下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活在慢性充血性心力衰竭中的交感興奮作用*

郭艷琳， 張華屏， 楊彩紅， 呂 豆， 康玉明

(山西醫(yī)科大學(xué) 1病理學(xué)教研室，2轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心，3藥理學(xué)教研室， 山西 太原 030001；4西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理與病理生理學(xué)教研室， 陜西 西安 710061)

下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活在慢性充血性心力衰竭中的交感興奮作用*

郭艷琳1△， 張華屏2， 楊彩紅3， 呂 豆1， 康玉明4

(山西醫(yī)科大學(xué)1病理學(xué)教研室，2轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心，3藥理學(xué)教研室， 山西 太原 030001；4西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理與病理生理學(xué)教研室， 陜西 西安 710061)

目的： 觀察慢性心衰時(shí)下丘腦室旁核(PVN)內(nèi)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)表達(dá)變化及其與交感神經(jīng)活動(dòng)之間的關(guān)系。方法: 健康雄性SD大鼠，冠脈結(jié)扎制備心衰模型，側(cè)腦室插管滲透壓泵持續(xù)給藥。假手術(shù)組和心衰組給予人工腦脊液0.25 μL/h，心衰給藥組給予CRH抑制劑αh-CRH 15 mg/h。同時(shí)，選取健康雄性體內(nèi)CRH合成不足的Lewis大鼠與同源純種Fischer 344大鼠分別制備心衰模型和假手術(shù)對(duì)照進(jìn)行對(duì)比研究。4周后，測(cè)定左室舒張末壓(LVEDP)、左室內(nèi)壓最大上升和下降速率(±dp/dtmax)、右心室/體重比(RV/BW)、肺/體重比(lung/BW)、腎交感神經(jīng)放電活動(dòng)(RSNA)、血漿去甲腎上腺素(NE)濃度和PVN內(nèi)CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目。血漿促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)含量。結(jié)果: 與假手術(shù)組相比，SD心衰大鼠PVN內(nèi)CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目明顯增加，血漿ACTH濃度升高，RSNA增強(qiáng)，血漿NE濃度增加，LVEDP、lung/BW和RV/BW增加，±dp/dtmax降低；心衰模型后給予αh-CRH可明顯逆轉(zhuǎn)上述各種變化(P<0.05)。Fisher 344大鼠心衰組和假手術(shù)對(duì)照相比，PVN內(nèi)CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目明顯增加，血漿ACTH濃度升高，RSNA增強(qiáng)，外周血NE濃度升高，LVEDP、RV/BW和lung/BW增加，±dp/dtmax下降(P<0.05)。但Lewis大鼠心衰組和假手術(shù)對(duì)照相比，以上各指標(biāo)改變均不明顯。結(jié)論: 慢性心衰時(shí)，下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元被激活，激活的CRH神經(jīng)元可增強(qiáng)外周交感神經(jīng)活動(dòng)，加重心功能惡化。

慢性充血性心力衰竭； 下丘腦室旁核； 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素-神經(jīng)元； 交感神經(jīng)系統(tǒng)； Lewis大鼠； Fisher 344大鼠

慢性充血性心力衰竭[以下簡(jiǎn)稱心衰(heart failure，HF)]是一種常見的、預(yù)后不良的心血管重癥。持續(xù)、過度的交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)是慢性心衰病人心功能惡化的主要原因之一。下丘腦室旁核(paraventricular nucleus of hypothalamus，PVN)是與神經(jīng)內(nèi)分泌活動(dòng)及自主功能有關(guān)的復(fù)合體結(jié)構(gòu)。PVN小細(xì)胞區(qū)神經(jīng)元投射到腦干和脊髓的自主神經(jīng)核團(tuán)，負(fù)責(zé)包括心血管調(diào)節(jié)在內(nèi)的交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活[1]。近期研究發(fā)現(xiàn)，心衰大鼠PVN內(nèi)Fra-LI(中樞神經(jīng)元激活標(biāo)記物)和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin releasing hormone，CRH)免疫雙標(biāo)陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量明顯增加，CRH釋放增多，外周交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，心功能不斷惡化[2]；而且心衰時(shí)眾多參與心血管活動(dòng)調(diào)節(jié)的活性物質(zhì)在該區(qū)域積聚[3]，提示心衰時(shí)室旁核內(nèi)CRH神經(jīng)元激活，并可能通過增強(qiáng)交感神經(jīng)興奮性，參與心衰的發(fā)生發(fā)展。目前這方面的研究較少。本研究的目標(biāo)是，觀察慢性心衰時(shí)PVN內(nèi)CRH的變化，以及CRH神經(jīng)元的激活與交感神經(jīng)活動(dòng)之間的關(guān)系。為了探明以上問題，本實(shí)驗(yàn)分為2部分：(1)采用Sprague-Dawley(SD)大鼠制作心衰模型及假手術(shù)對(duì)照，并經(jīng)側(cè)腦室滲透壓泵慢性給予CRH競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑α螺旋促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(alpha-helical corticotrophin releasing hormone, αh-CRH)或者溶劑對(duì)照(vehicle，VEH)人工腦脊液進(jìn)行干預(yù)實(shí)驗(yàn)；(2)采用體內(nèi)CRH合成不足的Lewis大鼠與同源純種Fischer 344大鼠分別制備心衰模型及假手術(shù)對(duì)照進(jìn)行對(duì)比研究。

材 料 和 方 法

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

成年健康雄性SD大鼠，體質(zhì)量(250±30)g，由山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。成年健康雄性Lewis大鼠與同源純種Fischer F344大鼠，體質(zhì)量(200±30)g，由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供。

2 主要試劑

兔抗CRH抗體為武漢博士德生物工程有限公司產(chǎn)品；免疫組化SP抗兔試劑盒為福州邁新生物有限公司產(chǎn)品； DAB試劑盒購(gòu)自北京中杉金橋有限公司；大鼠去甲腎上腺素(norepinephrine, NE)、促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone，ACTH )酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)試劑盒均購(gòu)自Bio-Rad；αh-CRH購(gòu)自Sigma。

3 主要方法

3.1 側(cè)腦室插管及心衰模型制備 大鼠給予10% 水合氯醛(3 mL/kg)腹腔注射麻醉后，將頭部固定在腦立體定位儀上，確定插管位置(前囟：1.0 mm、中線：1.5 mm；垂直：3.5 mm)。用顱鉆輕輕穿透顱骨，然后將準(zhǔn)備好的套管插入腦中，用牙脫粉在顱外固定插管。術(shù)后給予止痛藥?；謴?fù)2周后，大鼠給予10%水合氯醛(3 mL/kg)腹腔注射麻醉，口腔內(nèi)氣管插管，連接動(dòng)物呼吸機(jī)。四肢皮下插入心電監(jiān)護(hù)電極，連接成都泰盟生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(BL-410S)用于術(shù)前及術(shù)中心電監(jiān)測(cè)。結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支制備心衰模型；假手術(shù)組大鼠不實(shí)施冠脈結(jié)扎。術(shù)中監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖，出現(xiàn)ST段和/或T波抬高或降低，心臟局部顏色變白、室壁運(yùn)動(dòng)減弱等變化作為結(jié)扎成功的標(biāo)志。并于頸背部埋置已充滿藥液的微型滲透泵(Alzet Model #1004；DURECT)，而后連接至側(cè)腦室插管。術(shù)后給予止痛藥。

3.2 血流動(dòng)力學(xué)測(cè)定和交感神經(jīng)電活動(dòng)記錄 大鼠給予烏拉坦(1.5 g/kg)腹腔注射麻醉，剪開頸部皮膚，分離頸部肌肉，暴露右側(cè)頸總動(dòng)脈，插入自制的直徑約1 mm的抗凝硬塑管至主動(dòng)脈，硬塑管另一端連接P-50壓力換能器，壓力信號(hào)輸入成都儀器廠生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(BL-RM6240)，觀察記錄動(dòng)脈收縮壓、舒張壓和心率，然后進(jìn)一步將導(dǎo)管深入到左心室內(nèi)記錄左室舒張末壓(left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP)、左室內(nèi)壓最大上升速率(maximal rate of rise of left ventricular pressure，+dp/dtmax)和左室內(nèi)壓最大下降速率(maximal rate of decline of left ventricular pressure，-dp/dtmax)。之后，手術(shù)暴露腎臟，游離腎交感神經(jīng)并將其搭在雙極金屬電極上，記錄電活動(dòng)，記錄過程中神經(jīng)及電極浸在硅樹脂封閉液中。首先記錄腎交感神經(jīng)在安靜狀態(tài)下的放電情況。在曲線運(yùn)行區(qū)間，通過靜脈注射硝普鈉(100 μg/kg)[4]誘發(fā)腎交感神經(jīng)放電的最高峰值。將基礎(chǔ)放電電壓與硝普鈉誘發(fā)的最高放電值之比作為統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)各組間腎交感神經(jīng)活動(dòng)(renal sympathetic nerve activity，RSNA)情況進(jìn)行比較。

3.3 解剖學(xué)測(cè)量 血流動(dòng)力學(xué)測(cè)定及腎交感神經(jīng)電活動(dòng)記錄結(jié)束后剪開胸壁暴露心臟，立即剪取心臟放入冷肝素生理鹽水中以沖洗血液，將心臟在濾紙上瀝干，用眼科剪剪取右心室并稱重，計(jì)算右室/體質(zhì)量比(right ventricular-to-body weight ratio，RV/BW)。肺組織完整取下后用濾紙吸干表面血液并稱其重量，計(jì)算肺/體質(zhì)量比(lung-to-body weight ratio，Lung/BW)。

3.4 酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn) 采用通用型大鼠NE、ACTH ELISA試劑盒檢測(cè)大鼠血漿NE、ACTH的含量。檢測(cè)按照試劑盒說明書操作。

3.5 免疫組織化學(xué)染色 戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠，實(shí)施心臟灌流術(shù)(生理鹽水和2%多聚甲醛)，取完整腦組織置于2%多聚甲醛中后固定5 h，然后轉(zhuǎn)移至0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液配制的30%蔗糖溶液中浸泡2～3 d。固定好的腦組織用OCT混合物包埋，然后迅速冷凍，進(jìn)行冰凍切片，切片厚度14 μm。免疫組化染色采用高靈敏度的鏈霉菌抗生物素蛋白-過氧化物酶連結(jié)(streptavidin-perosidase，S-P)法。顯微鏡下觀察、拍照。每張切片核團(tuán)部位選取5個(gè)高倍視野(×400)，對(duì)陽(yáng)性神經(jīng)元計(jì)數(shù)，然后取其均值(個(gè)/視野)作為結(jié)果。

4 動(dòng)物分組及給藥 第一部分實(shí)驗(yàn)采用SD大鼠：分為假手術(shù)組(SHAM+VEH組)、心衰模型組(HF+VEH組)和心衰模型給藥組(HF+αh-CRH組)。所有動(dòng)物經(jīng)側(cè)腦室滲透壓泵持續(xù)給藥4周，假手術(shù)組和心衰模型組給溶劑對(duì)照人工腦脊液(0.25 μL/h)，心衰模型給藥組給CRH拮抗劑αh-CRH (15 mg/h)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，保證各組至少有12只動(dòng)物存活，每組又隨機(jī)分成2組。一組經(jīng)心臟灌注固定，進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測(cè)。另一組監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)及記錄腎交感神經(jīng)電活動(dòng)之后，取血進(jìn)行ELISA檢測(cè)，并摘取心臟和肺，計(jì)算RV/BW和Lung/BW。

第二部分實(shí)驗(yàn)采用Lewis大鼠和Fisher 344大鼠：Lewis大鼠和Fisher 344大鼠均分別設(shè)假手術(shù)對(duì)照和心衰組，共4組。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)每組保證至少存活12只。同樣，每組又隨機(jī)分成兩組進(jìn)行標(biāo)本采集和指標(biāo)測(cè)量(同第一部分實(shí)驗(yàn))。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，組間比較采用單因素方差分析， 以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 SD大鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.1 下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活指標(biāo) 下丘腦室旁核內(nèi)CRH免疫反應(yīng)陽(yáng)性染色呈棕黃色或棕褐色，主要定位于室旁核內(nèi)側(cè)小細(xì)胞神經(jīng)元胞漿內(nèi)。HF+VEH與SHAM+VEH相比，CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目顯著增多，血漿ACTH含量升高(P<0.05)。HF+αh-CRH與HF+VEH組相比，CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目減少，ACTH含量明顯降低(P<0.05)，見圖1。

1.2 交感神經(jīng)興奮性指標(biāo) HF+VEH與SHAM+VEH相比，RSNA明顯增強(qiáng)，血漿NE含量升高(P<0.05)。HF+αh-CRH與HF+VEH組相比，RSNA減弱，NE含量降低(P<0.05)，見圖2。

1.3 心功能指標(biāo) RV/BW、lung/BW和血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)LVEDP、±dp/dtmax結(jié)果見表1。HF+VEH與SHAM+VEH相比，RV/BW、lung/BW和LVEDP顯著增加， ±dp/dtmax明顯降低(P<0.05)；HF+αh-CRH與HF+VEH相比，RV/BW、lung/BW和LVEDP比值降低(P<0.05)， ±dp/dtmax增高(P<0.05)。

2 Lewis大鼠和Fisher 344大鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活指標(biāo) Fisher 344大鼠，HF+VEH與SHAM+VEH相比，CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目顯著增多，血漿ACTH含量明顯升高(P<0.05)。Lewis大鼠，HF+VEH組大鼠與SHAM+VEH組相比，CRH陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目及血漿ACTH含量均較低，且兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，見圖3。

2.2 交感神經(jīng)興奮性指標(biāo) Fisher 344大鼠，HF+VEH與SHAM+VEH相比，RSNA明顯增強(qiáng)，血漿NE含量升高(P<0.05)。Lewis大鼠，HF+VEH組與SHAM+VEH組相比，RSNA和血漿NE含量均無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，見圖4。

Figure 1.The CRH neuron activation within hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) in the SD rats. A: immunohistochemistry for CRH expression in the PVN (DAB staining， ×400); B: the quantitative analysis of CRH positive neurons in the PVN; C: the quantitative analysis of the plasma adrenocorticotrophic hormone (ACTH) levels. Mean±SD.n=6.*P<0.05vsSHAM+VEH;#P<0.05vsHF+VEH.

圖1 SD大鼠下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活的結(jié)果

Figure 2.The sympathetic activity of the SD rats. A: the quantitative analysis of the renal sympathetic nerve activity (RSNA); B: the quantitative analysis of the circulating norepinephrine (NE) levels. Mean±SD.n=6.*P<0.05vsSHAM+VEH;#P<0.05vsHF+VEH.

圖2 SD大鼠交感神經(jīng)興奮性的變化

表1 術(shù)后4周SD大鼠心功能指標(biāo)變化

*P<0.05vsSHAM+VEH;#P<0.05vsHF+VEH.

2.3 心功能指標(biāo) Fisher 344大鼠，HF+VEH組大鼠RV/BW、lung/BW和LVEDP顯著高于SHAM+VEH組，±dp/dtmax明顯低于SHAM+VEH組(P<0.05)。Lewis大鼠，HF+VEH組大鼠RV/BW、lung/BW和LVEDP與SHAM+VEH組大鼠相比有所增加，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性， ±dp/dtmax和SHAM+VEH組相比有所降低，差異也不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，見表2。

Figure 3.The CRH neuron activation within the hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) in the Lewis and Fisher 344 (Fisher) rats. A: immunohistochemistry for CRH expression in the PVN (DAB staining， ×400); B: the quantitative analysis of CRH positive neurons in the PVN; C: the quantitative analysis of the plasma adrenocorticotrophic hormone (ACTH) level. Mean±SD.n=6.*P<0.05vsSHAM+VEH.

圖3 Lewis和Fisher 344大鼠下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活的比較研究

Figure 4.The sympathetic activity of the Lewis and Fisher 344 (Fisher) rats. A: the quantitative analysis of renal sympathetic nerve activity (RSNA). B: the quantitative analysis of circulating norepinephrine (NE) levels. Mean±SD.n=6.*P<0.05vsSHAM+VEH.

圖4 Lewis和Fisher 344大鼠的交感神經(jīng)興奮性比較

表2 術(shù)后4周Lewis和Fisher 344大鼠心功能指標(biāo)變化

*P<0.05vsSHAM+VEH.

討 論

多年來研究證實(shí)，交感神經(jīng)興奮性增強(qiáng)是心力衰竭發(fā)生發(fā)展的重要因素。下丘腦室旁核是重要的心血管中樞和交感神經(jīng)活動(dòng)整合區(qū)。機(jī)體受到內(nèi)外環(huán)境因素刺激后，PVN的小細(xì)胞神經(jīng)元分泌多種激素，其中最重要的是CRH。PVN內(nèi)的大多數(shù)CRH神經(jīng)元投射到正中隆起，調(diào)節(jié)垂體ACTH的釋放，發(fā)揮神經(jīng)內(nèi)分泌功能；但還有一些CRH神經(jīng)元直接投射到延髓頭端腹外側(cè)區(qū)(rostral ventrolateral medulla，RVLM)和脊髓灰質(zhì)中間外側(cè)柱(intermedio-lateral column，IML)，通過調(diào)節(jié)這些區(qū)域的交感節(jié)前神經(jīng)元，發(fā)揮調(diào)節(jié)交感輸出的作用[2]。近期研究表明，給雄性大鼠靜脈注射葡萄糖可激活PVN內(nèi)CRH神經(jīng)元，后者可通過激活RVLM的酪氨酸羥化酶(去甲腎上腺素限速酶)神經(jīng)元，進(jìn)而激活外周交感神經(jīng)[5]。本研究結(jié)果顯示，慢性心衰時(shí)，下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元被激活，外周交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)，心功能惡化。心衰模型術(shù)后側(cè)腦室慢性給予CRH競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑αh-CRH可明顯逆轉(zhuǎn)以上各種表現(xiàn)。雖然多個(gè)研究證實(shí)，內(nèi)源性CRH可以由杏仁核、海馬、藍(lán)斑及小腦內(nèi)的一些神經(jīng)元釋放，但含CRH的神經(jīng)元胞體主要位于PVN的小細(xì)胞區(qū)[6]。

Lewis近交系大鼠是二十世紀(jì)五十年代初由Lewis博士從Wistar品系繁育而成。Fisher 344近交系大鼠(簡(jiǎn)稱F344大鼠)，1920年由哥倫比亞大學(xué)腫瘤研究所Curtis育成。Lewis和F344大鼠的下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(hypothalamic-pituitary-adrenocortical，HPA)軸功能存在組織相容性、遺傳性差別[7]。與F344相比，Lewis大鼠日間皮質(zhì)醇(corticosterone, CORT)水平變化較鈍[8]。Lewis大鼠對(duì)于應(yīng)激刺激顯示下丘腦反應(yīng)缺陷，表現(xiàn)為下丘腦室旁核內(nèi)CRH合成和分泌不足、垂體ACTH釋放降低以及腎上腺皮質(zhì)產(chǎn)生CORT減少[9-10]。HPA軸功能缺陷，皮質(zhì)類固醇產(chǎn)生降低，易感自身免疫性疾病?；贚ewis大鼠HPA軸功能缺陷的遺傳性特點(diǎn)，很多研究利用Lewis大鼠成功制備了相關(guān)自身免疫性疾病動(dòng)物模型[11-12]。Lewis大鼠HPA軸不僅對(duì)免疫或炎癥刺激表現(xiàn)出低反應(yīng)性，而且對(duì)于外環(huán)境中的刺激，比如疼痛性傷害也表現(xiàn)出低反應(yīng)性[13]。F344大鼠HPA軸具有高反應(yīng)性[8, 14]，應(yīng)用糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑RU 486或CRH拮抗劑αh-CRH后可使F344大鼠易患嚴(yán)重的炎癥性疾病，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等[15]。由于Lewis和F344大鼠存在以上品系的遺傳性差別，因此，本研究中我們采用了Lewis和F344大鼠制作心衰模型及假手術(shù)對(duì)照來進(jìn)一步驗(yàn)證下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元在心力衰竭病理過程中所發(fā)揮的作用。

本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)344心衰模型組大鼠和假手術(shù)對(duì)照組相比，下丘腦室旁核內(nèi)CRH免疫陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目明顯增多，外周血ACTH升高，伴有腎交感神經(jīng)放電活動(dòng)增強(qiáng)和外周血NE增加。相反地，Lewis大鼠心衰模型組和假手術(shù)對(duì)照組相比，下丘腦室旁核內(nèi)CRH免疫陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目雖略有增加，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；外周血ACTH含量的變化與下丘腦室旁核內(nèi)CRH含量改變相一致。這個(gè)結(jié)果表明，冠脈結(jié)扎制作心衰模型并沒有引起Lewis大鼠下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元顯著性激活，這一點(diǎn)與以往關(guān)于Lewis大鼠下丘腦對(duì)應(yīng)激原低反應(yīng)性的報(bào)道相一致。Lewis心衰模型組大鼠除表現(xiàn)出HPA軸低反應(yīng)性(CRH和ACTH水平)外，RSNA及血漿內(nèi)NE水平也未出現(xiàn)象F344心衰大鼠一樣的顯著增高。以上結(jié)果提示，普通大鼠心衰時(shí)PVN內(nèi)CRH神經(jīng)元的激活至少部分參與了心衰時(shí)交感神經(jīng)活動(dòng)的增強(qiáng)。

心衰時(shí)交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活可通過多種途徑加重心功能的惡化。本研究中，F(xiàn)344心衰模型組大鼠和相應(yīng)假手術(shù)對(duì)照組大鼠相比，除PVN內(nèi)CRH活性增強(qiáng)(CRH免疫反應(yīng)陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)目增多、血漿內(nèi)ACTH增高)和交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)(RSNA增強(qiáng)、血漿內(nèi)NE增高)外，還伴有左室功能障礙，但以上表現(xiàn)并沒有在心衰模型Lewis大鼠身上出現(xiàn)。以上結(jié)果提示，心衰時(shí)下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元的激活可能通過增強(qiáng)交感神經(jīng)活動(dòng)，進(jìn)而加重心功能的惡化。

對(duì)本部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)還需要注意以下幾個(gè)問題：(1)冠脈結(jié)扎誘導(dǎo)心衰的Lewis大鼠能夠維持較好的心功能除了可能歸因于低的CRH反應(yīng)性之外，也可能還有別的因素參與。以往的研究表明[16]，Lewis大鼠的心冠狀動(dòng)脈旋支多從常規(guī)的冠脈結(jié)扎位點(diǎn)之上分出(83%)，因此按傳統(tǒng)結(jié)扎位點(diǎn)進(jìn)行Lewis大鼠的冠脈結(jié)扎，支配左室側(cè)壁的血供多數(shù)可得以很好保留。而且，在Lewis大鼠，供應(yīng)室間隔血液的室間支多起源于左主干(83%)，左前降支結(jié)扎后使得大量血液通過室間支進(jìn)入室間隔。因此，在常規(guī)位點(diǎn)對(duì)Lewis大鼠進(jìn)行左冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎，雖然梗死面積較大，但心功能并不一定出現(xiàn)明顯的下降。(2)研究發(fā)現(xiàn)，和F344大鼠相比，Lewis大鼠更容易適應(yīng)環(huán)境的變化[17]，對(duì)于刺激容易作出快速反應(yīng)，但對(duì)于多種刺激的習(xí)慣化也更快[18-19]。(3)Liu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，Lewis大鼠冠脈結(jié)扎后1周時(shí)左室功能下降，2周時(shí)下降更為明顯，而當(dāng)4周時(shí)心功能有所恢復(fù)甚至和假手術(shù)對(duì)照組相差并不很大，本實(shí)驗(yàn)在冠脈結(jié)扎術(shù)4周時(shí)進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)及解剖學(xué)指標(biāo)測(cè)定，一定程度上不能全面反映冠脈結(jié)扎后心功能的變化。

綜上所述，慢性心衰時(shí)下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元顯著激活，并可通過增強(qiáng)外周交感神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)而促進(jìn)心功能的惡化。與同源純種Fisher 344大鼠相比，體內(nèi)CRH合成不足的Lewis大鼠冠脈結(jié)扎后不但沒有出現(xiàn)明顯的下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活，而且外周交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)象也不明顯，同時(shí)心功能也得以很好保持。進(jìn)一步證實(shí)了慢性心衰時(shí)下丘腦室旁核CRH神經(jīng)元激活后可通過增強(qiáng)外周交感神經(jīng)活動(dòng)促進(jìn)心功能惡化。

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(責(zé)任編輯： 林白霜， 余小慧)

Activation of corticotrophin releasing hormone-containing neurons in hypothalamic paraventricular nucleus contributes to sympathoexcitation in rats with congestive heart failure

GUO Yan-lin1, ZHANG Hua-ping2, YANG Cai-hong3, Lü Dou1, KANG Yu-ming4

(1DepartmentofPathology，2TranslationalMedicineResearchCenter，3DepartmentofPharmacology,ShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China;4DepartmentofPhysiologyandPathophysiology,Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710061,China.E-mail:gyl0725@sxmu.edu.cn)

AIM: To observe the expression of corticotropin releasing hormone (CRH) within the paraventricular nucleus of hypothalamus (PVN) and to explore the relationship between the activated CRH-containing neurons and sympathetic activity in rats with heart failure (HF). METHODS: Healthy male Sprague-Dawley (SD) rats were subjected to coronary artery ligation to induce HF, and chronic intracerebroventricular (ICV) infusion was performed by osmotic pump for 4 weeks. The rats in sham group and HF group were given vehicle (VEH； artificial cerebrospinal fluid 0.25 μL/h). The rats in HF plus treatment group were treated with CRH competitive inhibitor αh-CRH (15 mg/h). Meanwhile, the Lewis rats and Fischer 344 rats for control study also underwent coronary ligation to induce HF or sham surgery. After 4 weeks, left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP) and maximum positive/negative change in pressure over time (±dp/dtmax) were determined. The right ventricular-to-body weight (RV/BW) and lung-to-body weight (lung/BW) ratios were calculated. The renal sympathetic nerve activity (RSNA) was recorded and the plasma norepinephrine (NE) level was measured. The expression of CRH in the PVN combined with the plasma adrenocorticotrophic hormone (ACTH) levels were measured. RESULTS: Compared with the sham-SD rats, the HF-SD rats had a greater number of CRH positive neurons in the PVN (accordingly the plasma ACTH levels were increased), accompanied by decreased ±dp/dtmaxand increased RSNA, plasma NE, LVEDP, lung/BW and RV/BW. However, ICV treatment with αh-CRH attenuated these changes in the HF-SD rats (P<0.05). Compared with the sham-Fisher 344 rats, the HF-Fisher 344 rats also had a greater number of CRH positive neurons in the PVN (accordingly the plasma ACTH levels were increased). In addition, they had significantly increased RSNA and plasma NE level, higher LVEDP, RV/BW and lung/BW, and lower ±dp/dtmax(P<0.05). Compared with the SHAM-Lewis rats, the HF-Lewis rats had not significantly changed in the above parameters. CONCLUSION: In CHF, the CRH-containing neurons in PVN are activated, thus aggravating cardiac function by increasing sympathoexcitation.

Chronic congestive heart failure; Paraventricular nucleus of hypothalamus; Corticotropin releasing hormone-containing neurons; Sympathetic nervous system; Lewis rat; Fisher 344 rat

1000- 4718(2017)07- 1219- 07

2016- 11- 28

2017- 03- 10

山西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. 2014011043-6)； 山西醫(yī)科大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目(No. 03201101)； 山西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院331基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科技培植基金項(xiàng)目(No. 201412)

R541.6+1； R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.07.011

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