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目的:阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）严重危害着公众健康,与心脑血管疾病、胰岛素抵抗密切相关,此外还能导致认知功能的损害,产生焦虑、抑郁等不良情绪。OSA患者主要表现为夜间睡眠过程中反复出现上气道部分或完全塌陷,进而导致间歇性低氧血症和睡眠间断。上气道扩张肌的活动是拮抗上气道塌陷维持气道开放的重要力量,颏舌肌是其代表肌肉,睡眠期间上气道扩张肌的收缩功能不足是发生呼吸暂停事件的重要原因。与正常人相比,OSA患者觉醒期间颏舌肌的肌电活性的代偿性增高是维持上气道开放的关键,而睡眠期间因缺少这种代偿而导致阻塞事件的发生。肥胖相关的颈部脂肪堆积可以引起上气道的狭窄,增加上气道的可塌陷性,是睡眠呼吸暂停的高危因素。经颅磁刺激（TMS）技术可以用来探索颏舌肌的中枢调控通路,OSA患者觉醒时颏舌肌运动皮质区TMS反应性增强,而睡眠时尤其在呼吸暂停期间TMS反应性降低,提示睡眠呼吸暂停患者觉醒时,存在颏舌肌的中枢代偿维持上气道通畅。本课题组通过一系列动物实验证实这一代偿效应与5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NE）能输入有关。颏舌肌主要受舌下神经核调控,舌下神经核运动神经元受中缝核5-HT能神经元和脑干A7、蓝斑下核等区域的去甲肾上腺素能神经元通过5-HT2A受体和去甲肾上腺素-α1受体共同支配。研究证实,5-HT和去甲肾上腺素共同参与舌下神经的放电活性,抑制舌下神经核5-HT2A受体和去甲肾上腺素-α1受体能明显降低大鼠颏舌肌的肌电活动,相反激动其相应受体后能显著增加颏舌肌的肌电的兴奋性,改善上气道的可塌陷性。TWIK相关的酸敏感钾离子通道-1（TWIK-related acidsensitive K channel,TASK-1）在脑干运动神经元中广泛分布,尤其是在舌下神经核上的分布最为明显,对缺氧和PH值变化敏感,通过启动缺氧化学敏感机制参与呼吸系统的调控。5-HT和NE等神经递质对TASK-1通道电流有明显的抑制作用,睡眠时这类神经递质的释放减少会对TASK-1的抑制作用降低,进而降低神经元的兴奋性,提示TASK-1可能作为5-HT和NE的下游通道参与呼吸中枢的调控,而TASK-1的活性异常可能是引起呼吸中枢化学反射和颏舌肌收缩功能异常的内在原因。因此我们提出假设舌下神经核的5-HT和NE能输入通过TASK-1通道调节颏舌肌的中枢反应性进而影响上气道的稳定性。睡眠期间呼吸暂停事件的发生与颏舌肌的失代偿导致的上气道可塌陷性的增加密切相关,那么我们是否可以通过增强颏舌肌的这一代偿作用来维持上气道的稳定性呢?重复经颅磁刺激（rTMS）技术是在TMS的基础上发展起来的无痛无害的物理刺激技术,大脑初级运动皮层区的rTMS可引起目标肌肉的收缩,且对大脑功能的影响持续到刺激结束后一段时间,目前该技术已广泛地应用到多种运动功能障碍性疾病的研究和治疗中。研究者将这一物理治疗技术应用到OSA患者中,研究发现在一定范围内增加磁刺激的输出量可以无觉醒地增加皮质区的TMS反应性和呼吸增强效应。这表明rTMS有望成为一种增强颏舌肌活性,维持上气道稳定性的新的物理治疗策略。因此本研究的目的是通过建立肥胖大鼠模型,探讨重复经颅磁刺激对肥胖大鼠颏舌肌中枢反应性、肌电活性和上气道稳定性的影响以及产生这些效应的可能机制,进而为OSA的物理治疗提供新的思路。方法:1、重复经颅磁刺激对肥胖大鼠上气道稳定性的影响。在确定磁刺激参数部分,选取成年Wistar雄性大鼠（24只）按照随机数字表法随机分为高频组（10Hz）、低频组（1Hz）和假刺激组,三组大鼠分别给予相应参数的磁刺激干预,分别在重复经颅磁刺激（rTMS）的第0、1、3、5、6天检测并比较各组大鼠颏舌肌的TMS反应性,进而选择出可能有效的磁刺激频率;在肥胖大鼠造模部分,选取鼠龄5周的SPF级Wistar雄性大鼠（130-150g）,随机分为肥胖组（n=8）和对照组（n=8）,给实验组大鼠饲喂45%脂肪含量的高脂饲料制造营养性肥胖大鼠模型,以大鼠体重超过对照组20%作为肥胖大鼠造模成功的标准,检测并比较肥胖组和对照组大鼠TMS反应性、颏舌肌肌电活性（EMG）和上气道临界压（Pcrit）值;按照上述方法制造营养性肥胖大鼠模型,将造模成功的肥胖大鼠随机分为rTMS组（n=8）和假刺激组（n=8）,在磁刺激的第0、7、14天检测并比较两组大鼠的TMS反应性、颏舌肌肌电（EMG）和上气道临界压（Pcrit）值,进而验证rTMS对肥胖大鼠上气道的影响。2、舌下神经核5-HT/5-HT2A受体、NE/NE-α1受体和TASK-1对rTMS处理大鼠上气道稳定性的影响。将造模成功的肥胖大鼠随机分为假刺激组（sham rTMS组,n=8）、人工脑脊液组（rTMS+ACSF组,n=8）、5-HT2A受体拮抗剂组（rTMS+MDL组,n=8）、NE-α1受体拮抗剂组（rTMS+Prazosin组,n=8）、rTMS+MDL+Prazosin组（n=8）、rTMS+MDL+Prazosin+TASK-1拮抗剂组（rTMS+MDL+Prazosin+ML365,n=8）。根据大鼠脑立体定位图谱和相关参考文献进行肥胖大鼠舌下神经核区域的核团定位和验证,大鼠舌下神经核区域埋置导管成功后,实验组大鼠分别给予特定的拮抗剂,对照组给予同样剂量的ACSF作为对照。在rTMS的第0、7、14天检测并比较各组大鼠的TMS反应性、颏舌肌肌电（EMG）和上气道临界压（Pcrit）结果,进而验证5-HT和NE能输入以及TASK-1是否参与rTMS对肥胖大鼠上气道的调控作用。另选取造模成功的肥胖大鼠（n=12）随机分为rTMS组（n=6）和假刺激组（n=6）,在rTMS结束后处死大鼠,留取脑干舌下神经核区域,用于舌下神经核团处5-HT/5-HT2A受体、DBH/α1A受体和TASK-1通道蛋白的免疫组化,比较两组大鼠免疫组化结果差异。结果:1、重复经颅磁刺激对肥胖大鼠上气道稳定性的影响。1.1高频重复经颅磁刺激能够增加大鼠颏舌肌运动皮质区TMS反应性（P<0.05）。1.2与正常体重组大鼠相比,营养性肥胖大鼠颏舌肌TMS反应性降低,表现为TMS潜伏期的延长和振幅的降低（P<0.05）;颏舌肌EMG活动下降（P<0.05）;营养性肥胖导致大鼠上气道Pcrit值增高,也就是更容易塌陷（P<0.05）。1.3高频重复经颅磁刺激能够增加肥胖大鼠颏舌肌TMS反应性（P<0.05）,增强颏舌肌的肌电活动（P<0.05）,改善肥胖大鼠上气道的稳定性（P<0.05）。2、舌下神经核5-HT/5-HT2A受体和去甲肾上腺素/去甲肾上腺素能α1受体和TASK-1对rTMS处理大鼠上气道稳定性的影响。2.1高频重复经颅磁刺激增加了肥胖大鼠的中枢反应性和肌电活性,进而改善了上气道的稳定性,舌下神经核区域微量注入5-HT2A受体拮抗剂（MDL）能抑制这一正性调控作用（P<0.05）。2.2舌下神经核区域微量注入去甲肾上腺素-α1受体拮抗剂（Prazosin）能抑制高频重复经颅磁刺激对肥胖大鼠上气道的正性作用,降低颏舌肌的TMS反应性、EMG活性和上气道的可塌陷性（P<0.05）。2.3舌下神经核区域同时给予5-HT2A受体拮抗剂和去甲肾上腺素-α1受体拮抗剂能显著降低高频rTMS对肥胖大鼠颏舌肌中枢调控和上气道稳定性的正性作用,使肥胖大鼠上气道的可塌陷性增加,但两者无协同作用（P<0.05）。2.4高频rTMS组大鼠舌下神经核团给予双重拮抗剂（MDL+Prazosin）后20分钟,再注入TASK-1阻断剂能改善5-HT2A受体和去甲肾上腺素-α1受体拮抗剂对颏舌肌中枢调控的抑制效应（P<0.05）。2.5高频rTMS能够增加肥胖大鼠舌下神经核首部和尾部5-HT阳性末端和去甲肾上腺素能纤维末梢的数量（P<0.05）。2.6高频rTMS提高了肥胖大鼠舌下神经核首部和尾部5-HT2A受体、去甲肾上腺素能α1受体、TASK-1通道蛋白的平均光密度值（P<0.05）。结论:1、高频重复经颅磁刺激能够增强肥胖大鼠颏舌肌的中枢调控,降低肥胖大鼠上气道的可塌陷性,改善上气道的稳定性。2、高频重复经颅磁刺激对肥胖大鼠上气道稳定性的正向作用与舌下神经核5-HT2A受体、去甲肾上素-α1受体有关;高频重复经颅磁刺激影响肥胖大鼠舌下神经核区域5-HT/5-HT2A受体、去甲肾上腺素能纤维末梢/α1A受体和TASK-1通道蛋白的表达。