NMDA受体对异丙酚全麻作用的影响及其机制研究

【摘要】： 全麻药物的临床应用已有近150余年的历史，但其作用机制至今仍不清楚。近来的研究表明，临床相关浓度的全麻药物其作用具有较高的选择性，可能是在中枢神经系统中较小数量的细胞和分子靶位发挥全麻效应。递质门控离子通道是目前发现的对全麻药物较为敏感的候选分子靶位，但其中的各种通道蛋白对全麻药物的敏感性和特异性存在着较大的差异，因此进一步阐明全麻药物与通道蛋白之间的作用特性及其对全麻效应的影响，成了当前全麻机制研究的关键所在。 静脉麻醉药异丙酚(2,6—二异丙基苯酚)是目前临床上使用最为广泛的全麻药物之一，具有理想的药理学特征和独特的化学结构。离体研究表明，临床相关浓度的异丙酚对许多递质门控离子通道如GABA_A受体、NMDA受体、甘氨酸受体、5-HT_3受体等均较敏感，其中以GABA_A受体的敏感性最为显著，但对于GABA_A受体是否是异丙酚全麻作用的主要靶位，目前尚存在诸多的争议和分歧。NMDA受体是中枢神经系统中最主要的兴奋性递质门控离子通道受体，其对异丙酚的敏感性相对较弱，但有研究表明临床相关浓度的异丙酚对中枢NMDA受体有较明显的负性调控作用，我们在前期研究中也观察到，NMDA受体功能与异丙酚的全麻作用有关。在本研究中我们通过从整体行为学观察、在体细胞外电生理记录以及培养海马神经元的膜片钳研究，初步观察了NMDA受体对异丙酚全麻效能的影响。期间也同时比较了其与GABA_A受体的作用差异。 主要研究结果如下： 1、整体行为学研究：采用药理拮抗试验，分别将不同剂量的NMDA受体拮抗剂MK-801(0.3～3mg／kg)或GABA_A受体拮抗剂荷包牡丹碱(0.6～6mg／kg)，与异丙酚联合用药后(腹腔内注射)，观察其对异丙酚麻醉效能(抑制昆明小鼠翻正反射)的影响。结果显示：MK-801(0.3～3mg／kg)剂量依赖性地提高异丙酚的麻醉效能，单独应用时对小鼠行为无明显影响的低剂量MK-801(0.3mg／kg)，与异丙酚联合应用后仍有显著的全麻增强作用；GABA_A受体拮抗剂荷包牡丹碱仅在高惊厥剂量(6mg／kg)时才表现出对异丙酚麻醉效能的增强作用。表明NMDA受体功能和GABA_A受体功能对异丙酚的全麻效能均有一定的影响，但NMDA受体的影响和敏感性显得更为显著。 2、在体电生理研究：(1)初步建立了整体清醒大鼠海马CA1区单个神经元细胞 第二军医大学博士论文 中文摘要 外记录模型，鉴别出海马CAI区存在三类与外周伤害性刺激反应相关的神经元，即 伤害兴奋性、伤害抑制性和伤害无关性神经元。同时观察到静脉注射异丙酚对这三 类神经元的自发放电具有完全不同的调制作用，主要表现为抑制伤害兴奋性神经元 的自发放电，增强伤害抑制性神经元的自发放电，而对伤害无关性神经元的影响可 表现为增强、抑制或无反应，显示异丙酚的中枢作用具有选择性，可能是同时通过 对中枢兴奋性反应的抑制和抑制性反应的增强而发挥其主要的药理作用／②选择海 马 CA区伤害兴奋性神经元对异丙酚的中枢兴奋性抑制作用进行进一步的研究。异 丙酚可剂量依赖性地抑制海马伤害兴奋性神经元的自发放电，其静脉注射的半数有 效剂量ED50值为1．102mwg。静脉预注射NMDA受体桔抗剂MK七 ①．smwg） 可部分阻断异丙酚的中枢兴奋性抑制作用u经元的放电抑制率由阻断前的86．2％ 下降为叮．vo，o，而对抑制作用持续时间无明显影响人o朋a。受体桔抗剂荷包牡丹 碱门．sin吵g）静脉预注射可明显缩短异丙酚的抑制作用持续时间（抑制作用持续 时间由阻断前的3l土0．Zmin缩短为阻断后的1．6士0．3min），而对神经元的放电抑制率 ＿。（阻断前88．4％，阻断后80．5％）无明显影响。表明异丙酚对中枢兴奋性反应的抑制 作用，NMDA受体和 GABA。受体均在其中起了介导作用，但两者的作用模式明显 不同。o）异丙酚对中枢局部的隔海马投射系统的影响。内侧隔核脑内微注射分析纯 异丙酚“0ng）对海马CAI区伤害兴奋性神经元的自发放电可产生直接的抑制作用。 内侧隔核预注射NMDA受体桔抗剂MK｛01仿）可部分阻断异丙酚对伤害兴奋性神 经元自发放电的抑制作用（放电抑制率由阻断前的65石％下降为20．9％，而对抑制 作用持续时间无影响X 内狈隔核脑内预注射GABA。受体桔抗剂荷包牡丹碱（6ng）对 异丙酚抑制伤害兴奋性神经元的自发放电也有明显的影响（放电抑制率由阻断前的 58．5％下降为28．7％，对抑制作用持续时间也无影响卜在体的电生理研究表明，异 丙酚的中枢作用具有较高的选择性，对海马伤害相关性神经元的兴奋性具有完全不 同的调制作用；其中异丙酚对伤害兴奋性神经元的抑制作用，NMDA受体和GABAA 受体均起了明显的介导作用，但两者的作用方式和影响程度有较大的差异，可能与