胰岛素及胰高血糖素对大白鼠缰核离体脑片神经元单位放电的影响

胰岛素及胰高血糖素对大白鼠缰核离体脑片神经元单位放电的影响 132 No13 Vol第 32 卷第 3 期 东 北 师 大 学 报 自 然 科 学 版 2000 年 9 月 J OU RNAL O F NOR T HEAS T NORMAL U N IV ERSI T Y Sep tember 2000 () [ 文章编号 1000 21832 20000320065204 胰岛素及胰高血糖素对大白鼠缰核离体脑片 神经元单位放电的影响 1 2 1 1 3 2 金玉祥,陈嘉峰,胡波,张立勇,韩立春,王绍 (11 东北师范大学遗传与细胞研究所 ,吉林 长春 130024 ; 21 白求恩医科大学生理教研室 ,吉林 长春 130021 ; ) 31 吉林省肿瘤医院 ,吉林 长春 130051 [ 摘 要 ] 实验观察了胰岛素 、胰血糖素及乙酰胆碱对离体脑片内侧缰核神经 元单位放电的作用 ,结果显示胰高血糖素和乙酰胆碱对内侧缰核神经元自发放 电起兴奋作用 ,胰岛素起抑制作用. 推测胰岛素和胰高血糖素对缰核神经元活动 的影响 ,可能与参与应激性防御反应过程有关 . [ 关键词 ] 胰岛素 ;胰高血糖素 ;离体脑片 ;缰核 ;单位放电 ;大白鼠 [ 中图分类号 ] Q 424[ 文献标识码 ] A 现已研究 ,缰核内含有多种神经递质和神经调质的胞体和纤维 ,如去甲肾上腺 () ( ) ( ) 素 、乙酰胆碱 Ach、r - 氨基丁酸等经典神经递质和 P 物质 SP、血管紧张素 ?A ?、神 ( ) 经肽 Y等多肽类物质 . 经过学者们长期的研究发现 ,缰核与嗅觉 、呼吸 、体温 、摄食行为 、 1 逃避行为 、性行为 、糖代谢和水盐平衡等功能的调节有关. 近些年来由王绍教授领导的白求恩医科大学神经生理研究室对一些神经递质和调质在缰核的作用进行了较深入系统 的研究 ,发现缰核在痛觉及心血管功能调节方面起重要作用 . 同时 ,有实验证明缰核参与 2 ,4 了应激性高血压的形成 、癫痫的发作和对伤害性刺激反应的调节. 有关胰岛素和胰 高血糖素在中枢神经系统内的分布及功能已备受关注 ,并且认为二者也属于应激激素行 5 列. 已有学者研究发现胰岛素受体广泛存在于包括缰核在内的基底前脑 ,并且指出胰 6 ,7 岛素很可能起一种共存递质或递质调节剂的作用,而有关胰高血糖素的研究 ,学者发现胰腺产生的胰高血糖素对下丘脑葡萄糖兴奋神经元活动起抑制作用 ,并指出脑和脊髓 8 可能是胰高血糖素的靶器官. 有学者经侧脑室给予胰岛素和胰血糖素 ,发现胰岛素对 交感及肾上腺神经起抑制作用 ,胰高血糖素起相反作用. 本实验的目的是研究上述激素对 缰核神经元功能的影响. [ 收稿日期 ] 2000204211 ( )[ 基金项目 ] 国家自然科学基金资助项目 39670275 [ 作者简介 ] 金玉祥 ,男 ,40 岁 ,博士 ,副教授 1 111 脑薄片的制备 () 将体质量 150,200?15 g 雄性 Wistar 系大鼠断头 、取脑 ,立即置入冰脑脊液中. 取 出并在冰盒上修块后立即用 502 胶粘在震动切片机的组织块支持台上 ,马上浸入被 95 % μ O和 5 % CO饱和的人工脑脊液中 ,进行震动切片 ;片厚 350,450 m. 将脑片收集到孵2 2 育槽中 ,孵育 2,3 h . 孵育槽内充满人工脑脊液 ,用 95 % O和 5 % CO的混合气体饱和 , 2 2 ( ) 槽内温度维持在 32 ?2?; 人工脑脊注成份为 : NaCl 124 mmol , KCl 5 mmol , CaCl2 . 4 2 mmol ,Na HCO26 mmol , MgSO1 . 3 mmol , Na HPO1 . 25 mmol , 葡萄糖 10 mmol . 将经 3 4 2 4 过孵育过的脑片移至记录槽内的尼龙网上准备记录细胞外放电 ,记录槽内的脑脊液是以 () 215 mL / min 速度对脑片进行灌流 ,槽内温度维持在 36 ?2?. 112 记录细胞外放电 μ用单管玻璃微电极作记录电极 ,尖端直径为 015,1 . 0 m ,电极内充灌含 2 %滂胺天 Ω 蓝的 3 mol/ L 醋酸钠溶液 ,电极电阻为 8,15 M,用微电极推进器将其微电极插入内侧 缰核 ,引导神经元自发放电 ,经微电极放大器放大 ,在 SB R - ?型双线示波器上观察 ,同 时输入磁带记录仪存储 ,记录的结果经微机做序列密度处理. 每次实验 ,先找到自发放电单位 ,待记录稳定后 ,取给药前 3,5 min 的放电频率作为 ( 对照 ,然后灌流药物 胰岛素 ,30 mU / mL , Sigma 出品 ; 胰高血糖素 400 ng/ mL , Sigma 出 μ) 品 ;乙酰胆碱 100 mol/ L ,上海出品2,3 min ,观察神经元对药物的反应 ,若放电频率增 加或减少 20 %以上认为有反应 ,再继续用人工脑脊液冲洗 ,待其恢复至对照水平.2 结果 本实验用 30 只雄性 Wistar 系大鼠做缰核脑片灌流 ,观察乙酰胆碱 、胰岛素和胰高血 ( ) 糖素对内侧缰核神经元自发放电的作用 ,共记录 70 个单位 见 1,其中 21 个单位是乙 () ( ) 酰胆碱兴奋单位 见图 1,4 个抑制单位 ;28 个单位是胰岛素抑制单位 见图 2,2 个兴奋 () 单位 ;11 个单位是胰高血糖素兴奋单位 见图 3,4 个抑制单位. 表 1 胰岛素及胰高血糖素对神经元单位放电的影响 胰岛素 胰高血糖素 乙酰胆碱 效果 占整个放电单位 占整个放电单位 占整个放电单位 放电单位/ 个 放电单位/ 个 放电单位/ 个 数的百分比 数的百分比 数的百分比 兴奋作用 2 7 % 11 73 % 21 84 % 28 93 % 4 27 % 4 16 % 抑制作用 30 100 % 15 100 % 25 100 % 总计 67 第 3 期 金玉祥等 :胰岛素及胰高血糖素对大白鼠缰核离体脑片神经元单位放电的影响 3 讨论 胰岛素和胰高血糖素广泛存在于包括缰核在内的中枢神经结构内. 在应激状态下血 糖浓度增高可能与这两种激素的含量变化有关 ,陈宜张认为胰岛素和胰高血糖素与应激 5 反应有关 ,并可看成为应激性激素. 本实验应用脑薄片灌流技术观察了 Ach 、胰岛素和 胰高血糖素对内侧缰核神经元单位放电的影响 ,结果显示胰岛素对内侧缰核神元起抑制作用 ,而胰高血溏素和 Ach 起兴奋作用. 已有实验发现内侧缰核兴奋时动物血压升高 、痛 9 阈增高 ,同时伴有交感反应. 因此可以认为 ,胰岛素和胰高血糖素对内侧缰核神经元的 作用 ,可能在应激性防御升压反应中起一定作用. 其中 ,胰高血糖素和 Ach 可能促进血压 升高 ,而胰岛素则可能抑制升高血压反应. 至于胰岛素和胰高血糖素在应激状态下对中枢 神经系统其它部位的影响及两者之间相互作用 ,进而对其它神经递质的影响将有待进一 步的工作证明 . 图 1 胰岛素对内侧缰核神经元放电的作用 图 2 乙酰胆碱对内侧缰核神经元放电的作用 图 3 胰高血糖素对内侧缰核神经元放电的作用 ( ) 1 杨绍年 ,王绍 1 缰核 J 1 神经解剖学杂志 ,1991 ,7 2:161,1681 赵华 ,王绍 1 兴奋缰核引起心血管反应形式的研究 J 1 白求恩医科大学学报 ,1994 ,20 :549,5501 2 张永和 ,张遐 ,房居敬 1 戊四氮诱发大鼠全身强直一阵挛性癫痫发作诱导终纹床核 c - fo s 癌基因表达 J 1 3 ( ) 神经解剖学杂志 ,1993 ,9 2:173,1781 陈良为 ,饶志仁 ,施际武 1 大鼠“延髓内脏带”向杏仁核投射的儿茶酚胺神经元对内脏伤害性刺激的 FOS 表 4 ( ) 达 J 1 神经解剖学杂志 ,1994 ,10 2:139,1441 陈宜张 1 内环境恒定与神经内分泌功能 A 1 见 :韩济生主编 1 神经科学纲要 M 1 北京 : 北京医大 、协和 医大联合出版社 ,199316631 5 Barbaccia M L . Insulin a neuro mo dulato r in regulato r peptides A . In : Co sta E , Trabuli M . Fro m molecular bi 2 ology to f unctio n . New Yo r k : Raven Press , 1982 . 328,330 . 6 U nger J , McNeil T H , Mo xley ? R T , et al . Dist ributio ns of insulin recepto r - like immuno - reactivit y in t he ( ) rat fo rebrain J . Neuro sicience , 1989 ,31 1:143,145 . 7 Ino kuchi A , Oo mura Y , Shimiza N . Cent ral actio n of glucago n in rat hypot halamus J . Am J Ph ysiol , 1986 , ( ) 250 2:120,125 . 赵华 ,杨蔚 ,王绍等 1L - glu 分别兴奋大鼠内 ,外侧缰核引起血压和痛阈变化的关系 J 1 中国应用生理学 8 ( ) 杂志 ,1995111 4:357,3601 9 Eff ect of insul in an d gl ucagon on un it discharge of neurons in rat medial ha benular nucleus 1 2 1 1J IN Yu2xiang, CH EN J ia2feng, HU Bo, ZHAN G Li2yo ung 3 2HAN Li2chun, WAN G Shao ( 1 . Instit ute of Cytology and Genetics , No rt heast No r mal U niversit y , Changchun 130024 , China ; 2 . Depart ment of Physiology , No r man Bet hune U niversit y of Medical Sciences , Changchun 130021 , China ; )3 . Depart ment of Pat hology , J ilin Tumo r Ho spital , Changchun 130051 ,China Abstract :The experiment s were perfo r med o n slice of habenula . The result s showed t hat t he Ach and glucago n induced a excitato ry effect o n t he unit discharge of neuro ns in medial habe2 nular nucleus , but insulin a inhebito ry effect . So t hat t he effect of insulin and glucago n o n habenula may participate in t he p rocess of st ress - induced defensive reactio n . Key words :insulin ; glucago n ; slice ; Hb ; unit of charge ; rat