Neuron: 血压高,睡不着?科学家揭示降血压的压力反射神经环路促进睡眠

2022-09-29 神经新前沿 “神经周K”公众号

从清醒到睡眠的状态转变过程中机体发生显着的变化:躯体运动活动和骨骼肌张力下降,自主运动活动也强烈减少,引起血压降低、心率减慢等生理变化。睡眠不足增加高血压和冠心病等心血管疾病患病风险。

从清醒到睡眠的状态转变过程中机体发生显着的变化:躯体运动活动和骨骼肌张力下降,自主运动活动也强烈减少,引起血压降低、心率减慢等生理变化。睡眠不足增加高血压和冠心病等心血管疾病患病风险。

压力反射是心血管调节系统的一个重要负反馈回路神经机制:外周压力感受器感受到的动脉血压升高后将信息传递到孤束髓核(NST),从而触发心脏和血管舒缩活动的代偿性变化,从而降低血压。

2022年9月27日加州大学霍华德·休斯医学院Yang Dan揭示了心血管压力反射环路促进睡眠的机制:激活NST ? Amb和NST?CVLM ?RVLM两条压力反射通路均促进睡眠。

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基因标记压力感受器敏感神经元

苯肾上腺素(PE)是一种血管收缩剂,可作用于血管中的肾上腺素能受体引起动脉血压和心率下降。研究人员通过cre工具小鼠实现PE激活的NST神经元(简称NST-PE-TRAP神经元),这些激活的神经元大部分为兴奋性神经元,约四分之一为抑制性神经元。此外,约一半激活的神经元表达可卡因-苯丙胺转录调节肽(CART)。

NST-PE-TRAP神经元能够在亚秒内响应血压和心率变化。光纤钙成像技术发现PE注射后NST区域CART阳性神经元活性随血压升高而增强。病毒示踪实验发现NST-PE-TRAP神经元和NST区域CART阳性神经元均接受来自于压力感受器的输入,因此这两类神经元属于压力感受器敏感神经元。

图1:基因标记PE激活的压力感受器敏感神经元

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压力感受器敏感神经元调控睡眠

化学遗传学慢性激活NST-PE-TRAP神经元,可引起小鼠动脉血压和心率下降,非快速眼动期时间增加,觉醒时间减少。慢性激活NST区域CART阳性神经元后也能够降低血压和心率,并促进非快速眼动睡眠。病毒特异性诱导NST区域CART阳性神经元凋亡后小鼠压力反射敏感性降低,非快速眼动睡眠事件减少。

光遗传学技术急性激活NST-PE-TRAP神经元或NST区域CART阳性神经元均能降低血压,增加非快速眼动睡眠,而抑制上述神经元后则促进觉醒,减少非快速眼动睡眠。

图2:激活压力感受器敏感神经元促进睡眠

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压力感受器环路调控睡眠

压力感受器反射两条基本途径:NST投射到延髓内疑核(Amb)的谷氨酸能投射激活胆碱能节前副交感神经元,导致心率减慢(NST ? Amb);NST谷氨酸能投射到尾端延髓腹外侧区(CVLM)激活抑制性能神经元,进而抑制头端延髓腹外侧区(RVLM)交感神经兴奋肾上腺素能神经元,导致血管舒缩张力和血压降低(NST?CVLM ?RVLM神经环路)。

病毒示踪实验发现NST区域CART阳性神经元投射到CVLM抑制性神经元。光激活CVLM抑制性神经元或抑制RVLM区域多巴胺能神经元可明显促进非快速眼动睡眠。此外,NST区域CART阳性神经元也投射到疑核区域胆碱能神经元。慢性激活疑核区域胆碱能神经元促进非快速眼动睡眠。

图3:激活压力反射通路促进睡眠

总结

已有研究表明睡眠-觉醒状态可影响压力反射负反馈回路。本文发现激活小鼠大脑脑干压力反射环路可行使正常的降血压、降心率功能以外,还具有促进睡眠的额外功能。

原始出处:

Yao et al., Cardiovascular baroreflex circuit moonlights in sleep control, Neuron (2022) https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.08.027.

作者:周科

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  1. 2022-09-29 1209e435m98(暂无昵称)

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