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关键词:吸入麻醉药 作用机制 影响 保护 研究进展
【中图分类号】R971+.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602(2014)08-0323-01
1 吸入麻醉药的作用机制
至今还没有能够证实吸人麻醉药像静脉麻醉药和麻醉性镇痛药那样作用于特定的蛋白受体。吸入麻醉药产生镇静催眠的作用部位还不清楚,产生对伤害性刺激制动作用的位点有了初步结果,研究显示吸人麻醉药引起制动作用的中枢部位在脊髓,而非更高级的神经中枢。在脊髓并非作用于某个单一的离子通道,而是同时作用于多个离子通道,及其出现的相互作用产生了对伤害性刺激的制动作用。大多数配体门控和压控离子通道,阿片受体、烟碱样乙酰胆碱受体、GABA。受体和NMDA受体都与之无关,而甘氨酸、钠离子、钾离子通道在吸入麻醉药产生的制动作用中共同起着重要的作用。
2 吸入麻醉药和神经细胞凋亡
因为异氟烷和恩氟烷相比,苏醒快,对心肌抑制轻,有明显的血管扩张作用,使用过程中循环较为稳定,曾被誉为是20世纪80年代的最佳吸入麻醉药,至今仍在我国的全身麻醉中被使用。
近来研究显示,异氟烷在临床常用浓度下,可诱导体外培养的人神经胶质瘤细胞凋亡,改变野生型淀粉样前蛋白(APP)的加工处理过程,并增加这些体外培养的细胞β淀粉样蛋白(Ap)的产生。神经细胞凋亡和p淀粉样蛋白过度生成并在中枢神经系统蓄积是阿尔茨海默病的神经病理学基础。
在确定β淀粉样蛋白是否与术后认知功能障碍有关以及异氟烷等吸人麻醉药是否与术后认知功能障碍和阿尔茨海默病相关前,还需要完成大量的研究,特别是在体的实验研究和临床观察。
3 吸入麻醉药对发育中枢神经系统的影响
有研究显示异氟烷对发育中枢神经系统有毒性作用,异氟烷是否对发育中大脑产生毒性作用及其可能的机制,还未被完全阐明。
哺乳动物中枢神经系统的生长和发育包括一系列复杂的过程,如神经元的发生、分化、迁移、突触以及轴突髓鞘的形成。这些过程因哺乳动物的不同而不同。發育的中枢神经系统血脑屏障并没有发育完全,神经突触处于高速发生集中期和塑形期。在人类,突触形成起始于妊娠第7个月,而大脑的快速发育可延续到出生后2~3岁。啮齿类动物,如小鼠和大鼠,刚出生时大脑很不成熟,生后2周快速发育至成熟。7日龄的小鼠或大鼠相当于孕32~36周的胎儿。在正常的中枢神经系统发育中,神经元是过量产生的,清除多余的神经元对维持正常的大脑形态、体积及发育能力至关重要。50%,~’70%的神经元和干细胞会在细胞凋亡蛋白酶启动下,进行细胞生理性,程序性死亡,即凋亡。因此,中枢神经系统的发育是神经细胞增殖、迁移、分化、突触形成和凋亡协调发展的结果。这一过程被遗传因素和细胞外环境因素共同控制。其中神经递质属于神经细胞的化学微环境,它对中枢神经系统的发育有着重要的调控作用。
正在发育神经系统中神经递质的功能和已发育成熟的成年人不相同。谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统的主要兴奋性神经递质,作用于N一甲基-D一天冬氨酸(NMDA)受体,对中枢神经系统的发育有着重要的营养作用。
4 吸入麻醉药的心肌保护作用
20世纪80年代以前,普遍认为各种全身麻醉药对心脏手术后心脏功能的影响并无明显的差异。心脏手术后,出现的心脏功能改变是直接与患者基础心脏功能、手术创伤、体外循环、术中心肌保护等密切相关的。但自20世纪90年代以来,较多的动物实验和l临床研究显示,吸入麻醉药(除氧化亚氮外)和麻醉性镇痛药具有明确的心肌保护作用,静脉麻醉药并没有心肌保护作用,静脉麻醉药丙泊酚,虽已证实具有自由基清除和钙离子内流的抑制作用,但是,动物实验和临床研究并不能够证实丙泊酚具有明确的心肌保护作用。
心肌遭受缺血的严重程度和缺血的持续时间明显相关。另一方面,缺血心肌获得血液再灌注,这是缺血心肌得以存活的必要条件,但是,缺血心肌获得再灌注时,会引起心肌细胞的损害,缺血心肌的功能或形态出现进一步改变。缺血心肌再灌注早期,主要 引起心肌细胞内钙离子过荷,并在能量再次供给心肌细胞时,激活细胞内各种酶系,过度激活心肌细胞收缩装置;随着缺血心肌持续得到血液灌注,将会激活白细胞,产生包括自由基在内的各种细胞因子,干扰缺血心肌的恢复过程,出现再灌注损伤。再灌注损伤轻者,心肌呈现顿抑“stunning'’,严重者会导致心肌细胞死亡。
近20年来还认识到,心肌缺血前对心肌的干预措施,即缺血预处理(precondition-ing),对缺血心肌的预后也产生着重要的影响。
心肌的缺血预处理自Murry,正式提出后得到了动物实验和f临床研究的广泛验证,并成为大家对心肌保护研究的热点。1993年.Kuzuya和Marber等提出了心肌延迟性预处理的概念,即心肌经受非致死性缺血后24小时开始,对再遭受的心肌缺血,具有一定的抵抗作用,这种保护作用可持续约3天。心肌延迟预处理与心肌早期预处理同样是心脏内源性自我保护机制,延迟性预处理的强度弱于早期预处理,但持续时间长,延迟性预处理除了可产生抗心肌梗死效应外,还可产生抗心肌顿抑作用;除了发生时间不一致外,这两阶段的保护机制还存在一定的不同之处,早期预处理源自于对已存在蛋白的快速转录后调节,而延迟性预处理除了需要蛋白的激活之外,还需要涉及NF—KB的激活,重新合成新的通道蛋白、受体蛋白、生物酶和分子伴侣蛋白等心肌保护性蛋白,使心肌细胞在再灌注时,清除氧自由基能力最强,血管舒张因子分泌增加,从而改善心肌的血液供应,减少心肌无再流现象,减轻心肌再灌注损伤。
研究还显示,机体具有远隔器官预适应效应,即机体某一器官遭受短暂缺血后,所释放的某些物质,能够诱发远隔器官,包括心脏出现对缺血的保护作用。相当数量的研究同时显示,吸人麻醉药对心肌以外的其他组织,如血管、肝脏、肺脏、肾脏和肠道等器官组织,同样具有缺血预处理效应,能够缓解这些器官组织的缺血一再灌注损伤。如果进一步的研究能够完全证实我们日常使用的这些吸入麻醉药,具有对心脏和其他多个器官组织缺血预处理效应,将会对术中合理选择麻醉药物,保护术中缺血器官,介绍重症复杂手术患者术后并发症和死亡率起重要作用。
因此无论从哪个方面、哪种角度进行分析考虑,麻醉过程中采取吸入麻醉药的方式都有待于进一步研究探讨,结合考虑值得推广。
【中图分类号】R971+.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602(2014)08-0323-01
1 吸入麻醉药的作用机制
至今还没有能够证实吸人麻醉药像静脉麻醉药和麻醉性镇痛药那样作用于特定的蛋白受体。吸入麻醉药产生镇静催眠的作用部位还不清楚,产生对伤害性刺激制动作用的位点有了初步结果,研究显示吸人麻醉药引起制动作用的中枢部位在脊髓,而非更高级的神经中枢。在脊髓并非作用于某个单一的离子通道,而是同时作用于多个离子通道,及其出现的相互作用产生了对伤害性刺激的制动作用。大多数配体门控和压控离子通道,阿片受体、烟碱样乙酰胆碱受体、GABA。受体和NMDA受体都与之无关,而甘氨酸、钠离子、钾离子通道在吸入麻醉药产生的制动作用中共同起着重要的作用。
2 吸入麻醉药和神经细胞凋亡
因为异氟烷和恩氟烷相比,苏醒快,对心肌抑制轻,有明显的血管扩张作用,使用过程中循环较为稳定,曾被誉为是20世纪80年代的最佳吸入麻醉药,至今仍在我国的全身麻醉中被使用。
近来研究显示,异氟烷在临床常用浓度下,可诱导体外培养的人神经胶质瘤细胞凋亡,改变野生型淀粉样前蛋白(APP)的加工处理过程,并增加这些体外培养的细胞β淀粉样蛋白(Ap)的产生。神经细胞凋亡和p淀粉样蛋白过度生成并在中枢神经系统蓄积是阿尔茨海默病的神经病理学基础。
在确定β淀粉样蛋白是否与术后认知功能障碍有关以及异氟烷等吸人麻醉药是否与术后认知功能障碍和阿尔茨海默病相关前,还需要完成大量的研究,特别是在体的实验研究和临床观察。
3 吸入麻醉药对发育中枢神经系统的影响
有研究显示异氟烷对发育中枢神经系统有毒性作用,异氟烷是否对发育中大脑产生毒性作用及其可能的机制,还未被完全阐明。
哺乳动物中枢神经系统的生长和发育包括一系列复杂的过程,如神经元的发生、分化、迁移、突触以及轴突髓鞘的形成。这些过程因哺乳动物的不同而不同。發育的中枢神经系统血脑屏障并没有发育完全,神经突触处于高速发生集中期和塑形期。在人类,突触形成起始于妊娠第7个月,而大脑的快速发育可延续到出生后2~3岁。啮齿类动物,如小鼠和大鼠,刚出生时大脑很不成熟,生后2周快速发育至成熟。7日龄的小鼠或大鼠相当于孕32~36周的胎儿。在正常的中枢神经系统发育中,神经元是过量产生的,清除多余的神经元对维持正常的大脑形态、体积及发育能力至关重要。50%,~’70%的神经元和干细胞会在细胞凋亡蛋白酶启动下,进行细胞生理性,程序性死亡,即凋亡。因此,中枢神经系统的发育是神经细胞增殖、迁移、分化、突触形成和凋亡协调发展的结果。这一过程被遗传因素和细胞外环境因素共同控制。其中神经递质属于神经细胞的化学微环境,它对中枢神经系统的发育有着重要的调控作用。
正在发育神经系统中神经递质的功能和已发育成熟的成年人不相同。谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统的主要兴奋性神经递质,作用于N一甲基-D一天冬氨酸(NMDA)受体,对中枢神经系统的发育有着重要的营养作用。
4 吸入麻醉药的心肌保护作用
20世纪80年代以前,普遍认为各种全身麻醉药对心脏手术后心脏功能的影响并无明显的差异。心脏手术后,出现的心脏功能改变是直接与患者基础心脏功能、手术创伤、体外循环、术中心肌保护等密切相关的。但自20世纪90年代以来,较多的动物实验和l临床研究显示,吸入麻醉药(除氧化亚氮外)和麻醉性镇痛药具有明确的心肌保护作用,静脉麻醉药并没有心肌保护作用,静脉麻醉药丙泊酚,虽已证实具有自由基清除和钙离子内流的抑制作用,但是,动物实验和临床研究并不能够证实丙泊酚具有明确的心肌保护作用。
心肌遭受缺血的严重程度和缺血的持续时间明显相关。另一方面,缺血心肌获得血液再灌注,这是缺血心肌得以存活的必要条件,但是,缺血心肌获得再灌注时,会引起心肌细胞的损害,缺血心肌的功能或形态出现进一步改变。缺血心肌再灌注早期,主要 引起心肌细胞内钙离子过荷,并在能量再次供给心肌细胞时,激活细胞内各种酶系,过度激活心肌细胞收缩装置;随着缺血心肌持续得到血液灌注,将会激活白细胞,产生包括自由基在内的各种细胞因子,干扰缺血心肌的恢复过程,出现再灌注损伤。再灌注损伤轻者,心肌呈现顿抑“stunning'’,严重者会导致心肌细胞死亡。
近20年来还认识到,心肌缺血前对心肌的干预措施,即缺血预处理(precondition-ing),对缺血心肌的预后也产生着重要的影响。
心肌的缺血预处理自Murry,正式提出后得到了动物实验和f临床研究的广泛验证,并成为大家对心肌保护研究的热点。1993年.Kuzuya和Marber等提出了心肌延迟性预处理的概念,即心肌经受非致死性缺血后24小时开始,对再遭受的心肌缺血,具有一定的抵抗作用,这种保护作用可持续约3天。心肌延迟预处理与心肌早期预处理同样是心脏内源性自我保护机制,延迟性预处理的强度弱于早期预处理,但持续时间长,延迟性预处理除了可产生抗心肌梗死效应外,还可产生抗心肌顿抑作用;除了发生时间不一致外,这两阶段的保护机制还存在一定的不同之处,早期预处理源自于对已存在蛋白的快速转录后调节,而延迟性预处理除了需要蛋白的激活之外,还需要涉及NF—KB的激活,重新合成新的通道蛋白、受体蛋白、生物酶和分子伴侣蛋白等心肌保护性蛋白,使心肌细胞在再灌注时,清除氧自由基能力最强,血管舒张因子分泌增加,从而改善心肌的血液供应,减少心肌无再流现象,减轻心肌再灌注损伤。
研究还显示,机体具有远隔器官预适应效应,即机体某一器官遭受短暂缺血后,所释放的某些物质,能够诱发远隔器官,包括心脏出现对缺血的保护作用。相当数量的研究同时显示,吸人麻醉药对心肌以外的其他组织,如血管、肝脏、肺脏、肾脏和肠道等器官组织,同样具有缺血预处理效应,能够缓解这些器官组织的缺血一再灌注损伤。如果进一步的研究能够完全证实我们日常使用的这些吸入麻醉药,具有对心脏和其他多个器官组织缺血预处理效应,将会对术中合理选择麻醉药物,保护术中缺血器官,介绍重症复杂手术患者术后并发症和死亡率起重要作用。
因此无论从哪个方面、哪种角度进行分析考虑,麻醉过程中采取吸入麻醉药的方式都有待于进一步研究探讨,结合考虑值得推广。