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一、不同的氣道壓力可能刺激不同的肺迷走感覺神 經接受器

NEEP引起的氣道負壓所得結果是,第一,整條喉返神經吸氣活動與呼氣活動 都增強,可是舌下神經吸氣活動高度卻顯著降低,且吸氣活動開始時間延後;

第二,喉返神經外展支吸氣活動高度沒有明顯的變化、活動的開始時間延後,

相對地,喉返神經內收支呼氣活動卻因氣道的負壓作用而興奮,顯現於活動 高度增強,且活動時間延長,以致原本在呼氣一期(E1)才活動,卻由於被興 奮而延長至呼氣二期(E2)也仍呈現明顯的活動;第三,喉返神經內收支活動 因為被氣道負壓作用而轉變成連續性活動,這種轉變是由於其在E2的活動延 長到吸氣的某一時段才結束,也可能是促使整條神經在吸氣時期活動增強的 原因,這種促進作用是藉由迷走神經感覺傳入纖維所引起,卻與肺迷走神經C 纖維無關。以下僅就這些反應的可能機制進行討論。

一、不同的氣道壓力可能刺激不同的肺迷走感覺神 經接受器

肺迷走神經有三種感覺神經受器,即前述的SAR、RAR以及C-fiber 接受 器(詳請見前言),肺充氣既會興奮SAR,也同時會刺激RAR,所不同的是適 應之快與慢,SAR被興奮後的適應緩慢,而RAR被興奮之後很快就適應 (Knowlton與Larrabee,1946),所以,要想利用肺充氣技術來單純刺激RAR,

以研究對呼吸的作用或上呼吸道運動神經活動的影響是不可能的,反倒是較 大肺體積充氣是可利用於研究SAR對呼吸作用或上呼吸道運動神經活動的影 響(Ezure & Tanaka,2000;Hwang & St. John,1987),這是因為肺體積充氣程

RAR細胞(Ezure & Tanaka, 2000)。肺充氣興奮SAR會引起反射、抑制吸氣,

這 是 傳 統 所 謂 Breur-Hering inflation reflex (Schelegle & Green, 2001;

Widdicombe, 2003)。本研究以PEEP= 6 cmH2O興奮SAR,雖沒有觀察到膈神 經活動完全受抑制,但是卻也觀察到呼氣時間延長(圖二A),平均吸氣時間 都顯著縮短(圖四A與B),呼吸週期時間延長(圖四C),呼吸頻率降低。沒 有觀察到膈神經完全抑制的原因,可能是所使用的呼氣末正壓 (PEEP) 不夠 高,事實上,PEEP若增加到 9 cmH2O或更高,就可以觀察到膈神經受到抑制 而完全停止(Lee等,2007b),由於本研究的主要目的是探討氣道負壓對上呼 吸道運動神經的影響,低程度的 PEEP如 3 cmH2O 僅作為對照,PEEP 增加 到 6 cmH2O也只是用於觀察正壓所引起的反應,這方面的研究,最近已有報 告(Lee等,2007b; 2008)。本研究有些實驗也會增強到 9 cmH2O,但僅供參 考與對照,因為結果也不完整,因此,本研究中的結果不再特別強調,而專 注於氣道負壓所引起的影響。

本研究所使用的氣道負壓是 CNAP= -1與 -3 cmH2O,與一般報告所使用 的 -5與 -10 cmH2O(Sammon等,1993; Lorino等,1999)低很多,本研究剛 開始也是試著使用CNAP= -5與 -10 cmH2O,可是卻不易得到一致性的結果,

有時候甚至根本就沒有反應,猜測可能是負壓過低,引起部份氣道塌陷,尤 其是那些小的氣道,於是負壓可能無法送達周邊氣道,沒有刺激到接受器或 僅刺激一小部份的接受器,在改用 -1與 -3 cmH2O後,喉返神經的反應非常 明顯,且一致,所以,在進行NEEP實驗時,也採用這樣低的氣道負壓。文獻 上的報告指出,CNAP會引起反射作用,使呼吸道阻力增加、肺體積降低

(Lorino等,1999; Sériés & Marc, 1994),引起肺消氣(Matsumoto等,1992),

所以,不大可能刺激到SAR,Messen等(1994) 認為CNAP可能是刺激 RAR,

刺激RAR所引起的反射作用主要是,引起大吸氣 (augmented breath) (Davies

& Roumy, 1982)、降低肺彈性(lung compliance)、呼吸頻率增加、呼氣時間

縮短以及連續性吸氣活動 (tonic inspiratory activity;TIA)。本研究沒有測量肺 彈性以及肺體積,但是結果卻顯示出,第一,呼吸頻率增加、呼氣時間縮短,

就這一點來看,Davies & Roumy (1982) 認為呼氣時間縮短是刺激RAR很重要 的指標;第二,膈神經活動出現連續性吸氣活動,這樣的反應與Messen等

(1994)以及Badier等(1989)所得結果是一致的,因此,本研究所使用的 CNAP或NEEP很可能就是刺激了肺的RAR。然而Tsubone (1986)卻無法在大鼠 的迷走神經記錄到RAR,而Bergren 與 Peterson (1993)在大鼠所能記錄到RAR 量甚少,僅佔所記錄感覺神經纖維總數中的7%,RAR在迷走神經的含量少,

這個事實或許可以解釋Tsubone何以無法在大鼠的迷走神經觀察到RAR的原 因。不過,Bergren 與 Peterson (1993) 卻記錄到相當多的deflationary SAR與 most deflationary SAR , 他 們 因 而 認 為 大 鼠 的 deflationary SAR 與 most deflationary SAR可能就是相當於其他常用實驗動物(如兔與狗)的RAR,不 過,這些deflationary SAR與 most deflationary SAR的放電率卻高於RAR,那 些少數RAR(僅佔7%)的放電率低,才符合一般常用實驗動物所記錄到的 RAR,唯目前並無有關興奮deflationary SAR與 most deflationary SAR後,如 何影響呼吸的報告。本研究使用water trap system抽氣,引起CNAP與NEEP,

所得結果是呼吸頻率增加,主要是由於呼氣時間縮短,膈神經呈現TIA活動,

這些都是刺激RAR引起反射性反應的重要特徵,這套負壓系統也可能導致肺 體積降低,與Bergren 和Peterson所使用的技術相同,因此,所引起對迷走感 覺神經的刺激也可能含蓋了RAR以及most deflatory SAR與deflationary SAR,

從另一個角度看,興奮大鼠的 most deflationary SAR與deflationary SAR所引 起的反應,可能與刺激RAR所得結果相同。

本研究所觀察喉返神經的反應與辣椒素興奮C纖維的結果非常相似,事實 上,給予辣椒素也是會興奮RAR(Ho等,2001),我們不知道以CNAP或NEEP 刺激RAR是否也會同時刺激到肺C纖維,文獻的報導指出肺充氣如果過度也會

興奮肺C纖維(Ho等,2001),Sant'Ambrogio & Widdicombe(2001)在他們 的綜合評估性文章中指出,許多刺激RAR的因素也會同時興奮C纖維,可是目 前的文獻並沒有報導氣道負壓會刺激C纖維,唯CNAP或NEEP所引起喉返神 經的反應與肺迷走神經C纖維所引起的作用非常相似,難免引起C纖維究竟有 無涉及此一反射性反應的疑慮。為瞭解CNAP或NEEP所引起的反射作用是否 有肺C纖維參與,本實驗在觀察CNAP或NEEP= -3 cmH2O對喉返神經內收支 與外展支活動的影響之後,給予capsazepine以阻斷VR1接受器,然後再度實施 CNAP或NEEP= -3 cmH2O的刺激,結果顯示capsazepine並未阻斷CNAP或 NEEP= -3 cmH2O對神經活動的影響(請見圖九,有關NEEP的結果雖只有兩 隻動物,但結果與CNAP相同,由於動物數少,沒有進行統計分析),顯示CNAP 或NEEP= -3 cmH2O所引起的反射作用過程,肺迷走神經C纖維可能沒有參 與。本實驗也測試兩側迷走神經切斷的影響,發現兩側迷走神經切斷後,CNAP 或NEEP= -3 cmH2O就不再影響舌下神經活動(圖十一),在這個切斷迷走神 經的實驗,就沒有觀察喉返神經的反應。從以上這些結果與討論,CNAP或 NEEP可能是興奮了RAR以及most deflationary SAR與deflationary SAR,然後 才引起喉返神經內收支、外展支以及舌下神經活動的反應。