（基礎獸醫(yī)學專業(yè)論文）兔腦nNOS陽性神經(jīng)元的形態(tài)、結構和分布研究.pdf

y9 n 3 3 口3 關于學位論文原創(chuàng)性和使用授權的聲明 本人所呈交的學位論文，是在導師指導下，獨立進行科學研 究所取得的成果對在論文研究期間給予指導幫助和做出重要貢 獻的個人或集體，均在文中明確說明本聲明的法律責任由本人承 擔。 本人完全了解山東農(nóng)業(yè)大學有關保留和使用學位論文的規(guī) 定，同意學校保留和按要求向國家有關部門或機構送交論文紙質(zhì) 本和電子版，允許論文被查閱和借閱本人授權山東農(nóng)業(yè)大學可以 將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以 采用影印、縮印或其他復制手段保存論文和匯編本學位論文。 保密論文在解密后應遵守此規(guī)定。 論文作者簽名：逝、 導師簽名：星蚜 日期：叢，j 、 山東農(nóng)業(yè)大學傾 一學位論文 兔腦n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài)、結構和分布研究 中文摘要 一氧化氮( n i t r i co x i d e ，n o ) 作為一種新型的神經(jīng)遞質(zhì)和信使分子，在 中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，而且具有非常重要的作用，故而受到越來越多的重 視。n o 是由一氧化氮合酶( n j t r i co x i d es y m h a s e ，n o s ) 催化l 一精氨酸產(chǎn)生的。 在神經(jīng)系統(tǒng)，n o s 共有3 種亞型：即神經(jīng)型n o s ( n n o s ) 、內(nèi)皮型n o s ( e n o s ) 和誘導型n o s ( i n o s ) ，其中神經(jīng)型n o s 主要存在于大多數(shù)神經(jīng)元中。本課題 采用s a b c 免疫組織化學方法，首次對各年齡段( 從出生到老年) 家兔整個腦內(nèi) n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài)、結構和分布進行系統(tǒng)研究，為全面揭示兔腦r 1 n o s 陽 性神經(jīng)元的生長發(fā)育規(guī)律，探討n o 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用和作用機制，為神 經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究，尤其是神經(jīng)病理生理學研究提供形態(tài)學依據(jù)。 試驗一利用s a b c 免疫組織化學方法，對家兔大腦皮質(zhì)各葉中的神經(jīng)型1 。 氧化氮合酶( n n o s ) 陽性神經(jīng)元的形態(tài)、結構、分布及其發(fā)育變化進行了系統(tǒng) 研究，結果表明：大腦皮質(zhì)有n n o s 免疫陽性神經(jīng)元和神經(jīng)纖維出現(xiàn)。n n o s 陽 性神經(jīng)元呈棕黃色，細胞核染色淺淡。神經(jīng)元的形態(tài)多樣化，胞體呈梭形、i 角形、圓形、橢圓形、梨形等多種形狀；突起長短、數(shù)量不等，n n o s 免疫陽性 神經(jīng)纖維呈棕色串珠狀且交錯分布。隨著年齡增長，大腦皮質(zhì)n n o s 陽性神經(jīng)元 的密度、突起數(shù)、最長突起長度逐漸減小，而胞體截面積卻逐漸增加，這些指 標到了老年變化極顯著( p o 0 1 ) ，表明n n o s 和n o 與神經(jīng)元的發(fā)育和衰老有關。 試驗二利用免疫組織化學方法，對家兔小腦皮質(zhì)n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài) 分布及其發(fā)育變化進行了研究，結果表明：小腦皮質(zhì)中也有較豐富的n n o s 免疫 陽性神經(jīng)元和神經(jīng)纖維出現(xiàn)。在浦肯野氏細胞層，陽性神經(jīng)元排列規(guī)整，大多 呈單層分布，并有突起伸向分子層。n n o s 免疫陽性神經(jīng)元呈棕黃色，細胞核染 色淺淡。陽性神經(jīng)元的形態(tài)多樣，胞體呈梭形、三角形、圓形、不規(guī)則形等多 種形狀。 試驗三對家兔下丘腦( h y p o t h a l a m u s ) 各神經(jīng)核團中n n o s 陽性神經(jīng)元的形 態(tài)分布及發(fā)育變化進行了研究，結果顯示：家兔下丘腦中分布有廣泛的n n 0 s 陽性神經(jīng)元，陽性產(chǎn)物呈棕黃色，均勻分布于陽性神經(jīng)元的胞質(zhì)內(nèi)，細胞核基 本不著色。陽性神經(jīng)元有大、小兩種，突起較細，數(shù)量少。下丘腦室旁核( p v n ) 、 兔腦n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài)結構和分布研究 視上核( s o n ) 內(nèi)n n o s 陽性神經(jīng)元主要為大型細胞，屬于下丘腦大細胞神經(jīng)分泌 系統(tǒng)，參與心血管活動和血壓的調(diào)節(jié)，另外有些核團如弓狀核內(nèi)的n n o s 陽性神 經(jīng)元，主要為小型細胞，屬于下丘腦小細胞神經(jīng)分泌系統(tǒng)，表明n n o s 和n o 在 下丘腦神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起重要作用。 試驗四對n n 0 s 陽性神經(jīng)元在家兔腦神經(jīng)核的形態(tài)和分布進行了研究， 結 果表明：在大腦的基底核( 尾狀核、豆狀核和屏狀核) 內(nèi)有n n 0 s 免疫陽性神 經(jīng)元分布，這些神經(jīng)元排列密集，主要為小型細胞，呈棕黃色，細胞核淡染； 神經(jīng)元胞體呈圓形、橢圓形、桿狀、梭形、梨形等，突起較短，有2 3 個。 在腦干的多個神經(jīng)核團中也有較多的n n o s 陽性神經(jīng)元分布，這些神經(jīng)元呈棕黃 色，細胞核淡染；胞體形態(tài)多種多樣，突起數(shù)目不等，長短也有較大差異；胞 體大小在各神經(jīng)核差異明顯，有的神經(jīng)核神經(jīng)元較大，為大錐體細胞，如腦橋 的三叉神經(jīng)中腦核、三叉神經(jīng)腦橋核和三叉神經(jīng)運動核，有的神經(jīng)核卻為小神 經(jīng)元，如腦橋的前橄欖核、面神經(jīng)核和腦橋泌涎核，有的為中等神經(jīng)元，如腦 橋核和藍斑。 關鍵詞：兔腦，一氧化氮合酶，陽性神經(jīng)元，神經(jīng)核，發(fā)育變化 a b s t r a c t n i t r i co x i d e ，an e w 咖eg a sm o l e c u l e s ，i sai n f o 珊a t i o n 昀n s i l l i s s i o ns u b s t a i l c e ， w h i c hi sac o m m o n ，而d e l yd i s 伍b u t e di i lc e n 刪n e r v o u ss y s t e m ，a i l dp l a y sav e r y i m p o r t a n t l e t h e r e f o r e ，i tw a sb e i n gp a y e dm o r ea i l dm o r ea n e m i o n n i t r i co x i d e c a ：七a l y z e st l l ep m d u c t i o no f a 哂i l i n el m d c rt h ea c t i o no fn i m co x i d es y m h a s e ，a 1 1 dt l l ei l i 研co x i d es y n t h a s e h a s 岫es u b 哆p e s ：t y p e so f n 、t y p e so fa b “c t i o n 、t ) r p eo fe n d o t l l e l i u i n ，a 1 1 d t y p e so fn e u r o nh a sb e e nf o u n df o 岫dc h j e n yi n l en e u m n 1 1 l i se x p e r i m e n ti l a s s t u d i e d ， s y s t e m a t a c i a l l y ，l ed i s 缸b u t i o na n de m b 驢n i cc h a n g eo fp o s i t i v e n e u r o l 卜- n e u r o n a ln i t r i co x i d es y n t h a s ei nc e r e b m lc o n e xo fr a b b i t sa n dm e o r i e n t a t i o n 、c o n f o 加a t i o n 鋤dd i s t r i b u t i o na i i de m b r y o n i cc h 鋤g eo fp o s i t i v e n e u r o n - n e u r o n a l1 1 i t r i co x i d es y m h a s ei nc e r e b m lc o r t e xo fn u c l e in e r v o m m c r a n i a l i u mo f 陽b b i t sb vs a b ci m m u n o h i s t o c h 鋤i c a lm e m o d t h i ss n l d yh a sr e v c a l e d ，c o r l l p l e t e l y t h e r c g u l a ro fe m b r y o n i cc h a i l g eo f p o s i t i v en e u r o n - n c l l r o n a l ，a n dp r o b e d 灑t ot h ef i l l l c t i o no f n 0a i l dt l l em e c h a n i s mo f 7 山東農(nóng)業(yè)大學顧l + 學位論文 n oi nt h ec e n t m ln e n r o u ss y s t c m ，l t l l i sr c s e a r c hw o r kw i l lp m v i d ct h eg i s to fm e s t u d yo fn e r v o u ss y s t e md i s e a s e ，e s p e c i a l l yt h es t u d yo ft h ep h y s i o l o g yo fn e r v o u s p a t h o l o g y t h e 丘r s te x p e r i m e n th a ss t u d i e d ，d 就a i l e d l y ，t h em o r p h o s i s 、d i 矧b u t i o na 1 1 d e m b r y o n i cc h 鋤g eo f t h ep o s i t i v en e u r o n n e u m n a ln i t r i co x i d es y i 】m a s ei nc e r e b r a l c o r t e xo fr a b b “，t h er e s u l ts h o w e dt l l a ti m m u n e - p o s i t i v en e u m no fn n o sa i l d n e u r o nt w i gh a v e b e e nf o 岫di nc e r e b r a lc o r t e xo fr a b b i t s t h ec o l o ro f i m m u n e p o s i t i v en e u m no f i 】n o si sb r o w na n dt h ec 0 1 0 ro f 肌c l e 0 1 u si sw e a l ( ，a 1 1 d t h ec o n f b n t l a t i o ni sv a r i e g a t e d t h es o m as h o w sd i 虢r e n tf i 目腓s u c ha ss p i n d l e 、 t r i a n 9 1 e 、r o n m d i t y 、o v a la n dp e a rs h 印e 1 1 1 el e n 昏h 鋤dn 啪b e ro f 印o p h y s i si s d i 岱：r e n t ，f u n h e m o r e ，n e u r o f i b r i lo f i m m u n e p o s i t i v en e u r o no f n n o ss h o w s b r o w n p i n c h - a n d s w e l lf o r n la i l d d i s t r i b u t c si n t e r l a c e d l y w ec a nd m wt h ef o l l o w i n g c o n c l u s i o n ：w i t hm eg r o w mo ft h er a b b i t ，m ed e n s i 母、s e c t i o n a la r e ao fs o m a 、 n u m b e ro fp r o m i n e n c y 、t h el e n g t ho fl o n g e s tp m m i n e n c ye ta l ，s h o wm et r e n do f i n c r e a s i n gb yd e g r e e s ，b u t 也e r ew e r es o m eo b v i o u s l yc h a n g ew h e nr 矗b b i t sa r eo l d t h i ss h o w st h a tt h en n o sa s s o c i a t e d 訓也廿1 ec a d u c 畸o f n e u r o n t h es e c o n de x p 耐m e n th a ss t u d i e dt h cc o n f o 徹a t i o n 、d i s t r i b u t i o na 1 1 d e m b r y o n i cc h a n g eo f p o s i t i v en e u r o no f n n o si nc e r e b e l l a rc o n e x t h er e s u l ts 1 0 wt h a tp o s i t i v en e u r o no fn n o sa n dn e u r o nf i b e rw i d e l y d i s t r i b m ei nc e r e b c l l a rc o r t e x i np u r k f l i e sl a y e r ，s t a l l d sb e 帆e e nm o l e c u l a rl a y e ra n d 釅a l l u l 越p o s i t i v ec e l la 1 1 徹g e dr e g u l a r ly ，a 1 1 dt a k e so ns i n g l es t o r e yi nm o s tp o s i t i o n ， s o m ep m m i n e n c ys t a n do u ts u r f 犯el a y e lt h ec 0 1 0 u ro fp o s m v cn e i l r o ni sb r o w n y e l l o w ， n u l c e o l u sd o e sn o ts t a i n ，o rt h ec o l o ri sw e a k t h ec o n f b m a t i o no f p o s i t i v en e u m ni sv a r i e g a t e d t h es o m as h o w sd i f r e r e mf i g u r es u c ha ss p i n d l e 、 t r i a n g l e 、r o t u n d i 吼a n di 仃e g u l a rs h 印ea n ds i z e 1 1 1 et h i r de x p e r i m e n th a ss t u d i e dt h ec o n f o n n a t i o n 、d i m i b u t i o na n de m b r ) o n i c c h a n g eo fp o s i t i v en e u r o ni ne a c hg r o u po fs p e c i a l i z e dn e r v ec e l l s t h ei s u l t s h o w e dt h a tp o s i t i v en e u r o no fn n o s 州d e l yd i s t r i b u t ei nh y p o t l l a l 鋤u so fr a b b 畸 p o s i t i v ef “t s ，w h o s ec o l o u ri s b f o w ny e u o w d i s t r i b u t e sh o m o g e n e o u s l yi n c ”o p l a s ta r o u n dt h en u c l e u so f a n e u r o n o fp o s i t i v en e u r o no fn n o s n u l c e o l u sd o e sn o ts t a i n ，s i z eo fp o s i t i v en e u r o ni s 兔脯n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài)結構和分布研究 a b h o h 即t ，p r 0 】嘶n e n c yo fp o s i t i v en e u m ni sm i n h e r ，鋤dt h en 啪b e ro fp o s i t i v e n e u r o ni sal m l ew h i l e n l e r ea r es o m ed i 旋r e n c ei nc o n f o r n l a t i o n ，s i z e ，d e n s 時o fd i s 痢b 砸o n ， s c c t i o n a la r e aa l l dp r o m i n e n c yo fp o s i t i v en e u r o ni ne a c he a c hg m u po fs p e c i a l i z e d n e r v ec e l l s i ns o m eg m u po fs p e c i a l i z e dn e r v ec e l l s ，1 1 ：n o sc o e x i s t e s 謝t l lo t h e r n e l l r o t r a n s m i t t e r ，m i s 血d i c a t e sm a td n o sp l a yav e r yi m p o n a l l tm l ei nn e r v o u s s y s t e md e v e l o p m e n ta i l dr c g u l a t i o na 1 1 dc o m m lo fn e r v o u ss y s t e mo fr a b b i t t h e p o s i t i v en e u r o no f i l n o si n l ep v n 、s o n ，i sm a i n l ym a ) 【i c e l l ，t h o s eb e l o n gt ot h e m a ) 【i c e l ls e c r e t es y s t e mo ft h eh y p o m a l 鋤1 1 s ，i tp a n i c i p a t e di n 廿1 er e g n l a r0 ft h e c a r d i o v a s c u l a ra c t i o na n db l o o dp r e s s u r e ，f h r 七h e m o r e ，i ns o m e 孕d u po fs p e c i a l i z e d n e r v ec e l l s ，s u c ha sp o s i t i v en e u r o no f n n o s ，i sm a i n l ym i n i c e l l ，b e l o n gt om i n i c e l l e c r e t es y s t e mo f t l l eh y p o t l l a l 鋤u s ，a i l dt l l ec o n c l u s i o ni st l l a tn n 0 sa n dn 0 p l a ya i l i m p o n a l l tr o l ei nt l l er e g u l a ro f e n d o c r i n es y s t e m t h ef o u n l le x p e r i m e mh a sd o n cm es m d yo nt h es h a p ea 玎da m n g e m e n to f n n o sp o s i t i v en e u r o no f 瑚【b b i t sn u c l e io fc r a l l i a ln e r v e s t h er e s u l tr e v e a l e dt h a t t h e r ea r ec o n g e s t i o n1 1 ：n o sp o s m v cn e u m ni nb a s a ln u c l e u s ( c a l l d a t en u c l e u s ， l e n t i f o 眥n u c l e u s ，c l a u s 咖) ，、h i c ha r em a i n j ys m a l lt a i lc e uv v i 山1 i 曲ed y e n e u c l u s ，l l a v ev a r i o l l ss h a p e ，s u c ha sr o u n d n c s s 0 v a l b a c i l l i f o r r r o s h u m e p a t r o l ，a n d h a v e2 0 r3p i e c eo f s h o nt u b e l n l e r ea r ea l s om a n yi l n o sp o s i t i v en e u r o ni ns o m cn u c l e io fc r a n 瑚n e e s o fb r a i l ls t e n l ，w h i c ha r et a i l ，a i l dh a v el i g h cd y en e u c l l l s ，v a r i o u ss h 印e ，v a r i o u s n u i n b e r sn l b e r ，a 1 1 dv 嘶o i l sl e n g t h t h es i z eo f 州o sp o s i t i v en e u r o ni nv 撕o u s n u c l e io fc m n i a ln e r v e si sn o tt h es a m e ，s o m ea r eb i gp y r a m i d a lc e l l ，s u c ha s m i d b r a i nn u c l e io f 堿g e m i n a ln e r v e ，p o n t i n en u c l e u so ft r i g e m 訪a la i l dm o t o r n u c l e u so f 仃i g e m i n a i ；s o m ea r es m a l ln e r v ec e l l ，s u c ha s s u p 耐o ro l i v a r yn u c l e u s n u c l e u so ff 砬i a ln e r v ca n ds a l i v a t o r y 徹c l e u so fp o n t i n en u c l e u s ：s o m ea r em e d i a l n e r v ec e n ，s u c ha sp o n t i n en u c k u sa n dl o c l l sc e m l e u s k e y w o r d s ：r a b b i t sb r a i n ；n i t r i co x i d es y m h a s e ， p o s i t i v en e u r o n ；n u c l e u s ； e m b r y o n i cc h a i l g e 4 山東農(nóng)業(yè)人學頌卜學位論文 英文縮略語表 兔脯n n o s 陽性神經(jīng)元的形態(tài)結構和分布研究 引言 一氧化氮( n i t r i co x i d e ，n o ) 是一種無色有毒氣體，約在1 6 2 0 年，比利時 科學家j b v a n 海爾蒙特首次制出n o 。1 7 7 2 年，英國化學家j 普利斯特利對 其進行了研究，并稱之為“亞硝氣”。 n o 自最先制取至今已有3 0 0 余年。其問，盡管人們對其特性作過大量研究， 但真正引起各國科學家高度重視并爭相研究，卻是近2 0 余年的事。f u r c h o n 等 ( 1 9 8 0 ) 發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細胞可產(chǎn)生并釋放一種舒血管活性物質(zhì)內(nèi)皮細胞衍 化松弛因子( e d r f ) ，1 9 8 7 年p a l n l o 證明e d r f 就是n o ，1 9 9 1 年n o 合酶( ( n i t r i co x i d e s ”山a s e n 0 s ) 克隆成功，1 9 9 2 年n o 被世界最具權威性的 雜志遴選為 當年的“明星分子”( 徐科，2 0 0 0 ) ，至此，n o 的研究從分子水平進入了一個全 新的研究高度。 n o 是一種新的細胞信使分子和效應分子，其結構簡單，具有易擴散、反應 性強、性質(zhì)活潑而很不穩(wěn)定，生物半衰期很短( 約2 3 s ) 等特性，廣泛存在于 生物體內(nèi)各組織器官，由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生并釋放，參與機體內(nèi)多種生理及病 理過程，它在神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿生 殖系統(tǒng)等有著重要的調(diào)節(jié)作用。 n o 一度被認為是污染空氣的一種外源性毒物。自從m o n c a d a 發(fā)現(xiàn)n 0 能在 機體內(nèi)合成，是內(nèi)皮細胞的松弛因子以來，科學家們對其進行了深人而廣泛的 研究。1 9 7 7 法里德- 穆拉德( f r e dm u r a d ) 開始研究硝化甘油釋放氧化氮的機理； 1 9 8 0 年紐約羅伯特菲希戈特( r o b e r tf u r e h g o t t ) 研究表明，血管本身的擴張 作用是因為血管內(nèi)皮細胞能產(chǎn)生一種信使分子；1 9 8 6 年美國洛杉礬的路易 斯伊格納羅( l o u i s1 9 n a r r o ) 在自己的獨立研究以及與菲希戈特的合作研究中 均證明了擴張血管的效應分子就是n 0 ，首次發(fā)現(xiàn)氣體分子可在生物體內(nèi)發(fā)揮信 號傳遞作用。兩位學者的研究結果為在醫(yī)學上研究n o 開辟了一個全新的領域， 并導致一系列新藥研究的成功。上述3 位美國藥理學家共同闡明了硝酸甘油和 其他血管擴張藥是通過在體內(nèi)釋放n o 氣體而發(fā)揮作用的。由于n o 的杰出作用， 1 9 5 2 年世界著名雜志“s c i e n c e ”將一氧化氮命名為明星分子，而發(fā)現(xiàn)n o 氣體 在心血管系統(tǒng)中重要作用的3 位藥理學家分別獲得了1 9 9 8 年度諾貝爾醫(yī)學獎。 n o 在體內(nèi)是一種含自由基的氣體，易擴散，不穩(wěn)定，它在多個系統(tǒng)的生理 與病理過程中所起的重要作用不斷被闡明，使n 0 的研究滲入到眾多學科，尤其 山東農(nóng)業(yè)人學顧 學位論文 成為全球醫(yī)學界、生物學界以及化學界的一個熱點課題。 n o s 是n 0 生成過程中必需的酶，催化l 一精氨酸( l _ a r g i n i n e l - a 唱) 合成內(nèi) 源性的n o 。n 0 s 是n o 生成的最主要限速分子。因此常采用測定n o s 的活性 來反映其組織細胞n 0 的含量；且通過對n 0 s 的分卻的研究可反映出n o 的合 成部位( 韓濟生，1 9 9 9 ) ，以便研究其在不同部位的作用，所以關于n o s 的研究 極為重要。 1n o 的生物合成及生物學特性 在哺乳動物體內(nèi)n o 是由n 0 s 催化底物l 一精氨酸( l a r g ) 經(jīng)還原型尼克酰胺 腺苷二核苷酸磷酸( n a d p h ) 還原而產(chǎn)生的。n o 極不穩(wěn)定，在有氧和水的環(huán)境中 僅能存在6 1 0 s 。n o 與受體結合后，作用于血管平滑肌細胞可溶性烏苷酸環(huán)化 酶，生成第二信使分子( c g m p ) ，導致細胞內(nèi)鈣離子濃度下降，從而使血管平滑 肌松馳，血管擴張，血壓下降( 高博，1 9 9 9 ) 。 n o 易溶于水及脂肪，因此易在細胞內(nèi)外自由彌散。n o 高度活躍，容易失活， 而在超氧化物及酸性條件下較穩(wěn)定，與血紅蛋白和可溶性烏苷酸環(huán)化酶的亞鐵 血紅素分子有高度的親和力。n o 與氧生成n o 。，迅速轉(zhuǎn)化為n o 。而喪失生物活性。 刺激n 0 釋放的生理調(diào)節(jié)機制目前仍不清楚。 n o 與經(jīng)典的神經(jīng)遞質(zhì)不同，它是一種氣體型神經(jīng)遞質(zhì)，分子量較小的無機 物，它在合成、貯存、釋放、作用方式及滅活等方面都與傳統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)有其 不同的特點。 1 1 n 0 的合成分布特點 n o 的生物合成是酶促反應。k n o w l e s 等( 1 9 8 9 ) 從鼠的前腦中分離出一種酶， 它能催化精氨酸( l a r g ) 產(chǎn)生n o ；b r e d t 和s n y d e r 對腦片中n o s 的活化和抑制的 研究進一步證實了g r a t h w a i t e 的發(fā)現(xiàn)。有機體細胞是以l a r g 作為合成n o 的前 體物質(zhì)。當神經(jīng)元興奮時；大量的鈣離子內(nèi)流，胞內(nèi)的鈣離子濃度升高，激活 細胞內(nèi)n o s ，催化l a r g 末端的胍基中的一個n 原子氧化形成n 0 。目前已經(jīng)純化。 克隆的n o s 有三種類型：神經(jīng)型n o s ( n n o s ) ，1 9 9 0 年被純化，從大鼠到人類， n n o s 主要存在于大腦皮層、海馬、紋狀體、下丘腦、中腦和小腦等處；內(nèi)皮型 n o s ( e n o s ) ，1 9 9 1 年被純化，主要存在于腦血管內(nèi)皮細胞和海馬的錐體細胞；誘 兔腦n n o s 陽性神經(jīng)元的彤態(tài)結構和分布研究 導型n 0 s ( i n o s ) ，1 9 9 1 年被純化，主要分布于巨噬細胞，小膠質(zhì)細胞，星型膠質(zhì) 細胞，血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞等。由i n o s 合成的n 0 與免疫功能有關， 已證實n 0 所參與的免疫活動為對侵入的微生物和腫瘤細胞起細胞病毒作用( 黃 迪南，1 9 9 6 ) 。根據(jù)n o s 表達形式和基本調(diào)控條件，把在生理狀態(tài)下就能表達，而 且其活性還受鈣離子調(diào)控的n n o s 和e n o s 合稱為結構型n o s 或原生型n 0 s ( c n o s ) 。 c n o s 特點：( 1 ) 對鈣鈣調(diào)素有依賴性；( 2 ) 作用迅速而短暫；( 3 ) 分布有交叉： ( 4 ) 參與生理功能的調(diào)節(jié)( 亦稱為生理性n o s ) 。i n o s 特點：( 1 ) 對鈣鈣調(diào)素無依 賴性；( 2 ) 作用緩慢而持久；( 3 ) 受內(nèi)毒素、缺血、缺氧和某些細胞因子如腫瘤 壞死因子( t n f ) 細胞因子介導；( 4 ) 參與某些病理過程如腦缺血性損傷等( 病理性 n o s ) 。 1 2n o 的氣體分子特性 n o 是具有高度反應性的活潑的氣體分子，合成后并不貯存于特殊的囊泡中， 也不以胞吐的方式進行量子釋放，而是以非量子的形式在合成的部位向四周彌 散，調(diào)節(jié)附近所有細胞的功能，涉及o 3 m m 直徑范圍內(nèi)的神經(jīng)細胞、膠質(zhì)細胞和 血管壁的細胞，而且并不局限于突觸結構( a c k e m a l la e ，1 9 9 7 1 。這種氣體型的 神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)網(wǎng)絡中的容積傳導和空間信號傳遞再造了生物信號轉(zhuǎn)導原理的 全新概念，使不同系統(tǒng)問發(fā)生聯(lián)系，解釋了軸突發(fā)放傳遍局部神經(jīng)組織區(qū)域、 控制突觸效率在時間上的相關，是對經(jīng)典的點一點傳導的補充；n o 生物學作用 的發(fā)揮，不是通過與特殊性受體的結合，而是通過與一些酶或蛋白質(zhì)作用而產(chǎn) 生不同的生化反應，n 0 作用的終止沒有特殊的失活機制，也不通過重攝取或酶 解，而是靠在生物體內(nèi)其短暫的半衰期而自然失活。n o 這種氣體分子作為信使 物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)及其特殊的作用方式，擴大了人們對傳統(tǒng)的化學遞質(zhì)概念的認識。 n n o s 神經(jīng)元能選擇性地不受腦疾病的影響而保存下來的觀點一直引起人們 廣泛的關注。如在老年癡呆病( a d ) 病人海馬結構中的神經(jīng)元數(shù)量明顯減少，但 n n o s 神經(jīng)元數(shù)量保持不變，它們不產(chǎn)生神經(jīng)纖維纏結，也不參與斑塊的形成 ( h y m a n ，1 9 9 2 ) 。在舞蹈癥( h d ) 病人紋狀體，n a d p h d 神經(jīng)元能不受病理性傷害 ( f e r r a n t e 等，1 9 8 5 ) 。腦橋被蓋n a d p h d 幾乎共存于所有膽堿能神經(jīng)元中，精 神分裂癥病人此腦區(qū)內(nèi)這些神經(jīng)元數(shù)量增加( k a r s o n 等，1 9 9 1 ) 。在低氧和局部 缺血狀態(tài)下，n a d p h d 神經(jīng)元具有較高的耐受性( f r r i e r o 等，1 9 8 8 ) 。 n o s 神經(jīng)元還能抵御神經(jīng)毒素的毒害作用( v i n c e n t ，1 9 9 4 ) 。在紋狀體內(nèi)， 山東農(nóng)業(yè)大學碗l 學位論文 d a d p h d 神經(jīng)元能選擇地抵御n m d a 激動劑以及某些毒素的神經(jīng)毒害作用，人 們據(jù)此提出n n o s 神經(jīng)元具有自身保護機制，并認為這種保護機制是通過抑制 c a ”內(nèi)流，阻斷了谷氨酸的神經(jīng)傳導，從而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用( l i p t o n s a 等， 1 9 9 4 ) 。但研究也表明n o 在腦疾病和神經(jīng)毒素的毒害過程中，對腦組織會有不 同程度的損害作用。 2 一氧化氮的生理作用 2 1 一氧化氮對神經(jīng)系統(tǒng)的作用 n 0 是一種特殊的擴散性神經(jīng)傳遞介質(zhì)( s n y d e rsh ，1 9 9 2 ) 。它通過強化或 減弱突觸連接而成為與學習相關的突觸調(diào)節(jié)和神經(jīng)發(fā)育中的突觸形成這兩個過 程的共同分子機制。它還對自主神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌過程起重要的調(diào)節(jié)作用。另 外n o 還是一種重要的抑制性神經(jīng)的傳遞和調(diào)節(jié)介質(zhì)之一( b o l a n o sj p 1 9 9 9 ) ，在很 多疾病的發(fā)病過程中起重要的作用，例如，過量生成的n 0 可能導致癲癇的發(fā)作 和對腦組織的損害。預計可調(diào)節(jié)n o 生成的藥物將會在一些i 臨床疾病的治療中發(fā) 揮重要的作用。 2 1 1n 0 在腦內(nèi)的作用 腦組織不同部位分布著n o s ，尤其是小腦，海馬和嗅球含量很高( b r e d t d s ，1 9 9 1 ) 。在正常情況下，中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的n 0 是一種能調(diào)節(jié)細胞功能 的信息分子，中樞神經(jīng)介質(zhì)作用：參與汜憶形成，神經(jīng)活動和腦血流協(xié)調(diào)， 血腦屏障和睡眠與覺醒的調(diào)節(jié)等；外周神經(jīng)介質(zhì)作用：外周分布的非腎上腺 素能非膽堿能神經(jīng)( n a n c ) 的末梢能釋放n o ，有可能是此類神經(jīng)的遞質(zhì)，這類神 經(jīng)( 亦稱氮能神經(jīng)) 的主要功能是調(diào)節(jié)神經(jīng)性舒血管作用、胃腸、呼吸和生殖的 某些功能( 主要是n n 0 s 活化的結果) 。在某些病理條件下，n o 是參與疾病過程 的重要物質(zhì)如帕金森病、缺血損傷等。 2 1 2n o 的信使傳遞效應 m u r a d 認為n o 在神經(jīng)信號傳遞中發(fā)揮著重要的生理作用。k o 能起到細胞內(nèi)信 使、神經(jīng)遞質(zhì)的作用。作為神經(jīng)遞質(zhì)，n o 從前神經(jīng)末梢釋放后通過突出問隙彌 散到突觸后神經(jīng)元，影響突觸后神經(jīng)元的生理活動；作為細胞內(nèi)信使，由于n o 分子的順磁性使它對血紅素中的f e 2 + 有很高的親合力，能與含有血紅素的蛋白 質(zhì)相結合，胞漿內(nèi)可溶性鳥腺苷酸環(huán)化酶( s g c ) 是一種血紅素蛋白( b ，。d t o 一 兔腦n n o s 陽性神經(jīng)冗的形態(tài)結構和分布研究 d s ，1 9 9 0 ) ，n 0 與它的活性基因f e 2 + 結合，迅速而強烈地增強s g c 的催化活性， 使c g m p 的生成速度加快2 0 0 倍。c g m p 再激活。g m p 依賴性蛋白激酶，促使蛋白磷 酸化，操縱離子通道，促使c 礦跨膜流動；活化a d p 核糖環(huán)化酶，促使鈣庫釋放 c a ，調(diào)節(jié)磷酸二酯酶，水解環(huán)核苷酸( c a m p ) ，發(fā)揮生理效應。 2 1 3n o 具有逆向信使作用 它可以從突觸后神經(jīng)元彌散到突觸前神經(jīng)末梢，影響突觸的可塑性，從而 影響突觸的發(fā)育和分化。這方面研究較多的是n o 對海馬的學習和記憶性過程中 長時程增強( l t p ) 和小腦的長時程抑制( l t d ) 的影響( 柯開富，2 0 0 0 ) 。在海馬c a l 錐體細胞n m d a 受體受到突觸前神經(jīng)末梢釋放的遞質(zhì)谷氨酸( g l u ) 激活，使c a “通 道開放，c a 2 + 內(nèi)流，激活鈣調(diào)蛋白，活化n o s ，生成的n 0 作為逆行信使向四周擴 散，透人到突觸前末梢內(nèi)，活化s g c ，產(chǎn)生大量的c g m p ，c g m p 又刺激突觸前區(qū)釋 放更多的谷氨酸，形成一個j 下反饋性的循環(huán)。這就是學習和記憶過程中的l t p 機理( c a r t h w a i t ej ，1 9 9 1 ) 。a r a n c i o 等發(fā)現(xiàn)突觸后注入n 0 釋放劑能促進l t p 形成，注 入n o 吸收劑能阻斷n 0 的這種作用。小腦的l t d 主要是有小腦顆粒細胞和藍狀細胞 激活時使n o s 產(chǎn)生n o ，彌散到蒲肯野細胞，激活其中的s g c ，使c g m p 增加，進而 活化c g m p 依賴的蛋白激酶，使 l a p a 受體磷酸化，受體構型發(fā)生改變，最終導致 受體敏感性下降，形成l t d 。s h i b u k i 等( 2 0 0 1 ) 報道，刺激小腦爬行纖維能使n o 大量釋放，而能分解出n 0 的硝普鈉，可代替對爬行纖維的刺激而誘發(fā)l t d ，血紅 蛋白和n o s 抑制劑( n 一甲基轉(zhuǎn)氨酸) 能阻斷l(xiāng) t d 。 2 1 4n 0 對腦血流的調(diào)節(jié) n o 可調(diào)節(jié)腦血管張力與通透性。腦血管也像外周血管一樣，其內(nèi)皮細胞含 有e n o s 。在生理狀態(tài)下腦血管內(nèi)皮細胞持續(xù)釋放n o ，使腦血管平滑肌維持著一 定的舒張狀態(tài)。多種激動劑和血流剪切力都能刺激腦血內(nèi)皮細胞釋放n 0 。n o 彌 散到平滑肌細胞或血小板內(nèi)，通過激活s g c ，提高腦血管平滑肌c g m p 濃度，從而 松馳平滑肌，擴張血管和抑制血小板凝聚，阻止白細胞粘附到內(nèi)皮細胞上。局 部應用n o s 抑制劑，可抑制n o 的生成，導致基底動脈的收縮。這種收縮效應能被 n o 的前體物質(zhì)逆轉(zhuǎn)。因而認為平滑肌產(chǎn)生的n o 是維持血管基本張力的重要生理 調(diào)節(jié)劑，也可能是腦血管自身調(diào)節(jié)的機制之一( d a w s o n t m ，1 9 9 1 ) 。腦動脈也受 n a n c 神經(jīng)的支配，n o 在n a n c 神經(jīng)傳遞中也起著重要作用。實驗證明跨壁刺激可 山東農(nóng)業(yè)大學碩l 學位論文 引起腦動詠舒張，使腦血流增加。這一效應不能被5 f 【膽堿能受體拮抗劑或腎上腺 素能受體拮抗劑阻斷，但可被n o s 抑制劑對抗。而l 一精氨酸又能逆轉(zhuǎn)n o s 抑制劑 的作用。因此，腦血流的調(diào)節(jié)，既可通過腦血管內(nèi)皮細胞釋放n o ，可通過n a n c 神經(jīng)末梢釋放n o ，或兩者共同參與。故此n o 的生理釋放，對保持腦血管的通透 性，協(xié)調(diào)腦血流，維持腦的生理機能具有重要的意義。 2 1 5n 0 對血腦屏障的調(diào)節(jié) 在生理狀態(tài)下，神經(jīng)元興奮釋放的n o ，具有調(diào)節(jié)血腦屏障的通透性，維持 血腦屏障的代謝活動。j a n i g r o 等( 1 9 9 9 ) 應用膜片鉗技術表明，n o 直接或間接 通過s g c 影響血腦屏障內(nèi)皮細胞n a + ，k + 形成的高極化激活電流從而調(diào)節(jié)離子、營 養(yǎng)物質(zhì)和其他分子的跨血腦屏障轉(zhuǎn)運。u t e p b e r g e n o v ( 2 0 0 1 ) 應用血腦屏障的 細胞培養(yǎng)模型，將1 5 9 哪0 1 l 的s n a p ( n o 的供體劑) 加入其中，使血腦屏障通透 性增加，當s n a p 的劑量為3 0 m o l l 時對血腦屏障有保護作用，可見n o 對血腦屏 障的影響與其濃度有關。目前研究發(fā)現(xiàn)，腦毛細血管對n 0 供體劑的反應主要是 c g m p 生成的增加，由此推測n o 主要作用于s g c 通過c g i p 而發(fā)揮作用 2 1 6n 0 對睡眠一覺醒的調(diào)節(jié) 腦內(nèi)有很多與睡眠有關的中樞結構分布有n o s ，如下丘腦、嗅結節(jié)、中腦、 腦橋被蓋區(qū)等。n o 對機體睡眠一覺醒的具體的影響作用尚不十分肯定。d z 0 1 j i e 和d e v r i e s ( 1 9 9 8 ) 腹腔注射n o s 抑制劑l n m m a 對大鼠的覺醒有抑制作用，從而 提出中樞神經(jīng)系統(tǒng)中n o 對機體的覺醒有直接興奮作用。而l e v e n t e ( 2 0 0 2 ) 卻認 為n o 可維持大鼠f 確的睡眠一覺醒活動，主要表現(xiàn)在睡眠方面。兩者結果相矛 盾。張文慧用n o s 抑制劑l n a m e 和n o 前體l a r g 對大鼠側(cè)腦室微量注射并記錄 大鼠睡眠一覺醒周期，結果顯示：大劑量l n a m e ( l 一硝基一精氨酸酯l m g ) 可抑 制大鼠的慢波睡眠，使覺醒增加。這一作用可被n o 前體l a r g 所阻斷。并認為 與d z 0 1 j i e 等( 2 0 0 0 ) 實驗結果的差異可能是注射l a r g 的濃度不同有關。提示 n 0 參與了正常睡眠一覺醒活動的調(diào)節(jié)。有人認為n 0 對睡眠一覺醒的調(diào)節(jié)可能是 通過腦內(nèi)溫度的改變而影響機體的睡眠一覺醒周期( 張文慧，2 0 0 0 ) 。有文獻報道 n 0 刺激前腦基底部釋放a c h ，而前腦基底部、中腦以及腦橋內(nèi)的膽堿能系統(tǒng)與慢 波睡眠及異相睡眠有關。n o 可影響紋體狀內(nèi)源性多巴胺的釋放，多巴胺也是影 響機體睡眠一覺醒周期的一個重要因素。 所以n o 在腦的發(fā)育和功能中作為廣泛的多用途的信使而發(fā)揮重要的作用。 一1 1 兔腑n n o s 陽性神經(jīng)冗的形態(tài)結構和分布研究 2 2 一氧化氮對心血管系統(tǒng)的作用 在心血管系統(tǒng)中，n o 來源于血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞，也來源于非腎上 腺能非膽堿能( n a n c ) 神經(jīng)術梢?，F(xiàn)已證明內(nèi)源性n 0 、n o s