不同自主神經干預對家犬交感神經系統的影響

周麗平，余鋰鐳，王 卓，黃 兵，王松云，廖 凱，薩仁高娃，江 洪

（武漢大學人民醫院心內科，湖北 武漢 430060）

不同自主神經干預對家犬交感神經系統的影響

周麗平，余鋰鐳，王 卓，黃 兵，王松云，廖 凱，薩仁高娃，江 洪

（武漢大學人民醫院心內科，湖北 武漢 430060）

目的 研究不同自主神經干預方法對家犬交感神經系統的影響。方法40只成年家犬隨機分為腎交感神經消融(RSD)組(n=8)、低強度耳緣迷走神經刺激(LL-TS)組(n=8)、低強度頸動脈竇壓力感受器刺激(LL-CBS)組(n=8)、低強度脊髓神經刺激(LL-SCS)組(n=8)和對照組(n=8)。分別在基礎狀態、干預1 h、2 h和3 h末測定同等電壓強度高頻電刺激左側星狀神經節（LSG）時的血壓變化，并以血壓變化最大值代表LSG功能。在基礎狀態和干預3 h末測定LSG神經活性和血漿去甲腎上腺素(NE)水平。結果基礎狀態時，對照組與RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS各干預組高頻刺激LSG時誘導的血壓變化最大值、LSG神經活性和血漿NE水平比較差異均無統計學意義(P>0.05)。干預3 h后，RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS各干預組LSG功能、神經活性和血漿NE水平均比對照組明顯降低，差異均有統計學意義(P＜0.05)。結論RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS這幾種自主神經干預方法都可以顯著抑制LSG的功能和活性以及系統交感神經活性。

自主神經系統；星狀神經節；神經活性

近年來很多研究表明一些自主神經干預方法，如腎交感神經消融(RSD)[1]、低強度迷走神經刺激(LL-VNS)[2-3]、頸動脈竇壓力感受器刺激(LL-CBS)[4]和脊髓神經刺激(LL-SCS)[5-6]對心律失常均有顯著的保護作用。而既往研究已證實交感神經激活在心律失常的發生中起著重要作用。因此，我們推測這些自主神經干預方法可能具有抑制交感神經活性的作用。本實驗通過測定左側星狀神經節(LSG)功能、神經活性和血漿去甲腎上腺素(NE)濃度來評估這些自主神經干預對交感神經系統的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物準備 本研究由武漢大學動物實驗倫理委員會審核并批準，40只成年家犬(體重17～20 kg)由武漢大學人民醫院動物中心提供。實驗犬隨機分為五組：RSD組(n=8)、LL-TS組(n=8)、LL-CBS組(n=8)、LL-SCS組(n=8)和對照組(n=8)。所有的犬以戊巴比妥鈉30 mg/kg靜脈麻醉，以2 mg·kg-1·h-1維持麻醉。靜脈滴注生理鹽水50～100 ml/h以補充液體損失量。氣管插管正壓呼吸機通氣，調整氧流量為4～6 L/min。持續記錄體表標準肢體導聯心電圖，股動脈置管監測動脈血壓，信號接入32導電生理記錄儀(LEAD2000)監測生命體征。

1.2 自主神經干預

1.2.1 腎交感神經消融(RSD) 對實驗犬行雙側腹膜后側位切開術，充分暴露左右腎動脈，在直視下將大探頭(3.5 mm)導管(Biosense-Webster Inc. Diamond Bar，CA，USA)置于近端腎動脈外膜進行消融。在消融前5min以高頻電刺激法(20 Hz，2 ms，15 mA，60 s)測定消融位點，高頻電刺激時血壓上升的位點確定為消融位點并給予射頻電流(6～8 W，60 s)，消融終點為消融后5 min再對該位點進行高頻電刺激血壓不再上升。雙側分別在腎動脈4個位點進行RSD。

1.2.2 低強度耳緣迷走神經刺激(LL-TS) 用連接于特制的刺激儀的耳夾以頻率20 Hz、脈寬1 ms的耳屏刺激(耳緣迷走神經刺激)按照開啟5 s再關閉5 s的循環發放至雙側外耳廓的耳屏。首先用遞增的電壓刺激耳緣迷走神經直至降低竇性心律，此時的電壓定為刺激電壓閾值，以80%的閾電壓進行LL-TS 3 h。

1.2.3 低強度頸動脈竇壓力感受器刺激(LL-CBS) 充分暴露并分離頸總動脈和頸內動脈交叉處，將自制的銀-氯化銀刺激電極環形植入于頸動脈竇周圍，連接刺激儀。刺激電壓從1 V開始CBS，并以每5 min 0.2 V(50 Hz，脈寬0.5 ms)遞增直至出現血壓下降，血壓下降時的電壓作為CBS的電壓閾值。以80%閾電壓(頻率50 Hz，脈寬0.5 ms)進行LL-CBS 3 h。

1.2.4 低強度脊髓神經刺激(LL-SCS)X線透視指導下，T1～5脊髓節段硬膜外穿刺，接入刺激導線，導線進入到硬膜外T1～5脊髓節段水平，在前后位X線透視下將導線定位于脊髓正中稍偏左處。連接Grass-88刺激儀，設定可引起肌肉收縮的最低電壓值為閾電壓，以80%閾電壓(頻率50 Hz，脈寬0.02 ms)進行LL-SCS刺激3 h。

1.3 LSG活性測定 將三個鎢絲微電極用微型固定器并列固定，調整微電極尖端距離2～3 mm，微電極尖端插入LSG記錄神經活性。分別在基礎狀態和自主神經干預3 h末記錄30 s的LSG神經活性。神經活性信號定義為高于噪音振幅3倍的記錄信號。

1.4 LSG功能測定 經左側第四肋間開胸，確定LSG部位，在LSG插入一根直徑0.1 mm的銀金屬絲，連接刺激儀，以10 V的高頻刺激(HFS：頻率20 Hz，脈寬0.1 ms)尋找到刺激LSG時血壓變化最大的位點，在該位點處固定銀金屬絲。分別在基礎狀態自主神經干預1 h、2 h和3 h末以10 V的高頻電刺激LSG測定HFS引起的最大血壓變化值，以血壓變化最大值代表LSG功能。

1.5 血樣采集和血漿NE水平測定 分別在基礎狀態和干預3 h末經股靜脈采集血液樣本，4℃，3 000 r/min離心15 min，分離血漿儲存于-80℃的冰箱內待進一步分析。采用犬特異性的高敏感性ELISA設備(Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute，Nanjing City，China)分析NE濃度。

1.6 統計學方法 應用SPSS17.0軟件進行統計學分析。所有數據均采用Kolmogorov-Smirnov檢驗判斷是否符合正態分布。符合正態分布的計量資料以均數±標準差(±s)表示，組間兩兩比較采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同自主神經干預方法對LSG功能的影響 各組不同狀態下測得的血壓變化最大值如圖1所示。基礎狀態時，RSD、LL-TS、LL-CBS、LL-SCS各干預組高頻刺激LSG時誘導的血壓變化最大值與對照組相比差異均無統計學意義[對照組vs RSD組：(19±1)mmHg vs(20±2)mmHg，t=1.265(1 mmHg=0.133 kPa)；對照組vs LL-TS組：(19±1)mmHg vs(21±3)mmHg，t=1.789；對照組vs LL-CBS組：(19±1)mmHg vs(20±3)mmHg，t=0.8944；對照組vs LL-SCS：(19±1)mmHg vs(18±2)mmHg，t=1.265；所有P>0.05]；給予自主神經干預3 h后，RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS各干預組高頻刺激LSG時血壓變化最大值逐漸降低，與對照組相比均顯著降低[對照組vs RSD組：(20±3)mmHg vs(11±1)mmHg，t=8.050；對照組vs LL-TS組：(20±3)mmHg vs(11±2)mmHg，t=7.060；對照組vs LL-CBS組：(20±3)mmHg vs(10±1)mmHg，t=8.944；對照組vs LL-SCS組：(20±3)mmHg vs (10±2)mmHg，t=7.845；所有P＜0.05]。

2.2 不同自主神經干預方法對LSG神經活性的影響 各組基礎狀態和自主神經干預3 h末測定的LSG神經活性見表1。基礎狀態時，對照組和RSD、LL-TS、LL-CBS、LL-SCS各干預組LSG神經活性頻率和振幅差異均無統計學意義[頻率—對照組vs RSD組：(51±3)impulses/min vs(50±3)impulses/min，t=0.666 7；對照組vs LL-TS組：(51±3)impulses/min vs (53±2)impulses/min，t=1.569；對照組vs LL-CBS組：(51±3)impulses/min vs(49±2)impulses/min，t=1.569；對照組vs LL-SCS：(51±3)impulses/min vs (52±4)impulses/min，t=0.565 7；所有P>0.05；振幅—對照組vs RSD組：(0.50±0.04)mv vs(0.52±0.03)mv，t=1.131；對照組vs LL-TS組：(0.50±0.04)mv vs (0.48±0.02)mv，t=1.265；對照組vs LL-CBS組：(0.50±0.04)mv vs(0.47±0.02)mv，t=1.897；對照組vs LL-SCS：(0.50±0.04)mv vs(0.51±0.03)mv，t=0.565 7；所有P>0.05]，RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS各干預組給予自主神經干預3 h后LSG神經活性頻率和振幅逐漸減小(頻率：對照組vs RSD組：(54±3)impulses/min vs(26±2)impulses/min，t=21.97；對照組vs LL-TS組：(54±3)impulses/min vs (28±2)impulses/min，t=20.40；對照組vs LL-CBS組：(54±3)impulses/min vs(27±3)impulses/min，t=18.00；對照組vs LL-SCS：(54±3)impulses/min vs (30±2)impulses/min，t=18.83；所有P>0.05；振幅：對照組vs RSD組：(0.52±0.03)mv vs(0.27±0.02)mv，t=19.61；對照組vs LL-TS組：(0.52±0.03)mv vs (0.23±0.03)mv，t=19.33；對照組vs LL-CBS組：(0.52±0.03)mv vs(0.26±0.02)mv，t=20.40；對照組vs LL-SCS：(0.52±0.03)mv vs(0.24±0.02)mv，t=21.97；所有P＜0.05)。

圖1 不同自主神經干預方法對LSG功能的影響

表1 各組在基礎狀態和自主神經干預3 h后測定的LSG神經活性頻率和振幅比較(±s)

表1 各組在基礎狀態和自主神經干預3 h后測定的LSG神經活性頻率和振幅比較(±s)

注：與對照組比較，aP＜0.05，bP>0.05。

組別振幅(mv) RSD組LL-TS組LL-CBS組LL-SCS組對照組頻率(impulses/min)基礎狀態50±3a53±2a49±2a52±4a51±3干預3 h后26±2b28±2b27±3b30±2b54±3基礎狀態0.52±0.03a0.48±0.02a0.47±0.02a0.51±0.03a0.50±0.04干預3 h后0.27±0.02b0.23±0.03b0.26±0.02b0.24±0.02b0.52±0.03

2.3 不同自主神經干預方法對血漿NE水平的影響 各組分別在基礎狀態和自主神經干預3h末測定的血漿NE值見表2。基礎狀態時，對照組和RSD、LL-TS、LL-CBS、LL-SCS各干預組血漿NE水平差異無統計學意義[對照組vs RSD組：(158±5)pg/ml vs(156±6)pg/ml，t=0.7243；對照組vs LL-TS組：(158±5)pg/ml vs(155±4)pg/ml，t=1.325；對照組vs LL-CBS組：(158±5)pg/ml vs(157±5)pg/ml，t=0.4000；對照組vs LL-SCS：(158±5)pg/ml vs(153±6)pg/ml，t=1.811；所有P>0.05]，3 h自主神經干預后，RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS各干預組血漿NE水平比對照組顯著減少[對照組vs RSD組：(154±4)pg/ml vs(125±5)pg/ml，t=12.81；對照組vs LL-TS組：(154±4)pg/ml vs(121±3)pg/ml，t=18.67；對照組vs LL-CBS組：(154±4)pg/ml vs(119±3)pg/ml，t=19.80；對照組vs LL-SCS：(154±4)pg/ml vs(122±4)pg/ml，t=16.00；所有P＜0.05]。

表2 各組在基礎狀態和自主神經干預3 h末測定的血漿NE值比較(pg/ml，±s)

表2 各組在基礎狀態和自主神經干預3 h末測定的血漿NE值比較(pg/ml，±s)

注：與對照組比較，aP＜0.05，bP>0.05。

組別 基礎狀態 干預3 h后156±6a155±4a157±5a153±6a158±5 RSD組LL-TS組LL-CBS組LL-SCS組對照組125±5b121±3b119±3b122±4b154±4

3 討論

本實驗研究結果表明，腎交感神經消融、低強度耳緣迷走神經刺激、低強度頸動脈竇壓力感受器刺激和低強度脊髓神經刺激這些自主神經干預方法可抑制LSG功能和活性，降低血漿NE水平，抑制心臟和系統交感神經活性。

心肌梗死后交感神經系統過度激活，梗死周邊區發生交感神經重構，交感神經纖維過度不均一性再生[7-8]。動物實驗證實其機制主要為心肌梗死后大量釋放神經生長因子(NGF)，NGF通過逆向軸突運動激活LSG，進而再反過來引起心臟梗死周邊區的交感神經重構[9]。研究還發現電刺激或化學刺激LSG后，實驗犬心肌梗死后自發性持續性室性心動過速(室速)和心室顫動(室顫)的發生率顯著增加[10]。神經活性記錄儀顯示86.3%的室速和室顫發生前均有LSG活性的急劇增高，越臨近室性心律失常的起始，LSG活性增高越顯著[11]。這些研究表明交感神經過度激活在誘發和維持室性心律失常中發揮著重要作用。

迷走神經和交感神經是機體天然存在的自主神經拮抗系統，二者互相依存，互相拮抗，保持一定的動態平衡來維持機體的正常生理功能。心肌梗死后交感神經系統的過度激活，自主神經失衡[12]。降低交感神經活性或增強迷走神經活性的干預方法可能抑制交感神經的過度激活，以使其達到再平衡狀態。腎交感神經對交感神經系統激活可發揮重要的作用，RSD降低系統交感神經活性的作用機制可能是使腎交感傳入神經向中樞神經系統的反饋作用減弱，導致中樞交感神經活性降低，進而降低了心臟和系統交感神經活性。走行于耳屏處的迷走神經耳緣支是迷走神經在體表的唯一分支，LL-TS可增強迷走神經張力，從而抑制交感神經活性，使交感/迷走神經系統達到再平衡狀態。頸動脈竇壓力感受器是位于頸動脈竇的機械感受器，LL-CBS可激活壓力感受器，降低交感神經活性，增強迷走神經活性。基礎和臨床研究發現CBS可對高血壓和心衰發揮治療作用[13-14]，其作用機制可能是對自主神經系統發揮了調控作用。SCS在臨床上主要用于治療頑固性神經源性疼痛，其作用機制可能是抑制痛知覺。有研究證明脊髓神經刺激還可以調控自主神經與器官之間的傳入和傳出連接，研究者發現，在T1～2節段進行SCS可以增強副交感神經活性[5]，因此LL-SCS可能通過增強迷走神經活性從而抑制交感神經活性。

綜上所述，RSD、LL-TS、LL-CBS和LL-SCS這些自主神經干預方法都可以抑制LSG功能和神經活性，降低血漿NE水平，抑制心臟和系統交感神經活性。幾種干預方法對交感神經系統的抑制作用相當。幾種干預方法相比，低強度耳緣迷走神經刺激通過經皮刺激迷走神經耳緣支發揮調控作用，且刺激強度為刺激迷走神經耳緣支引起心率減慢的的最低刺激電壓的80%，不會導致心率減慢，是一種無創、安全、有效的自主神經干預方法。并且已有研究證實無創耳緣迷走神經刺激可通過抗炎癥因子釋放，顯著改善心肌梗死后心肌重塑、心肌纖維化以及心室功能，改善心肌梗死后的惡性室性心律失常基質[15-17]。以上結果均提示低強度耳緣迷走神經刺激可能成為無創、安全、有效的抑制心梗后交感神經過度激活、防治心梗后心律失常的新策略。

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Effects of different autonomic nervous intervention on the sympathetic nerve system in dogs.

ZHOU Li-ping,YU Li-lei,WANG Zhuo,HUANG Bing,WANG Song-yun,LIAO Kai,SAREN Gao-wa,JIANG Hong.Department of Cardiology,Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan 430060,Hubei,CHINA

ObjectiveTo investigate the effects of different autonomic nervous intervention on the sympathetic nerve system in dogs.MethodsForty dogs were randomly divided into the renal sympathetic nerve denervation(RSD)group(n=8),the low-level tragus stimulation(LL-TS)group(n=8),the low-level carotid baroreceptor stimulation(LL-CBS)group(n=8),the low-level spinal cord stimulation(LL-SCS)group(n=8)and the control group(n=8).Blood pressure(BP)at baseline and 1 h,2 h,3 h after stimulation were recorded,and the maximum BP increasing value when high frequency stimulation(HFS)was delivered to left stellate ganglion were measured as the function of the left stellate ganglion.The nerve activity of LSG and the NE level of plasma were also measured.ResultsAt baseline state,there were no significant differences between the control group and RSD group,LL-TS groups,LL-CBS group, LL-SCS group in the maximum BP increasing value,the LSG activity and the NE level(P>0.05).After 3 hours of autonomic intervention,the maximum BP increasing value,the LSG activity and the NE level of RSD group,LL-TS group, LL-CBS group,LL-SCS group were significantly lower than those of the control group.ConclusionAutonomic intervention by RSD,LL-TS,LL-CBS and LL-SCS could significantly decrease the activity and function of left stellate ganglion and the activity of systematic sympathetic nerve.

Autonomic nervous system;Stellate ganglion;Nerve activity

R-332

A

1003—6350（2015）18—2657—05

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.18.0968

2015-03-24)

國家自然科學基金(編號：81270339、81300182)；中央高校基本科研業務費專項資金(編號：2042012kf1099、2042014kf0110)；湖北省自然科學基金(編號：2013CFB302)；武漢市科技攻關計劃項目基金(編號：201306060201010271)；武漢大學博士研究生自主科研項目(編號：2012302020206)

江 洪。E-mail：whujianghong@163.com