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科普知识
冬虫夏草提取液增强大鼠肌梭传入放电频率
发布时间:2016-01-21
摘要:探讨冬虫夏草(CS)提取液对大鼠比目鱼肌肌梭传入放电的影响。方法:雌性SD太鼠2O只。麻醉后行气管插管术和颈外静脉插管术,在比目鱼肌神经上分离神经细束,记录肌梭的传入放电,观察CS对放电的影响。
        来源:中国运动医学杂志
        作者:石磊曹若男韩骥磊樊小力
        摘要目的:探讨冬虫夏草(CS)提取液对大鼠比目鱼肌肌梭传入放电的影响。方法:雌性SD太鼠2O只。麻醉后行气管插管术和颈外静脉插管术,在比目鱼肌神经上分离神经细束,记录肌梭的传入放电,观察CS对放电的影响。结果:分别注射50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、150 mg·kg-1 CS提取液后,肌梭传入放电峰值频率均明显增加,且随着药物浓度升高,放电频率明显增加,放电持续时间明显延长。结论:CS提取液明显增加大鼠肌梭的传入放电频率,且与剂量呈依赖关系。
        骨骼肌废用发生萎缩,其重量、体积及肌纤维横截面积均明显改变,对运动技能的提高、运动损伤的恢复效率乃至运动寿命会产生深远影响。肌梭兴奋的抑制可能是废用性肌萎缩发生发展的始因。我室前期研究发现,一定浓度的冬虫夏草(CS)提取液可兴奋肌梭,使蟾蜍离体单一肌梭传人放电增多。但在整体及在体研究层面上,CS对肌梭是否有兴奋作用尚未报道。故本实验应用分离神经细束技术,在体记录CS对肌梭传人放电的影响,研究CS在防治肌肉萎缩领域的作用机制。
        1材料与方法
        1.1 动物与药品
        选用健康Sprague—Dawley品系雌性大鼠20只,体重220~240 g,由西安交通大学医学院实验动物中心提供。动物生产许可证号:SCXK(陕)2011-001。冬虫夏草(CS)购自西安市药材总公司。将原药烘干磨碎,取干粉10 g。加蒸馏水100 ml,置56℃水浴箱1 h,悬液经2000 r·min-1离心15 min。取上清液经0.45μm混合纤维素酯膜滤器过滤除菌,提取物pH为6.4(由任氏液调节酸碱平衡)。得到浓度为100 mg·ml (按原生药计)样品液,置4℃冰箱存放备用。正常任氏液组成:Nacl 111.2 mmol/L,Kcl 1.9 mmol/L,Cacl2 1.0 mmol/L,NaHCO3 32.28 mmol/L和Glucose 2 g/L,调节pH值为7.4。实验在西安交通大学生理实验室(教育部重点实验室)完成,室温维持在22~26℃。
        1.2在体实验动物手术
        采用乌拉坦(1.5 g/kg)腹腔注射麻醉大鼠后,行气管插管术和颈外静脉插管术。逆行分离比目鱼肌神经直至胫神经处,暴露坐骨神经干及其主要分支。动物固定于脑立体定位仪上,制备下肢液体石蜡油槽。大鼠肛温保持在37~38℃之间。持续监测动物心电图,R-R间期维持在120 ~160 ms,若生理指标超出正常范围即终止实验。分别应用50 mg·ks-1、100 mg·kg-1
        150 mg.kg-1CS进行静脉注射,每次给药均由颈外静脉插管快速注入。实验过程中对动物处置符合2006年科学技术部发布的《关于善待实验动物的指导性意见》。
        1.3 肌梭传人放电的在体记录
        在比目鱼肌神经上分离神经细束。将细束置于单极铂金丝电极上。作为记录电极,将另一电极置于附近肌组织中,作为参考电极,记录比目鱼肌肌梭传人放电。当鉴定分离的神经细束是Ia类(来自初级末梢)还是Ⅱ类(来自次级末梢)传人纤维时,上述记录电极经电极转换装置可成为刺激电极,此时记录电极则是置于比目鱼肌神经上的另一对电极,测定神经细束动作电位的传导速度,同时输入计算机进行分析处理。做序列密度直方图。
        1.4肌梭传人放电的鉴定
        比目鱼肌肌腱受到牵拉时,肌梭和腱器官两种本体感受器传入放电频率均增加。根据肌肉收缩时对肌梭的牵张刺激消失而对腱器官的牵张刺激增强区分二者。具体方法如下:比目鱼肌远侧肌腱结扎线系于张力换能器探头上。在比目鱼肌神经上分离神经细束,记录到牵拉比目鱼肌远侧肌腱时传人放电频率增加的单位后,在近比目鱼肌端的神经干上施以单电震刺激(2~3倍基强度,50 Hz,0.5 ms),使比目鱼肌产生一次最大收缩,同时记录细束传人放电与肌肉收缩曲线。如果该柬纤维传人放电因肌肉收缩而中断,即出现一个“空挡”。则认为此放电来自肌梭;如果肌肉收缩时放电不中断,甚至增加,则该束纤维传人放电视为来自腱器官。
        肌梭传人末梢可分为初级末梢和次极末梢,为了进一步鉴定分离的神经细束是Ia类还是Ⅱ类传入纤维,我们测量了其动作电位的传导速度。依据Hunt提出的标准对神经纤维分类,即动作电位传导速度大于72 m/s的传人纤维归于Ia类,24~72 m/s之间归于Ⅱ类。采用传统“逆流碰撞法”进一步鉴别分离的神经细束引导的传人放电是否来自肌梭同一单位的
放电。
        1.5统计学分析
        实验数据采用SPSS10.0软件中的单因素方差分析(ANOVA)进行统计分析。结果以均数±标准差(x±s)表示,取P<0.05作为显著性差异界值。
        2结果
        2.1肌梭传人放电与CS的量效关系在颈外静脉内分别注射50 mg·kg-l、100 mg·kg-1、150 mg·kg-1CS提取液后,肌梭传人放电峰值频率均明显增加(每剂量组记录10例肌梭放电,每例均来自同一肌梭单位),且其放电频率随CS剂量增加而增加。见表1、图1。
        2.2肌梭传人放电与不同浓度CS的时效关系注射5O mg·kg-1、100 mg·kg-1、150 mg·kg-1CS提取液后,肌梭传人放电明显增加,不同剂量的潜伏期无明显差异(P>0.05);随着CS浓度升高,放电持续时间显著延长(P<0.01),到达峰值的时间明显缩短(见表2,图2)。表2所列各项时间均从注药完毕开始计算。恢复到80%或50%是指注药后放电频率最大增值(即注药后放电频率峰值减注药前基础放电频率之差值)恢复到80%或50%,而非用峰值计算。
        3讨论
        肌梭与骨骼肌在发生学上的起源和血供来源相同。功能上,肌梭是牵张反射的感受器,梭外肌是其效应器,肌梭与梭外肌为同一反射弧的不同部分。梭内肌接受γ运动纤维支配,核袋1纤维接受动力性γ(γ1)纤维支配,核袋2纤维和核链纤维接受静力性γ(γ2)纤维支配,大多数静力性γ纤维同时支配核袋纤维和核链纤维。
        肌梭传人冲动是脊髓前角α运动神经元兴奋的基础,肌梭传人下降则α运动神经元放电减少。中枢神经系统通过调节γ运动纤维冲动频率调节肌梭状态,从而调节Ia类和Ⅱ类纤维传人冲动。梭运动神经元(γ神经元,末梢释放的递质为Ach)常有自发放电,.使肌梭不断向中枢传人冲动.并受到高位中枢的下行易化或抑制性影响。我们前期研究表明,废用状态下,由于肌梭受到的适宜刺激减少,中枢传入经冲动随之减少,导致脊髓前角运动神经元兴奋性降低,运动单位特性改变,进而影响兴奋收缩偶联中动作电位的扩布,神经轴突、肌纤维及神经纤维传导速度也发生改变,最终影响梭外肌的机械收缩功能,改变梭外肌的代谢、结构和功能,导致或加重其萎缩。
        冬虫夏草提取液的药理成分较复杂,主要含核苷类、氨基酸多肽、虫草多糖、甾醇糖醇、不饱和脂肪酸、甘露醇、维生素及微量元素等,具有抗氧化、抗炎、降血糖、抑制肿瘤、抗衰老以及增强机体免疫功能等作用。本研究发现。不同浓度CS引起肌梭传入放电增加。增加趋势与药物剂量有一定的依赖关系。药物的时效关系反映药效显现与消逝的过程。本实验结果显示,注射不同浓度CS后,潜伏期基本相同,各组之间无明显差异(由于药物均由颈外静脉血管快速注入,所以,这里的潜伏期已非通常意义上的潜伏期,可以认为它主要反映了药物从颈外静脉随血流到比目鱼肌的时间);随着药物浓度升高,放电持续时间延长,到达峰值的时间明显缩短。
        我们认为,CS注射液增加大鼠比目鱼肌肌梭传人放电的可能机制有三点:①CS中的虫草素和D-甘露醇对超氧阴离子自由基和羟自由基有较强的清除效能,这种作用降低了自由基对细胞膜的攻击,从而对肌梭细胞膜形成保护。②CS具有明显促进机体代谢、调节内分泌功能和抗疲劳等功能。改善了肌梭的周围环境,提高了肌梭的能量代谢水平,增加肌梭内肌浆网对Ca2+的摄取和释放,从而使肌梭的传入放电增多。③CS中的多糖类可以与机体酸性代谢产物结合,使机体内环境pH值偏碱性,提高了实验过程中肌梭传入的耐受能力。
        4小结
        本研究发现,CS注射液有明显兴奋大鼠在体肌梭的作用,在整体层面上明显增加肌梭传入放电,为进一步研究CS对废用性肌萎缩的防护作用提供了实验依据。

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