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世界华人消化杂志. 2005-08-28; 13(16): 1981-1984
在线出版日期: 2005-08-28. doi: 10.11569/wcjd.v13.i16.1981
GABA对小鼠回肠平滑肌自主收缩活动的影响
田琴, 胡还忠, 马立群, 汪长东, 王晓敏, 梁华敏
田琴, 胡还忠, 马立群, 汪长东, 王晓敏, 梁华敏, 华中科技大学同济医学院生理系 湖北省武汉市 430030
田琴, 女, 1980-10-19生, 湖北省恩施人, 土家族, 华中科技大学同济医学院生理学硕士, 主要从事消化生理方面的研究.
通讯作者: 胡还忠, 430030, 湖北省武汉市, 华中科技大学同济医学院生理系. huhuanzh@163.com
电话: 027-83630850
收稿日期: 2005-06-06
修回日期: 2005-06-10
接受日期: 2005-06-13
在线出版日期: 2005-08-28

目的: 观察GABA对小鼠回肠平滑肌运动功能的影响, 探讨GABA的作用与受体、NO之间的关系.

方法: 以离体回肠收缩张力的变化为指标, 观察GABA的作用, GABAA受体抑制剂木防己苦毒素picrotoxin, 受体的阻断剂propranolol, NOS抑制剂L-NNA, cGMP合成酶的抑制剂ODQ对GABA作用的影响.

结果: GABA抑制小鼠回肠平滑肌自主收缩活动.1×10-6和1×10-3 mol/L GABA抑制率分别为34.71±7.35%和22.23±4.69%.picrotoxin没有改变GABA的抑制作用.L-NNA减弱GABA的抑制作用, ODQ也减弱GABA的抑制作用.NO供体L-Arg(5×10-7 mol/L)使GABA(1×10-6 mol/L)的抑制效应减弱, 但不影响GABA(1×10-3 mol/L)的抑制作用.propranolol(3×10-6 mol/L)减弱GABA的抑制效应.

结论: GABA对小鼠回肠自主收缩有抑制作用, 这种作用可能需要cGMP和NO的参与; 受体兴奋时对GABA抑制效应也有一定的影响.

关键词: GABA; NO; 受体; 平滑肌; 回肠
引文著录: 田琴, 胡还忠, 马立群, 汪长东, 王晓敏, 梁华敏. GABA对小鼠回肠平滑肌自主收缩活动的影响. 世界华人消化杂志 2005; 13(16): 1981-1984
Effect of γ-aminobutyric acid on spontaneous contraction of ileum smooth muscle in mice
Qin Tian, Huan-Zhong Hu, Li-Qun Ma, Chang-Dong Wang, Xiao-Min Wang, Hua-Min Liang
Qin Tian, Huan-Zhong Hu, Li-Qun Ma, Chang-Dong Wang, Xiao-Min Wang, Hua-Min Liang, Department of Physiology, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China
Correspondence to: Huan-Zhong Hu, Department of Physiology, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China. huhuanzh@163.com
Received: June 6, 2005
Revised: June 10, 2005
Accepted: June 13, 2005
Published online: August 28, 2005

AIM: To investigate the effects of γ-aminobutyric acid (GABA) on the spontaneous contraction of mouse ileac smooth muscle and the interactions between GABA and β-receptor and nitric oxide (NO).

METHODS: The contraction changes of the isolated smooth muscle stripswere recorded by tension transducer, and the change of the tension was used as the marker to evaluate the effects of GABA. The effects of ODQ, L-NNA, propranolol on the action of GABA were also analyzed. .

RESULTS: GABA inhibited the spontaneous contraction of mouse ileum at the concentrations ranging from 1×10-6 to 1×10-3 mol/L. The contraction amplitudes were decreased by (34.71±7.35)% and (22.23±4.69)%, respectively, when 1×10-6 and 1×10-3 mol/L GABA were used. Picrotoxin showed no significant effect on the inhibitory actions caused by GABA. The effects of GABA on the spontaneous contraction were decreased in the presence of L-NNA or ODQ. L-Arg (5×10-7 mol/L) decreased the effect of GABA at the concentration of 1×10-6 mol/L, but not at the concentration of 1×10-3 mol/L. Propranolol (3×10-6 mol/L) reduced the effect of GABA on the contraction of mouse ileac smooth muscle.

CONCLUSION: GABA inhibits the spontaneous contraction of mouse ileac smooth muscle. This effect, which is influenced by the excitation of β-receptor may need the participation of cGMP and NO.

Key Words: γ-aminobutyric acid; Nitric oxide; b receptor; Smooth muscle; Ileum
0 引言

GABA是抑制性神经递质, 对胃肠运动可能起到调节作用.对消化道平滑肌自主收缩活动的影响因动物的种类不同, 胃肠的部位不同, 其效应也不同[1-3], 可能因GABA作用的受体种类和相互作用的物质不同所致.但有关GABA对小鼠胃肠运动的影响报道很少[4-5].有研究证明GABA与VIP, NO, PACAP是同存于许多动物胃肠道的中间神经元[6-8], 其中NO对大鼠、小鼠消化道平滑肌的自主收缩有明显抑制作用[9-12].在小鼠消化道平滑肌中GABA的作用与NO之间的关系报道甚少.我们观察GABA对小鼠回肠平滑肌自主收缩活动的抑制效应; 研究GABA的作用与NO, cGMP和β受体之间关系如下.

1 材料和方法
1.1 材料

健康成年昆明雄性小白鼠35-40 g, 由同济医学院动物中心提供.适应性喂养1 wk.实验前禁食24 h, 自由饮水.颈椎脱臼处死, 迅速开腹, 从回盲部取4-5 cm的回肠, 置于950 mL/LO2+50 mL/LCO2饱和的Kreb's液中.

GABA, picrotoxin, L-NNA(Lω-nitro-L-arginine), ODQ[(4, 3-α)quinoxaline-1-one]等试剂购于Sigma公司.L-Arg(L-arginine)购于中国科学院武汉分院(日本分装).Propranolol购于上海三维制药有限公司.NaCl, KCl, CaCl2, MgSO4, NaHCO3, KH2PO4, 葡萄糖均为国产分析纯试剂.ODQ用二甲亚砜配置, 其他试剂用Kreb's液配置到所需的浓度.

1.2 方法

在盛有Kreb's液的平养皿中, 用眼科剪清除标本上的肠系膜制成1 cm长的标本.将标本置于37±0.5℃的恒温浴槽中, 恒温浴槽内装有950 mL/L O2+50 mL/L CO2混合气体饱和的10 mL Kreb's液.标本一端固定于恒温浴槽底部的通气钩上, 另一端连于20Gjz100型肌肉张力换能器(高碑市新航机电设备有限公司)的应变梁上, 换能器与MedLab-U/4CS生物信号采集处理系统(南京美易)连接, 记录和处理标本运动张力的变化.实验前给予标本0.5 g的前负荷, 平衡1 h左右, 15 min换液1次, 使运动基本稳定(张力的基线和幅度基本不变).实验试剂用微量加样器直接加入恒温浴槽中, 每次加药的容积为100 μL, 加液总量不超过浴液的5%.药物使标本出现反应后, 用950 mL/L O2+50 mL/L CO2混合气体饱和的37±0.5℃ Kreb's液冲洗2-3次, 要求基础张力基本恢复到加药前的水平后再进行下一项实验.显著不能恢复的标本弃之更换.如需加拮抗剂时, 加入拮抗剂孵育15 min后再加入激动剂.

以张力变化幅度抑制百分率为统计指标.幅度抑制百分率 = (加药前收缩幅度-加药后的收缩幅度)÷加药前收缩幅度×100%.其中加药前的收缩幅度: 加药前1 min内的平均收缩幅度(有拮抗剂时为加激动剂前1 min内的平均收缩幅度); 加药后的收缩幅度: 5 min内收缩活动稳定后1 min内的平均幅度.

Kreb's液(mol/L): Na+137.4; K+5.9; Ca2+2.5; Mg2+1.2; Cl-134; HCO3-15.5; H2PO3-1.2; Glucose 11.5.950 mL/L O2+50 mL/L CO2饱和; pH值7.4; T37±0.5℃.

统计学处理 数据用mean±SD, 用统计软件SPSS11.5进行数据处理, 多组间用方差检验, 组内用LSD检验.加药前后用配对t检验.P<0.05有统计学意义.

2 结果
2.1 GABA对小鼠回肠自主收缩的影响

1×10-6 mol/L至1×10-3 mol/L的GABA, 加药后1 min内出现收缩幅度下降, 冲洗后收缩幅度能基本恢复到加药前的水平.各浓度的GABA对小鼠回肠的自主收缩都有抑制作用(表1).在10个标本中, 加入1×10-3 mol/L GABA后有2个标本出现了收缩增强反应.

表1 各浓度GABA对回肠自主收缩的影响.
GABA浓度(mol/L)n正常收缩幅度(g)加药后收缩幅度(g)幅度抑制百分率(%)
1×10-380.43±0.050.37±0.05a15.2±2.7
1×10-4100.41±0.050.28±0.03a28.5±4.4
1×10-5100.44±0.080.32±0.07a26.2±4.6
1×10-6100.43±0.070.28±0.06ab34.7±7.4
aP<0.05,
bP<0.01 加药前 vs 加药后.
2.2 picrotoxin, L-NNA, ODQ的影响

标本经picrotoxin(3×10-5 mol/L)孵育15 min后, 各浓度GABA的抑制作用几乎没有改变.1×10-6 mol/L GABA由幅度抑制百分率(34.7±7.4)%变为(33.1±4.5)%, 其差异无显著性(P>0.05, n = 7).picrotoxin孵育标本后1×10-3 mol/L GABA幅度抑制百分率(17.0±6.0)%, 与单独同浓度的GABA幅度抑制百分率(22.2±4.7)%相比, 其差异没有统计学意义.预先用NOS的抑制剂L-NNA(1×10-5 mol/L)孵育标本15 min后, 再加入1×10-6 mol/L GABA其幅度抑制百分率比单独同浓度的GABA幅度抑制百分率下降, 差别有统计学意义(P<0.05, n = 6).用sGC抑制剂ODQ孵育标本15 min后, 1×10-6 mol/L GABA收缩幅度(0.34±0.05)g与未加药前自主收缩(0.35±0.05)g幅度相比, 没有明显差别(P>0.05, n = 5).与单独加入1×10-6 mol/L GABA相比, 其抑制百分率由(34.7±7.4)%下降到(4.8±1.3)%, 二者相比差异有显著统计学意义(P<0.01, n = 5, 图1).

图1
图1 L-NNA和ODQ对GABA抑制小鼠回肠自主收缩的影响.
2.3 L-Arg, propranolol的影响

用L-Arg(5×10-7 mol/L)孵育标本15 min, 1×10-6 mol/L GABA幅度抑制百分率仅为(7.1±1.8)%, 与单独同浓度的GABA幅度抑制百分率(34.7±7.4)%相比, 差异有统计学意义(P<0.01, n = 6).1×10-3 mol/L GABA在加入L-Arg后幅度抑制百分率与单独同浓度的GABA幅度抑制百分率相比, 差异没有统计学意义(P>0.05, n = 6, 图2).用propranolol(3×10-6 mol/L)孵育标本15 min, 再加入1×10-6 mol/L GABA, 其幅度抑制百分率为(14.6±2.6)%, 与单独同浓度的GABA幅度抑制百分率(34.7±7.4)%相比, 幅度抑制百分率降低, 其差别具有统计学意义(P≤0.01, n = 6).加入propranolol后使1×10-3 mol/L GABA的幅度抑制百分率比单独同浓度的GABA的幅度抑制百分率降低, 其差异也有统计学意义(P<0.05, n = 6, 图3).

图2
图2 L-Arg(5×10-7 mol/L)+GABA与单独GABA对小鼠回肠自主收缩的影响.
图3
图3 propranolol(3×10-6)+GABA与单独GABA对小鼠回肠自主收缩的影响.
3 讨论

GABA对小鼠回肠自主收缩的作用主要表现抑制效应.1×10-6 mol/L GABA抑制率达到(34.7±7.4)%, 1×10-3 mol/L的GABA抑制率为(15.2±7.2)%, 二者有显著差别.1×10-3 mol/L的GABA对部分标本有增强收缩的作用.低浓度的GABA对小鼠回肠主要表现抑制作用, 但高浓度的GABA抑制作用减弱, 部分标本出现增强收缩效应, 与Bayer et al[1]报道GABA对大鼠结肠自主收缩运动作用结果一致, GABA在低浓度表现为抑制大鼠结肠自主收缩运动的作用, 高浓度时对大鼠结肠平滑肌出现了双相作用, 即抑制收缩后出现增强收缩活动的效应.GABAA受体通过胆碱能纤维释放乙酰胆碱来增强小肠的自主收缩[1].GABAB受体在突触前通过抑制Ca2+通道使ACh的释放减少产生抑制作用; GABAB受体也可通过调节非肾上腺能非胆碱能神经改变消化道平滑肌的运动功能[1,13].不同浓度的GABA对小鼠回肠运动的双向影响可能与上述受体有关.但用GABAA受体抑制剂木防己苦毒素孵育标本后, GABA的抑制作用有所下降, 差异没有统计学意义, 说明GABA抑制小鼠回肠平滑肌的效应不是通过GABAA受体Cl-通道介导的, 或者GABAA受体不起主要作用, 可能是通过GABAB受体而产生抑制效应.用NOS的抑制剂L-NNA(1×10-5 mol/L)孵育标本后, GABA幅度抑制百分率比单独的GABA下降, 差异有统计学意义, 表明NO参与了GABA对小鼠回肠运动抑制作用.近年的研究提示, GABA可调节中间神经元释放NO起作用[4,6-7].外源性GABA在小鼠回肠可通过增加中间神经元释放NO, 产生抑制效应.可溶性鸟甘酸环化酶sGC的抑制剂ODQ孵育标本后GABA的作用比单独同浓度的GABA作用下降, 差异有统计学差异.ODQ通过抑制可溶性鸟甘酸环化酶, 可使cGMP减少, 也使GABA的作用减弱, 说明GABA发挥作用与cGMP途径有关.L-Arg(5×10-7 mol/L)和GABA(1×10-6 mol/L)单独作用时均可使小鼠回肠自主收缩活动减弱, 预先用L-Arg(5×10-7 mol/L)孵育标本后, 1×10-6 mol/L GABA的作用与单独的GABA相比, 幅度抑制百分率下降, 差异有统计学意义.L-Arg在小鼠消化道通过产生NO抑制了消化道平滑肌的收缩活动[9-12]; GABA也可能通过NO起作用.L-Arg(5×10-7 mol/L)孵育标本后, 降低GABA对小鼠回肠自主收缩抑制的作用, 可能是L-Arg和GABA对小鼠回肠平滑肌的抑制作用存在某些共同环节, 如促进NO的产生、影响cGMP的浓度等, 而表现出竞争性抑制现象.L-Arg(5×10-7 mol/L)孵育标本后, 1×10-3 mol/L GABA与单独同浓度的GABA相比抑制百分率下降, 但无统计学意义.L-Arg对1×10-3 mol/L GABA和1×10-6 mol/L GABA作用不一致, 提示不同浓度GABA对小鼠回肠平滑肌运动的作用存在不同的途径.预先给予β受体的阻断剂propranolol(3×10-6 mol/L)后, 各个浓度GABA抑制作用减弱.其中1×10-6 mol/L GABA幅度抑制百分率为(14.6±2.6)%与单独GABA有显著差别.推测在大鼠结肠中GABA受体可能存在于肾上腺素能纤维末梢[1], 提示GABA可能通过作用肾上腺素能纤维, 促进去甲肾上腺素释放, 或者是增加了β受体的反应效率而对消化道平滑肌的运动产生抑制作用.

总之, GABA对小鼠回肠平滑肌运动有抑制作用, 发挥其抑制作用时主要不是通过GABAA受体所介导的Cl-通道, 很可能是通过GABAB受体, 或者通过改变NO浓度和cGMP浓度, 甚至影响去甲肾上腺素的释放等多途径和多环节而起作用.

编辑: 潘伯荣 审读: 张海宁

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