Omegawave激光散斑血流成像仪在大鼠颌下腺和舌下腺血流量监测中的应用

该研究由 Toshiya Sato 团队开展，并发表在《American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology》期刊上。

研究以乌拉坦麻醉的大鼠（即氨基甲酸乙酯）为实验对象，对其舌神经（LN）中枢切断端进行电刺激，同时检测其颌下腺血流量（SMGBF）和舌下腺血流量（SLGBF），旨在探究大鼠颌下腺与舌下腺在副交感神经血管舒张控制方面的差异。

摘要

本研究采用激光散斑成像血流仪，在乌拉坦麻醉的大鼠中，通过对舌神经中枢切断端进行电刺激，检测了大鼠颌下腺血流量（SMGBF）和舌下腺血流量（SLGBF）的变化。结果显示，舌神经刺激可引起颌下腺血流量和舌下腺血流量呈强度依赖性和频率依赖性增加，且颌下腺血流量增加的幅度大于舌下腺血流量。静脉注射自主神经胆碱能神经节阻滞剂六甲铵（hexamethonium），可显著抑制两种腺体血流量的增加。抗毒蕈碱药物阿托品（atropine）能显著抑制颌下腺血流量的增加，对舌下腺血流量的增加则仅有部分抑制作用。在使用阿托品的情况下，血管活性肠肽（VIP）受体拮抗剂可显著抑制阿托品未能阻断的那部分舌下腺血流量增加，而单独使用血管活性肠肽受体拮抗剂则无此效果。舌神经刺激后，腺体血流量恢复至基础水平所需的时间比注射血管活性肠肽后更短。然而，注射阿托品后，舌神经刺激导致的腺体血流量恢复时间会呈剂量依赖性显著延长，最终与注射血管活性肠肽后的恢复时间达到同一水平。

本研究结果表明：1）舌神经刺激可引起副交感神经介导的颌下腺血流量增加（主要由胆碱能纤维引发）和副交感神经介导的舌下腺血流量增加（由胆碱能纤维和非胆碱能纤维共同引发）；2）血管活性肠肽能机制参与非胆碱能纤维介导的舌下腺血流量增加，且在毒蕈碱能机制失活时被激活。

实验材料与仪器

（一）实验材料

1. 实验动物：11-16 周龄、体重 325-490g 的雄性Wistar大鼠。

2. 药物：urethane（乌拉坦）、泮库溴铵、硫酸阿托品、血管活性肠肽受体拮抗剂、溴化乙酰胆碱、血管活性肠肽、无菌生理盐水。

3. 气体：50:50 的空气与氧气混合气体。

（二）实验仪器

1. 血管插管相关器械：用于股静脉和股动脉插管的器械。

2. 人工通气设备：呼吸机、气管插管、红外线分析仪。

3. 血流监测仪器：Omegawave OZ-1激光散斑血流成像仪（用于监测颌下腺和舌下腺血流量，获取高分辨率二维血流图像）。

4. 神经刺激仪器：双极银电极、电刺激器（对舌神经中枢切断端进行电刺激）、双目显微镜（分离舌神经）。

5. 生理参数监测仪器：用于监测全身动脉血压（SABP）和心率（HR）的设备。

实验过程

（一）动物准备

（二）激光散斑血流成像

将麻醉后的大鼠置于水平位置，把颌下腺和舌下腺放在黑色聚氨酯垫上，使用Omegawave OZ-1激光散斑血流成像仪的 780nm 半导体激光器对其进行漫射照明。散射光经过滤后，由位于颈部上方的电荷耦合器件（CCD）相机检测。记录与移动红细胞数量和速度相关的原始散斑图像，并传输至计算机进行分析。

Omegawave OZ-1激光散斑血流成像仪

电刺激左侧舌神经（LN）中枢切断端对双侧下颌下腺（SMG）和舌下腺（SLG）血流的影响

A：照片显示双侧下颌下腺（SMG）和舌下腺（SLG）置于黑色乌拉坦垫上，以及刺激前（静息状态）、舌神经（LN）刺激开始后 12 秒和 20 秒时的典型散斑图像时间序列。

B：双侧下颌下腺（SMG）和舌下腺（SLG）的血流（au，任意单位）、血管传导性（VC）以及全身动脉血压（SABP）变化的典型示例。

C：双侧舌下腺（SLG，实心柱）和下颌下腺（SMG，空心柱）血管传导性（VC）变化的平均值（±SE，标准误）（n=8，样本量为 8）。采用方差分析后进行 Tukey 检验，评估血管传导性（VC）变化间差异的统计学显著性。*P<0.01（差异具有极显著统计学意义）。

（三）舌神经电刺激

在双目显微镜下分离左侧舌神经（LN），切断后，用连接到电刺激器的双极银电极对其中枢切断端进行电刺激。在每只大鼠中，以不同电压、不同频率、2ms脉冲持续时间对舌神经进行单侧刺激，每次刺激持续 20 秒，刺激间隔15分钟。

（四）药物作用检测

1. 所有药物均用无菌生理盐水溶解，通过股静脉给药。

2. 为检测舌神经电刺激引发的颌下腺血流量（SMGBF）和舌下腺血流量（SLGBF）增加是否由自主神经系统及毒蕈碱受体、血管活性肠肽受体介导，分别进行以下操作：

◦ 静脉注射 10mg/kg 六甲铵溴化物，在给药至少 5 分钟（待 SMGBF、SLGBF 和 SABP 达到稳定状态）后，检测舌神经刺激引发的血流变化，以相同体积生理盐水作为对照。

◦ 用注射泵以 2ml/h 的流速静脉输注 0.1mg/ml 硫酸阿托品和 0.2mg/ml 血管活性肠肽受体拮抗剂，输注开始至少 10 分钟后，检测舌神经刺激引发的血流变化。

（五）舌下腺血流量增加的时间进程分析

对左侧舌神经中枢切断端用 20V、20Hz、2ms 脉冲持续电刺激 20 秒，或静脉注射 100ng/kg 溴化乙酰胆碱（ACh）、10ng/kg 血管活性肠肽（VIP），引发舌下腺血流量（SLGBF）增加。静脉注射不同剂量（1-100μg/kg）的硫酸阿托品（体积 0.1ml），以相同体积生理盐水作为对照。

实验结论

1. 舌神经（LN）刺激可引起颌下腺血流量（SMGBF）和舌下腺血流量（SLGBF）呈强度依赖性和频率依赖性增加，且颌下腺血流量增加幅度大于舌下腺血流量，同时全身动脉血压（SABP）显著升高，心率（HR）无显著变化，且同侧腺体血流量增加显著大于对侧，表明这种血流量增加并非由血压变化被动引起，而是 “血管舒张" 作用的结果。

2. 静脉注射自主神经胆碱能神经节阻滞剂六甲铵，可显著抑制颌下腺和舌下腺血流量的增加，说明舌神经刺激引发的两种腺体血流量增加主要由副交感神经介导。

3. 抗毒蕈碱药物阿托品能显著抑制颌下腺血流量增加，对舌下腺血流量增加仅部分抑制，且单独使用血管活性肠肽（VIP）受体拮抗剂对两种腺体血流量增加无影响，但在使用阿托品的情况下，血管活性肠肽受体拮抗剂可显著抑制阿托品未能阻断的那部分舌下腺血流量增加，表明颌下腺血流量增加主要由胆碱能纤维引发，舌下腺血流量增加由胆碱能纤维和非胆碱能纤维共同引发，且血管活性肠肽能机制参与非胆碱能纤维介导的舌下腺血流量增加。

4. 舌神经刺激后腺体血流量恢复至基础水平的时间比注射血管活性肠肽后更短，而注射阿托品后，舌神经刺激导致的腺体血流量恢复时间呈剂量依赖性显著延长，最终与注射血管活性肠肽后的恢复时间一致，说明在毒蕈碱能机制失活时，血管活性肠肽能机制被激活，且舌下腺血流量增加的机制会从胆碱能向血管活性肠肽能转变，这种转变依赖于毒蕈碱受体的激活状态。

5. 该研究结果与以往关于大鼠颌下腺副交感神经血管舒张的报道一致（颌下腺副交感神经介导的血流量增加主要由胆碱能纤维引发），同时发现舌下腺存在胆碱能和非胆碱能纤维共同介导的血流量增加，且推测在大鼠唾液腺副交感神经血管运动神经中可能存在毒蕈碱自身受体，其在舌下腺中可负向调节血管活性肠肽的释放，而在颌下腺中无此作用，这可能在口腔面部区域血液动力学调节中具有重要意义（当乙酰胆碱释放受抑制时）。

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