耳蜗内电位对听神经动作电位的影响
作者：胡宁 姜伟 汪磊
单位：海军总医院耳鼻咽喉科(北京 100037)
关键词：耳蜗生理；诱发电位；速尿；豚鼠
听力学及言语疾病杂志990207
【摘要】 目的 旨在探讨听神经动作电位(AP)与耳蜗内电位(EP)之间是否存在着一定的对应的关系。方法 经豚鼠颈静脉注入速尿与小牛血清白蛋白混合液，同步记录EP和AP。EP由耳蜗基底周引出，AP以105 dB peSPL短声诱发，面神经管电极记录。对AP百分比振幅与EP幅值进行相关性分析。结果 AP百分比振幅与EP幅值呈高度的正相关(r>0.9)，两者为明确的“S”型对应关系。当EP值在60～70 mV以上时，AP振幅能保持在80%以上；当EP值从60 mV降至40 mV，或从30 mV上升至70 mV时，AP振幅变化急剧；当EP值低于30 mV时，AP则趋于消失。结论 提示当EP受有害因素影响而不低于60～70 mV时，耳蜗仍能保持一定程度的生理活性。
, 百拇医药
Study on the Correlation Between the Endocochlear Potential and the Compound Action Potential of the Auditory Nerve
Hu Ning,Jiang Wei, Wang Lei.
(Department of Otorhinolaryngology,Navy General Hospital,Beijing,100037)
【Abstract】 Objective The purpose of the present study is to investigate whether there is some corresponding relationship between the compound action potential (AP) and the endocochlear potential(EP).Methods The mixture of furosemind and bovine serum albumin was injected into the jugular vein in guinea pigs.EP was recorded from the base turn of the cochlea.AP in response to the clicks at 105 dB peSPL was recorded from the electrode in the facial nerve canal, its amplitude was expressed by the percentage compared to its preinjection level.EP and AP were measured simultaneously.Results The percentage ampliude of AP was strongly and positively correlated with the magnitude of EP(r>0.9),the relationship between them distributed as a curve of "S" shape. As EP was over 60～70 mV,the amplitude of AP could keep over 80%;as EP reduced from 60 mV to 40mV,or increased from 30 mV to 70 mV,AP changed remarkably;as EP was less than 30 mV, AP would be near zero.Conclusion This study suggested that the percentage amplitude of AP is strongly and positively correlated with and dependent on the magnitude of EP.The curve of the relationship between them shapes as "S", Which may imply that cochlea has a reservation or compensating ability to resist the adverse influence.
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【Key words】 Cochlea physiology Evoked potential Furosemind Guinea pigs
耳蜗内淋巴存在着+80～+100 mV静息直流电位，即耳蜗内电位(EP)。血管纹内的钠、钾ATP酶将钾离子转入内淋巴，钠离子转出，形成耳蜗中阶内的高钾低钠环境，产生和维持EP[1]。EP与毛细胞内静息电位共同形成跨毛细胞顶部皮板高的电位差，是毛细胞产生感受器电位的基础EP[2～4。从体表可记录到由声刺激诱发的听神经远端传入神经的同步化电活动，即听神经动作电位(AP)。毛细胞接受声音刺激产生感受器电位，继而兴奋听神经产生AP，因此AP的产生需要EP的存在。那么AP与EP之间是否存在着某种对应关系呢?文中通过对速尿引起的AP与EP的改变进行分析，以探讨两者之间的对应关系。
1 材料与方法
健康、雄性、杂色、耳廓反射正常豚鼠8只，体重250～350克，以2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg)，仰卧固定动物，气管切开插管接人工呼吸机。肌注氯化琥珀酰胆碱(10 mg/kg)，38℃热水袋保温动物。实验在隔声室内进行，本底噪声低于30 dB(A)。
, http://www.100md.com
AP记录：记录电极插入右侧面神经管，参考电极插入颊部，鼻背接地，日产7S-11A信号处理仪记录。交替极性短声刺激，经DR 531 耳机加铜网屏蔽、接直径5 mm长10 cm声管距右外耳道口1 cm给声，输出声强度105 dB peSPL，刺激间隔75 ms，扫描时间20 ms,滤波范围80 Hz～1.5 kHz，叠加128次。
EP记录：腹侧径路显露左侧听泡。在底周中阶对应骨壁钻孔，将玻璃微电极垂直于血管纹插入中阶。电极尖端直径2～5 μm，内充150 mmol/L氯化钾溶液，参考电极置于颈部肌肉，经微电极放大器数字显示EP值。
将20 mg(2ml)速尿与0.5 g小牛血清白蛋白(50 ml/kg)混合制成速尿白蛋白复合制剂，按速尿50 mg/kg体重经颈静脉注入，1 min内匀速注完。注药后15 min内，每1 min同步记录1次AP和EP，15 min后每5 min同步记录1次，连续观测60 min。
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2 结果
注药前稳定的EP值为86.39±2.38 mV(n=8)，注药2～4 min内EP快速下降到最低点，之后缓慢恢复，60 min时EP值为84.08±2.34 mV(n=8)，见图1。AP由N1与N2两个负波组成，以N1波峰至基线的距离代表AP振幅。以注药前振幅为基准，计算每次记录的百分比振幅。注药后AP的改变与EP的变化相同，初期快速下降，甚至消失，然后缓慢恢复，60 min AP恢复至107%±8.94%(n=8)，见图2。AP与EP呈同步性改变，见图3。
图1 EP随时间的改变
图2 AP随时间的改变
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图3 EP和AP的平均值随时间的改变
快速下降期AP百分比振幅与EP值间呈“S”型对应关系，两者高度正相关(r=0.946658)，见图4。当EP幅值在60 mV以上时，AP振幅基本保持在90%以上；当EP幅值从60 mV降至40 mV时，AP振幅快速下降至10%以下；当EP值低于30 mV时，AP趋于消失。
图4 快速下降期AP与EP的关系
缓慢恢复期AP百分比振幅与EP值亦为“S”型对应关系并高度正相关(r=0.926835)，但动物个体间差异较快速下降期大，见图5。当EP值恢复至30 mV时，AP开始出现；当EP值从40 mV升至70 mV时，AP振幅快速恢复，由于动物间的个体差异，某些动物在EP幅值从40 mV升至60 mV，AP振幅可由20%上升至85%，如系列1；另一些动物在EP值从50 mV升至60 mV，AP振幅可由10%上升至85%，如系列5：当EP值接近70～80 mV时，多数动物AP振幅将接近、甚至超过给药前水平。
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图5 缓慢恢复期AP与EP的关系
3 讨论
速尿可引起EP值的下降以及AP阀值的提高，振幅降低和潜伏期延长[3～6]；病理学上主要表现为血管纹的病变，而Corti器的病变不明显[3～5。速尿的耳毒作用与速尿剂量有关[6，7]，但60 mg/kg的用量不足以损伤毛细胞[4]。实验中的实际速尿用量为50 mg/kg体重，可以认为此种剂量的速尿仅作用于血管纹而不对毛细胞和听神经产生直接影响。因此，实验中AP的改变主要源于EP值的降低。
将速尿与小牛血清白蛋白混合应用能减轻速尿的耳毒作用[6～8]。文中将二者合用是为进一步减少损伤Corti器的机会，使AP的改变只与EP的变化有关，以便更精确地考察EP和AP两者间的关系。另一方面，速尿的耳毒作用是可逆性的，EP和AP的下降和恢复过程均很快，有利于研究两者之间的关系。
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实验中显示无论是下降期或恢复期，EP和AP均呈“S”型的对应关系。AP振幅高度正相关于EP的幅值。当EP值在60～70 mV以上时，AP振幅能保持在80%以上；当EP值低于30 mV时，AP则趋于消失。当EP值从60 mV降至40 mV，或从30 mV上升至70 mV时，虽然EP的幅值改变很小，AP振幅却改变显著。Russel[2]和sewell[3]报道毛细胞的感受器电位线性依赖于EP值。文中结果示AP幅值不仅依赖于EP值，还与EP值呈“S”型对应关系，提示当EP受有害因素影响而不低于60～70 mV时，耳蜗仍能保持一定程度的生理活性。
恢复期EP和AP对应关系间的个体差异大于下降期，提示AP对EP的下降更敏感。对应于EP的上升期改变，AP不仅需要一定的EP值进行起动，还需要时间积累产生相应的兴奋，这可能导致了AP对应于相应水平EP的时间延迟，进而导致了个体间的差异。
4 参考文献
, http://www.100md.com
1 胡宁，汪磊.耳蜗内电位的形成和影响因素.国外医学耳鼻咽喉科分册，1992，16:325.
2 Russell Ij.Origin of receptor potential in inner hair cells of the mammalian cochlea-evidence for Davis' theory.Nature，1983.301：334
3 Sewell WF.The effect of furosemind on the endocochlear potential and auditory-nerve fiber tuning cuvers in cats.Hear Res,1984,14:305.
4 Kanno H.Ohtani I,Hara A,et al.The effect of endocochlear potential suppression upon susceptibility to acoustic trauma.Acta Otolaryngol(stockh)，1993,113:26.
, http://www.100md.com
5 汪磊，姜伟，胡宁.速尿对蜗内电位听神经动作电位和电位的影响及内耳病理学改变，中华耳鼻咽喉科杂志，1992，27:70.
6 胡宁，姜伟，汪磊.小牛血清白蛋白减轻速尿耳毒作用的听生理和病理学研究.中华耳鼻咽喉科杂志，1993，28:177.
7 Whithworth C,Morris C,Scott V,et al.Dose-response relationships for furosemide ototoxicity in rat.Hear Res,1993,71:202.
8 Rybak LP.Ototoxicity of loop diuretics.Otolaryngol Clin North Am,1993,26:829.
(1998-08-10收稿 1999-02-10修回), http://www.100md.com
单位：海军总医院耳鼻咽喉科(北京 100037)
关键词：耳蜗生理；诱发电位；速尿；豚鼠
听力学及言语疾病杂志990207
【摘要】 目的 旨在探讨听神经动作电位(AP)与耳蜗内电位(EP)之间是否存在着一定的对应的关系。方法 经豚鼠颈静脉注入速尿与小牛血清白蛋白混合液，同步记录EP和AP。EP由耳蜗基底周引出，AP以105 dB peSPL短声诱发，面神经管电极记录。对AP百分比振幅与EP幅值进行相关性分析。结果 AP百分比振幅与EP幅值呈高度的正相关(r>0.9)，两者为明确的“S”型对应关系。当EP值在60～70 mV以上时，AP振幅能保持在80%以上；当EP值从60 mV降至40 mV，或从30 mV上升至70 mV时，AP振幅变化急剧；当EP值低于30 mV时，AP则趋于消失。结论 提示当EP受有害因素影响而不低于60～70 mV时，耳蜗仍能保持一定程度的生理活性。
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Study on the Correlation Between the Endocochlear Potential and the Compound Action Potential of the Auditory Nerve
Hu Ning,Jiang Wei, Wang Lei.
(Department of Otorhinolaryngology,Navy General Hospital,Beijing,100037)
【Abstract】 Objective The purpose of the present study is to investigate whether there is some corresponding relationship between the compound action potential (AP) and the endocochlear potential(EP).Methods The mixture of furosemind and bovine serum albumin was injected into the jugular vein in guinea pigs.EP was recorded from the base turn of the cochlea.AP in response to the clicks at 105 dB peSPL was recorded from the electrode in the facial nerve canal, its amplitude was expressed by the percentage compared to its preinjection level.EP and AP were measured simultaneously.Results The percentage ampliude of AP was strongly and positively correlated with the magnitude of EP(r>0.9),the relationship between them distributed as a curve of "S" shape. As EP was over 60～70 mV,the amplitude of AP could keep over 80%;as EP reduced from 60 mV to 40mV,or increased from 30 mV to 70 mV,AP changed remarkably;as EP was less than 30 mV, AP would be near zero.Conclusion This study suggested that the percentage amplitude of AP is strongly and positively correlated with and dependent on the magnitude of EP.The curve of the relationship between them shapes as "S", Which may imply that cochlea has a reservation or compensating ability to resist the adverse influence.
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【Key words】 Cochlea physiology Evoked potential Furosemind Guinea pigs
耳蜗内淋巴存在着+80～+100 mV静息直流电位，即耳蜗内电位(EP)。血管纹内的钠、钾ATP酶将钾离子转入内淋巴，钠离子转出，形成耳蜗中阶内的高钾低钠环境，产生和维持EP[1]。EP与毛细胞内静息电位共同形成跨毛细胞顶部皮板高的电位差，是毛细胞产生感受器电位的基础EP[2～4。从体表可记录到由声刺激诱发的听神经远端传入神经的同步化电活动，即听神经动作电位(AP)。毛细胞接受声音刺激产生感受器电位，继而兴奋听神经产生AP，因此AP的产生需要EP的存在。那么AP与EP之间是否存在着某种对应关系呢?文中通过对速尿引起的AP与EP的改变进行分析，以探讨两者之间的对应关系。
1 材料与方法
健康、雄性、杂色、耳廓反射正常豚鼠8只，体重250～350克，以2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(40 mg/kg)，仰卧固定动物，气管切开插管接人工呼吸机。肌注氯化琥珀酰胆碱(10 mg/kg)，38℃热水袋保温动物。实验在隔声室内进行，本底噪声低于30 dB(A)。
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AP记录：记录电极插入右侧面神经管，参考电极插入颊部，鼻背接地，日产7S-11A信号处理仪记录。交替极性短声刺激，经DR 531 耳机加铜网屏蔽、接直径5 mm长10 cm声管距右外耳道口1 cm给声，输出声强度105 dB peSPL，刺激间隔75 ms，扫描时间20 ms,滤波范围80 Hz～1.5 kHz，叠加128次。
EP记录：腹侧径路显露左侧听泡。在底周中阶对应骨壁钻孔，将玻璃微电极垂直于血管纹插入中阶。电极尖端直径2～5 μm，内充150 mmol/L氯化钾溶液，参考电极置于颈部肌肉，经微电极放大器数字显示EP值。
将20 mg(2ml)速尿与0.5 g小牛血清白蛋白(50 ml/kg)混合制成速尿白蛋白复合制剂，按速尿50 mg/kg体重经颈静脉注入，1 min内匀速注完。注药后15 min内，每1 min同步记录1次AP和EP，15 min后每5 min同步记录1次，连续观测60 min。
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2 结果
注药前稳定的EP值为86.39±2.38 mV(n=8)，注药2～4 min内EP快速下降到最低点，之后缓慢恢复，60 min时EP值为84.08±2.34 mV(n=8)，见图1。AP由N1与N2两个负波组成，以N1波峰至基线的距离代表AP振幅。以注药前振幅为基准，计算每次记录的百分比振幅。注药后AP的改变与EP的变化相同，初期快速下降，甚至消失，然后缓慢恢复，60 min AP恢复至107%±8.94%(n=8)，见图2。AP与EP呈同步性改变，见图3。
图1 EP随时间的改变
图2 AP随时间的改变
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图3 EP和AP的平均值随时间的改变
快速下降期AP百分比振幅与EP值间呈“S”型对应关系，两者高度正相关(r=0.946658)，见图4。当EP幅值在60 mV以上时，AP振幅基本保持在90%以上；当EP幅值从60 mV降至40 mV时，AP振幅快速下降至10%以下；当EP值低于30 mV时，AP趋于消失。
图4 快速下降期AP与EP的关系
缓慢恢复期AP百分比振幅与EP值亦为“S”型对应关系并高度正相关(r=0.926835)，但动物个体间差异较快速下降期大，见图5。当EP值恢复至30 mV时，AP开始出现；当EP值从40 mV升至70 mV时，AP振幅快速恢复，由于动物间的个体差异，某些动物在EP幅值从40 mV升至60 mV，AP振幅可由20%上升至85%，如系列1；另一些动物在EP值从50 mV升至60 mV，AP振幅可由10%上升至85%，如系列5：当EP值接近70～80 mV时，多数动物AP振幅将接近、甚至超过给药前水平。
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图5 缓慢恢复期AP与EP的关系
3 讨论
速尿可引起EP值的下降以及AP阀值的提高，振幅降低和潜伏期延长[3～6]；病理学上主要表现为血管纹的病变，而Corti器的病变不明显[3～5。速尿的耳毒作用与速尿剂量有关[6，7]，但60 mg/kg的用量不足以损伤毛细胞[4]。实验中的实际速尿用量为50 mg/kg体重，可以认为此种剂量的速尿仅作用于血管纹而不对毛细胞和听神经产生直接影响。因此，实验中AP的改变主要源于EP值的降低。
将速尿与小牛血清白蛋白混合应用能减轻速尿的耳毒作用[6～8]。文中将二者合用是为进一步减少损伤Corti器的机会，使AP的改变只与EP的变化有关，以便更精确地考察EP和AP两者间的关系。另一方面，速尿的耳毒作用是可逆性的，EP和AP的下降和恢复过程均很快，有利于研究两者之间的关系。
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实验中显示无论是下降期或恢复期，EP和AP均呈“S”型的对应关系。AP振幅高度正相关于EP的幅值。当EP值在60～70 mV以上时，AP振幅能保持在80%以上；当EP值低于30 mV时，AP则趋于消失。当EP值从60 mV降至40 mV，或从30 mV上升至70 mV时，虽然EP的幅值改变很小，AP振幅却改变显著。Russel[2]和sewell[3]报道毛细胞的感受器电位线性依赖于EP值。文中结果示AP幅值不仅依赖于EP值，还与EP值呈“S”型对应关系，提示当EP受有害因素影响而不低于60～70 mV时，耳蜗仍能保持一定程度的生理活性。
恢复期EP和AP对应关系间的个体差异大于下降期，提示AP对EP的下降更敏感。对应于EP的上升期改变，AP不仅需要一定的EP值进行起动，还需要时间积累产生相应的兴奋，这可能导致了AP对应于相应水平EP的时间延迟，进而导致了个体间的差异。
4 参考文献
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1 胡宁，汪磊.耳蜗内电位的形成和影响因素.国外医学耳鼻咽喉科分册，1992，16:325.
2 Russell Ij.Origin of receptor potential in inner hair cells of the mammalian cochlea-evidence for Davis' theory.Nature，1983.301：334
3 Sewell WF.The effect of furosemind on the endocochlear potential and auditory-nerve fiber tuning cuvers in cats.Hear Res,1984,14:305.
4 Kanno H.Ohtani I,Hara A,et al.The effect of endocochlear potential suppression upon susceptibility to acoustic trauma.Acta Otolaryngol(stockh)，1993,113:26.
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5 汪磊，姜伟，胡宁.速尿对蜗内电位听神经动作电位和电位的影响及内耳病理学改变，中华耳鼻咽喉科杂志，1992，27:70.
6 胡宁，姜伟，汪磊.小牛血清白蛋白减轻速尿耳毒作用的听生理和病理学研究.中华耳鼻咽喉科杂志，1993，28:177.
7 Whithworth C,Morris C,Scott V,et al.Dose-response relationships for furosemide ototoxicity in rat.Hear Res,1993,71:202.
8 Rybak LP.Ototoxicity of loop diuretics.Otolaryngol Clin North Am,1993,26:829.
(1998-08-10收稿 1999-02-10修回), http://www.100md.com