肌苷增强蟾蜍离体单一肌梭传入放电频率
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摘要：目的 探讨肌苷对肌梭传入放电的影响。方法 用蟾蜍缝匠肌制备单一肌梭标本以空气隔绝法记录单一肌梭的传入放电,观察肌苷注射液对肌梭传入放电的影响。结果 应用0.2mmol/L、0.4mmol/L、0.8mmol/L肌苷后，肌梭的传入放电分别由(0.86±0.12)Hz、(0.88±0.12)Hz、(0.85±0.10)Hz增加至(11.42±2.48)Hz、(21.75±3.03)Hz、(32.25±4.08)Hz。结论 肌苷可以使肌梭的传入放电频率明显增加，且呈剂量依赖关系。
关键词：传入放电；单一肌梭；肌苷
Effect of inosine on the discharge of isolated toad muscle spindle
Shi Lei, Fan Xiaoli, Wu Sudi, Song Xinai
(Department of Physiology, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710061, China)
ABSTRACT: Objective To observe the effect of inosine on afferent discharge of muscle spindle. Methods The afferent discharge of isolated toad muscle spindle was recorded using airgap technique. The effects of inosine on the discharge rate of muscle spindle was observed. Results After administration of 0.2mmol/L, 0.4mmol/L and 0.8mmol/L inosine, the spontaneous discharge of muscle spindle increased from (0.86±0.12)Hz, (0.88±0.12)Hz and (0.85±0.10)Hz to(11.42±2.48)Hz, (21.75±3.03)Hz and (32.25±4.08)Hz, respectively. Conclusion Inosine can increase the afferent discharge rate of muscle spindle, and this effect is dosedependent.
KEY WORDS: afferent discharge; isolated muscle spindle; inosine
失重、制动或肌肉去负荷均可使骨骼肌出现明显的萎缩\[1\]。我室最近的研究表明, 在失重状态下,肌梭的传入放电减少,并出现明显退行性改变，这可能是失重性肌萎缩发生的重要原因之一\[2,3\]。因此，我们希望找到一种药物可使肌梭的传入活动加强，从而对抗失重所造成的肌肉萎缩。有资料表明肌苷注射液有改善心肌细胞代谢及促进神经再生的作用\[4\]，但有无兴奋肌梭从而对抗失重性肌萎缩的作用，目前未见报道。为此，本实验采用空气隔绝法记录蟾蜍离体单一肌梭的传入放电，观察肌苷注射液对其传入放电的影响,为肌苷防治失重性肌萎缩提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 离体单一肌梭标本的制备
用破坏中枢神经系统的方法处死蟾蜍，迅速取出其缝匠肌，注意保留其神经支配，制备神经肌肉标本并将其浸浴在任氏液中。沿肌纤维的行走方向切下一小块肌肉组织，置于两块约1cm3大小的玻片之间，在双目解剖显微镜(Nikon, Japan)和倒置显微镜下进行观察。根据折光性不同辨认肌梭与梭外肌纤维，用分离针和游丝镊去除肌梭周围与之相连的梭外肌纤维、血管等组织，完整地分离出单一肌梭，注意保留其神经纤维长度在3mm以上。分离出来的肌梭立即浸入任氏液中。
1.2 空气隔绝法记录单一肌梭传入放电\[5\]
采用空气隔绝法记录单一肌梭的传入放电活动。实验台置于倒置显微镜的台面上。将肌梭置于实验台的R池中，梭囊外的一段有髓神经纤维则置于实验台的K池，横过两个任氏液池之间0.3mm的空气间隔。在6～16倍放大的双目解剖显微镜下观察肌梭和轴突的位置。两个任氏液池之间经两个任氏液琼脂盐桥相连，用一对甘汞电极记录两池之间的电位差，输入记忆示波器(VC11)观察肌梭的传入放电活动，同时输入计算机做序列密度直方图。肌梭标本制备好30min后进行实验。每个肌梭只用于一种浓度的肌苷灌流，以观察对肌梭放电的影响。实验装置如图1所示。
1.3 药物及溶液
肌苷注射液，规格：0.4mmol/2mL,批号：H14021197,山西晋新双鹤药业有限责任公司生产。正常任氏液的组成：NaCl 111.2mmol/L，KCl 1.9mmol/L，CaCl2 1.0mmol/L，NaHCO3 32.28mmol/L和Glucose 2g/L。调节pH值为7.4。实验在室温(22～26℃)下完成\[6\]。
1.4 统计学处理
所有实验数据输入SPSS软件进行处理，并进行统计学分析。实验数据以均数±标准差来表示，组间差异采用方差分析，取P<0.05作为显著性差异的界值。
2 结果
2.1 蟾蜍离体单一肌梭自发放电特征
本实验观察了36例蟾蜍单一肌梭传入神经纤维的自发放电活动。蟾蜍单一肌梭自发放电频率较低，为(0.87±0.12)Hz。自发放电频率的最高值为4Hz。肌梭的传入放电十分规律地以一定时间间隔出现(图2)。
2.2 肌苷对蟾蜍离体单一肌梭自发放电频率的影响
应用0.2、0.4、0.8mmol/L肌苷注射液后，所有肌梭传入放电都明显增加，且放电频率随剂量的增加而增加，潜伏期、达峰值时间及恢复时间均缩短，作用持续时间随剂量的增加而缩短(表1、2)。表1不同浓度肌苷注射液对离体单一肌梭传入放电的作用 (略)表2 不同浓度肌苷注射液对离体单一肌梭传入放电的作用时程(略)
3 讨 论
肌苷(inosine)又名次黄嘌呤核苷，有提高多种酶活性的作用\[7\]，临床用于心脏病、肝病、白血球减少症和视神经萎缩等疾病的辅助治疗\[8\]。本研究发现以含0.2、0.4、0.8mmol/L肌苷的灌流液灌流后，所有肌梭的传入放电都明显增加,且呈一定的时间、剂量依赖性。我们认为，经肌苷灌流后使离体肌梭传入放电增加的可能途径是：①肌苷进入细胞后分解成为黄嘌呤和次黄嘌呤，次黄嘌呤为ATP合成的前身物质，可通过嘌呤再利用途径而增加肌梭内ATP的合成\[9\]。ATP或其代谢产物通过促使Ca2+泵和Na+Ca2+交换体的活动增强，导致离体肌梭的\[Ca2+\]i产生变化，从而使其传入放电明显增加。②外源性肌苷进入血液后,能透过细胞膜进入细胞内,活化辅酶A和丙酮酸氧化酶类,使处于低能缺氧状态下的细胞继续顺利地进行代谢。③外源性肌苷引起内源性腺苷合成水平升高，而腺苷可以引起血管扩张、抑制兴奋性氨基酸(EAA)介质释放、抑制Ca2+内流、阻止神经元发生缺氧性去极化，降低能量代谢\[10\]，从而起到对肌梭神经的保护作用。
我们还发现，随着肌苷灌流液中浓度的升高，肌梭传入放电的峰值频率升高，但放电增加的潜伏期、达到峰值的时间及作用的持续时间缩短，即小剂量时肌苷作用弱而持久，大剂量则作用强而短暂。离体肌梭的这种作用时间与强度的反变关系可能与离体肌梭和神经纤维低能量代谢水平有关，钠泵的转运不足以维持长时间的高频放电。
本研究首次发现肌苷有兴奋肌梭传入放电的作用,并呈现一定的剂量依赖关系。肌苷作为一种经济易得且无明显毒副作用的辅酶类药物, 有可能成为一种新的兴奋肌梭的工具药。结合本室以往的研究结果，我们设想，肌苷防止肌肉萎缩的作用，可能是通过兴奋肌梭传入活动，对抗失重所致钙超载，使α传出输出增加来实现的。本研究为研究肌苷的药理作用和作用机制提供了新的资料，为开发肌苷的抗肌肉萎缩作用提供了理论依据。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.30300106)
通讯作者：樊小力，Tel: (029)82655438
作者简介：石磊(1974),男,在读博士. 研究方向：肌梭生理.
(西安交通大学医学院生理学教研室，陕西西安 710061)
(编辑 卓选鹏)
收稿日期：20050120
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