脑内血管紧张素Ⅱ系统
在穹窿下器升压反应中的作用*

常彦忠　顾蕴辉

　　摘要　文献报道脑内存在血管紧张素Ⅱ系统。与此一致,本工作用氨基甲酸乙脂麻醉、箭毒制动、人工呼吸的大鼠观察到: (1)穹窿下器(SFO)、室旁核(NPV)或 NPV 的投射区: 延髓头端腹外侧区(RVLM)、导水管周围灰质(PAG)、蓝斑(LC)内注入血管紧张素Ⅱ(AⅡ)均引起升压反应;(2)SFO升压反应可被双侧NPV或RVLM内预先注入［Sar1,Thr8］-AⅡ(ST-AⅡ,AⅡ拮抗剂)明显衰减,NPV升压反应也可被RVLM内注入ST-AⅡ 削弱;(3)双侧PAG用ST-AⅡ预处理后,AⅡ引起的NPV- 或SFO- 升压反应均明显减小;(4)NPV升压反应还可被双侧LC内预先注射ST-AⅡ衰减,但SFO升压反应不受影响。结合我们以往工作曾显示兴奋PAG或LC均可作用于RVLM引起升压反应,目前的结果表明:SFO内的AⅡ能神经元通过 NPV 内AⅡ能神经元,不仅可直接作用于RVLM引起升压反应,而且还可间接通过PAG作用于RVLM起升压作用,但LC不参与SFO升压反应。
　　关键词: 血管紧张素Ⅱ;升压反应;穹窿下器;室旁核;导水管周围灰质;蓝斑
　　学科分类号: R338.2

ROLE OF BRAIN ANGIOTENSIN Ⅱ SYSTEM IN
SUBFORNICAL ORGAN-PRESSOR RESPONSES*

CHANG　YAN-ZHONG，GU(KU)　YUN-HUI
(Department of Physiology,Beijing Medical University,Beijing 100083)

　　ABSTRACT　We studied the role of brain angiotensin Ⅱ in subfornical organ-pressor responses using urethane-anesthetized,tubocurarine-immobilized rats,and the present work obtained the following findings: (1) angiotensin Ⅱ (AⅡ) induced pressor responses by injection into several brain regions: either subfornical organ (SFO),nucleus paraventricularis (NPV) or its projection areas,including rostral ventrolateral medulla (RVLM),periaqueductal gray matter (PAG) and locus coeruleus (LC);(2) SFO pressor responses were markedly attenuated by preinjection of ［Sar1,Thr8］-AⅡ(ST-AⅡ,an AⅡ antagonist) into bilateral NPV or RVLM,while NPV pressor responses were suppressed by ST-AⅡinjection into the RVLM;(3) both SFO- and NPV-pressor responses were decreased by ST-AⅡ preinjection into bilateral PAGL;and (4) ST-AⅡ preinjection into bilateral LC could only attenuate NPV pressor responses without affecting SFO pressor responses.Taken together with our previous findings that the RVLM mediates the pressor responses of the PAG and LC,the present results indicate that AⅡ activates AⅡergic neurons in the SFO may evoke pressor responses by acting upon RVLM through NPV and NPV- PAG -RVLM system.Whereas NPV- LC- RVLM system was not involved in the SFO pressor responses.
　　Key words: angiotensin Ⅱ;pressor response;subfornical organ;nucleus paraventricularis;periaqueductal gray matter;locus coeruleus

　　脑内存在肾素-血管紧张素系统。文献报道延髓头端腹外侧区(RVLM)的AⅡ在自发性高血压大鼠发展高血压中起重要作用［1,2］,但RVLM内AⅡ的来源不明［1］。考虑到以下事实:(1)室旁核(NPV)投射到 RVLM［3］,NPV和穹窿下器(SFO)内均富有AⅡ能神经元［4］,NPV又接受SFO的AⅡ能投射,损毁 NPV使刺激SFO引起的升压反应减小［5］;(2)有一些实验资料显示室周去甲肾上腺素系统是AⅡ引起渴饮和升压反应的关键部位［6］,而脑内AⅡ的较高结合部位［7］除SFO、NPV外,尚有导水管周围灰质(PAG)和蓝斑(LC),后两者都是去甲肾上腺素能神经元比较集中的室周组织,我们以往的工作还曾显示:谷氨酸兴奋尾端PAG腹外侧部可通过RVLM内的α- 和β-肾上腺素受体产生升压效应［8］,而兴奋LC则通过RVLM内的α-、β- 和 M-受体引起升压反应［9］;我们设想:AⅡ作用于SFO有可能通过SFO的AⅡ能投射纤维进而激活 NPV内的AⅡ能神经元,后者可直接作用于 RVLM-交感兴奋神经元,也可能还间接通过PAG或LC兴奋 RVLM-交感兴奋神经元,引起升压反应。因此,本工作:(1)观察AⅡ分别注入SFO、NPV、RVLM、PAG或LC的心血管效应。(2)分别在双侧 NPV或RVLM内注射AⅡ拮抗剂,检验其对SFO 内注入AⅡ引起的心血管反应之影响;以及RVLM用AⅡ拮抗剂预处理后,NPV内注入AⅡ引起的心血管反应之变化。(3)检验PAG或LC内注射AⅡ拮抗剂对AⅡ引起的SFO- 或 NPV-心血管反应的作用。

　　1　材料和方法

　　1.1　动物处理　　实验用雄性 Wistar 大鼠,体重 170～300 g;在20％氨基甲酸乙脂(1.5 g/kg,ip)麻醉下进行手术。术后将动物固定在脑立体定位仪上,用直接法测血压,用心电图机记录心率变化;最后腹腔注射0.1％ 筒箭毒(2 mg/kg)制动,并进行人工呼吸(75次／min),调节人工呼吸的通气量,待血压平稳后进行各项实验。整个实验过程中直肠温度维持在(37±0.5）℃。详细的手术过程、实验装置、微量注射技术、实验结束后固定脑组织、进行冰冻切片、染色、按照图谱确定注射部位等措施均同以往实验［10］ 。
　　1.2　核团定位　　下丘脑核团的定位按照Jacobowitz和Palkovits图谱［11］ 进行:SFO的坐标为 A 5 780～6 060 μm,LR 0 mm,大脑表面下 4.6 mm;NPV位于 A 5 340～5 660 μm ,LR 0.35 mm,脑表面下 6.6 mm。脑干核团的定位参照Palkovits和Jacobowitz图谱［12］进行,RVLM: P 5.0～5.5 mm,LR 1.8～1.9 mm,小脑表面下8.0～8.2 mm (相当于延髓的下橄榄核头端三分之一的外侧);尾端PAG腹外侧部: P 0.1～1.0 mm,LR 0.7　mm,脑表下 5.3～5.4 mm;LC: P 2.8 mm,LR 1.4 mm,小脑表面下 4.8 mm,注射管顶端恰插至核团的背侧缘,以避免其受损伤。
　　1.3　脑内微量注射所用药品　　AⅡ醋酸盐(AⅡ,Sigma公司产品)每部位25 ng/0.2 μl,10 s内匀速注射毕。［Sar1 ,Thr8 ］-AⅡ(ST-AⅡ,Sigma)每部位 0.1 μg/0.05 μl 30　s 内匀速注射毕。所有药物均溶于人工脑脊液 ［aCSF(mmol/L): NaCl 120,NaHCO3 26 ,NaH2PO4 1.5,KCl 4,MgSO4 1.4,CaCl2 1.5,葡萄糖 10;pH 7.4］,对照用等容量aCSF;通过不锈钢注射管(外径0.4 mm,内径 0.2 mm)进行核团内注射。一般在注射ST-AⅡ后 8～15 min 时检验其效应。
　　1.4　统计分析　　实验数据以均值±标准误(g39-1.gif (186 字节))表示,两组间比较采用t检验(双尾)法: *P<0.05,**P<0.01。

　　2　结果

　　2.1　穹窿下器内注入血管紧张素Ⅱ的心血管效应
　　图1C显示SFO内注入AⅡ引起升压反应(△ 1.57±0.26 kPa),分别与该核团内注射 aCSF(△ 0.27±0.22) kPa和核团周围区注射 AⅡ(△ 0.16±0.05) kPa相比较均有极显著性差异(P<0.01,n=6)。但SFO内注入AⅡ对心率无明显影响(△ 5.8±3.3) bpm。

40-1.gif (7800 字节)40-2.gif (4709 字节)

图1　SFO或其周围区内微量注入AⅡ对血压和心率的影响
Fig.1　Effect of microinjection of AⅡ into the SFO (i.SFO) or its surrounding areas (i.S-SFO) on arterial pressure (AP) and heart rate (HR)
A.　Injection sites: within the SFO (●/●,n=4/2) and the surrounding areas　(○,n=6).B．An example of the cardiovascular response to AⅡ-injection into SFO.C．Change in arterial pressure　(left)　and in heart rate　(right): n=6.
a.aCSF (i.SFO),b.AⅡ(i.SFO),c.AⅡ(i.S-SFO).

　　2.2　单侧室旁核或其投射区: RVLM、PAG、LC内注入AⅡ的心血管效应
　　一侧 NPV、RVLM、PAG或LC内注入AⅡ均引起升压反应,分别为(△1.86±0.22) kPa,(△1.49±0.13) kPa,(△1.61±0.17) kPa 或 (△1.91±0.32) kPa;相应对照组注射 aCSF 的血压反应为 (Δ－0.05±0.07),(Δ0.03±0.07),(Δ0.10±0.10)或 (Δ0.01±0.04) kPa;相应对照组与实验组之间均有极显著性差异(均P<0.01)。心率则均无明显变化(变化均在8.0 bpm以下),对照组和实验组之间的差异均无统计学意义。
　　2.3　双侧室旁核内预先注射AⅡ拮抗剂对SFO升压反应的影响
　　表1显示双侧室旁核内预先注射AⅡ拮抗剂(ST-AⅡ)本身对血压和心率均无明显影响,但注射ST-AⅡ后 8～10 min 时SFO升压反应明显减小(△0.40±0.16) kPa,n=7与对照组(注射aCSF)(△1.82±0.33) kPa 相比较有极显著性差异(P<0.01)。

表1　双侧室旁核或延髓头端腹外侧区内预先注入(i.NPV或 i.RVLM)［Sar1,Thr8］-血管紧张素Ⅱ (ST-AⅡ对穹窿下器内注入AⅡ引起的心血管反应之影响
Table1　Effects of ［Sar1,Thr8］-angiotensin Ⅱ(ST-AⅡ)pre～injected into bilateral nucleus para～ventri～cularis(i.NPV) or rostral ventrolateral medulla(i.RVLM) on the car～diovas～cu～lar response to angiotensin Ⅱ(AⅡ) injection into the subfornical organ(i.SFO)

 

　Treatment

n

Arterial pressure /kPa

Heart rate /bpm　

Baseline

　　Change

　　Baseline

　　Change

NPV

 

 

 

 

 

　1.aCSF(i.NPV)

7

12.06±0.46

0.09±0.06

408.7±20.0

-0.1±1.1　

　　ST-AⅡ(i.NPV)

7

12.23±0.59

0.02±0.13

414.1±15.4

3.3±2.2

　2.AⅡ(i.SFO) after

7

11.84±0.42

1.82±0.33

413.3±16.4

7.6±2.6

　　　aCSF(i.NPV)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.SFO)　after

7

11.99±0.48

　0.40±0.16**

415.1±14.8

3.3±1.2

　　　ST-AⅡ(i.NPV)

 

 

 

 

 

RVLM

 

 

 

 

 

　1.aCSF(i.RVLM)

9

13.99±0.33

0.01±0.06

441.1±7.5

-0.4±0.8

　　ST-AⅡ(i.RVLM)

9

13.62±0.41

-0.61±0.10**

432.2±8.9

-4.2±1.5

　2.AⅡ(i.SFO)　after

9

13.83±0.50

1.60±0.29

436.3±7.7

3.3±1.5

　　　aCSF(i.RVLM)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.SFO)　after

9

13.09±0.47

　0.43±0.09**

427.9±9.8

2.8±1.9

　　　ST-AⅡ(i.RVLM)

 

 

 

 

 

　3.AⅡ(i.NPV)after

7

15.00±0.59

1.82±0.19

430.4±3.4

5.9±3.0

　　　aCSF(i.RVLM)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.NPV)after

7

14.13±0.56

0.57±0.12**

432.6±6.6

3.0±0.7

　　　ST-AⅡ(i.RVLM)

 

 

 

 

 

 

aCSF: artificial cerebrospinal fluid.Data are expressed as g41-1.gif (186 字节).**P<0.01,as compared with the control.

　　2.4　双侧延髓头端腹外侧区内注入ST-AⅡ对 NPV或SFO升压反应的影响(表1)
　　双侧RVLM内注入 ST-AⅡ(n=9)使血压轻度降低(Δ－0.61±0.10) kPa,心率基本不变(△－4.2±1.5) bpm,注射ST-AⅡ后 NPV升压反应(n=7)或SFO升压反应(n=9)均被衰减(△0.57±0.12)或(△0.43±0.09) kPa与相应对照组(注射aCSF)的升压反应:(△1.82±0.19)或(△1.60±0.29) kPa 做比较,均有极显著性差异（P<0.01）。
　　2.5　双侧尾端PAG内注入ST-AⅡ对 NPV或SFO升压反应的影响(表2)

表2　双侧导水管周围灰质或蓝斑内预先注射(i.PAG 或 i.LC)［Sar1,Thr8］-血管紧张素Ⅱ(ST-AⅡ)对SFO- 或 NPV-升压反应的影响
Table 2　Effects of ［Sar1,Thr8］-angiotensinⅡ(ST-AⅡ) preinjection into bilateral peri～aque～ductal gray matter (i.PAG) or locus coeruleus (i.LC) on NPV- or SFO-pressor response

 

　Treatment

n

Arterial pressure /kPa　　

Heart rate /bpm　　

Baseline

Change

　Baseline

Change

PAG

 

 

 

 

 

　1.aCSF(i.PAG)

11

13.55±0.58

0.07±0.08

415.3±15.6

3.3±1.3

　　ST-AⅡ(i.PAG)

11

13.83±0.81

0.31±0.12

421.6±16.4

3.1±1.4

　2.AⅡ(i.NPV)after

6

13.32±0.88

2.13±0.23

424.3±20.1

7.5±3.4

　　　aCSF(i.PAG)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.NPV)after

6

13.23±1.06

0.84±0.09**

424.8±23.7

2.2±1.1

　　　ST-AⅡ(i.PAG)

 

 

 

 

 

　3.AⅡ(i.SFO)after

6

13.54±0.77

1.74±0.33

414.5±19.6

2.3±1.9

　　　aCSF (i.PAG)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.SFO)after

6

14.24±1.12

0.60±0.21*

411.8±22.5

-1.2±3.1

　　　ST-AⅡ(i.PAG)

 

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

 

　1.aCSF(i.LC)

9

11.73±0.54

0.13±0.08

411.1±11.3

2.3±2.2

　　ST-AⅡ(i.LC)

9

12.01±0.59

0.24±0.09

420.2±12.9

3.7±2.1

　2.AⅡ(i.NPV)after

6

11.93±0.98

1.62±0.22

431.2±13.2

4.7±1.1

　　　aCSF(i.LC)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.NPV)after

6

12.97±1.30

0.52±0.12**

450.5±8.2

0.3±2.0

　　　ST-AⅡ(i.LC)

 

 

 

 

 

　3.AⅡ(i.SFO)after

　6

11.28±0.38

1.59±0.14

395.8±13.9

1.5±1.3

　　　aCSF(i.LC)

 

 

 

 

 

　　AⅡ(i.SFO)after

　6

11.62±0.28

1.44±0.11

405.7±7.5

1.0±2.4

　　　 ST-AⅡ(i.LC)

 

 

 

 

 

 

aCSF: artificial cerebrospinal fluid.Data are expressed as g41-2.gif (186 字节).*P<0.05,**P<0.01 as compared with the control.

　　双侧PAG内注入ST-AⅡ(n=11)本身对基础血压和心率均无明显影响。但注射后 8～13 min 时 NPV- 和SFO-升压反应均明显减小［分别为(Δ0.84±0.09)或(Δ0.60±0.21) kPa］,对照组的升压反应分别为(Δ2.13±0.23)或(Δ1.74±0.33) kPa,相应实验组与对照组之间均有极显著性差异(P<0.01)。
　　2.6　双侧蓝斑内注入ST-AⅡ对NPV或SFO升压反应的影响
　　双侧LC内注射ST-AⅡ后基础血压和心率基本不变,而 NPV-升压反应被削弱(△0.52±0.12) kPa,与对照组的升压反应(△1.62±0.22) kPa 相比较P<0.01。但SFO升压反应不受LC内注射ST-AⅡ的影响(对照组和实验组的反应幅度很接近)(表2)。

　　3　讨论

　　前脑的SFO、终板血管器(organum vasculosum of lemina terminalis,OVLT)和延髓的最后区都属于脑室周围器,该处缺乏血脑屏障,是血管紧张素Ⅱ(AⅡ)起作用的中枢部位。早年狗、兔实验重视脑干,特别是最后区;而大鼠的实验提示前脑的脑室周围器是更重要的AⅡ中枢作用部位［13］ 。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)促进血管升压素释放［14］ 。我们另一个工作已证明SFO通过此三条途径实现升压效应(待发表)。本实验结果显示双侧 NPV或RVLM内预先注射AⅡ拮抗剂可衰减SFO升压反应,也为(1)(3)两条途径提供了依据。
　　前言中曾提到：系列的文献报道提示SFO的AⅡ能神经元可通过 NPV的AⅡ能神经元,一方面直接作用于RVLM引起升压反应,另一方面可能还通过尾端PAG腹外侧部和LC间接作用于RVLM起升压效应。本实验观察到单侧 NPV或RVLM内注射AⅡ均可引起升压反应,双侧 NPV或RVLM内预先注射AⅡ拮抗剂后则SFO升压反应被衰减,证实了前一种可能性;尾端PAG腹外侧部或LC内注射AⅡ也均可引起升压反应,但该两核团内预先注射AⅡ拮抗剂后的结果不同: 虽两种情况下均能削弱 NPV升压反应,SFO升压反应却只能被PAG内注射AⅡ拮抗剂衰减,不能被LC内注射ST-AⅡ减小。从而显示:SFO-NPV这一脑内AⅡ系统除直接作用于RVLM外,还可通过PAG作用于RVLM产生升压效应;LC虽参与 NPV升压反应,却不参与SFO升压反应(可能是由于NPV内向LC投射的AⅡ能神经元不接受SFO的AⅡ能投射纤维支配之故)。与文献报道一致［1］ ,本实验观察到RVLM内注入ST-AⅡ可使基础血压轻度降低,表明AⅡ系统对RVLM有一定的紧张性作用。
　　魏明芬同志参加部分技术工作,谨此致谢。

*国家自然科学基金（No.39170899）及卫生部科研基金(No.91501354)资助项目
*Supported by grants from the Ministry of Public Health (No.91501354) and the National Natural Science Foundation of China (No.39170899)

作者单位：北京医科大学生理系,北京 100083

参考文献

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1998-01-12收稿　　1998-04-07修回