動脈壓力感受反射機(jī)制及相關(guān)研究.doc

動脈壓力感受器反射機(jī)制及相關(guān)研究 頸動脈竇(CS)和主動脈弓(AA)壓力感受器(BR)在維持機(jī)體血壓相對穩(wěn)定中起重要作用。BR激活的基本機(jī)制是血管牽張時(shí)引起感覺神經(jīng)末梢的機(jī)械變形，離子通道開放、膜去極化，進(jìn)而產(chǎn)生動作電位，并通過自主神經(jīng)系統(tǒng)對機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。1. 定義：動脈壓力感受器反射的感受裝置，是位于頸動脈竇和主動脈弓血管外膜下豐富的感覺傳入神經(jīng)末梢，稱為動脈壓力感受器。動脈壓力感受器并不是直接感受血壓的變化，而是感受血管壁的機(jī)械牽張程度。動脈壓力感受反射包括交感神經(jīng)反射和迷走神經(jīng)反射。當(dāng)動脈血壓升高時(shí)，動脈管壁被牽張的程度就增大，壓力感受器發(fā)放的神經(jīng)沖動也就增多。在一定范圍內(nèi)，壓力感受器的傳入沖動頻率與動脈管壁的擴(kuò)張程度成正比。2. 傳入、傳出神經(jīng)、中樞聯(lián)系及效應(yīng)器：頸動脈竇壓力感受器的傳入神經(jīng)纖維組成頸動脈竇神經(jīng)。竇神經(jīng)加入舌咽神經(jīng)，進(jìn)入延髓，和孤束核（NTS）的神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系。主動脈弓壓力感受器的傳入神經(jīng)纖維行走于迷走神經(jīng)干內(nèi)，進(jìn)入腦干心血管中樞，并終止于孤束核。孤束核和延髓頭端腹外側(cè)(RVLM)部是動脈壓力感受反射中樞信息整合的主要神經(jīng)核團(tuán)。心血管中樞含有兩個(gè)功能區(qū)：外側(cè)喙?fàn)畹纳獕海s血管）中樞和中央尾狀的降血壓（舒血管）中樞。而孤束核發(fā)出的一些側(cè)支可至位于延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的心血管中樞、呼吸中樞、及迷走神經(jīng)背核等結(jié)構(gòu)，其中，心血管中樞和呼吸中樞通過網(wǎng)狀脊髓束與脊髓的前腳和后腳再發(fā)生聯(lián)系，最后由迷走神經(jīng)背核發(fā)出的迷走神經(jīng)、脊髓側(cè)角發(fā)出的交感神經(jīng)、脊髓前腳發(fā)出的肋間神經(jīng)和膈神經(jīng)等傳出神經(jīng)，分別支配引起此反射的心臟、血管和呼吸肌等效應(yīng)器。3. 反射效應(yīng)：當(dāng)血壓在發(fā)生波動時(shí)，頸動脈竇和主動脈弓血管外膜下的壓力感覺神經(jīng)末梢感受血管壁的機(jī)械牽張程度，發(fā)放的神經(jīng)沖動經(jīng)舌咽神經(jīng)和迷走神經(jīng)進(jìn)入顱內(nèi)，與位于延髓的孤束核（NTS）形成突觸。壓力感受器的傳入神經(jīng)沖動到達(dá)孤束核后，可通過延髓內(nèi)的神經(jīng)通路，使頭端延髓腹外側(cè)區(qū)(RVLM)的血管運(yùn)動神經(jīng)元抑制，從而使交感神經(jīng)緊張性活動減弱；反之，傳入沖動減少時(shí)，則交感神經(jīng)緊張性活動增加。因此，作為心血管傳入神經(jīng)信息的匯集處，和處理交感和迷走神經(jīng)信息并發(fā)出傳出神經(jīng)信息到外周的終端，孤束核和延髓頭端腹外側(cè)部內(nèi)的神經(jīng)信號傳導(dǎo)對于調(diào)節(jié)血壓、心率、交感神經(jīng)活動、動脈或心肺壓力感受反射的調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用。動脈血壓升高時(shí)，壓力感受器傳入沖動增多，通過中樞機(jī)制，使心迷走神經(jīng)緊張性加強(qiáng)，心交感神經(jīng)緊張性和交感縮血管神經(jīng)緊張性減弱，其效應(yīng)為心率減慢，心輸出量減少，外周阻力降低，故動脈血壓下降。反之，當(dāng)動脈血壓降低時(shí)，壓力感受器傳入沖動減少，使迷走神經(jīng)緊張性減弱，交感神經(jīng)緊張性加強(qiáng)，于是心率加快，心排出量增加，外周阻力增高，血壓回升。4.動脈壓力感受器電位及離子通道機(jī)制：動脈壓力感受器神經(jīng)末梢是如何感受牽引刺激并產(chǎn)生沖動，即感受器的機(jī)-電換能或機(jī)-電耦聯(lián)機(jī)制的研究，是近年來倍受關(guān)注的問題。有學(xué)者根據(jù)貓肌梭等牽張感受器這樣一些慢適應(yīng)感受器所得的資料進(jìn)行推斷，當(dāng)動脈壁變形時(shí)感受神經(jīng)末梢膜對Na+和K+通透性增高，也就是無選擇地激活神經(jīng)元細(xì)胞膜上的陽離子電流，產(chǎn)生壓力感受器電位，再引發(fā)傳入神經(jīng)的放電。Matsuura研究認(rèn)為細(xì)胞外Na+濃度降低可升高壓力感受器的閾壓，這一發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞興奮時(shí)Na+內(nèi)流一致；而增加細(xì)胞外的K+濃度，則可降低壓力感受器的閾壓。Cl-不影響壓力感受器放電。由此可知，壓力感受器受到變形引起的膜電流主要由1價(jià)陽離子介導(dǎo)。1984年Guharay和Sachszai在骨骼肌的電壓鉗試驗(yàn)中首先對機(jī)械敏感性離子通道（mechanosensitive ion channels, MS ）作了報(bào)道。其認(rèn)為MS包括牽引敏感性離子通道、移位敏感性通道和剪應(yīng)力敏感性通道。MS具有以下特點(diǎn)：大多數(shù)離子通道對陰離子通過有選擇性，而對陽離子通過無選擇性，此與文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的細(xì)胞外陽離子濃度的變化對動脈壓力感受器活動的影響一致；MS通道在膜片微吸管內(nèi)的吸引壓達(dá)到一定的閾值時(shí)才開放，并且開放的機(jī)率取決于吸引壓。5.壓力感受器反射的特點(diǎn)：壓力感受器反射對血壓急劇變化反應(yīng)敏感，其感受血壓變化的范圍為60180mmHg，對血壓在100mmHg時(shí)左右變化最敏感【1】；但當(dāng)血壓降至5060mmHg時(shí)，壓力感受器已基本喪失功能。降壓反射對血壓的迅速變化敏感，對高血壓患者的調(diào)節(jié)作用則出現(xiàn)重調(diào)定，即在高水平上調(diào)節(jié)；頸動脈竇的敏感性大于主動脈弓。6.壓力感受器反射的意義：壓力感受性反射是一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)，其生理意義在于保持動脈血壓的相對恒定。該反射在心排出量、外周阻力、血容量等發(fā)生突然變化的情況下，對動脈血壓進(jìn)行快速調(diào)節(jié)的過程中起著重要的作用，使動脈血壓不至發(fā)生過分的波動，是心血管系統(tǒng)中最主要的調(diào)節(jié)機(jī)制之一，因此在生理學(xué)中將動脈壓力感受器的傳入神經(jīng)稱為緩沖神經(jīng)。壓力感受性反射在動脈血壓的長期調(diào)節(jié)中并不起重要作用。在慢性高血壓患者或?qū)嶒?yàn)性高血壓的動物中，壓力感受性反射的工作范圍發(fā)生改變，即對高于正常的血壓水平產(chǎn)生了適應(yīng)，壓力感受器的閾值升高，故動脈血壓維持在比較高的水平。7.壓力反射的指標(biāo)壓力反射的敏感性（BRS）及其測定方法：動脈壓力感受反射由交感反射和迷走反射組成，受交感和迷走神經(jīng)系統(tǒng)的控制，生理狀態(tài)下心臟對交感神經(jīng)的反應(yīng)較迷走神經(jīng)慢，壓力反射主要由迷走神經(jīng)介導(dǎo)，因此，壓力感受器其敏感性BRS是反應(yīng)自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的重要的指標(biāo)【2】。對動脈壓力感受反射弧各水平的影響皆可以升高和減低BRS，包括主動脈弓和頸動脈竇的壓力感受器、血管壁的順應(yīng)性、中樞神經(jīng)的整合以及交感和迷走神經(jīng)的傳入與傳出通路。BRS的降低，將損害機(jī)體的代償機(jī)制導(dǎo)致血流動力學(xué)的不穩(wěn)定。8.BRS的測定方法：研究前，應(yīng)避免心血管系統(tǒng)自發(fā)的干擾，以及禁止含咖啡因的飲料和酒精至少24小時(shí)。入室后，行中心靜脈和橈動脈置管，監(jiān)測心電圖導(dǎo)聯(lián)、有創(chuàng)動脈壓、記錄收縮壓和心率，乳酸林格氏液2ml/kg/h持續(xù)滴注，仰臥體位。（1）Smyth【3】法：目前BRS的檢測方法多種多樣，最常用的是1969年Smyth提出的方法，即靜脈注射新福林使血壓升高觀察心動周期的延長程度來定量地測定BRS。（2）改良的 Smyth 法：即靜脈注射苯腎上腺素（5g/kg），使血壓升高 2040mmHg，以刺激動脈壓力感受器，同步記錄血壓和心動周期，收縮壓與心動周期依次對應(yīng)，以收縮壓為橫坐標(biāo)，心動周期為縱坐標(biāo)做直線回歸，求出相關(guān)系數(shù)。然后依次后退 5-6 個(gè)心動周期，取相關(guān)系數(shù)最大的直線回歸方程？，此直線的斜率即為 BRSPE，代表動脈壓力感受迷走反射功能。血壓穩(wěn)定 10min后，給予硝普鈉（0.08mg/kg）降低血壓 2040mmHg，然后方法同前，得到收縮壓與心動周期的直線回歸方程，直線的斜率即為 BRSSNP，代表動脈壓力感受交感反射功能。（3）改良的Oxford藥理學(xué)方法【4】：分別靜脈注射苯腎上腺素100-200ug，硝普鈉100-250ug，升高和降低收縮壓1530mmHg，苯腎上腺素的升壓實(shí)驗(yàn)反應(yīng)迷走神經(jīng)的反射功能先于硝普鈉的降壓實(shí)驗(yàn)反應(yīng)交感神經(jīng)的反射功能進(jìn)行，兩次實(shí)驗(yàn)中穩(wěn)定5min，使收縮壓和心率恢復(fù)到測試前的水平，上下波動于5%的范圍內(nèi)。記錄升壓和降壓過程的血壓和心率，將心率換算成心動周期R-R間期，收縮壓與心動周期響對應(yīng)，以收縮壓為橫坐標(biāo)，心動周期為縱坐標(biāo)做直線回歸，此直線的斜率即為 BRS，其相關(guān)系數(shù)的平方大于 0.8。BRS反映了心臟自主神經(jīng)特別是迷走神經(jīng)的功能，顯示中樞穩(wěn)定血壓和維持組織灌注的能力。也有部分研究者測定血壓改變時(shí)機(jī)體神經(jīng)（腎神經(jīng)、內(nèi)臟神經(jīng)等) 放電頻率的變化，用以反映壓力反射功能【5】。9. 心率變異性（HRV）的測定： 采用血壓與心率分析系統(tǒng)，將獲得的512個(gè)連續(xù)竇性R間期經(jīng)快速傅里葉轉(zhuǎn)換，獲得RR間期功率譜的頻域指標(biāo)。測定所得頻域范圍頻譜曲線下的面積作為定量觀察指標(biāo)，以0.002.5 Hz之間為總功率(total power，TP)，0.0190.25Hz之間為極低頻（very 1ow frequency，VLF），0.250.75 Hz 之間者為低頻(1ow frequency，LF)，主要反映交感神經(jīng)活動，0.752.5 Hz 之間為高頻(high frequency，HF)，主要反映迷走神經(jīng)活動，并以LF/HF比值作為反映心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活性平衡的指標(biāo)。10. 影響因素及臨床研究：通過對壓力感受器反射的研究，可以更加充分的認(rèn)識壓力感受器反射在生理、應(yīng)激、以及一些病理?xiàng)l件下對心血管系統(tǒng)的影響及其調(diào)節(jié)機(jī)制。目前的研究認(rèn)為，影響動脈壓力感受反射功能的疾病主要有高血壓 、糖尿病 、慢性阻塞性肺疾患 、心肌梗塞后、 以及體溫過低等。在麻醉狀態(tài)下性別也是影響B(tài)RS的重要因素【6】。在外周，除了血管壁的機(jī)械牽張程度可以激活或興奮動脈壓力感受器之外，壓力感受器的功能還受到一些神經(jīng)激素和內(nèi)皮細(xì)胞以及血小板釋放的旁分泌物質(zhì)，如環(huán)前列腺素（PGI2）氧自由基和 NO 等【7】的影響。靶器官（心臟）對中樞交感和迷走傳出神經(jīng)反應(yīng)性的改變，可能也是導(dǎo)致動脈壓力感受反射功能下降的原因。另一方面，近來有研究發(fā)現(xiàn)【8】，機(jī)體內(nèi)存在一種與迷走神經(jīng)功能關(guān)系密切的“膽堿能抗炎通路”，即除了控制心率、支氣管收縮、胃腸道運(yùn)動等經(jīng)典的功能外，迷走傳出神經(jīng)對于腫瘤壞死因子（TNF）和其它前炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生有調(diào)節(jié)作用。迷走傳出神經(jīng)的興奮導(dǎo)致乙酰膽堿的釋放增加，乙酰膽堿作用于巨噬細(xì)胞上的尼古丁受體，抑制促炎性細(xì)胞因子 TNF、白介素-1，白介素-6、白介素-8的產(chǎn)生，而不影響抗炎因子的產(chǎn)生。有研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用脂多糖引起內(nèi)毒素休克大鼠的生存時(shí)間與其動脈壓力感受反射功能密切相關(guān)，即迷走反射功能越好，實(shí)驗(yàn)動物的生存時(shí)間就越長【9】。在中樞，傳入神經(jīng)的沖動到達(dá)延髓的孤束核，于此，感覺神經(jīng)元與延髓頭端腹外側(cè)部等神經(jīng)核團(tuán)以及腦橋、下丘腦等的一些神經(jīng)核團(tuán)發(fā)生突觸聯(lián)系，再由這些神經(jīng)元發(fā)出交感和迷走傳出神經(jīng)對心血管系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。NO通過作用于產(chǎn)生交感興奮的有關(guān)腦區(qū)抑制交感興奮【10】；Li 等【11】發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性 NO可通過調(diào)節(jié)壓力感受器神經(jīng)元的鈉通道，降低神經(jīng)元的放電。內(nèi)源性阿片肽對心血管中樞也有調(diào)控作用，如交感興奮性和動脈壓力感受反射【12】【13】。至于外周效應(yīng)器官心臟，其腎上腺素能受體和毒蕈堿型膽堿能受體的激活對心率起著控制作用?？刂菩越祲杭夹g(shù)可以減少術(shù)中出血?？刂菩越祲旱囊粋€(gè)基本原則是降壓時(shí)心率不能過快。需要降低心血管對低血壓的反應(yīng)性。正常的機(jī)體當(dāng)發(fā)生血壓下降時(shí)心血管系統(tǒng)會做出反應(yīng)，首先是表現(xiàn)為心率代償性的增加，使血壓恢復(fù)正常，以維持組織器官穩(wěn)定的灌注壓。而心血管壓力感受反射敏感性是影響控制性降壓實(shí)施效果的重要因素，因此，通過抑制壓力感受器反射的敏感性，從而使控制性降壓過程中引起的反射性的心率增加得到抑制。臨床上實(shí)施控制性降壓時(shí)應(yīng)保證容量充足，這樣可以保證患者組織器官在低血壓狀態(tài)時(shí)的灌注。馬宇、鄧曉明等【14】研究發(fā)現(xiàn)，隨著呼氣末異氟醚濃度升高，異氟醚對心血管中樞抑制也逐漸增強(qiáng)，當(dāng)呼氣末異氟醚濃度達(dá)到1.6%時(shí)，MAP可以維持在脊柱手術(shù)所需的目標(biāo)血壓，而且不伴有HR的增快，滿足了臨床控制性降壓的需求。認(rèn)為其機(jī)制可能為，一方面異氟醚直接擴(kuò)張動脈，并輕度抑制心功能，降低血壓的同時(shí)也抑制了心血管中樞，低血壓狀態(tài)未能誘發(fā)生理性升壓反射。異氟醚通過外周和中樞同時(shí)作用實(shí)現(xiàn)了控制性降壓，與使用擴(kuò)血管藥物行控制性降壓相比，穩(wěn)定性和可控性更強(qiáng)。Shino Umehara等研究的揮發(fā)性的麻醉劑對壓力感受器的影響【15】，方法為以七氟醚對十一個(gè)健康志愿者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，于清醒時(shí)、七氟醚麻醉持續(xù)3小時(shí)、麻醉恢復(fù)后的30、60、120、180分鐘各時(shí)間點(diǎn)上，對頸動脈壓力感受反射及心率可變性進(jìn)行測量，證實(shí)七氟醚麻醉起效后，其對心臟迷走神經(jīng)壓力感受反射作用以及迷走神經(jīng)活力的抑制，將持續(xù)更長的時(shí)間，往往超過60min。以期解釋圍術(shù)期全身麻醉過程中血流動力學(xué)的易變性。高血壓病不僅發(fā)病率高，且常常引起心、腎、腦等重要臟器受損而發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。 治療高血壓的藥物盡管能使血壓降至正常水平，卻不能減少并發(fā)癥的發(fā)生，甚至可以加重高血壓靶器官損傷( target organ damage, TOD)，而降低生存率。這表明血壓水平并不是決定高血壓預(yù)后的唯一因素。喬懷宇【16】等人對高血壓患者壓力感受器敏感性的研究證實(shí)，BRS功能降低可能是高血壓病發(fā)病原因之一；降脂治療可通過升高 BRS，改善高血壓病患者的預(yù)后；血管內(nèi)皮舒張功能與BRS有關(guān)，可通過改善血管內(nèi)皮舒張功能改善BRS。除了藥物治療以外，研究觀察發(fā)現(xiàn)，體育鍛煉同樣可以改善高血壓患者壓力反射功能。低強(qiáng)度的鍛煉（達(dá)到50%最大攝氧量）就可以降低心血管交感神經(jīng)活性，增強(qiáng) BRS，而改善的壓力反射功能可使原發(fā)性高血壓并發(fā)癥的發(fā)生率和病死率降低【17】。單錚錚【18】等研究證明：壓力感受器反射功能與高血壓靶器官損傷密切相關(guān)，認(rèn)為壓力感受器功能降低可能加重高血壓靶器官的損傷。 心力衰竭是以心臟的泵血功能降低（心輸出量減少）為始動因素的臨床綜合征。心輸出量降低，首先引起動脈壓力感受性反射失去容量負(fù)荷，進(jìn)而通過迷走-交感機(jī)制加快心率；同時(shí)，支配血管床的交感傳出活動增強(qiáng)，導(dǎo)致外周阻力增加。充血性心力衰竭時(shí)動脈和心肺壓力感受器發(fā)生明顯的異常變化，并導(dǎo)致神經(jīng)體液活性過度增高，血漿中去甲腎上腺素水平過度活化。這種異常改變與病人的心衰程度和預(yù)后有著密切的關(guān)系，其改變的程度越顯著心功能損害就越重，而預(yù)后也就越差。通過實(shí)驗(yàn)性高心輸出量性和低心輸出量性心衰狗模型研究證明【19】，壓力感受器功能異常主要表現(xiàn)為激活壓力感受器的壓力閾值升高，感受器對壓力變化的敏感性降低。各種抗心衰治療如擴(kuò)血管劑、正性肌力藥物以及受體阻滯劑治療時(shí)均對壓力感受器產(chǎn)生不同程度的影響，其中尤以洋地黃對壓力感受器的影響較為顯著。洋地黃糖甙一個(gè)重要的作用是具有顯著的交感神經(jīng)調(diào)節(jié)作用。心衰病人應(yīng)用洋地黃后，受損的壓力感受器功能很快得到恢復(fù)，表明心衰時(shí)壓力感受器功能受損至少部分是由于細(xì)胞膜鈉泵活性增高所致。使用洋地黃后使鈉泵活性降低，因而降低了興奮閾值【20】。在臨床實(shí)踐過程中，淺麻醉狀態(tài)下，不適宜的手術(shù)牽拉或壓迫等，使主動脈弓或頸動脈竇的壓力感受器受到刺激，可引起壓力感受器發(fā)射，病人往往出現(xiàn)血壓下降、呼吸變緩、心律不齊或心搏驟停，以致呼吸變淺或暫停，甚至出現(xiàn)抽搐等癥狀。尤其是在洋地黃化的患者表現(xiàn)得更加明顯，因此，在麻醉和手術(shù)的過程中應(yīng)防止這一現(xiàn)象的發(fā)生。異丙酚(propofol)，作為一種新型速效靜脈麻醉藥，具有蘇醒快而完全，持續(xù)輸注后無蓄積的特點(diǎn)。目前研究發(fā)現(xiàn)異丙酚對心血管系統(tǒng)有抑制作用，其機(jī)制可能為：（1）降低外周血管阻力；（2）抑制內(nèi)質(zhì)對Ca2離子的攝取，從而抑制心肌收縮力；（3）抑制心血管系統(tǒng)的神經(jīng)反射，尤其是抑制壓力感受器對低血壓的反射；（4）抑制心血管運(yùn)動中樞和阻斷交感神經(jīng)釋放去甲腎上腺素【21】。Rocchiccioli 等【22】認(rèn)為異丙酚與壓力感受器傳導(dǎo)通路的相互作用使自主神經(jīng)系統(tǒng)傳出減少，從而產(chǎn)生劑量依賴性的壓力感受器抑制。Shy-Drager綜合征患者，表現(xiàn)為自發(fā)的腦干縮血管中樞神經(jīng)變性。盡管其頻繁的直立位暈厥發(fā)作的常見的臨床癥狀，被很好的解釋為中樞性交感神經(jīng)壓力反射衰竭，而一些患者的仰臥位高血壓的機(jī)制尚未清楚。許多交感神經(jīng)壓力反射系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性的研究于不同類型的高血壓和心衰的動物模型中，以及臨床高血壓和心衰的研究中，其結(jié)論是：壓力反射功能衰竭在高血壓及心衰過程中起著重要的作用。但是，大多數(shù)的研究并沒有嚴(yán)格而準(zhǔn)確的定義什么才是壓力反射功能衰竭？綜上所述，動脈壓力感受器反射在心輸出量、外周阻力和血容量等發(fā)生突然變化的情況下，對動脈血壓進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)起重要的作用，是維持動脈血壓穩(wěn)定的重要神經(jīng)反射機(jī)制。許多生理、病理以及藥理的因素，都可以對壓力感受器反射的各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。因此，對壓力感受器反射的機(jī)制還有待于更進(jìn)一步的研究和探討。參考文獻(xiàn)：【1】 侯立朝，畢好生等 尼莫地平對人動脈壓力感受器的影響 中華心臟雜志，2000 5.【2】 Tracey, K.J. 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