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在过去的20年中，大量的文献报道吸入麻醉药、咪唑安定、异丙酚、苯妥因钠、氯胺酮等药物在脑以及心脏缺血再灌注损伤、Ca2+超载时均可发挥保护作用。然而，在近几年来，JohnWOlney、VesnaJevtovic-Todorovic等陆续报道了氯胺酮、笑气、咪唑安定、异氟醚可诱发新生大鼠多个脑区神经元凋亡的现象、导致新生大鼠学习记忆能力发育异常。临床资料也显示，儿童在接受抗癫痫病药物治疗后可影响学习记忆功能的发育；癫痫病孕妇接受苯妥因钠等药物治疗后，可导致子代智商低下。
从神经保护到神经毒性，人们对麻醉剂作用的认识存在巨大的分歧，镇静药、抗癫痫药物、全麻药物具有神经保护作用还是神经毒性作用?其诱发新生神经元凋亡的机制又是什么?
异丙酚，分子结构中含有苯酚。虽然这种含酚类结构的药物在临床麻醉中得到广泛的应用，而且未显示出其神经毒性作用，但对处于生长发育中的婴幼儿，其潜在的危害不容忽视。然而临床上不断有人将异丙酚用于3岁以下的婴幼儿。大量的临床研究显示这种用法似乎是安全的。
异丙酚具有诱导迅速，苏醒快捷而安全，持续输注后无蓄积等优点，因而普遍用于麻醉诱导与维持、局部麻醉中的辅助镇静、ICU镇静等，是当今世界范围内最常用的静脉麻醉药物。但异丙酚潜在的神经毒性尚未定论，且有关文献报道甚少，很有必要就此问题进行进一步研究，以得出明确的结论。
鉴于此，本研究旨在探讨异丙酚是否存在神经毒性，以及其细胞毒性的可能机理。本研究分为3个部分进行：1.从整体动物行为学的角度，利用Morris水迷宫系统，研究不同剂量、不同麻醉时间的异丙酚对新生大鼠空间学习记忆能力的影响；2.从原代细胞的角度，通过以原代培养的大鼠海马神经元为细胞模型，研究不同剂量、不同麻醉时间的异丙酚对大鼠海马神经元形态发育的影响，并探讨其作用机制；3.从可传代的神经细胞株的角度，通过与神经系细胞生理特性类似的PC12细胞为细胞模型，进一步探讨异丙酚诱发细胞凋亡、产生细胞毒性的机理。
第一章异丙酚对新生大鼠空间学习记忆功能发育的影响
本实验从整体动物行为学的角度，利用Morris水迷宫系统进行检测，研究不同剂量的异丙酚对新生大鼠空间学习记忆功能发育的影响。
方法：5窝新生第7天SD大鼠，按照随机区组化实验设计，每窝内新生大鼠随机分为对照组、三种不同剂量异丙酚组。三种不同剂量异丙酚组分别皮下注射异丙酚10mg/kg、50mg/kg、50mg/kg两次。大鼠出生后28天开始行Morris水迷宫测试。整个测试过程持续9天。Morris水迷宫测试程序包括可视平台试验、定位航行试验、空间探索试验三部分。可视平台试验持续4天，每天4次测试，每次120秒。可视平台试验之后，大鼠休息2天后进行为期5天的定位航行试验以及空间探索试验。记录大鼠寻找平台的潜伏期、路径长度和游泳速度、穿环次数、目标象限停留时间。
结果：在可视平台试验中第1天时，与Con组比较，P10组大鼠寻找可视平台的潜伏期缩短；与Con组比较，P50D、P50组潜伏期的差异无统计学意义；在4天过程中，与Con组比较，P50D、P50组的平均潜伏期延长，P10组与Con组的平均潜伏期的差异无统计学意义。
在定位航行试验中，与Con组比较，P50D组每天的潜伏期均延长；与Con组比较，P50组数量上虽有所延长，但差异无统计学意义；与Con组比较，P10组的差异无统计学意义；与P50组比较，P50D组每天的潜伏期均延长。
在空间探索试验中，与Con组比较，P50D组大鼠潜伏期延长，大鼠穿环次数、目标象限停留时间均减少；与Con组比较，P50组穿环次数、目标象限停留时间的差异无统计学意义；与Con组比较，P10组穿环次数、目标象限停留时间的差异无统计学意义。
结论：
1.亚麻醉剂量异丙酚持续作用于新生第7天大鼠4h，可抑制大鼠空间学习记忆功能的发育，导致其在Morris水迷宫试验中的行为学测试成绩低于对照组大鼠。
2.亚麻醉剂量异丙酚作用于新生第7天大鼠2h，不足以抑制大鼠空间学习、记忆功能的发育，但可导致其在Morris水迷宫可视平台试验中学习能力下降，经过训练后与对照组大鼠的成绩比较无统计学差异。
3.镇静剂量异丙酚作用于新生第7天大鼠1h，可导致其在Morris水迷宫可视平台试验中短期内学习能力提高，但后期的成绩与对照组比较无统计学差异。
第二章异丙酚对离体培养海马神经元生长发育的影响
本研究拟评价不同浓度异丙酚对胎鼠离体培养海马神经元生长发育的影响。
方法：体外培养妊娠18d的SD大鼠胎鼠海马神经元。分3部分进行实验，每部分均将分离后的神经元随机分为分5组：空白对照组、20％脂肪乳组和3个不同浓度异丙酚组。第1部分：P2组、P4组、和P8组分别加入终浓度为2、4、8μg/ml的异丙酚，E1组加入20％脂肪乳，测定6d后测定神经元树突总长度、初级突起数和分支突起数；第2部分：P5组、P10组和P20组分别加入终浓度为5、10、20μg/ml的异丙酚，E2组加入20％脂肪乳，作用24h后再孵育2、4、6、8d后进行神经元计数，并计算神经元生存率；第3部分：P5组、P10组和P50组分别加入5、10、50μg/ml异丙酚，E3组给予20％脂肪乳，作用24h后计数凋亡神经元数目和神经元总数，计算神经元凋亡率。
结果：与C1组比较，E1组神经元树突总长度、初级突起数和分支突起数的差异无统计学意义；P4组、P8组中，异丙酚作用4h后神经元树突总长度、初级突起数和分支突起数均降低；P2组、P4组、P8组中，异丙酚作用8h后神经元树突总长度、初级突起数和分支突起数均降低。P2组、P4组、P8组中各组内比较，异丙酚作用8h后神经元树突总长度、初级突起数和分支突起数均降低。与C2组比较，P10组孵育第6天和第8天神经元存活数目减少，P20组孵育第4天、第6天和第8天神经元存活数目减少，其余各组比较差异无统计学意义。与C3组比较，E3组细胞凋亡率的差异无统计学意义；P5组、P10组和P50组神经元凋亡率升高；与P5组比较，P10组和P50组神经元凋亡率升高。
结论：
1.异丙酚可抑制大鼠海马神经元树突生长发育，并呈时间依赖性和浓度依赖性；
2.高浓度异丙酚则可抑制大鼠海马神经元存活，诱发神经元凋亡。
第三章异丙酚对神经元样嗜铬细胞瘤细胞株的毒性作用及其机理
通过与神经系细胞生理特性类似的PC12细胞为细胞模型，探讨异丙酚诱发细胞凋亡、产生细胞毒性的机理。
方法：以体外培养的经神经生长因子诱导分化2天的未成熟神经元样PC12细胞为实验对象。将PC12细胞随机分成空白对照组、P1、P5、P10、P25、P50、P7各浓度异丙酚处理组，异丙酚处理组分别加入终末浓度为1、5、10、25、50、75μg/ml的异丙酚。以四唑盐比色法检测各处理组PC12细胞的活性；用Hoechst33342染色法，荧光显微镜下观察PC12细胞的凋亡情况；结合原位末端标记技术和PI单染流式细胞术检测各组细胞凋亡情况；Westernblotting法检测PC12细胞Caspase-3、P-akt蛋白、凋亡相关蛋白Bcl-2,Bax表达的变化。
结果：异丙酚作用48h后，以Hoechst33342染色法染色，在荧光显微镜下观察，对照组细胞核着色均匀，未见凋亡细胞；P25组细胞可见少量蓝色荧光明显增强的凋亡细胞核，成碎裂状；P50组中可见致密浓染凋亡细胞明显增多；P75组中可见大量致密浓染，碎裂状的凋亡细胞核。
异丙酚作用48小时后，对照组只有极少量的TUNEL阳性细胞；与对照组比较，低浓度组P25无明显差异；中高浓度组的凋亡比例明显增加。
异丙酚作用48h后，运用PI单染流式细胞术检测PC12细胞凋亡率，进行定量比较。对照组凋亡率低，与对照组比较，随着异丙酚浓度的增加，PC12的凋亡比例逐渐增加。
异丙酚作用48h后，对照组仅有少量caspase-3的表达，而异丙酚P75组caspase-3的表达明显增多。
不同浓度异丙酚作用于PC12细胞，处理2小时后对PC12细胞的P-Akt表达水平进行检测。异丙酚P75组组内比较，异丙酚作用10min即开始抑制作用Akt的活化，2h时即可见P-Akt的表达明显下降，明显低于空白对照组。
不同浓度异丙酚作用于24小时后，对PC12细胞的Bcl-2/Bax蛋白表达比值水平进行检测，随着异丙酚浓度的增加，Bax逐渐升高。与对照组比较，P25组、P50组、P75组Bcl-2/Bax均明显降低。
结论：
1.低浓度异丙酚即可抑制PC12细胞活性，高浓度异丙酚可诱发PC12细胞发生凋亡，异丙酚对PC12细胞的毒性作用呈现浓度依赖性。
2.高浓度异丙酚可以激活PC12细胞caspase-3，抑制Bcl-2表达，增强Bax表达，导致Bcl-2/Bax比值降低、失调。
3.异丙酚呈浓度依赖性、时间依赖性地抑制PC12细胞P-Akt的表达，表明异丙酚的细胞毒性作用机理涉及Akt信号转导通路及其下游级联反应Bcl-2/Bax，caspase3。