白細胞介素1β對左側星狀神經節功能和活性的影響*

賴燕秋 王宇虹 鄧潔琳 孟冠南 王夢龍 黃兵 余鋰鐳 江洪

左側星狀神經節(LSG)是自主神經系統中支配心臟的重要交感神經鏈，交感神經節前纖維在LSG處換元并發出節后纖維調控心臟功能，其活性增高可促進缺血性室性心律失常的發生[1-2]，抑制其活性可降低心律失常嚴重程度[3]。既往研究已證實系統性炎癥反應與心律失常密切相關[4]。在缺血性室性心律失?；颊咧?，炎癥因子如白介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-2(IL-2)等在血清中的水平較正常人明顯升高[5-6]。同時，Rizzo等[7]發現，長QT綜合征患者或兒茶酚胺敏感性室性心動過速患者的LSG內有大量炎癥細胞浸潤，炎癥活性明顯增強。目前，關于炎癥反應與外周自主神經的研究已有大量報道[8-10]，但是炎癥因子的增多對自主神經節及心臟電生理穩定性影響的研究甚少。筆者推測IL-1β可能通過作用于LSG從而參與增加心臟電生理的不穩定性，故將適量IL-1β局部注入LSG中，觀察其干預30 min后對LSG功能和神經活性的影響。

1 材料與方法

1.1實驗動物準備 本實驗經武漢大學動物實驗倫理委員會審核并批準。12只健康成年雜種犬(體重16～20 kg)由武漢大學實驗動物中心提供。將12只犬隨機分為IL-1β組(n=6)和對照組(n=6)。使用戊巴比妥鈉靜脈麻醉(30 mg/kg)，以2 mg·kg-1·h-1維持麻醉狀態。行氣管插管連接呼吸機給予正壓通氣。開通左側股動靜脈通道，經股靜脈持續滴注生理鹽水(50～150 ml/h)以補充實驗過程中液體損失量；經股動脈置管監測動脈血壓。將4個電極片分別固定于犬的四肢表皮，監測體表心電圖。

1.2IL-1β注射及生理鹽水注射 于左側第三肋間開胸術，暴露LSG，解剖學位置見圖1。IL-1β組向LSG中緩慢注射0.1 ml IL-1β (20 μg/ml)，而對照組向LSG中緩慢注射0.1 ml 0.9%生理鹽水。

LSG =左側星狀神經節

1.3LSG功能測定 將一根直徑為0.1 mm的刺激導線的一端鏈接于Grass刺激儀(Grass-S88，Grass Instruments，Quincy，MA)，另一端放置在LSG表面，在其不同部位發放電壓為15 V的高頻電刺激(HFS：頻率20 Hz，脈寬0.1 ms)30 s，觀察不同部位刺激LSG時的血壓升高幅度(圖2)，將刺激時血壓升高幅度最大的部位定為血壓變化最大的位點，在該處固定刺激導線。在基礎狀態和LSG局部注射30 min后分別記錄每組在不同強度的電壓(刺激電壓依次為5、10、15、20、25 V)刺激LSG所引起的最大血壓變化幅度，用最大收縮壓(SBP)改變反映LSG功能。

圖2 高頻電刺激LSG后心電圖(Ⅱ導聯)和血壓改變情況

1.4LSG活性測定 將三個涂鎢的微電極并列固定在輕型固定器上，并調整使其尖端之間距離約2～3 mm，微電極尖端插入LSG中以接觸神經元，電極的另一端接入PowerLab神經活性記錄儀(8/35，AD Instruments，Australia)。在基礎狀態下和LSG注射30 min后分別記錄1 min的LSG神經活性，最后用labChart Pro軟件對神經節放電頻率和振幅進行分析。

1.5統計學分析 本實驗所有數據均以平均數±標準差表示。采用Graphpad5.0系統進行統計學分析。采用獨立樣本t檢驗或配對t檢驗進行組間或組內比較。以P<0.05為差異有顯著性。

2 結果

2.1兩組干預對LSG功能的影響 與基礎狀態相比，IL-1β組注射IL-1β 30 min后HFS刺激LSG所引起的最大SBP改變顯著增強(P<0.05)，而對照組注射生理鹽水30 min后最大SBP改變未見明顯變化(P>0.05)。干預30 min后，IL-1β組最大SBP改變顯著高于對照組(P<0.05)。見表1。

2.2兩組干預對LSG神經活性的影響 與基礎狀態相比，IL-1β組中注射IL-1β 30 min后LSG神經放電頻率和振幅均顯著增加(P<0.05)，而對照組注射生理鹽水30 min后LSG的神經活性頻率和振幅均無明顯改變(P>0.05)。干預30 min后，IL-1β組LSG神經活性顯著高于對照組(P<0.05)。見圖3和表2。

表1 兩組在不同刺激電壓下的最大血壓變化幅度/%

注：與同組基礎狀態(BS)相比，*P<0.05；與對照組相同時間相比，#P<0.05

A：在基礎狀態下和0.9 %生理鹽水干預30 min后，對照組LSG的神經活性。B：在基礎狀態下和IL-1β干預30 min后，IL-1β組LSG的神經活性

表2 兩組干預對LSG神經放電頻率和振幅的影響

注：與同組基礎狀態(BS)相比，*P<0.05；與對照組相同時間相比，#P<0.05

3 討論

自主神經系統在心血管功能的調節方面發揮重要作用。生理狀態下，交感神經和副交感神經活性處于動態平衡，而絕大部分心臟疾病的發生或惡化都與交感神經的過度激活有關。大腦中，下丘腦的室旁核(PVN)是整合交感神經活性和調節心血管功能的中心環節[11]。在心力衰竭大鼠中，PVN內的神經傳遞素和促炎因子表達水平均升高，從而導致交感神經活性增高[11]。而LSG是自主神經系統在外周參與支配心臟的重要交感組成部分，其活性過度升高在缺血性室性心律失常的發生和維持中發揮重要作用[12]。Rizzo等[7]首次在臨床發現，遺傳性心律失?；颊叩腖SG中出現大量炎性細胞浸潤，惡性室性心律失常的發生可能與LSG中炎癥因子的增多有關。Wang等[8]在心肌缺血的犬模型中初步驗證了這一觀點，他們發現用IL-1β干預LSG發生神經重構增強其活性和功能，促進缺血性心律失常的發生。

IL-1β是IL-1家族的重要成員之一，主要由固有免疫系統中活化的單核細胞、巨噬細胞產生，具有強大的促炎作用，可促進其他炎癥因子的大量產生，并與其他炎癥因子起到協同效應，引發“炎癥級聯反應”[14]。有研究表明，大腦中IL-1β水平的升高可激活中樞神經系統，增強交感神經信號的流出，同時可使心臟交感傳入神經環路活性增強[13]。PVN中的IL-1β增多可激活下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)，同時增強交感神經活性[15]。此外，IL-1β可通過作用于外周感覺神經元表面的IL-1β受體(IL-1βR)，激活細胞內MAPK信號通路以及其他信號通路從而增加神經元胞膜的興奮性，起到一個快速局部神經調節的作用[16]。因此，IL-1β是免疫系統與交感神經系統之間的一個重要媒介。

由此可見，機體的炎癥反應對外周神經和心臟穩定性有著重要影響。而本研究的探討揭示了IL-1β干預LSG 30 min后對其功能和神經活性的影響，實驗結果顯示，IL-1β能夠顯著增強LSG功能，而且在體神經活性記錄進一步表明了LSG神經活性被明顯激活。本實驗提示IL-1β可能通過直接調節自主神經的活性從而參與缺血性室性心律失常的發生和維持，或許可以為臨床上應用抗炎藥物阻止心律失常的形成提供新思路。

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