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二、氣道壓力改變對喉返神經呼吸活動的影響

1. 整條喉返神經活動的反應

喉返神經在PEEP= 3 cmH2O的對照下,呈現明顯的吸氣與呼氣活動,吸 氣活動與膈神經同步,呼氣活動是在膈神經活動結束後呈現出來(圖二)。在 CNAP與NEEP的實驗,當氣道壓力PEEP從 3 cmH2O降低到0 cmH2O或提升到 6 cmH2O時,對喉返神經吸氣活動並無明顯的影響,降低到 -1 cmH2O時,喉 返神經的吸氣活動也無明顯的反應(圖二C)。當氣道負壓等於 -3 cmH2O時,

喉返神經的吸氣活動高度增強(圖二D),在CNAP與NEEP刺激後的第一次呼 吸週期,喉返神經吸氣活動高度平均分別是對照的144.59 ± 10.52%(圖五A,

P<0.01)與133.68 ± 5.71 %(圖五C,P<0.01),並且CNAP於刺激後的第二 次呼吸週期達最高,為對照組的172.61 ± 41.24%(圖五A,P<0.01),而後活 性逐漸降低並恢復,NEEP的作用則於第一次呼吸週期就達到最大的吸氣活動 高度。分析整條喉返神經的呼氣活動,呼氣末正壓 6 cmH2O與0 cmH2O時,

對於喉返神經呼氣活動都沒有顯著的影響(圖二A)。降低氣道壓力CNAP= 0,

-1 cmH2O時,喉返神經的呼氣活動增強(圖二B、C),執行CNAP後的第一次 呼吸週期,喉返神經呼氣活動提升,分別平均是對照的115.21 ± 5.97 %(圖五 B,P<0.05)與167.29 ± 10.21%(圖五B,P<0.01),第二呼吸週期以後稍為 降低,但CNAP= -1 cmH2O仍然維持比對照明顯增強至少到第五次呼吸週期

(圖五B,P<0.01),然後才逐漸降回到對照(圖二C與五B)。氣道壓力CNAP=

-3 cmH2O時,喉返神經呼氣活動增強幅度更大(圖二D),執行CNAP後的第 一與第二次呼吸週期,其活動平均值分別提高為對照的241.20 ± 18.30 %與 208.76 ± 14.64%(圖五B,兩者的P<0.01),實施CNAP= -3 cmH2O後第三次 至第五次呼吸週期,喉返神經呼吸活動仍顯著高於對照(圖五B,P<0.01),

然後漸漸降低恢復到對照值(圖五B)。執行NEEP = -1 cmH2O時,喉返神經 呼氣活動高度顯著增強,刺激後的第一次呼氣活動表現是刺激前的164.71 ±

15.71%(圖五B,P<0.05),氣道壓力NEEP= -3 cmH2O時,喉返神經呼氣活 動增強(圖二F),執行NEEP後的第一與第二次呼吸週期,其活動平均值分別 提高為對照的237.69 ± 27.65 %與228.98 ± 24.72 %(圖五D,兩者的P<0.01),

甚至到執行NEEP厚的第五次呼吸週期,喉返神經呼吸活動仍顯著高於對照

(圖五D,P<0.01),然後漸漸降低恢復到對照值。

2. 喉返神經內收支與外展支活動的反應 (1) 喉返神經內收支呼氣活動的反應

從整條喉返神經的反應判斷,其外展支吸氣活動增強可能是受到內收支 呼氣活動增強的影響所引起(Lu等,2005),要想瞭解喉返神經內收支的反應,

只有分別記錄喉返神經的外展支與內收支活動。同樣地,以這幾種不同的氣 道壓力(6、0、-1以及-3 cmH2O),觀察並比較這兩條喉返神經分支對CNAP 與NEEP刺激的反應。在對照 PEEP= 3 cmH2O的情況下,喉返神經內收支於 膈神經放電結束時立即呈現出來,具早期呼氣活動,放電活動到呼氣時間約 一半時停止,所以,僅在E1呈現活動(圖六G),氣管壓力從PEEP= 3 cmH2O 降低到 0 cmH2O 或 CNAP= -1與 -3 cmH2O時,喉返神經內收支被興奮,不 僅在E1時活動高度增強,而且在E2時也因為被興奮而呈現活動(請見圖六G,

在CNAP剛剛在呼氣末期開始降低時,有一個額外的活動,以水平雙鍵頭表 示,這個額外的活動,在執行CNAP之前是沒有的),以致原本只有在E1才活 動,卻延長到E2仍有活性,從另一個角度看,活動的時間延長(圖六B、C、

D與G),茲分別敘述如下。三種不同CNAP氣道壓力對喉返神經內收支在E1 時期的活動,在刺激後的立即反應,也就是刺激後第一次呼吸週期的活動,

呈線性劑量反應(dose-dependent response),CNAP = 0、-1與 -3 cmH2O三種 CNAP氣道壓力分別促使其在E1的活動是對照的174.46 ± 16.81%(圖七A,P

<0.01)、224.70 ± 27.58%(圖七A,P<0.01)以及232.67 ± 23.02%(圖七A,

P<0.01,與對照相比)。這種劑量反應仍然呈現於第二次與第三次呼吸週期

(圖七A,P<0.01,與對照相比),甚至是第四次呼吸週期以後,內收支的反 應雖不再呈劑量反應,但仍然高於對照值(P<0.01),這種顯著性增強維持 在刺激結束後才逐漸恢復(圖六B、C與D)。而NEEP = 0、-1與 -3 cmH2O這 三種氣道壓力則分別促使其在E1的活動增強為刺激前對照的160.13 ± 12.01%

(圖七D,P<0.01)、187.09 ± 14.65%(圖七D,P<0.01)以及284.84 ± 30.68%

(圖七D,P<0.01,與對照相比)。這種劑量反應維持了五個呼吸週期(圖七D,

P<0.01,與對照相比),然後才逐漸恢復(圖六E與F)。

分析喉返神經內收支在E2的反應比較困難,主要是E2的開始時間點不容 易與E1的結束點劃分開來,可是在E2的反應卻是非常清楚(圖六G),仔細觀 察內收支在E2時期的活動,結束點並非是在吸氣前,而是在吸氣一段短時間 之後才結束(圖六G的左邊水平雙箭頭),由於無法得知E2的開始時間,所以 選擇在膈神經開始活動前,也就是E2即將結束前的活動高度,作為內收支延 長到E2的反應,本研究選在膈神經開始活動前約100 ms時段內的高度,經分 析所得結果是,當執行CNAP氣道壓力為 0、-1與 -3 cmH2O刺激後的第一次

(立即)呼吸週期的反應呈劑量反應,分別增強為對照的172.81 ± 17.25%、

221.21 ± 25.47%以及230.83 ± 23.17%(圖七B,與對照相比,都是P<0.01), 而第二次呼吸週期的高度,仍然是呈現劑量反應(圖七B,P<0.01),這種明 顯增強反應維持到刺激結束後,才逐漸恢復(圖六B、C與D與七B)。而執行 NEEP氣道壓力為0、-1與 -3 cmH2O刺激後的第一次(立即)呼吸週期的反應 亦呈劑量反應,分別增強為對照的160.22 ± 12.00%、187.94 ± 14.77%以及 279.84 ± 28.94%(圖七E,與對照相比,都是P<0.01),而第二次呼吸週期的 高度,仍然是呈現劑量反應(圖七E,P<0.01),這種明顯增強反應維持到刺 激結束後,才逐漸恢復(圖六E與F以及圖七E)。

顯然地,喉返神經內收支對氣道壓力為0、-1與-3 cmH2O的刺激,還延長

其活動的時間,從E1延到E2,有趣的是這樣的情形並未在E2末結束(圖六G), 因此,本研究也進一步分析內收支活動在刺激後的活動時間(duration of Add RLNA),發現活動時間從原本在呼氣中期就停止,由於氣道壓力的刺激,延 長其活動至吸氣後某一時段,使得在刺激後第一或第二次呼吸週期的活動連 在一起、形成連續性活動(圖六G),為便於分析,本研究以其在吸氣時期最 低的活動高度作為E2活動的結束點,以CNAP氣道負壓刺激後的第一呼吸週 期以及第二呼吸週期內收支活動時間都有延長表現,當CNAP氣道壓力等於0 cmH2O的時候,由對照的基礎値0.47 ± 0.02秒分別顯著延長為0.61 ± 0.03秒(P

<0.01)、0.64 ± 0.03秒(P<0.01);當CNAP= -1 cmH2O時,由基礎値0.50 ± 0.02 秒分別延長為0.70 ± 0.02秒(P<0.01)、0.71 ± 0.04秒(P<0.01);而當CNAP=

-3 cmH2O時,由基礎値0.50 ± 0.02秒分別延長為0.71 ± 0.04秒(P<0.01)與 0.75

± 0.03秒(P<0.01),這三種不同的CNAP氣道負壓於刺激後的第三呼吸週期 開始逐漸恢復刺激前的內收支活動時間(圖六B、C、D)。而NEEP氣道壓力 等於 0 cmH2O的時候,第一呼吸週期以及第二呼吸週期內收支活動時間由對 照的基礎値0.49 ± 0.02秒分別顯著延長為0.68 ± 0.03秒(P<0.01)、0.76 ± 0.02 秒(P<0.01);當NEEP= -1 cmH2O時,由基礎値0.50 ± 0.02秒分別延長為0.79

± 0.02秒(P<0.01)、0.85 ± 0.02秒(P<0.01);而當NEEP= -3 cmH2O時,由 基礎値0.50 ± 0.02秒分別延長為0.83 ± 0.02秒(P<0.01)與 0.88 ± 0.02秒(P

<0.01),這三種不同的氣道負壓亦是於刺激後的第三呼吸週期開始逐漸恢復 刺激前的內收支活動時間(圖六E、F以及圖七F)。

提高呼氣末正壓會抑制喉返神經內收支的呼氣活動,PEEP從3增加到 6 cmH2O時,內收支的活動高度降低,刺激後第一次呼吸週期的在E1時期的活 高度,顯著降低為對照的66.59 ± 6.39%(圖7A,P<0.01),維持在這樣低的 活動(P<0.01)到刺激結束,才逐漸恢復,不僅如此,活動時間也縮短,立 即的反應(刺激後的第一呼吸週期)是從對照基礎値0.49 ± 0.03秒縮短為0.37

± 0.03秒(圖七C,P<0.05),這種受到抑制的反應於刺激後的數個呼吸週期,

仍保持顯著性的差異(圖七C,P<0.01)。

(2) 喉返神經外展支吸氣活動的反應

氣道壓力變化對喉返神經外展支吸氣活動高度的影響不大,無論是提高 呼氣末正壓到 6 cmH2O或是降低到 0 cmH2O,甚至是執行CNAP或是NEEP=

-1 或 -3 cmH2O,喉返神經外展支活動高度都不具顯著差異(圖八A、C)。 但是對於喉返神經外展支吸氣活動的開始時間(onset time of discharge)卻有 顯著的影響,外展支的吸氣活動比膈神經提前,平均是 -245.02 ± 54.39毫秒,

當氣道壓力PEEP提高到 6 cmH2O時,外展支的吸氣前活動更為提前,從對照 -245.02 ± 54.39毫秒更加提前到 -515.80 ± 64.73毫秒(圖八B,P<0.01),CNAP 氣道壓力0、-1 與 -3 cmH2O時,活動的開始時間會延後,分別是由基礎値延 後為 -80 ± 35.30毫秒(P<0.01)、-22.58 ± 44.35毫秒(P<0.01),以及 -18.50

± 38.546毫秒(圖八B,P<0.01)。而NEEP氣道壓力設定在 0、-1 與 -3 cmH2O 時,活動的開始時間亦會延後,分別是由基礎値-262.13 ± 52.94毫秒延後為 -107.00 ± 41.26毫秒(P<0.01)、-28.83 ± 32.69毫秒(P<0.01),以及 -0.17 ± 9.68毫秒(圖八D,P<0.01)。

(3) 氣道負壓興奮喉返神經內收支並抑制外展支活動與肺C纖維無關 氣道壓力降為 0 cmH2O或是CNAP= -1與 -3 cmH2O引起反射作用,既興 奮喉返神經內收支的呼氣活動,也同時抑制喉返神經外展支的吸氣活動,這 種反應與辣椒素及anandamide所引起的反射作用,非常相似(Lu等,2005;

Tsai等,2007),辣椒素與anandamide的作用是刺激了肺迷走神經C纖維,因此,

使人聯想到有無可能是CNAP也同時刺激到肺部的C纖維呢?雖然,本研究所 用的CNAP程度很低,可能不至於興奮肺部的C纖維,可是這種疑慮卻很難以 排除,為了排除這樣的疑慮,本研究以capsazepine (CZP,劑量是4.5 mg/kg) 阻

斷肺部C纖維的VR1接受器,然後,再以氣道壓力CNAP=-3 cmH2O,結果是 CZP並不能阻斷CNAP所引起的影響,也就是說,CZP作用前、後,CNAP=

-3 cmH2O所引起興奮內收支活動,無論是在E1時期 (圖九A) 或是E2時期(圖 九B)都相同,其活動延長間也一樣(圖九C),對於抑制外展支的作用也是 相似的(圖九D)。同樣地,CZP作用前、後,也不會影響NEEP對喉返神經內 收支在E1與E2的促進作用,這部份結果僅觀察兩隻動物,沒有以圖來呈現。