或釋放［5～7］。所以，本實驗觀察了膽堿能激動劑氧化震顫素在AVP引起低溫中的作用以及環境溫度變化對二者引起低溫反應的影響。

材料與方法

1．動物與試劑:實驗用成年雌性SD大鼠112只(四川省醫學科學院實驗動物中心提供)，體重200～250g。AVP、氧化震顫素和甲基東莨菪堿均購買于Sigma公司。用生理鹽水將AVP配置成10μg/m l溶液于－40℃保存。為消除氧化震顫素的外周作用，實驗用1．0mg/m l外周膽堿能阻斷劑甲基東莨菪堿溶液，將氧化震顫素配置成0．25mg/ml的溶液于4℃保存，以備實驗用。

2．動物手術:腹腔注射4%戊巴比妥鈉(40mg/kg)麻醉大鼠，剔去腹部手術部位鼠毛，將動物置于大鼠手術臺上，用碘伏常規消毒手術部位，腹部正中線做1．5cm切口，腹腔置入無線溫度遙測傳感器(DSI公司，model TA10TA－F40)，用于測量動物體核溫度(Tc)和活動變化，最后縫合腹部肌肉和皮膚。手術結束后，所有動物肌內注射青霉素2×104U預防感染，分別單籠飼養7天以上進行實驗。

3．Tc和活動的紀錄:采用美國DSI公司無線遙控測溫系統測量大鼠Tc和活動。實驗前1天下午，將腹腔內埋置傳感器的大鼠稱重后移入清潔鼠籠，置于人工氣候箱的無線搖測信號接收板上適應性過夜，動物處于自由活動、進食進水狀態。氣候箱溫度按要求分別設置為25℃、30℃和18℃，濕度70%～80%，箱內明暗時間各12h，晝光時間早6:00～晚18:00。實驗當天上午8:00開始記錄大鼠Tc和活動，10:00給藥，連續觀察7h。每隔5min記錄1次Tc和活動，活動信號根據動物在鼠籠內移動時，腹腔內傳感器的天線在接收板上所處位置的不同來反映。

4．實驗分組與步驟:分別觀察中性(25℃)、熱(30℃)和冷(18℃)環境中，氧化震顫素和AVP引起大鼠Tc和活動的變化。每個環境溫度均分為4組，分別是對照組(鹽水+鹽水)、氧化震顫素組(氧化震顫素 +鹽水)、AVP組(鹽水 +AVP)、氧化震顫素+AVP組。每組不少于8只。實驗當天上午10時給大鼠皮下注射生理鹽水(1m l/kg)或氧化震顫素(0.25mg/kg)后立刻腹腔注射生理鹽水(1m l/kg)或AVP(10μg/kg)。

5．統計學方法:采用SPSS 13．0進行統計學分析。實驗數據用均數±標準差(x±s)表示。不同環境溫度中，AVP和氧化震顫素對大鼠Tc和活動變化的影響采用方差分析(ANOVA)，P＜0．05為差異有統計學意義。

結 果

1．不同環境溫度對AVP引起大鼠低溫和活動變化的影響:25℃、30℃和18℃環境中，大鼠在給藥前的基線體溫和活動無明顯差異，分別給3種環境溫度中的大鼠注射AVP后，均引起Tc迅速降低，活動輕度增加，低溫反應維持2h后恢復至給藥前水平(圖1～圖3)。18℃環境中大鼠Tc的降低明顯＞25℃(P＜0．05，圖1～圖3)和30℃(P＜0．01，圖1～圖3)。18℃環境中Tc較給藥前降低2．75±0．83℃，而25℃和30℃環境中Tc 較給藥前分別降低1．75 ±0.41℃和1．41 ±0．54℃。不同環境溫度中的對照組大鼠注射生理鹽水后，Tc升高，活動增加，約1h后恢復正常(圖1～圖3)。

2．不同環境溫度對氧化震顫素引起大鼠低溫和活動變化的影響:分別給3種環境中的大鼠注射氧化震顫素后均引起Tc迅速降低，活動輕度增加，低溫反應維持2h后恢復至給藥前水平(圖1～圖3)。18℃環境中Tc的降低明顯 ＞25℃和30℃(P＜0．01，圖1～圖3)。18℃環境中 Tc較給藥前降低3．22±0.63℃，而25℃和30℃環境中Tc較給藥前分別降低1．89 ±0．59℃和1．55 ±0．51℃(圖1 ～ 圖3)。

3．氧化震顫素在AVP引起大鼠低溫中的作用及環境溫度變化對二者引起低溫反應的影響:3種環境溫度中，給大鼠皮下注射氧化震顫素再立刻腹腔注射AVP后均引起Tc迅速降低，而且均明顯低于AVP組(P＜0．05，圖1～圖3)，活動輕度增加，低溫反應維持3．3h后恢復至給藥前水平。在18℃環境中，Tc的降低明顯＞25℃(P＜0．05，圖1～圖3)和30℃(P＜0．01，圖1～圖3)。18℃環境中 Tc較給藥前降低3.82±0．59℃，而25℃和30℃環境中Tc較給藥前分別降低2．65 ±0．89℃和1．99 ±0．66℃。

圖1 25℃環境中皮下注射生理鹽水或氧化震顫素后即刻腹腔注射生理鹽水或AVP引起大鼠腹腔溫度(A)和活動度(B)變化的時間曲線

討 論

環境溫度發生變化時，恒溫動物在體溫調節中樞的控制下，機體產熱和散熱能力發生相應改變，使體溫維持于相對穩定的狀態。通常將機體新陳代謝率和皮膚散熱量處于最低狀態，耗能最少，感到最舒適的環境溫度范圍稱為熱中性溫度區。當環境溫度低于中性溫度區時，除了外周血管收縮，皮膚散熱減少外，機體還可以通過戰栗或非戰栗產熱，以補充丟失到環境中的熱量。環境溫度高于中性溫度區時，皮膚血管舒張，散熱增加，當環境溫度接近和大于體核溫度時，機體通過蒸發散熱保持熱平衡［8］。本實驗中，在25℃、30℃和18℃環境中給大鼠注射生理鹽水后，體溫和活動均迅速升高，這是由于注射藥物的刺激和移動動物引起的應激性體溫過高反應。

在熱中性環境溫度中，AVP引起正常大鼠體溫降低，說明AVP不僅具有退熱和限制發熱的作用，對正常大鼠體溫也有調節作用［1～3］。我們的前期工作發現，使用AVP V1a受體阻斷劑可以明顯提高正常大鼠的體溫，提示AVP引起的低溫反應可能與AVP V1a受體的作用有關。實驗中還發現，環境溫度的降低使AVP引起的低溫反應更明顯，說明AVP引起的是調節性低溫，可能與體溫調定點的下移有關［4］。因為通常機體在冷環境中會引起產熱增加，使體溫維持在正常水平。既然環境溫度降低能促進AVP引起的低溫反應，說明當動物暴露在冷環境時，AVP仍然能抑制產熱或增加散熱。調定點學說認為，視前區—下丘腦前部(PO/AH區)在體溫調節中起著調定點的作用，調定點規定的溫度值高低決定著體溫水平。當體溫與調定點水平一致時，產熱和散熱取得平衡。當調定點下移，低于體核溫度時，動物產熱減少而散熱增加，動物選擇涼爽或冷環境，使體溫與環境溫度差距更大，有助于增加散熱，這種反應一直持續到體核溫度達到調定點規定的溫度值，使機體處于低溫狀態［9］。大鼠尾部是主要的散熱器官，當環境溫度在28℃以下，體內熱量約25%經尾部皮膚血管舒張而散失［10］。環境溫度的降低使AVP引起的低溫反應更明顯的原因，可能是環境溫度的降低使體核溫度和環境溫度的差距增大，有利于尾部皮膚散熱，體溫因散熱量的增加而下降更明顯。

在中性、熱和冷3種環境溫度中，氧化震顫素均能引起大鼠低溫反應，而且環境溫度的降低使氧化震顫素引起的低溫反應更明顯。提示氧化震顫素激活中樞膽堿能系統引起的低溫也是一種調節性低溫，可能與體溫調定點的下移有關。由此可見，氧化震顫素引起低溫的機制與AVP相似，所以本實驗又觀察了氧化震顫素對AVP引起低溫的影響及其與環境溫度變化的關系。實驗證明，在中性、熱和冷3種環境中，氧化震顫素均能使AVP引起的低溫反應更明顯，且動物維持在低溫狀態的時間更長，體溫的恢復明顯延遲，說明中樞膽堿能系統可能參與了AVP引起的低溫反應。本實驗室前期研究發現，可逆性抗膽堿酯酶藥毒扁豆堿和難逆性抗膽堿酯酶藥毒死蜱在引起低溫反應的同時均能促進下丘腦AVP的分泌［10，11］。因此，氧化震顫素增強AVP引起的大鼠低溫反應的作用，可能與其激活中樞膽堿能系統，促進下丘腦視上核和室旁核AVP的分泌，進而使血液中AVP的濃度在較長時間內維持在較高水平有關。實驗中還發現，環境溫度的降低使氧化震顫增強AVP引起低溫反應的作用更明顯，提示氧化震顫素可能通過影響體溫調定點參與AVP引起的低溫反應。當體溫調定點下移低于體核溫度時，動物產熱減少而散熱增加，由于環境溫度的降低使體核溫度和環境溫度的差距增大，更有利于尾部皮膚散熱，所以體溫下降更明顯。

總之，環境溫度的降低使AVP引起的低溫反應更明顯，提示AVP引起的低溫可能與體溫調定點下移有關。氧化震顫素能夠增強AVP引起的低溫反應，而且這種作用在冷環境中更明顯，所以氧化震顫素可能通過影響調定點參與AVP引起的低溫反應。

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11 Yang YL，Shen ZL，Zou Q，etal．Physostigmine－induced hypothermic response in rats and its relationship with endogenous arginine vasopressin［J］．Life Sci，2009，85(15 －16):586 －591