鋅離子在交感干的軸突運輸以及鋅缺乏對交感干結(jié)構(gòu)影響的研究.pdf

1、鋅是人體內(nèi)重要的微量元素之一，是正常生長發(fā)育、基因表達、蛋白質(zhì)代謝、免疫功能等過程中所必需的元素。近年來，人們對鋅與神經(jīng)系統(tǒng)生長發(fā)育以及功能調(diào)節(jié)之間的關系進行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)鋅缺乏可以引起神經(jīng)系統(tǒng)多種疾病的發(fā)生。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，大部分鋅離子與蛋白質(zhì)結(jié)合并維持蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)，小部分的鋅離子以游離方式存在于含鋅神經(jīng)元(zinc-enriched neuron，ZEN)軸突終末的突觸小泡中。在突觸活動中鋅離子與谷氨酸、γ-氨基丁酸(

2、gamms-aminobutyric acid，GABA)等神經(jīng)遞質(zhì)共同釋放到突觸間隙，參與學習和記憶的形成、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及運動和感覺功能的調(diào)節(jié)。鋅離子也存在于周圍神經(jīng)系統(tǒng)中，有文獻報道幾乎所有的頸上神經(jīng)節(jié)(superior cervical ganglia,SCG)神經(jīng)元中均有鋅離子分布，電鏡觀察游離鋅離子主要聚集在頸上神經(jīng)節(jié)交感節(jié)后神經(jīng)元核周的高爾基復合體和囊泡內(nèi)，鋅離子可能參與了神經(jīng)元內(nèi)某些含鋅蛋白質(zhì)的合成與組裝，并維持某些蛋白

3、質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。在脊神經(jīng)節(jié)以及坐骨神經(jīng)中鋅離子也有廣泛分布。然而，鋅離子在周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元內(nèi)的聚集轉(zhuǎn)運機制以及功能尚不清楚。本研究對鋅離子在交感干內(nèi)的軸突運輸以及鋅缺乏對交感干神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)的影響進行了詳細的研究。 材料與方法： 1、Wistar大鼠，體重約150g，雌雄不限，隨機分成3組。 (1)第一組進行單側(cè)交感干鉗夾手術(shù)，對側(cè)未做手術(shù)作為對照，分別使其術(shù)后存活2、4、6小時，在此期間注射硒化鈉，然后灌流取材，

4、采用金屬自顯影(AMG)的方法觀察鋅離子在交感干中的軸突運輸情況。 (2)第二組采用與上述同樣的手術(shù)方法，灌流取材后應用AMG電鏡的方法觀察鋅離子在交感干中的分布情況。 (3)第三組大鼠鉗夾單側(cè)交感干，在靠近鉗夾點的上方注射硒化鈉，同樣另一側(cè)未鉗夾作為對照，24h后灌流取下兩側(cè)頸上神經(jīng)節(jié)進行AMG染色，觀察交感干中鋅離子的逆行運輸。 2、生后3周的CD-1小鼠隨機分為正常組和缺鋅組(ZnD)組，分別給予正常飼料和

5、缺鋅飼料喂養(yǎng)，5周后灌流取交感干，應用常規(guī)電鏡技術(shù)觀察交感干的結(jié)構(gòu)改變，并在光鏡下比較有髓神經(jīng)纖維和無髓神經(jīng)纖維的數(shù)量變化，應用t檢驗比較兩組數(shù)據(jù)之間的差異。 實驗結(jié)果： 1、交感干鉗夾后，AMG實驗結(jié)果中可以看到在兩個鉗夾點的遠端和近端有AMG陽性顆粒的蓄積，此顆粒主要位于靠近鉗夾點處，但是在兩個鉗夾點之間沒有陽性顆粒的存在，并且AMG陽性顆粒隨著手術(shù)后大鼠存活時間的延長而增多。 2、AMG電鏡結(jié)果顯示在無髓神

6、經(jīng)纖維中有鋅離子的AMG陽性反應產(chǎn)物。 3、在交感干逆行運輸?shù)腁MG實驗結(jié)果中，光鏡下觀察頸上神經(jīng)節(jié)中僅有約5％的神經(jīng)元有鋅離子陽性反應產(chǎn)物，彌散分布于神經(jīng)元的胞質(zhì)內(nèi)，細胞核周圍染色較深，細胞核未見陽性反應，一些神經(jīng)元突起內(nèi)可見點線狀的AMG陽性顆粒。 4、鋅缺乏后導致小鼠交感干超微結(jié)構(gòu)的改變，表現(xiàn)為髓鞘變性、排列不規(guī)則、界限不清楚，神經(jīng)纖維束膜萎陷，神經(jīng)軸突的橫截面積減小，形態(tài)異常的神經(jīng)纖維數(shù)量增多。光鏡下觀察，缺鋅小

7、鼠交感干有髓神經(jīng)纖維的數(shù)量減少，無髓神經(jīng)纖維增多。 討論： 有文獻報道，坐骨神經(jīng)鉗夾后通過AMG染色方法觀察到AMG陽性反應顆粒存在于鉗夾點兩端，說明坐骨神經(jīng)鉗夾點的遠側(cè)端和近側(cè)端有鋅離子的蓄積，提示在坐骨神經(jīng)中存在鋅離子的軸突運輸，電鏡下觀察缺鋅情況下的坐骨神經(jīng)超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)有髓神經(jīng)纖維的數(shù)量和表面積與正常飼養(yǎng)的動物相比都有所減少，髓鞘破壞變得不規(guī)則，并且發(fā)生變性，這些都證明鋅可能對周圍神經(jīng)的相關功能具有一定的作用，因

8、而我們推測交感干中也有鋅離子的運輸，并且對其結(jié)構(gòu)的保持及功能的發(fā)揮起到關鍵性作用。應用AMG和AMG電鏡技術(shù)，本實驗證實了游離鋅離子在交感干的軸突內(nèi)進行軸突運輸。研究發(fā)現(xiàn)，鉗夾手術(shù)后，注射硒化鈉，在鉗夾點的兩側(cè)端均有不同程度的鋅離子蓄積，并且有隨著手術(shù)后存活時間的延長鋅離子蓄積增多的現(xiàn)象，提示大多數(shù)或全部交感節(jié)后含鋅神經(jīng)元胞體內(nèi)的鋅離子可能通過順行運輸?shù)竭_軸突終末并參與某些生理功能的調(diào)節(jié)，而且也有鋅離子由軸突終末向胞體逆行運輸。應用AM