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金背黄鼠冬眠呼吸调控机制:迷走神经反馈与NMDA受体介导的呼吸节律研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Journal of Comparative Physiology B 1.7
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来自未知机构的研究人员针对金背黄鼠(Spermophilus lateralis)冬眠期间独特的间歇性呼吸模式展开研究,通过阻断迷走神经反馈和NMDA受体拮抗剂(MK-801)干预,发现呼吸节律以"呼吸簇"为调控单元,迷走神经调控整体通气量及高碳酸血症反应,而NMDA受体影响呼吸簇内频率。该研究揭示了低温下神经调控通路的持续活性,为冬眠生理机制提供新见解。
在深度冬眠状态下,金背黄鼠(Spermophilus lateralis)展现出令人着迷的呼吸模式——它们的呼吸并非均匀持续,而是以"呼吸簇"(breathing episode)的形式爆发性出现,簇与簇之间则伴随着长时间的呼吸暂停。科学家们发现,这种特殊节律背后藏着双重调控密码:来自肺牵张感受器的迷走神经(vagal)反馈信号,以及脑桥区域由N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受体介导的神经活动。
当研究者用药物阻断迷走神经传导时,虽然单次呼吸参数不变,但每个呼吸簇包含的呼吸次数明显减少,整体通气量下降,更令人惊讶的是动物对高碳酸血症(hypercapnia)的典型增强通气反应完全消失。而使用特异性NMDA受体拮抗剂MK-801(化学名:(+)-5-甲基-10,11-二氢-5H-二苯并[a,d]环庚烯-5,10-亚胺马来酸盐)处理后,呼吸簇内的呼吸频率加快、单簇呼吸次数增加,但总通气量和高碳酸血症反应保持稳定。
最戏剧性的发现出现在联合干预实验中:当同时阻断迷走神经和NMDA受体时,动物不仅失去间歇性呼吸模式,还会突然从冬眠状态中苏醒。这些在5°C低温下获得的数据证明,即使处于深度冬眠,金背黄鼠的呼吸调控系统仍保持着精密的神经调控能力。不过,关于这些通路是否直接参与"呼吸簇"形成的终极谜题,仍需要更多研究来揭晓。
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