本文由Anthony E. Pickering、Pedro Boscan和Julian F. R. Paton共同撰写，分别来自英国布里斯托尔皇家医院的Sir Humphry Davy麻醉科、美国加州大学戴维斯分校的兽医教学医院麻醉与重症监护科，以及英国布里斯托尔大学医学院生理学系。该研究于2003年发表在《Journal of Physiology》上，题为《Nociception selectively attenuates parasympathetic but not sympathetic baroreflex via NK1 receptors in the rat nucleus tractus solitarii》。

研究背景

本研究聚焦于自主神经系统在疼痛刺激下的心血管反应，特别是通过孤束核（Nucleus of the Solitary Tract, NTS）介导的机制。NTS是心血管稳态的关键脑干区域，也是压力反射（baroreflex）的初级整合中心。疼痛刺激（如躯体伤害性刺激）会引发一系列复杂的自主神经反应，包括心输出量增加和血液重新分配，优先流向肌肉而非皮肤和内脏。这些反应部分通过NTS中的神经递质P物质（Substance P, SP）和神经激肽-1（NK1）受体介导。此前的研究表明，疼痛刺激会通过NTS中的NK1受体抑制心脏迷走神经压力反射增益（cardiac vagal baroreflex gain），但对其对交感神经压力反射的影响尚不明确。

研究目的

本研究旨在探讨躯体伤害性刺激和外源性SP是否也会抑制交感神经压力反射，并进一步验证NTS中的NK1受体在这一过程中的作用。

研究方法

研究采用了一种新型的去大脑人工灌注大鼠模型（Decerebrate Artificially Perfused Rat, DAPR），并结合传统的离体心脏-脑干制备（Working Heart–Brainstem Preparation, WHBP）进行实验。实验对象为75-150克的雄性Wistar大鼠。实验分为以下几个步骤： 1. 模型制备：通过去大脑和人工灌注技术，确保大鼠在无麻醉状态下进行实验。DAPR模型通过切除前脑使动物失去意识，并通过主动脉插管进行人工灌注。 2. 神经记录：记录交感神经链、心脏交感神经（Inferior Cardiac Nerve, ICN）和迷走神经（Cardiac Vagal Nerve, CVN）的活动。通过电刺激确认神经的身份。 3. 伤害性刺激：使用校准的钳子对大鼠后肢进行伤害性夹捏刺激，记录其对心血管反应的影响。 4. 药物微注射：在NTS中微注射SP和NK1受体拮抗剂CP-99,994，观察其对压力反射的影响。 5. 数据分析：通过CED 1401 A-D接口和Spike2软件记录和分析数据，计算压力反射增益和神经活动的变化。

研究结果

1. 伤害性刺激的影响：后肢夹捏刺激显著增加了交感神经活动（212%），并伴随心率、灌注压力和呼吸频率的增加。然而，这种刺激仅抑制了迷走神经压力反射增益（从-1.7降至-0.74 beats min⁻¹ mmHg⁻¹），而对交感神经压力反射无显著影响。
2. SP微注射的影响：NTS中微注射SP（500 fmol）可逆地抑制了迷走神经压力反射增益（从-1.81降至-0.68 beats min⁻¹ mmHg⁻¹），但对交感神经压力反射无显著影响。即使SP剂量增加100倍，也未观察到交感神经压力反射的变化。
3. NK1受体拮抗剂的作用：在体内实验中，NTS中微注射NK1受体拮抗剂CP-99,994显著减弱了伤害性刺激引发的心动过速，进一步支持了SP通过NK1受体介导迷走神经压力反射抑制的假设。
4. GABA能中间神经元的作用：实验表明，SP通过激活NTS中的GABA能中间神经元选择性抑制迷走神经压力反射，而对交感神经压力反射无影响。

结论

本研究揭示了伤害性刺激通过NTS中的SP和NK1受体选择性抑制迷走神经压力反射，而对交感神经压力反射无显著影响。这一选择性抑制机制可能是伤害性刺激引发心动过速的基础。研究还表明，NTS中的压力反射通路在迷走神经和交感神经之间存在功能分离，且可以通过不同的神经递质进行独立调控。

研究意义

1. 科学价值：本研究首次揭示了伤害性刺激对迷走神经和交感神经压力反射的差异性调控机制，为理解自主神经系统在疼痛反应中的作用提供了新的视角。
2. 应用价值：研究结果为开发针对心血管疾病的治疗策略提供了潜在靶点，特别是通过调控NTS中的SP和NK1受体来改善压力反射功能。

研究亮点

1. 创新性实验模型：研究采用了新型的DAPR模型，能够在无麻醉状态下记录自主神经活动，为研究提供了更高的生理相关性。
2. 选择性调控机制：首次揭示了伤害性刺激通过SP和NK1受体选择性抑制迷走神经压力反射的机制，填补了该领域的研究空白。
3. 多层面验证：通过离体和体内实验相结合，全面验证了SP和NK1受体在压力反射调控中的作用。

其他有价值的内容

研究还探讨了NTS中GABA能中间神经元在压力反射调控中的作用，为进一步研究自主神经系统的复杂调控网络提供了重要线索。此外，研究结果提示NTS中的压力反射通路可能具有不同的药理学敏感性，为未来开发靶向药物提供了理论依据。