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多儿的妈咪
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乐儿公主888

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免疫学的发展是人们在实践中不断探索、不断总结和不断创新的结果。下面我给大家分享一些免疫学技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

心理神经免疫学研究

摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论,我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括:条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控,比如信号刺激、情绪和意念想象等,确实可以影响免疫系统的功能,而且对有关机制进行了探讨。

关键词心理神经免疫学,条件反射性免疫,情绪应激,心理行为干预。

分类号B845

有人统计,人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关,其中心身疾病占1/3。实际上,心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说,精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展,一门新兴交叉型边缘学科,心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科,研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统,这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统,是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是,尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统,依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题,即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作,阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。

1心理神经免疫调节的研究

条件反射性免疫抑制和增强

条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。

利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。

在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。

我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。

从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。

在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。

条件反射性免疫调节的神经机制

条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。

C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。

但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。

目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。

2情绪应激与免疫

除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。

在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。

在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。

上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。

为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。

尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。

3心理行为干预与癌症

正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。

第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。

4结语

中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。

致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。

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薄荷点点

前言: 肾上腺素是心肺复苏的重要利器,作为心肺复苏最早应用的血管活性药物一直沿用至今,仍是现代心肺复苏中首选的复苏药物,但在心肺复苏中使用肾上腺素,给药时机?方式?时间?剂量?等问题一直都是争论的要点,这些问题也是我们医学生、住培医师和低年资医生相对不太熟悉的内容。因此,学习和总结了一些相关资料,内容均较肤浅,对理解临床实践略有参考作用,欢迎批评指正。 现代心肺复苏技术自20世纪50~60年代以来,虽然经过不断的提升改进,但总体成功率依然不高,没有突破性的提升。心外按压的主要目标就是实现早期冠脉血流的再灌注,但是心外按压所产生的心排量太低,仅为正常心搏排出量的10~20%,正常冠脉血流的5%及正常脑血流量的15%左右,从而并不能保证心、脑等重要器官的血供需求。由于心脏骤停后内源性血管活性收缩物质释放不足而失去自身血管调节作用。从冠脉循环的生理特点来看,动脉舒张压的高低及心脏舒张期的长短是影响冠脉血流最重要的两个因素。因此,应用外源性血管活性药物可以降低远端大动脉的径流,增大体循环外周阻力,致主动脉舒张压增高,从而进一步提高冠脉灌注压。肾上腺素能够直接兴奋α和β受体,心脏血管β1受体兴奋,可使心肌收缩力加强,心率加快,心排血量增加,作用于冠脉上的β受体,引起冠脉舒张。从此,肾上腺素开始走上了心肺复苏的药物应用历史舞台。 1894年英国的内科医生George Oliver和生理学家Edward Schafer第一次在动物实验中证明肾上腺髓质提取物具有提高心率和血压的作用,并于1895年在《Journal of Physiology》杂志上发表了著名的《The physiological effects of extracts of the suprarenal capsules》论文,从此开启了肾上腺素在血管活性药物应用中的研究。 早在1906年George Crile与David H. Dolley,首次介绍了将肾上腺素应用于心肺复苏的报道,认为其机制与肾上腺素的缩血管效应密切相关。George Crile还明确提出,在心肺复苏过程中,应该将患者的舒张压维持在30~40mmHg水平以保证心肌的有效灌注。此后,有学者不断验证心肺复苏时主动脉舒张压40mmHg这一生死临界点,发现凡是在主动脉舒张压低于40mmHg者全部或几乎全部复苏失败,而主动脉舒张压维持在40mmHg以上者80%可复苏成功。也有资料从另一个侧面反映这一重要性,复苏成功的主动脉舒张压平均值为43mmHg,而复苏失败者主动脉舒张压平均值仅为。因此,逐渐形成观点认为将主动脉舒张压提升并维持40mmHg,能明显提高心肺复苏的成功率。心肺复苏时,心脏按压的间歇期(类似正常的舒张期)是心肌血流灌注的主要阶段,其中主动脉与右心房之间的压力差大小决定心肌血流灌注量的多少。其后的研究又发现,这个压差显示的是冠脉灌注压,当冠脉的灌注压超过15mmHg时,心肺复苏的成功率也随之增加。 1963年Joseph S. Redding等通过心脏停搏心肺复苏动物实验进一步验证,分别应用只具有单纯兴奋β受体的异丙基肾上腺素、同时具备兴奋α和β受体的肾上腺素以及只具备单纯兴奋α受体的甲氧明。结果显示,使用异丙基肾上腺素的动物不能复苏,而使用肾上腺素和甲氧明的动物均可以复苏。Yakaitis, RW等后续进一步通过动物实验研究发现,单用肾上腺素或者肾上腺素与β受体阻滞剂联合使用均可以获得100%的复苏成功,但若将α受体体阻滞剂与肾上腺素联合使用则仅有27%复苏成功。因此,肾上腺素虽然兼具α和β受体兴奋作用的药物,但在心肺复苏这一特殊过程中,其增加心、脑血供的作用主要是通过兴奋α受体作用产生效应的。 对于其他纯α受体兴奋剂,其心肺复苏的作用效果不如肾上腺素效果显著。如Brown等通过脑的区域血流测定,证实去氧肾上腺素不如肾上腺素导致的血流增加幅度大。Jude等比较各种缩血管活性药物,发现不论其剂量大小,肾上腺素所产生的动静脉压力梯度最大,且除颤后室性心律失常发生率较去甲肾上腺素等低。从此,肾上腺素在众多的复苏药物中奠定了首选的理论与实践基础,自1973年开始,美国心脏学会将其正式列入复苏指南中并作为常规使用,至今肾上腺素在国际上一直作为心脏骤停后最优先选择和最广泛应用的药物。 目前指南推荐的用于心脏骤停复苏的肾上腺素推荐用量为每3~5min静脉注射1mg。这一“标准”剂量是怎么来的?1961~1968年之间,Redding JS和Pearson JW通过动物实验对肾上腺素应用于心脏骤停的病理生理方面作了大量的研究,他们当时使用的剂量是。当1973年美国心脏学会为了规范与统一心肺复苏操作的程序和方法而制定的第一个规范指南时,沿用了这一剂量。其实在20世纪50~60年代心肺复苏研究的开始阶段,并没有所谓标准剂量的基础研究,Redding JS和Pearson JW为何会选用1mg进行动物实验,目前无法考究,但仔细查阅过去文献报道,可以发现在Redding JS和Pearson JW在开展动物之前,就已经有应用和1mg肾上腺素心内注射抢救麻醉和术中心脏骤停复苏成功的临床病例报道(1949~1962),也许推荐剂量是来源于早年外科医师的大胆尝试,并复苏成功的这些临床观察研究报道。 随着肾上腺素在心肺复苏中的广泛应用与深入研究,所谓标准剂量的合理性开始受到质疑,其实在Redding JS和Pearson JW当年提出推荐1mg肾上腺素剂量之前,就已经有其他学者于1958年在JAMA杂志上发表论文推荐应用5mg。Brown和Ralston等通过猪动物实验发现,使用超常规剂量肾上腺素可以使心、脑血流量比常规剂量肾上腺素明显的增加(亦有平台期),复苏的成功率也确实存在明显的量效关系。最终通过一系列动物实验明确肾上腺素剂量应用在范围内,可产生最理想的复苏效果。 此后,到20世纪80年代国内外学者陆续在临床应用大剂量肾上腺素进行心肺复苏成功的报道,越来越多的关注当使用标准剂量无效时给予大剂量肾上腺素的应用。之所以使用肾上腺素复苏效果不佳,而改用大剂量可以增加复苏成功几率,其可能机制在于心脏骤停后,随着组织缺氧的延长,导致肾上腺素能受体功能恶化,敏感性降低,因此需要更大剂量的肾上腺素才能激活。1992年心肺复苏指南在推荐首先使用肾上腺素1mg标准剂量,但也接受了更大剂量的给予意见,以递增剂量(1mg、3mg、5mg……)或者采用中间剂量5mg,或依照体重标准的大剂量()。指南如此推荐也是历史上第一次。 目前有关大剂量肾上腺素具体给药方法有三种:一是持续法,即首剂就给予大剂量,以后则以相同剂量重复使用;二是倍增法,首剂给予标准剂量,若无效则从第二剂开始以比上一剂1倍的剂量使用;三是递增法,首剂给予标准剂量,从第二剂开始以比上一剂增加2mg的剂量使用。虽然大剂量肾上腺素可以提高心肺复苏的自主循环恢复率,但大剂量肾上腺素并不能明确提高心肺复苏患者的存活率以及降低中枢神经系统损害的发生率。 因此,我个人还是建议在实际临床应用中按照推荐的剂量使用,为什么呢?因为这样可以使那些心脏骤停发生时间短、肾上腺素能受体仍然敏感的患者避免盲目应用大剂量肾上腺素所带来的副作用,尤其是院内发生心脏骤停患者或无心脏基础疾病心功能较好的患者。而且大剂量肾上腺素强烈激动β1受体可以加大心肌做功,增加心肌耗氧量,产生恶性心律失常,减少心内膜下血供,以及复苏后容易产生心功能不全,此外,肾上腺素亦可以提高Na-K-ATP酶活性使骨骼肌产生过量乳酸,不利于预后。 心肺复苏药物的使用要体现“快”,快的意思指既要尽快使用药物,又要保证药物尽快发挥作用。目前静脉给药还是首选,但在早期刚开始应用肾上腺素复苏时,推荐直接心腔内给药,认为这样最直接,显效最快,这一方法在20世纪60年代风靡一时,但到20世纪70年代这一方法逐渐受到怀疑,原因在于左心室穿刺的成功率不仅人意,动物和临床资料统计成功率不到30%,尸检结果显示准确穿中左心室成功率仅有10%,且心脏穿刺的并发症多,后果重。此外,在心肺复苏期间,行心腔穿刺,不得不中断心肺复苏的实施,影响复苏效果。因此静脉给药至今仍然是心肺复苏中应用最广泛最普遍的途径。中心静脉口径粗、流量大、流速快,注入药物可以尽快达到心脏,在时效和药效上可以等同于心内给药,是理想的给药途径。如果选用外周静脉,尽量选择上肢静脉或颈部静脉,避免使用下肢静脉。因为,心脏骤停实施心外按压的过程中,心脏排出的血优先流向头臂血管,而股动脉和股静脉之间的压力差几乎为零,下肢给予很难回到中央循环,此外,外周静脉给药后,立即用20ml液体快速冲洗管道以保证药物完全进入血管,还可以缩短40%的循环时间,接近中心静脉给药。 如果尚未建立中心静脉通道,外周静脉口径细、在心脏骤停后很容易呈塌陷状态,很不容易建立静脉通路,尤其是儿童,可以选择气管内给药。气管内给药大方式有两种,一是患者已经建立人工气道,可以经人工气道给药,如果患者尚未建立人工气道且有无法迅速建立,可以行环甲膜穿刺气管内给药。气管内给药一般将肾上腺素稀释5~10ml再向气管内注射,稀释量一般不超过10ml,药物应该注入气管内越深越好,吸收也越快,效果也越佳。气管内注药后应连续加压通气2-3次,利于药物扩散至深部小支气管。因为,气管内给药较静脉给药进入有效循环要慢,因此建议药物用量是静脉用量的两倍。 肾上腺素最佳的给药时机也一直存在争议,AHA和欧洲复苏指南推荐,仅在第二次或第三次除颤无效后分别注射肾上腺素。目前已有多项关于患者存活情况与肾上腺素给药时间关联的临床研究。如2014年Donnino MW等通过分析25,095例初始为不可除颤心律的院内心脏骤停成年患者,结果表明使用第一剂肾上腺素的中位时间为3分钟(四分位间距1-5分钟),随着肾上腺素间隔时间的增加,患者的出院存活率和神经系统预后均逐步下降,。 Andersen LW 等在2015年的一项注册研究结果表明,在初次除颤2分钟内给予肾上腺素的患者,可能导致生存率下降。早期使用肾上腺素还与自主循环恢复几率的降低以及器官功能的良好结局减少相关。除了颅脑和冠状动脉微循环血流减少外,在心脏骤停的前几分钟内过早给药,肾上腺素引起的心肌需氧量增加可能也是有害的。 2016年日本一项研究观察研究,根据肾上腺素不同的给药时间,将20420名应用肾上腺素的院外心脏骤停患者分成四组:早期肾上腺素组(5-18分钟),中期肾上腺素组(19-23分钟),晚期肾上腺素组(24-29分钟)和极晚期肾上腺素组(30-62分钟)。与晚期肾上腺素组相比,早期组患者的CPC1-2级恢复率最高,其次是中期组,而极晚期组患者的神经系统结局是最差。 早期有关肾上腺素动物实验结果显示,肾上腺素对心律、血压及主动脉舒张压的峰值作用时间为静脉注射后的,通常5~6min代谢衰竭,因此,选择间隔3~5min给药,这一标准一直延用至今。近年一项系统评价中,将肾上腺素平均给药间隔定义为初始肾上腺素给药时间和复苏终点之间的时间除以初次给药后接受肾上腺素总剂量。与平均给药间隔4-5分钟相比,给药间隔越长的患者出院存活率越高。这与台湾的一项小型单中心研究结果相一致,也同样发现肾上腺素给药间隔缩短与临床不良结局有关。 2017年Hoyme DB等通过分析1630例院内心脏骤停儿童,将平均给药间隔分为1-5min,5~8min和8~10min组。结果显示,与1-5min给药间隔相比,5~8min和8~10min给药间隔组的出院存活率更高,分别为1-5min给药间隔组的和倍。 从临床观察结果来看,肾上腺素的给药间隔既不能太早也不能太晚,但这也仅限于观察性研究,证据级别还不够充分,因此,指南还是基于当年的动物实验结果,推荐每3~5min给药。 1. Gough C J R, Nolan J P. The role of adrenaline in cardiopulmonary resuscitation. Critical Care, 2018, 22(1):139. 2. Hebert P, Weitzman B N, Stiell I G, et al. Epinephrine in cardiopulmonary resuscitation. Journal of Emergency Medicine, 1991, 9(6):487. N A, Koscove E M. Epinephrine in cardiac arrest: A critical review. Annals of Emergency Medicine, 1990, 19(11):1288-1301. 4. 王道庄主编. 心肺复苏的发展争论与展望. 人民卫生出版社,2007.

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中基惠通

化学与生命科学的关系生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界,无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来?”我们对单一神经元的活动了如指掌,但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。 生命科学研究不但依赖物理、化学知识,也依靠后者提供的仪器,如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等,举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。 生命科学研究或正在研究着的主要课题是:生物物质的化学本质是什么?这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的?生物大分子的组成和结构是怎样的?细胞是怎样工作的?形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能?基因作为遗传物质是怎样起作用的?什么机制促使细胞复制?一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息?多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织?物种是怎样形成的?什么因素引起进化?人类现在仍在进化吗?在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样?何种因素支配着此一生境中每一物种的数量?动物行为的生理学基础是什么?记忆是怎样形成的?记忆存贮在什么地方?哪些因素能够影响学习和记忆?智力由何而来?除了在地球上,宇宙空间还有其它有智慧的生物吗?生命是怎样起源的?等等。 生物技术 本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 生化技术 生物学的分支学科。它是研究生命物质的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化的科学。 生物化学若以不同的生物为对象,可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象,则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来,生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等;或按应用领域不同,分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。 生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的,但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。 生物化学的发展大体可分为3个阶段。第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中E.菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型,并指出蛋白质是肽键连接的。1926年.萨姆纳制得了脲酶结晶,并证明它是蛋白质。此后四、五年间.诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素,并阐明了它们的结构。与此同时,人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同,不依赖外界供给,而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。 第二阶段约在20世纪30~50年代,主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环(也称克雷布斯循环)以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸 (ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。当然,这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多,在50~60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。 第三阶段是从20世纪50年代开始,主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展,以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透,产生了分子生物学,并成为生物化学的主体。 蛋白质和核酸是两类主要的生物大分子。它们的化学结构与立体结构的研究在50年代都取得了重大进展。蛋白质方面,如β-螺旋结构的提出,测定了胰岛素的化学结构以及肌红蛋白和血红蛋白的立体结构。核酸方面,DNA 双螺旋模型的提出打开了生物遗传奥秘的大门。根据双螺旋结构,完满地解释了DNA的自我复制,在后来的发展中又阐明了转录与转译的机理,提出了中心法则并破译出遗传密码。 1973年重组DNA获得成功,从此开创了基因工程。自1977年以后,用这一技术先后成功地制造了生长激素释放抑制激素、胰岛素、干扰素、生长激素等。1982年用基因工程生产的人胰岛素获得美、英、联邦德国、瑞士等国政府批准出售而正式工业化。 在生物大分子的合成方面,1965年中国科学家首次合成了结晶牛胰岛素,合成的产物经受了严格的物理及化学性质和生物学活性的检验,证明与天然胰岛素具有相同的结构和生物活性。继美国科学家在1972年人工合成DNA以后,中国科学家又在1981年首先合成了具有天然生物活力的酵母丙氨酸tRNA。英美等国科学家在 DNA序列分析及人工合成方面作出了重大贡献。DNA自动合成仪的问世,大大简化了人工合成基因的工作。

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