以豚鼠为模型，研究颈动脉体介导的慢性间歇性缺氧作用

感知和应对氧气变化的能力对生存至关重要。Ángela Gómez-Niño博士和Asuncion Rocher博士以及他们在巴拉多利德大学的研究小组的目标是更好地了解氧敏感性的生理学和病理生理学。特别的是，研究小组使用豚鼠作为模型来探索暴露在低氧水平下的长期影响的机制。由于其独特的氧感应系统，豚鼠有望成为研究和了解睡眠呼吸暂停障碍的病理影响的宝贵工具。

缺氧是指组织的氧气供应减少到低于正常的生理水平。例如，暴露在高海拔地区就会产生缺氧。哺乳动物已经发展出不同的氧感知机制来维持细胞内的氧气供应以应对缺氧。当身体感觉到氧气减少时，它的策略是增加呼吸深度和频率(过度换气)，此外，心跳加快。这些策略是通过被称为化学受体的感觉受体触发的反馈机制控制的。负责氧感知的主要化学受体之一是颈动脉体(CB)，它监测动脉血中氧分压和二氧化碳的变化并作出反应。

颈动脉体化学感受器受缺氧刺激
CB在颈动脉中发现 - 沿着喉咙两侧跑的主动脉 - 并且对血气水平敏感。CB具有高密度的血管，并且由一种称为I细胞的专用细胞组成，其通过来自颈动脉窦神经的神经末梢，九个颅神经的分支连接。在检测血氧水平下降（或血液中的过量二氧化碳，称为Hypercapnia）时，I型细胞释放专用信号（称为神经递质，例如，儿茶酚胺，ATP和乙酰胆碱），刺激颈动脉窦神经，携带化学感受器信息向脑干发起重新回复。以这种方式，由缺氧引发的Cb反射响应，将氧气血液浓度恢复到正常水平。因此，来自CB的信息被传递给脑干，这增加了呼吸频率（过度通气）以及刺激神经系统（交感神经激活），从而抵消缺氧的影响。

由细胞生物学系教授Ángela Gómez-Niño博士和生理学教授Asuncion Rocher博士领导的瓦拉多利德大学的一个研究小组，探索了CB动脉化学受体中涉及氧感知和转导的机制。他们的研究对与缺氧相关的疾病，特别是睡眠呼吸暂停障碍有启示意义。他们工作的一个令人兴奋的重点是使用豚鼠。豚鼠代表了一个令人兴奋的模型，以帮助更好地理解介导缺氧暴露的长期影响的潜在机制。具体来说，他们新提出的模型对理解CB在睡眠呼吸暂停疾病中所观察到的病理效应中的作用具有重要意义。

研究小组正在以豚鼠为模型，以更好地理解暴露在低氧水平下的长期影响的机制。

阻塞性睡眠呼吸暂停
睡眠呼吸暂停是一种严重的睡眠障碍，当一个人在睡眠中呼吸被打断时就会发生;鼾声大作和睡眠中呼吸中断是典型症状。在睡眠呼吸暂停障碍中，呼吸可能变得非常浅，甚至可能在睡眠中短暂停止。在严重的情况下，这种情况会导致呼吸在睡眠中反复停止和开始，这意味着大脑和身体的其他部分得不到足够的氧气。慢性间歇性缺氧(CIH)被认为是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征中动脉高血压的主要原因之一。人们认为，反复的缺氧/再氧发作会产生氧化应激、炎症和交感神经亢进，产生血管内膜(内皮)功能障碍和高血压。事实上，最近的证据表明CIH、CB反应性增加和高血压(高血压)以及心脏病风险增加之间存在正相关。

慢性间歇性缺氧
在CIH中暴露于反复缺氧和再氧发作的动物模型显示CB敏化增加，这反过来增加了分泌反应和化学受体对脑干的输入，放大了由此产生的神经反射(交感反射)。实验表明，如果去除炭黑，这些影响可以在间歇性缺氧反应中降低。由于啮齿动物和人类的血压控制和心血管反应相似，大多数高血压研究都是在啮齿动物身上进行的。相反，使用来自安第斯山脉的豚鼠进行的实验，在Gómez-Niño博士领导的早期研究中显示出了不同的反应。她的工作表明，与其他哺乳动物相比，豚鼠在缺氧时表现出较差或没有通气反应。

Gómez-Niño博士的有趣研究表明，与其他啮齿动物不同，豚鼠对缺氧的呼吸反应差是由于功能性CB水平低。研究小组测量了豚鼠的CB对缺氧的反应，并将其与众所周知的大鼠缺氧反应进行了比较。他们的研究发表在生理学的前沿，首次在豚鼠实验中证明了缺氧驱动的CB反射的缺失。这种缺氧豚鼠CB反应的缺乏会抑制化学反射的敏感性，减少或消除间歇性缺氧暴露的呼吸和神经反射(交感反射)的影响。对缺氧缺乏反应表明CIH并不改变CB的兴奋性。然而，他们的研究确实表明，间歇性缺氧诱导交感神经过度活跃，并通过增加心率和动脉血压促进心血管反应，这与CB刺激无关。

研究对缺氧缺乏反应
Gómez-niño博士继续测试这种豚鼠中缺乏CB缺氧反应的想法将抑制化疗反射敏化，从而衰减或消除CIH治疗的呼吸道，交感神经和心血管作用。研究小组宣布探索豚鼠CB是否可以通过CIH过度激活;他们的目的是将CB化学感受器与心血管和呼吸反应相关联的CH效应与缺氧相关。

为了模拟阻塞性睡眠呼吸暂停患者的情况，研究小组将雄性豚鼠暴露于急性缺氧环境中(暴露于CIH 30天)。他们测量了CB分泌活动、呼吸参数、全身动脉压和交感神经活动。他们的结果表明，暴露于CIH的豚鼠缺乏活动(通过儿茶酚胺的释放来衡量)。只有严重缺氧(7%氧₂）导致CIH动物的通风响应和氧气消耗增加。换句话说，CIH暴露于缺氧归一化为氧气消耗的过度通气。然而，该团队发现血液中的儿茶酚胺水平升高，表明CIH诱导神经活动。该团队得出结论，CIH不敏感CB化学感受器对缺氧的反应，但促进心血管调整，尽管没有通过CB活化。

研究小组在豚鼠身上发现了缺氧引起的CB反射的缺失。

研究慢性间歇性缺氧的模型
Gómez-Niño博士和Rocher博士推测，缺氧驱动的CB反射在豚鼠身上的缺失可能与在新生哺乳动物身上看到的相似(在Olea等2018年，该团队证明事实并非如此)。新生哺乳动物有一种不成熟的化学反射，通过另一种途径对缺氧作出反应——通过缺氧对肾上腺髓质的直接影响。(可能是通过对中枢神经系统特定区域的缺氧刺激)。

令人兴奋的是，Valladolid大学的研究人员认为，豚鼠代表了一种用于检查CIH暴露的长期影响的机制的有用工具 - 特别是脑干敏感性对间歇性缺氧产生的缺氧和心血管反应。该团队的希望是，该模型还将提供CB在睡眠呼吸暂停疾病中调解病理作用的作用的证据。Gómez-niño和罗氏博士的下一步是检查缺失的机制，缺失的机制是在豚鼠CB上缺乏间歇性缺氧的影响，以提供其在沉睡呼吸紊乱中观察到的介导高血压中的作用。