摘要：呼吸活动由周围和中央化学受体的输入控制。由于颈动脉体（主要的外周化学受体）的过度活动与不同代谢和心血管疾病的病理生理学有关，因此颈动脉体去神经支配（CBD）被认为是一种潜在的治疗方法。然而，CBD对呼吸节律和呼吸规律的长期影响尚不清楚。在这里，我们发现大鼠双侧CBD 5周后，呼吸节律变慢且不规则。双侧CBD术后10周，呼吸频率与假手术组无明显差异，但呼吸节律仍呈下降趋势。随机发生呼吸暂停的频率增加可能是导致CBD后呼吸模式不规则的原因。应考虑这些结果，因为任何降低呼吸节律稳定性的治疗都可能加剧心肺不稳定并恶化心血管结局。

 

 

简介：动脉血的氧合由位于颈动脉和（某些物种）主动脉体的外周化学受体持续监测。这些化学受体以同样依赖于血PCO2/ph的方式检测血PO2的变化，并将化学感觉信息传递给脑干呼吸控制网络，后者根据主要生理和行为需要调节呼吸活动。颈动脉体化学感受器位于颈总动脉分岔处，是呼吸氧敏感的主要部位。当动脉PO2降低时，颈动脉体向脑干回路发出信号，从而增加呼吸频率和深度，并触发交感神经活动的适应性增强。缺氧，高碳酸血症的其他刺激物，炎症介质已被证明能激活颈动脉体化学受体。有证据表明，颈动脉体化学受体的高活性可能有助于某些代谢和心血管疾病的发病机制，包括高血压、心力衰竭和胰岛素抵抗。最近，在动物模型中，研究了颈动脉体去神经作为一种潜在的交感神经介导疾病治疗方法的疗效。在肥胖大鼠模型中，颈动脉体去神经支配可阻止高血压和胰岛素抵抗的发生。颈动脉体去神经还可以改善心力衰竭大鼠和家兔模型的心脏功能，降低自发性高血压大鼠的高血压程度。也有人类数据表明，手术切除颈动脉体可能会降低一些高血压患者的动脉血压。本文报道了人颈动脉体单侧和双侧切除术对呼吸活动、动脉血压和心率的影响。然而，现有的证据来自于对患者的观察，在这些患者中，颈动脉体切除术被用作某些潜在疾病的治疗，包括颈动脉体肿瘤或慢性阻塞性肺疾病。颈动脉体去神经对呼吸节律稳定性的长期影响尚不清楚。在本研究中，我们评估了清醒成年大鼠双侧颈动脉体消融后5周和10周呼吸节律的规律。

 

颈动脉体化学受体的消融：幼龄雄性大鼠（60–80 g，3–4周大）中，如前所述，双侧切除颈动脉体化学受体。用氯胺酮（60 m g /kg）和美托咪定（250μg/ kg）的混合物肌肉注射（i.m.）对大鼠进行麻醉。采用无菌技术，进行前中线颈部切口，胸骨和胸锁乳突肌收缩。暴露颈动脉分叉后，小心地收缩枕动脉，解剖显微镜下观察颈动脉体。切除颈动脉窦神经及其分支，切除颈动脉体。大鼠对照组采用同样的方法暴露颈动脉分叉和颈动脉体，但颈动脉窦神经和颈动脉体保持完整（假手术动物）。颈部切口用可吸收缝线缝合，麻醉用阿替比咪唑（1 mg /kg）逆转。手术后未发生死亡，动物体重正常增加。

 

全身容积描记术记录呼吸活动：双侧颈动脉体消融后5周和10周，采用全身体积描记术记录清醒大鼠的呼吸活动，如前所述。这些动物被维持在12:12的光-暗循环中。. 在实验当天，将大鼠置于有机玻璃记录室（~1L），用79% N2和21%O2（温度22–24°C）的增湿混合物以1.2L min-1的速度连续冲洗。在获得与呼吸相关的体积描记信号记录之前，允许动物适应室内环境至少60分钟。为了限制昼夜节律对呼吸活动的影响，记录时段持续～2h，时间为上午11点至下午3点。

 

数据采集与分析:使用Power1401接口记录体积描记室中的压力变化，并使用Spike2软件离线分析。在大鼠适应记录室后，测量每个周期的呼吸周期（TTOT）持续时间。排除运动和嗅探信号伪影后，计算连续记录～2h的平均TTOT，并用于计算以每分钟呼吸周期数表示的呼吸频率（fr）。通过计算变异系数（cv）和其他地方描述的不规则评分（is）指数评估呼吸变异性。对于每个呼吸周期，通过计算呼吸周期的标准差（sd）与平均TTOT的比率来确定cv，并以百分比表示（cv=sd/平均TTOT×100）。通过测定第n个呼吸周期的（TTOTn-TTOTn-1）/TTOTn-1值计算IS，并以百分比报告。不规则评分越低，呼吸节律越规则。使用第n个周期的TTOT与第n+1周期的TTOT的Poincar图来说明TTOT的时间离散。还确定了叹息的频率。叹息被定义为高振幅吸气呼吸，在正常吸气峰值附近开始，其振幅至少比每次叹息前五次呼吸的平均振幅大100%。叹息后通常伴有一段叹息后呼吸暂停。叹息频率表示为每小时叹息次数。呼吸暂停的时间也可以通过至少三个完整的呼吸周期内没有呼吸活动来确定。呼吸暂停指数表示为每小时呼吸暂停次数。数据由Mann Whitney U按等级进行比较，并报告为平均值±SEM。P<0.05，实验组间差异有统计学意义。

 

睡眠效率评估：为了证实颈动脉体消融成功，动物在睡眠时暴露于低氧环境中，并根据之前的详细描述评估睡眠效率。简言之，一位不知道实验组性质的研究者使用既定的行为标准来计算缺氧挑战前后的睡眠效率评分（SES）。根据以下公式，SES被定义为动物安静睡眠（qs）和活动睡眠（as）的时间百分比：SES=100x（qs+as）/（qs+as+w+in），其中w是大鼠清醒的总时间。当难以确定时，这段时间被指定为不确定（in）。

 

结果：颈动脉体消融成功的验证：周围化学受体失神经的清醒大鼠对缺氧的通气反应部分或几乎完全恢复。因此，测量低氧通气反应不能可靠地证实颈动脉体消融成功。然而，外周氧化学受体被认为在触发缺氧诱导的唤醒反应中起着关键作用。因此，在没有颈动脉体输入的情况下，低氧挑战对睡眠效率的影响最小。我们首先通过计算低氧刺激前后的SES来评估短时间（10分钟）低氧（吸入空气中10%的氧气）对假手术和颈动脉体消融大鼠睡眠效率的影响。颈动脉去神经和假手术动物在常氧条件下的SES无差异。当动物暴露于10%的氧气中时，与假手术动物相比，颈动脉消融大鼠的SES明显更高。这些数据证实，大鼠去神经后10周，颈动脉体化学受体的传入输入仍然缺失/受损。

 

慢性颈动脉体消融大鼠静息呼吸频率的研究：在24小时周期的光照阶段，当动物大部分时间处于睡眠状态时，与假手术动物相比，术后5周，颈动脉体消融大鼠的静息呼吸频率（fr）降低了约25%。颈动脉体消融后10周大鼠的呼吸频率与假手术大鼠无明显差异。

 

大鼠颈动脉慢性消融条件下的呼吸规律：当使用Poincar图进行说明时，在周围化学去神经支配条件下，TTOT中较高的循环-循环分散明显。为了确定颈动脉体消融对呼吸规律的影响，我们评估了两个参数：呼吸-呼吸时间变异系数（cv）和不规则评分（is）。与假手术动物相比，在外周化学去神经后5周，颈动脉体切除大鼠的CV更高。颈动脉体消融大鼠的IS也较高。颈动脉体消融后10周评估时，CV和IS也较高。

 

颈动脉体慢性消融大鼠的叹息频率和呼吸暂停指数：叹息和呼吸暂停可能导致呼吸不规则。. 在没有颈动脉体输入的情况下也可能发生呼吸暂停。实验组5（假手术大鼠37±2 vs.CB消融大鼠33±2 ；p=0.6）和10（假手术大鼠29±3 vs.CB消融大鼠29±4；p=0.8）在颈动脉体消融后数周内的叹息频率无差异。5周后，与假手术动物相比，颈动脉体消融大鼠随机发生呼吸暂停的频率明显更高。同样，双侧颈动脉体消融10周后，呼吸暂停指数更高。

 

本研究确定了颈动脉体化学受体的传入输入在维持清醒大鼠呼吸规律中的作用。