水楊酸鈉引發(fā)耳鳴的機制研究

曹智潔　孫其凱 (綜述)　馬春蕾 (審校)

濱州醫(yī)學院神經(jīng)科學研究所，山東省腦中風重點實驗室　煙臺　264003

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水楊酸鈉引發(fā)耳鳴的機制研究

曹智潔孫其凱 (綜述)馬春蕾 (審校)

濱州醫(yī)學院神經(jīng)科學研究所，山東省腦中風重點實驗室煙臺264003

【關鍵詞】水楊酸鈉；耳鳴；下丘核；NMDA受體

耳鳴是在無外界聲源刺激情況下，人耳主觀感受到聲音。隨著人口老齡化，耳鳴的發(fā)病率逐年升高，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，給患者帶來極大的痛苦，引起社會和醫(yī)學界的廣泛關注。阿司匹林是臨床上應用廣泛的解熱鎮(zhèn)痛藥物，有抗凝作用，臨床報道大劑量應用阿司匹林可引起耳鳴，但其發(fā)生機制尚不清楚。水楊酸是阿司匹林的代謝產(chǎn)物，也是阿司匹林主要的有效成分。水楊酸聽覺毒性是多方面的，對聽覺系統(tǒng)不同層面都有影響。本文著重綜述水楊酸對聽覺通路下丘核的影響及可能導致耳鳴的機制作一綜述。

水楊酸是阿司匹林發(fā)揮藥理作用的有效成分，是非甾體類抗炎藥。一般認為水楊酸的抗炎機制為：前列腺素前提物質(zhì)花生四烯酸(AA)在環(huán)氧合酶(COX1，COX2)的作用下生成致炎物質(zhì)前列腺素(PGs),水楊酸通過抑制COX2而減少炎癥介質(zhì)PGs的生成因發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用?；ㄉ南┧釓V泛分布于動物的中性脂肪中，是人體中含量最高，分布最廣泛的一種不飽和脂肪酸，尤其在腦和神經(jīng)組織中。COX是催化AA轉(zhuǎn)化成前列腺素的關鍵酶，COX1為結(jié)構(gòu)型，主要存在于血管、胃、腎等組織中，參與血管舒縮、血小板聚集、胃粘膜血流、胃黏液分泌及腎功能等的調(diào)節(jié)。COX2為誘導型，各種損傷性化學、物理和生物因子激活磷脂酶A2水解細胞膜磷脂，后者生成AA經(jīng)COX2催化生成前列腺素[1]。研究證明，在巨噬細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞和單核細胞中COX2均可被誘導表達。生理狀態(tài)下絕大部分組織不表達COX2，而在炎癥、腫瘤等病變狀態(tài)下受炎性刺激物損傷，有絲分裂原和致癌物質(zhì)等促炎介質(zhì)誘導后，呈表達增高趨勢，參與多種病理生理過程。具體是細胞膜磷脂通過磷脂酶A2途徑被水解釋放出AA，在COX2的催化下合成PGs，最后產(chǎn)生炎癥介質(zhì)，并通過瀑布式級聯(lián)反應參與機體各生理病理過程。水楊酸鈉抑制COX2，引起AA在腦內(nèi)堆積，而AA能夠增強NMDA受體介導的電流，進而增強耳蝸內(nèi)NMDA依賴的興奮性水平[2，3]。大劑量水楊酸可以在動物模型中可靠地誘發(fā)出耳鳴樣行為[4～6]，且血漿中水楊酸的含量與聽力損失和耳鳴的程度呈現(xiàn)明顯的正相關[7]，因此，水楊酸常被用于制造耳鳴動物模型。

1水楊酸鈉對外周聽覺系統(tǒng)的影響

以往認為耳鳴是由于外周聽覺系統(tǒng)(耳蝸、聽神經(jīng)等)的異常神經(jīng)電活動形成的。關于耳鳴神經(jīng)機制的研究多在外周聽覺系統(tǒng)，多數(shù)學者認為耳鳴的產(chǎn)生機制在內(nèi)耳，有研究證據(jù)表明水楊酸鈉通過激活耳蝸NMDA受體引起耳鳴[8，9]，并在外淋巴液中灌注NMDA受體拮抗劑能夠去除水楊酸鈉導致的耳鳴生物行為學的改變[2]；也有學者認為水楊酸鈉是通過促進內(nèi)源性強啡肽的釋放及耳蝸中谷氨酸的興奮引起的[10]。水楊酸鈉在耳蝸內(nèi)誘導耳鳴是通過抑制COX2途徑使AA增多，增加NMDA受體介導的電流[2，3]。豚鼠腹腔注射水楊酸鈉(200 mg/kg)后,對耳蝸神經(jīng)節(jié)細胞內(nèi)活化的caspase-3進行免疫染色發(fā)現(xiàn)，注射水楊酸鈉后耳蝸神經(jīng)節(jié)胞質(zhì)免疫反應增強，提示水楊酸鈉引起的內(nèi)耳毒性是通過caspase途徑。相對高劑量ZDEVD-FMK(caspase-3特異性抑制劑)抑制caspase的表達可減少水楊酸鈉誘導的耳蝸神經(jīng)節(jié)細胞凋亡，所以水楊酸鈉誘導耳蝸神經(jīng)節(jié)的凋亡與caspase-3的激活有關[11]。

2水楊酸鈉對中樞聽覺系統(tǒng)的影響

手術切除內(nèi)耳傳入到聽覺中樞的大部分聽神經(jīng)纖維并沒有改變耳鳴患者的情況，因此耳鳴可能源于中樞聽覺系統(tǒng)[12]。關于水楊酸鈉影響中樞聽覺系統(tǒng)的研究多數(shù)集中于耳蝸核、下丘核和聽覺皮層。有學者認為耳鳴是在聽覺中樞部位被覺察并感知的[13]，最近研究發(fā)現(xiàn)水楊酸鈉引起耳鳴后，中樞聽覺系統(tǒng)也有所改變。聽覺中樞包括耳蝸核、橄欖核、外側(cè)丘系核、下丘、內(nèi)側(cè)膝狀體和顳葉聽覺皮層。除了負責聲音的上行傳遞外，中繼核團還接受來自上級核團的下行調(diào)控，如下丘的背側(cè)核，這對信息處理的精確性有著重要的調(diào)控功能，下丘核是聽覺中樞的重要中繼站，在聽覺信息處理和傳遞中起到了重要的作用。因此，在了解耳鳴中樞機制時，下丘是被考慮到的重要核團[14，15]。但對于它出現(xiàn)了怎樣的變化而引起耳鳴，對此我們并不清楚。所以研究其產(chǎn)生的機制，可以找到新的耳鳴治療方法。

2.1水楊酸鈉改變了中樞聽覺系統(tǒng)的抑制/興奮平衡，使中樞聽覺系統(tǒng)過度興奮引起耳鳴下丘核中存在GABA能神經(jīng)元，GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，聽覺中樞GABA能的抑制對聽覺中樞神經(jīng)元的反應特性有著重要的影響，水楊酸鈉能通過血腦屏障，并且在具有耳鳴行為學表現(xiàn)的模型動物腦脊液中達到較高濃度。有學者用免疫反應的方法發(fā)現(xiàn)在一些下丘神經(jīng)元中有GABAAa1，它的分布與GABA能神經(jīng)元的一致，又用RT-PCR的方法檢測應用大劑量水楊酸鈉后GABAAa1和谷氨酸脫羧酶(GAD)mRNA表達的變化，結(jié)果顯示應用水楊酸鈉以后GABAAa1和谷氨酸脫羧酶(GAD)mRNA表達明顯減少，導致下丘到內(nèi)側(cè)膝狀體的抑制性傳遞減弱，并使下丘核過度興奮[16]。還有學者用免疫組織化學的方法檢測到腹腔注射水楊酸鈉后小鼠下丘核神經(jīng)遞質(zhì)GABA的表達減少[17]。用全細胞膜片鉗方法在下丘腦片上檢測了水楊酸鈉對抑制性突觸傳遞的影響，灌注1.4 mM的水楊酸鈉后，下丘神經(jīng)元GABA能sIPSCs減小，水楊酸鈉抑制中樞聽覺系統(tǒng)GABA能的抑制性突觸傳遞[18]，并研究了神經(jīng)調(diào)質(zhì)5-羥色胺對GABA能神經(jīng)元的影響，腹腔注射水楊酸鈉后大鼠下丘5-羥色胺顯著升高[19]，GABA能神經(jīng)元受神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺的影響，水楊酸鈉壓抑5-羥色胺對下丘神經(jīng)元GABA能sIPSCs的增強作用[20]。中樞聽覺系統(tǒng)的抑制/興奮平衡收到破壞，去抑制導致的興奮性升高是水楊酸鈉誘發(fā)耳鳴的神經(jīng)機制之一。

2.2水楊酸鈉使下丘神經(jīng)元的代謝活動增強給大鼠注射代謝追蹤劑FDG，Mirz等[21]用正電子成像技術(PET)展示注射水楊酸鈉后大鼠下丘神經(jīng)元代謝活動增強，通過PET評估下丘的代謝活動可以作為耳鳴后神經(jīng)元激活的代替指標。下丘神經(jīng)元代謝活動增強的結(jié)果與應用水楊酸鈉后小鼠下丘自發(fā)性活動增強相一致[22，23]。用微透析技術檢測神經(jīng)核團內(nèi)葡萄糖和乳酸的含量變化，是研究活體動物的局部腦組織神經(jīng)元活動情況的有效手段。小鼠腹腔注射水楊酸鈉后用微透析技術檢測下丘部位的葡萄糖和乳酸水平均有顯著升高，下丘內(nèi)葡萄糖水平升高表明下丘神經(jīng)元活動和局部腦血流量增加，從而引起血液中葡萄糖的供給增加。近年來研究表明局部腦組織細胞間透析出來的乳酸水平可以作為檢測神經(jīng)元功能性活動的特定指標，所以下丘乳酸水平升高進一步證實下丘神經(jīng)元的活動增強[19]。Sasaki等[24]用放射標記2-脫氧葡萄糖(2-DG)的方法測定耳鳴模型動物大腦特定部位代謝情況，也證實水楊酸鈉能使動物聽覺中樞核團代謝活動增加，以下丘核和耳蝸核最為明顯。

2.3水楊酸鈉增加下丘神經(jīng)元的自發(fā)放電率腹腔注射水楊酸鈉后，采用活體細胞外單位記錄法觀察豚鼠用藥前后下丘外側(cè)核神經(jīng)元單位自發(fā)放電率的變化，結(jié)果顯示水楊酸鈉注射后2 h，下丘外側(cè)核自發(fā)放電率明顯增加[25]；Jastreboff等[26]也記錄到了注射水楊酸鈉后的動物下丘核的自發(fā)放電率增加，因此，水楊酸鈉所致下丘自發(fā)放電頻率增加可能與耳鳴有關。所以，下丘神經(jīng)元的過度興奮可能是水楊酸鈉導致耳鳴的主要部位。

2.4水楊酸鈉使下丘谷氨酸水平升高小鼠腹腔注射水楊酸鈉后用免疫組織化學方法檢測下丘神經(jīng)元神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸(Glu)的表達，以陽性細胞染色的積分光密度值表示抗原的表達量，結(jié)果顯示應用水楊酸鈉后下丘核神經(jīng)元神經(jīng)遞質(zhì)Glu水平顯著升高[17]。正常情況下，Glu主要存在于谷氨酸能神經(jīng)元末梢的突觸囊泡內(nèi)，缺血、缺氧時Glu釋放增加，重攝取減少，細胞間隙Glu濃度很快增加，Glu持續(xù)強烈地作用于細胞膜上的NMDA受體，導致神經(jīng)元發(fā)生興奮性損傷。其主要損傷機制是NMDAR介導的細胞內(nèi)Ca2+超載引起腦缺血后期神經(jīng)細胞退變、壞死[27]。水楊酸鈉在外周聽覺系統(tǒng)激活耳蝸內(nèi)的NMDA受體，使NMDAR介導的興奮性神經(jīng)傳遞增高引起耳鳴[8]。所以推測水楊酸鈉在下丘核也可能是通過過度激活NMDA受體而導致耳鳴。應用水楊酸鈉后下丘中Glu升高，這種升高是由于Glu的釋放增加還是重攝取減少引起目前尚無確切答案。

2.5水楊酸鈉能使下丘部位的NR2B mRNA表達增加在下丘核中有谷氨酸和谷氨酸結(jié)合位點說明下丘核的興奮性聽覺傳遞是通過興奮性氨基酸。AMPA和NMDA受體是下丘核中參與突觸興奮性反應的主要受體。NMDA受體相對長時間穩(wěn)定的激活和衰減，能提供一個對聲音最適合的聚集傳入和最靈敏感覺的分析整合窗口。有研究表明耳鳴是由于興奮性突觸傳遞的增強，這與NMDAR的活性有關。在水楊酸誘導的耳鳴發(fā)生過程中，水楊酸抑制環(huán)氧化酶(COX2)引起花生四烯酸的積累，可以增強內(nèi)耳毛細胞和耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)樹突中NMDA受體的電流[2，3]。小鼠腹腔注射水楊酸鈉(300 mg/Kg)后4天，用PCR方法檢測用藥前后NR2B mRNA水平的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)應用水楊酸鈉后下丘部位的NR2B mRNA水平升高[28]，也檢測到NR2B基因表達升高。NR2B 基因表達的變化有助于進一步理解水楊酸鈉引起耳鳴的病理生理過程。水楊酸鈉使小鼠下丘NR2B mRNA水平升高后NMDAR水平是否增加？回答這一問題可進一步了解水楊酸鈉引起耳鳴與突觸可塑性變化有否關系，NR2B的表達增加是否與耳鳴和下丘神經(jīng)元的興奮性增強和耳鳴有關。

3水楊酸鈉引起耳鳴時情緒變化的神經(jīng)機制

耳鳴給患者帶來的心理問題比機體自身的病理損傷更為嚴重，其中最為突出的是患者的情緒變化。隨著耳鳴患者對生活質(zhì)量要求的提高，未來耳鳴研究應著重解決患者的負面情緒問題，幫助其重新過上正常的生活。

耳鳴患者常伴有焦慮、抑郁或其他精神障礙，影像學研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多情緒腦區(qū)在耳鳴患者中活性增強。例如，有學者發(fā)現(xiàn)耳鳴患者的杏仁核及海馬的區(qū)域性腦血流量明顯增加，提示神經(jīng)元活動增強[29]。由于杏仁核與恐懼加工密切相關，而海馬是記憶編碼的重要腦區(qū)，因此我們可以推斷，耳鳴出現(xiàn)后，耳鳴的感知通過杏仁核使個體產(chǎn)生了恐懼情緒，并促使海馬對耳鳴形成恐懼的情緒記憶。還有學者發(fā)現(xiàn)，當提取恐懼記憶時，杏仁核和海馬會同步活動，提示患者對于耳鳴的恐懼也可能是既往經(jīng)歷所誘發(fā)的，如耳鳴負面信息的過度宣染。

綜上所述，水楊酸鈉可引起聽覺通路不同水平功能異常，但其詳細的機制尚不明了。水楊酸鈉引起的聽覺功能損傷，包括耳鳴是一個復雜的過程，可能與聽覺信息的加工處理、大腦皮層的分析和感知以及學習和記憶等相應的神經(jīng)環(huán)路均有關系。

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(收稿日期：2016-01-06)

【中圖分類號】R339.16

【文獻標志碼】A

【文章編號】1001-9510(2016)02-0126-04

通訊作者：馬春蕾，E-mail:Machl@163.com