学科分类号R338
Mechanisms Underlying Effects of Pressor- and Depressor-Areas in Limbic Forebrain
GU (KU) Yun-Hui
(Department of Physiology, Health Science Center, Peking University, Beijing 100083)
AbstractThe limbic forebrain plays an importent role in regulation of emotion and stress, water- and electrolyte-balance. All these activities are accompanied with changes of cardiovascular activities, and many pressor- and depressor- areas in the limbic forebrain are involved in regulating these activities. Recently, along with the studies on the mechanisms underlying cardiovascular effects of various areas in brainstem, studies on mechanisms underlying effects of pressor- and depressor-areas in forebrain have also made great progress. This review briefly introduces the relationships among cardiovascular centers in limbic forebrain, and the functional connections between these centers and brainstem areas, including the transmitters and receptors involved.
Key words Limbic forebrain; Emotion; Stress; Pressor area; Depressor area
边缘前脑内很多区参与情绪反应,水和电解质平衡失调引起的血流动力学变化。但迄今对边缘前脑调节血压的机制研究得比较少,主要因为:长期以来,脑干调节血压机制的研究由于各实验室所采用的不同方法和条件存在某些缺点和局限性,其结果很不一致。现经方法上的改进,脑干调节血压机制的研究已有很大的进展[1], 对前脑调节血压机制的研究也已进一步深入。现简要综述如下:
一、 边缘前脑升压区效应的机制
(一) 室旁核(nucleus paraventricularis, NPV)Sanchez等(1999)报道NPV内合成一氧化氮 (NO) 的神经元参与各种不同类型急性应激刺激引起的反应。谷氨酸(Glu)兴奋NPV可引起升压和增心率反应(常彦忠等.1992)。Glu兴奋NPV既可通过“大细胞区-垂体通路” 释放血管升压素(VP)入血(VP具有极强的缩血管作用)引起升压反应,还可通过“小细胞区-下丘脑以外脑脊髓通路”直接或间接兴奋交感-肾上腺髓质系统使血压升高、心率加快; Martin和Haywood (1992)的实验提示,后一种机制是主要的。(二) 外侧下丘脑/穹窿周围区(lateral hypothalamus/perifornical region,LH/PF)Allen和Cechetto (1991) 观察到兴奋外侧下丘脑不同部位引起不同的心血管反应: 化学刺激LH/PF引起升压反应,而刺激结节- 和后- 外侧下丘脑区引起降压反应。Smith等(1990)指出LH/PF的神经元控制与情绪有关的心血管反应(包括肾血管收缩、血压和心率升高,以及肌肉血流增加等), 在情绪引起的血压、心率增加反应中起重要作用。刺激LH/PF引起的升压反应可被双侧延髓头端腹外侧区(RVL)内注射Glu阻断剂衰减(Sun等.1986;王益光等.1997a)。此外,我们的实验还曾显示LC(CRF-和SP -受体)-RVL (α-、β-、M-受体)、PAG (CRF-和SP-受体)-RVL(α-、β-受体)、NPB(CRF -受体)-RVL(α-受体)系统介导LH/PF-升压反应[2,3],心迷走中枢的抑制也参与此反应(王益光等.1997a)。1985年Mugnaini 和Oertel报道后外侧下丘脑区含丰富的GABA能神经元,占细胞总数的50%~90%,我们在该区注射荷包牡丹碱(Bicu)能衰减Glu兴奋该区引起的减压反应,而且RVL内的α-、β-、M-受体及外周交感缩血管、心交感、心迷走神经也都介导该反应,从而提示后外侧下丘脑减压反应可能是由于GABA能中间神经元抑制了LH/PF所致(王益光等.1997b)。
(三) 背内侧和腹内侧核(nucleus dorsomedialis and nucleus ventromedialis, NDM和NVM)
Smith 等(1980)将未麻醉的狒狒束缚在椅中引起急性情绪性心血管反应,包括血压、心率、终末主动脉血流 (terminal aortic flow) 增加和肾血流双相减少,电解损毁下丘脑的一个关键区:包括LH的内侧部、腹内侧核的背外侧部,背内侧核的腹外侧部及插入这些结构之间的小细胞和纤维系统,可消除急性情绪性心血管反应,而运动、进食和压杠杆引起的心血管反应保留不变。本实验室近年来的实验结果表明:兴奋腹内侧核引起的升压反应是通过背内侧核作用于NPV和RVL实现的,各环节都有CRF和SP参与[4,5,10]。
(四)下丘脑后核(nucleus hypothalamus posterior, HP)HP是重要的升压区:无论电刺激(Juskevich 等.1978)或谷氨酸(Ohta 等.1985)兴奋HP都引起明显的血压升高、心率加快反应。1984年Winternitz等报道,它参与自发性高血压大鼠的发病过程,具有自发性、肾性或类固醇-盐(steroid-salt)性高血压的觉醒大鼠损毁HP后血压立即下降(Bunag等.1976)。
HP升压反应机制的研究显示: HP内胆碱能神经元,可直接(或间接通过LC)作用于RVL-交感兴奋神经元,引起升压反应。由于RVL有纤维投射至大鼠T4~T13的交感节前神经元,调节至肾上腺的交感输出(Strack 等. 1989),电刺激HP不仅使血压升高,还使肾上腺髓质分泌(Eferakeya, bunag. 1974)。静脉注射不易通过血脑屏障的甲基阿托品阻断心迷走神经的作用后, HP的升压增心率反应基本不变,表明HP升压反应主要通过交感神经系统实现。
实验还显示HP和LC之间有双向机能联系,不仅HP部分通过LC实现其升压反应,LC升压反应也部分通过HP-RVL系统实现(常彦忠等.1992)。
(五)外侧隔腹外侧部 (lateral septum, SL)和缰核(Habenula, HB)DeFrance (1976) 报道隔可能在整合情绪和自主性反应中起重要作用。乌拉坦麻醉大鼠电刺激外侧隔引起血压升高(Calaresu等. 1972)。我们实验室[6]观察到乌拉坦麻醉大鼠外侧隔腹外侧部内注入Glu也引起升压反应,并证明Gelsma和Calaresu (1987)将Glu注入外侧隔引起血压降低是由于他们所用Glu量过大,Glu溶液的高渗透压和高浓度对外侧隔神经元产生损伤作用所致。Pirola等(1980)在乌拉坦麻醉大鼠外侧隔内给予ACh引起交感神经系统介导的动脉血压升高与我们的实验结果一致。我们进一步的实验显示缰核-LC-RVL系统介导外侧隔腹外侧部升压反应,各联系环节都有M-受体参与[6]。
缰核是边缘前脑至脑干的重要驿站(Wang等.1977)。王绍实验室曾对刺激缰核引起的升压、增心率反应的机制进行了分析,他们曾报道LC、NPB和RVL参与缰核升压反应(高云玲等.1988;杨绍平等.1988)。我们实验室观察到[6] LC(M-受体)-RVL(M-受体)介导化学刺激缰核引起的升压反应; 静脉注射甲基阿托品对缰核升压反应无明显影响, 表明缰核升压反应主要通过交感神经系统实现。
以上实验结果表明:外侧隔腹外侧部-HB(M-受体)-LC(M-受体)-RVL(M-受体)交感兴奋系统可能是情绪引起高血压的脑内神经基础之一。
(六) 穹窿下器(subfornical organ, SFO)SFO, OVLT (organum vasculosum of lemina terminalis)和最后区(area postrema, AP)都属于脑室周围器,该处缺乏血脑屏障,是血管紧张素Ⅱ(AⅡ)起作用的中枢部位。椎动脉或脑室注射AⅡ的实验结果显示AⅡ的中枢升压效应通过三条途径实现:(1) 中枢性兴奋交感神经; (2) 抑制迷走中枢; (3) 促进血管升压素(VP)释放(Phillips. 1987)。
已证明脑内存在肾素-血管紧张素系统。AⅡ免疫反应性胞体在下列部位发现: NPV和视上核(SON)的大细胞部,室周器中发现胞体和纤维,延髓中胞体只在孤束核(NTS)中发现;而纤维则广泛分布于整个神经轴,包括脊髓 (Lind等. 1985)。双标记的研究显示SFO的AⅡ能纤维投射至NPV(Lind等.1984)。电刺激SFO可引起双相升压反应,该反应被损毁NPV衰减;实验还曾证明SFO双相升压反应中的初始短潜伏期、短持续时间成分是由交感激活引起的(Gutman等. 1985), 可能是由向延髓和脊髓投射的NPV小细胞区介导的;而第二相长潜伏期、长持续时间成分则可能(虽尚未证实)是通过NPV的大细胞区-神经垂体通路,使VP释放入血引起的。Bains等(1992)进一步证明NPV内微量注入AⅡ,可作用于AT1受体引起升压反应。我们实验室的研究显示:SFO内注入AⅡ引起的升压反应可被双侧NPV内或RVL内注入[Sar1, Thr8] ANG Ⅱ (ST-AⅡ, AⅡ拮抗剂)明显衰减, NPV内注入AⅡ引起的升压反应也可被RVL内注入ST-AⅡ削弱[7];双侧PAG用ST-AⅡ预处理后,AⅡ引起的NPV- 或SFO-升压反应也均明显减小[8], 从而证明:SFO的AⅡ能投射纤维作用于NPV的AⅡ能神经元,通过它们直接或间接(通过PAG)兴奋RVL-交感兴奋神经元而引起升压反应,SFO-NPV(AⅡ受体)-(RVL(AⅡ受体)升压系统是AⅡ中枢升压作用机制的重要组成部分。1994年Muratani等指出RVL内的AⅡ在自发性高血压大鼠发展高血压中起重要作用,但AⅡ的来源不明,上述工作证明它是由NPV的AⅡ能投射纤维末梢释放的,并提示SFO-NPV-RVL这一AⅡ系统活动的增强,可能即是自发性高血压大鼠发展高血压的神经生理基础。
