宋蘇沛,王 雷,廖藝聰,劉晶晶,張明陽,周美艷,
周慧軒1,唐 然1,戴體俊3
(徐州醫(yī)學(xué)院1.麻醉學(xué)院,2.研究生學(xué)院,3.江蘇省麻醉學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221002)
研究證實(shí),腦內(nèi)存在特異性 γ-羥基丁酸(gamma-hydroxybutyrate,GHB)受體,且屬于G蛋白耦聯(lián)受體超級(jí)家族(Go或Gi家族)[1],并且已在大鼠上克隆了 GHB受體的 cDNA[2]。NCS-382是GHB 受體的特異性拮抗劑[3],周慧軒等[4]亦證實(shí),GHB受體是異氟烷催眠作用的靶位,但并非其鎮(zhèn)痛作用的靶位。筆者以往的研究只限于吸入麻醉藥,丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯為臨床常用靜脈麻醉藥,起效快、作用強(qiáng),患者依從性好,且麻醉實(shí)施相對(duì)簡單,對(duì)藥物輸注器材的要求不高[5],闡明靜脈麻醉藥的全麻原理對(duì)于更好地監(jiān)測麻醉深度、提高臨床麻醉的質(zhì)量、擴(kuò)大全麻藥的用途乃至解釋腦的奧秘都有重大意義[6]。本實(shí)驗(yàn)通過建立丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯的催眠模型和氯胺酮的鎮(zhèn)痛模型探討GHB受體與丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯催眠作用的關(guān)系以及其與氯胺酮鎮(zhèn)痛作用的關(guān)系。
丙泊酚注射液(意大利AstraZeneca S.p.A公司,批號(hào):GP256),鹽酸氯胺酮注射液(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司,批號(hào)KH071001),依托咪酯脂肪乳注射液(江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司,批號(hào):20090606),NCS-382(美國 Sigma 公司,批號(hào):066K47041),0.9%氯化鈉注射液(石家莊四藥有限公司,批號(hào):100517603),人工腦脊液(aCSF)根據(jù)文獻(xiàn)[7]配制,pH=7.4,icv 容積為 5 μl。微量進(jìn)樣器(上海醫(yī)用激光儀器廠),HH-42型快速恒溫水浴箱(常州國華電器有限公司)。
昆明種小鼠,清潔級(jí),動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(蘇)2002-0022,體質(zhì)量18~23 g,由徐州醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。受試小鼠在實(shí)驗(yàn)前2 d熟悉實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,自由攝食飲水,按分層隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),使各組動(dòng)物體質(zhì)量和性別比例相似。為避免小鼠各時(shí)間段可能出現(xiàn)行為差異對(duì)研究結(jié)果的影響,實(shí)驗(yàn)于每日同一時(shí)間段進(jìn)行。丙泊酚和依托咪酯注射容積為20 ml·kg-1,aCSF 注射容積為5 μl,生理鹽水和氯胺酮注射容積為 10 ml·kg-1。
120只昆明種小鼠,♀♂各半。分為3大組,分別ip 給予丙泊酚200 mg·kg-1、氯胺酮 150 mg·kg-1和依托咪酯40 mg·kg-1,待翻正反射消失后1 min,每大組再分為4亞組,分別 icv[8]給予 aCSF 及 NCS-382 1,5和25 μg·kg-1,容積均為 5 μl,注射時(shí)間為 5 s,留針25 s。記錄各組小鼠從翻正反射消失到翻正反射恢復(fù)的時(shí)間,即睡眠時(shí)間(sleeping time,ST)。
小鼠置于恒溫水浴箱(55±0.5)℃,記錄其從足部接觸熱板到開始舔后足的時(shí)間為熱板法痛閾(pain threshold in hot-plate test,HPPT),給藥前每只小鼠首先測HPPT 2次,間隔5 min,取其平均值作為基礎(chǔ)痛閾,剔除基礎(chǔ)痛閾>30 s或<5 s的動(dòng)物。給藥后,為了避免足部燙傷,限定停留時(shí)間不超過60 s,超過60 s者,其 HPPT 記為60 s。
80只昆明小鼠,分為2大組:正常對(duì)照組ip給予生理鹽水和鎮(zhèn)痛模型組ip給予氯胺酮40 mg·kg-1,5 min后,按照各亞組分別ith[8]給予aCSF和NCS-382 1,5 和25 μg·kg-1,容積均為 5 μl,注射時(shí)間為5 s,留針15 s。分別記錄10,20,30和40 min的HPPT。
80只昆明小鼠,分為8亞組,每組10只。分組處理同熱板法實(shí)驗(yàn)。ith處理后1 min,ip給予1.0%冰醋酸溶液10 ml·kg-1致痛(可致其出現(xiàn)腹部內(nèi)凹、軀干與后肢伸張、臀部高抬等行為反應(yīng)),立即記錄注射冰醋酸后15 min內(nèi)小鼠扭體次數(shù)。
ip給予丙泊酚、氯胺酮、依托咪酯后均能使小鼠翻正反射消失。小鼠icv給予NCS-382 1,5和25 mg·kg-1后,均逐漸恢復(fù)翻正反射,睡眠時(shí)間明顯縮短(P <0.05)。
表1 NCS-382對(duì)丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯催眠小鼠睡眠時(shí)間的影響Tab.1 Effect of NCS-382 on sleeping time of mice anesthetized by propofol,ketamine and etomidate
2.2.1 NCS-382 對(duì)痛閾的影響
表2結(jié)果顯示,NCS-382 1,5 和 25 mg·kg-1對(duì)其HPPT無影響。與自身基礎(chǔ)痛閾比較,小鼠ip給予氯胺酮 40 mg·kg-1鎮(zhèn)痛 10,20和 30 min后,HPPT延長(P<0.05),但40 min后HPPT的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。氯胺酮鎮(zhèn)痛小鼠給予NCS-382 1,5和25 μg·kg-110和 20 min后,HPPT較自身基礎(chǔ)HPPT也明顯延長(P<0.05),30 min后只有 NCS-382 25 μg·kg-1組 HPPT 明顯延長(P <0.05)。與同一時(shí)間點(diǎn)的氯胺酮組相比,NCS-382 1,5和25 μg·kg-1對(duì)HPPT無顯著差異,說明 NCS-382對(duì)氯胺酮的鎮(zhèn)痛作用無改善作用。
2.2.2 NCS-382 對(duì)扭體次數(shù)的影響
表3結(jié)果顯示,正常小鼠注射NCS-382 1,5和25 μg·kg-1對(duì)扭體次數(shù)無明顯影響;與正常對(duì)照組小鼠相比,氯胺酮40 mg·kg-1使小鼠扭體次數(shù)明顯減少至29±8次(P<0.05);5 min后給予NCS-382 1,5和25 μg·kg-1對(duì)氯胺酮鎮(zhèn)痛導(dǎo)致的小鼠扭體次數(shù)減少無改善作用,依舊明顯低于正常對(duì)照組小鼠(P<0.05)。
表2 NCS-382對(duì)氯胺酮鎮(zhèn)痛小鼠痛閾(HPPT)的影響Tab.2 Effect of NCS-382 on pain threshold in hot-plate test(HPPT)analgesia by ketamine in mice
表3 NCS-382對(duì)氯胺酮鎮(zhèn)痛小鼠扭體次數(shù)的影響Tab.3 Effect of NCS-382 on writhing test analgesia by ketamine in mice
本實(shí)驗(yàn)表明,GHB受體拮抗劑NCS-382可以減少丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯麻醉小鼠的睡眠時(shí)間,但是對(duì)氯胺酮鎮(zhèn)痛小鼠的HPPT和扭體次數(shù)無明顯影響。
麻醉藥的催眠作用主要與大腦的活動(dòng)有關(guān),而鎮(zhèn)痛作用主要由脊髓所介導(dǎo)[9],因此,在催眠實(shí)驗(yàn)中,采用icv給藥,而在鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)中采用ith給藥的方法,使藥物直接作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不同部位,可避免或最大限度地排除經(jīng)iv或ip給藥對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)的影響,使觀察結(jié)果更為可靠[10]。
翻正反射反映高級(jí)中樞的整合功能,是動(dòng)物從麻醉狀態(tài)恢復(fù)清醒的重要指標(biāo)。Koek等[11]認(rèn)為GHB可調(diào)控特異表達(dá)GABAB受體通路中部分GABA的合成和釋放。而GHB的代謝產(chǎn)物γ-丁內(nèi)酯具有有限的GABA受體激動(dòng)劑活性[12]。另有研究發(fā)現(xiàn),GHB可以抑制多巴胺神經(jīng)元的興奮性[13],同時(shí)可以調(diào)節(jié)5-羥色胺和乙酰膽堿的攝取與釋放以及鈣通道通透性及cGMP的釋放[3,14]。在催醒實(shí)驗(yàn)中,丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯可能部分通過GHB受體的介導(dǎo)產(chǎn)生了催眠作用。但NCS-382的催醒作用并不能像納洛酮拮抗阿片類或氟馬西尼催醒苯二氮艸
卓類那樣,起到立竿見影的效果,只縮短一半左右的睡眠時(shí)間,提示靜脈麻醉藥引起的催眠機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜,還涉及其他作用機(jī)制。
熱板和扭體實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行疼痛研究的常用方法。氯胺酮與μ阿片受體和N-甲基-D-天冬氨酸受體的相互作用介導(dǎo)其某些鎮(zhèn)痛作用,氯胺酮對(duì)脊髓的鎮(zhèn)痛作用可能是對(duì)背角神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)力范圍神經(jīng)活動(dòng)抑制作用的結(jié)果[15]。而GHB受體在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及外周組織并不表達(dá),它專一表達(dá)于包括額葉皮質(zhì)在內(nèi)的整個(gè)大腦皮質(zhì)、海馬、紋狀體、嗅束、丘腦、A9、A10、A12 等多巴胺能神經(jīng)核團(tuán)[16]。氯胺酮組在熱板法和扭體法均表現(xiàn)出明顯的鎮(zhèn)痛作用,而ith給予NCS-382對(duì)氯胺酮的鎮(zhèn)痛作用無明顯影響,提示氯胺酮的鎮(zhèn)痛作用機(jī)制與GHB受體關(guān)系不大。
全身麻醉包括鎮(zhèn)痛、催眠、意識(shí)消失、認(rèn)知障礙、肌肉松弛、抑制異常應(yīng)激反應(yīng)等方面,而催眠、鎮(zhèn)痛作用是其最基本、最重要的作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,GHB受體可能介導(dǎo)了丙泊酚、氯胺酮和依托咪酯催眠的作用,但與氯胺酮熱、化學(xué)刺激的鎮(zhèn)痛作用關(guān)系不大。這提示靜脈麻醉藥可能存在共同的催眠作用受體,其具體機(jī)制有待進(jìn)一步深入的研究。
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