下丘脑局部损毁对大鼠双侧
催产素神经元爆发放电的影响

杨殿生　王　萍　杨笑天　王　凯　付纯芳　王羽峰

摘　要　　为探究授乳大鼠双侧下丘脑巨细胞催产素神经元同步化射乳反射爆发放电的中枢所在, 我们采用双微电极细胞外记录技术, 观察了选择性脑切割损毁后的大鼠双侧视上核内催产素神经元在仔鼠吸吮刺激下射乳反射爆发放电。结果显示: 在腹侧被盖以上横向切断单侧中脑中部, 不能阻断双侧催产素神经元的同步化爆发放电; 但是单侧下丘脑中间内侧部横切则可阻断这种同步化爆发放电。这些结果表明: 中脑中部至下丘脑中部这一脑区在双侧视上核内催产素神经元的同步化爆发放电中发挥着关键性作用。
关键词: 射乳反射; 爆发放电; 同步化中枢; 催产素神经元; 视上核; 下丘脑; 大鼠
学科分类号: Q45; R335

EFFECT OF SELECTIVE LESIONS IN
HYPOTHALAMUS ON BILATERAL SYNCHRONIZED
BURSTS OF RAT OXYTOCIN NEURONS

YANG　DIAN-SHENG^?，　WANG　PING^?　?，　YANG　XIAO-TIAN，
WANG　KAI，　FU　CHUN-FANG,　WANG　YU-FENG
(Department of Physiology, Medical College of Jiamusi University, Jiamusi 154002；
～^?　?Clinical Inspection Department, Fukui Medical School, Matsuoka, Fukui 910-11, Japan)

ABSTRACT：In order to clarify the location of the center for synchronized milk-ejection bursts of magnocellular oxytocin neurons in the hypothalamus, the bursts of these neurons were recorded extracellularly in lactating rats with selectively-cutting lesions of the middle brain or hypothalamus. Results showed that unilateral transection of the middle midbrain above the ventral tegmentum did not block the synchronized bursts on both sides; however, the synchronized bursts disappeared after unilateral transection through the middle of the medial hypothalamus. These results suggest that the area from the middle part of the midbrain to that of the hypothalamus does play a crucial role in the synchronized milk-ejection burst.
Key words: milk-ejection reflex; burst; synchronization center; oxytocin neuron; supraoptic nucleus; hypothalamus; rat

　　在仔鼠连续吸吮刺激下, 经过一定潜伏期, 授乳大鼠双侧下丘脑内视上核与室旁核中的巨细胞催产素神经元呈现出一种间断性、同步化的爆发式放电频率增加^［1,2］。虽然大鼠中脑外侧被盖^［3］与下丘脑中间内侧部^［4］是射乳反射传入通路中具有关键性作用的部位, 决定双侧下丘脑催产素神经元爆发放电的同步化中枢也被发现位于中脑头侧的某一脑区^［5］, 但是, 同步化中枢的具体位置并不明确。为进一步确定这一中枢的位置, 我们采用双微电极细胞外记录技术, 在中脑或下丘脑内选择性脑切割损毁的授乳大鼠上, 观察了下丘脑内双侧视上核中催产素神经元在仔鼠吸吮刺激下爆发放电的情况。
　　实验采用产后8～12 d的授乳Wistar大鼠(350～420 g)。在乌拉坦(1.1 g/kg体重, 腹腔注射)麻醉下, 先置入锁骨下静脉插管与乳腺插管, 用于观察乳内压。然后, 将母鼠固定于立体定位仪上, 参照Paxinos与Watson图谱^［6］, 进行脑切割损毁, 并将双极刺激电极与引导电极分别置入神经垂体(A 3.4, L 0, H 0)和视上核(A 7.8～8.2, L 0.8～2.2, H 1.5～2.0)内。进行脑切割损毁时, 以自制刀片分别横向切断单侧中脑中部的中背侧部(A 1.7, L 0～3.5, H 3.5)与单侧下丘脑中间内侧部(A 5.7, L 0～2.0, H 0)。视上核催产素神经元的鉴定参见Wang等的方法^［5］。首先通过逆向鉴定技术鉴定神经分泌巨细胞神经元; 其次, 让10只仔鼠对双侧乳头实施30 min的吸吮刺激, 通过观察爆发式放电及乳内压的变化, 确定其是否为催产素神经元。在单或双侧催产素神经元被确定后, 让10只仔鼠连续吸吮双侧乳头60～120 min, 观察双侧催产素神经元的爆发放电活动在幅度及其时程上的相关性。 对催产素神经元的放电活动的观察, 是以常规电生理学方法进行的。 通过玻璃微电极(腔内充以含2%滂胺天蓝的0.5 mol/L醋酸钠, 直流电阻为10～30 MΩ)引导锋电位, 经过微电极放大器放大, 由记忆示波器显示并记录于磁带上, 用于放电频率与幅度分析。实验结束前, 用滂胺天蓝标记微电极记录部位; 实验后, 通过组织学检查证实损毁与记录区的位置。只有记录区确实在视上核内且损毁部位在组织学上符合实验设计要求的大鼠, 其电生理学结果才被用于数据分析。实验所见爆发幅度的差异通过t检验进行统计学分析, 以表示爆发放电的平均值(锋电位/爆发放电)。
　　实验结果如下:
　　在8只大鼠, 半横切明确覆盖中脑腹侧被盖以上区域, 中脑中部外侧被盖区完全被横断。此外, 半横切亦包括中间被盖区、中央灰质区及上丘深灰质层等脑结构(图1A)。离断侧与非离断侧视上核中的催产素神经元皆被仔鼠吸吮双侧乳头而诱发爆发放电。在3只大鼠双侧视上核记录到的4对催产素神经元, 其爆发放电仍呈同步化。但是, 离断侧爆发放电的幅度(40.5±6.7锋电位/爆发放电, n=4)明显低于(P<0.05)非离断侧的幅度(59.8±8.5锋电位/爆发放电)。图1A为其中一对典型的例子。在另外13只大鼠, 下丘脑中间内侧部半横断定位在室旁核后方的下丘脑腹内侧核与背内侧核, 并深达弓状核(图1B)。因为逆向反应仍见于视上核神经元, 表明位于脑底面的视上一神经垂体束仍保持完整。离断侧的20个非时相性连续放电型逆向反应神经元(具有催产素神经元的一般放电特征^［1,2］), 无一例被吸吮刺激诱发爆发放电; 而在非离断侧的18个同型神经元中, 有14例显示清晰的爆发放电(35.3±4.8锋电位/爆发放电)。其中, 同时被记录到的4对神经元, 在非离断侧的显示爆发放电, 而离断侧的对吸吮刺激无明显反应。图1B显示了一对视上核神经元在吸吮刺激下呈现的这种“去同步化”反应。

图　1　选择性脑损毁对授乳大鼠视上核催产素神经元核间同步化射乳反射爆发放电的影响
Fig.1　Effects of selective lesions of the brain on the internuclear synchronization of milk-ejection bursts of supraoptic oxytocin neurons in lactating rats
Paired-ratemeter recordings of supraoptic neurons antidromically-identified are from the rats with unilateral transection of the middle part of the midbrain above the ventral tegmentum (A) and of the middle part of the medial hypothalamus (B), respectively. The insets on the left side of the tracings are the schematic drawings of these sectionings (shaded parts). Abbreviations in these insets are: MLT, mesencephalic lateral tegmentum; MVT, mesencephalic ventral tegmentum; DMH, dorsomedial hypothalamic nucleus; VMH, ventromedial hypothalamic nucleus and Arc, arcuate hypothalamic nucleus, respectively. In the tracings, the number beside each burst is the burst amplitude. In A, the two tracings show the ratemeter recordings of two oxytocin neurons recorded from the lesioned side (up tracing) and non-lesioned side (low tracing), respectively. In B, the upper and lower tracings show the responses of supraoptic neurons in the lesioned side and the non-lesioned side, respectively.

　　横向切断中脑中间部中背侧脑区, 阻断射乳反射传入信息通过外侧被盖, 并不能阻断下丘脑双侧视上核内催产素神经元在吸吮双侧乳头刺激下的同步化爆发放电; 然而下丘脑中间内侧部半离断则导致“去同步化”现象发生。这些结果表明: 决定双侧视上核内催产素神经元呈同步化射乳反射爆发放电的关键性中枢结构, 位于中脑中部至下丘脑中部之间某一区域。
　　在本工作之前, Wang等^［5］曾提出, 射乳反射的同步化中枢可能位于中脑头侧的某一脑区, 但并没有明确说明中脑头侧部是否应包括在这一范围内。本实验在选择性中脑中部半离断的大鼠, 同样观察到了同步化爆发放电, 这就明确地把中脑头侧部这一脑区也包括在潜在性同步化中枢存在区域之内。
　　在确定同步化中枢尾侧伸展范围的同时, 本研究也从头侧将决定同步化爆发放电的关键性区域限定于下丘脑中部尾侧的脑区。在下丘脑中间内侧部半离断后, 虽然非离断侧多数神经元呈爆发放电, 但是, 离断侧无一显示爆发放电, 双侧同步化反应已不可能出现。这表明: 不仅同步化中枢位于下丘脑中部尾侧的脑区, 同步信息在双侧脑间传输的主要通路亦位于其尾侧的脑区。
　　从本实验结果也可以看到, 中脑中部至下丘脑中部之间这一脑区, 似乎也与爆发放电幅度的控制有关。中脑中部腹侧被盖以上脑区半横断, 并不影响同步化爆发放电的发生, 但离断侧爆发放电幅度明显降低; 而下丘脑中间内侧部半横断后, 仅在非离断侧出现爆发放电, 其幅度亦明显低下。基于有关爆发放电幅度控制的“总和机制”假说^［7］, 可以进一步推断, 下丘脑内来自对侧脑区的信息亦参与爆发放电幅度的控制。
　　基于上述讨论, 可以认定: 来自乳头的吸吮信息, 传入中脑头部和下丘脑后部并在其内的同步化中枢整合后, 形成同步化信息并传递至双侧巨细胞核团内的催产素神经元, 从而触发其产生同步化射乳反射爆发放电。

^*联系作者生理学报，1999年8月，51（4），463～466
^*Corresponding author
作者单位：佳木斯大学医学院生理学教研室, 佳木斯 154002;
王　萍：日本福井医科大学临床医学检查部, 福井 910-11, 日本

参　考　文　献

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1998-09-01收稿　　1998-11-23修回