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编号:10669092
安氟醚麻醉在中枢神经系统作用的定位研究
http://www.100md.com 《中华麻醉学杂志》 1998年第6期
安氟醚麻醉在中枢神经系统作用的定位研究
安氟醚麻醉在中枢神经系统作用的定位研究

徐礼鲜 张国良 张洪凯 孙辉 李军 710032 西安市，第四军医大学口腔医学院麻醉科 中华麻醉学杂志 1998 0 18 6
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全身麻醉作用机理研究已有百年的历史，特别是中枢作用部位，至今仍然是国内外麻醉学界十分关注而又悬而未决的研究课题〔1〕 。近年来发现了c-fos基因，为神经元的第三信使参与重要脑活动的表达，是一种脑功能活动形态学定位法，利用神经元受到某种刺激其c-fos基因的表达急剧增加，与此相关结构的神经元胞浆内mRNA很快进入胞核转录形成Fos蛋白，用免疫组织化学方法能显示与麻醉作用相关的多级神经元的位置〔2〕 。本文用用Fos蛋白抗体免疫组化法，研究吸入安氟醚在中枢神经系统(CNS)中可能的作用部位，为进一步探讨全麻机理提供形态学定位依据。

材料与方法

一、动物模型〔3〕 用成年SD大鼠16只，雌雄不拘，体重195±16g，将动物随机均分为正常对照组，0.75%、1.5%、2%安氟醚吸入麻醉组。对照组动物除不吸入安氟醚外，其余条件均与实验组相同。麻醉组动物吸入安氟醚1小时后取标本。实验前将大鼠放置在安静的环境中饲养24小时以上。实验时将动物移于50cm正方体有机玻璃麻醉箱内，一侧下方设一孔道(直径为1cm)作为进气端，输入O2 并连接麻醉气体挥发罐控制安氟醚吸入浓度；对侧上方设另一孔道为出气端用麻醉气体监测仪测定安氟醚输出浓度，随时调整氧流量以维持麻醉箱内浓度的相对稳定。
二、免疫组织化学染色 各组动物麻醉1小时后，对照组在戌巴比妥钠麻醉下，立即开胸经升主动脉灌注生理盐水100ml，以冲洗全身组织血液，随后灌注4%多聚甲醛(0.1mol*L-1 ，PB，pH7.4)500ml固定90分钟，取全脑和脊髓置于20%蔗糖液中过夜，连续冠状冰冻切片，片厚50μm，隔5取1，用0.01mol*L-1 PBS洗3次，入含0.3%Triton的PBS液中30分钟，以除去内源性过氧化物酶的活性，然后将切片入兔抗Fos抗体(1∶1000，北京钟山生物)液中孵育48～72小时(4℃)，再依次进入生物素化抗兔IgG(1∶500，Vector)和ABC液(1∶500，sigma)中孵育3小时(室温)，最后用硫酸镍胺葡萄糖氧化酶法作呈色反应，各步骤间均用0.01mol*L-1 PBS冲洗3次，裱片，晾干后经上行梯度酒精脱水，二甲苯透明，DPX封片后光镜观察各脑片Fos阳性神经元的分布。Fos阳性神经元计数以每个单位视野(10×20)内的数目表示数量。结果用χ2 检验进行统计学处理，P<0.05认为有显著性差异。

结 果

本实验各组大鼠脑切片Fos蛋白阳性神经元均显色清晰，为双侧对称性分布，无侧偏现象(附图)。
一、皮质和边缘系统 Fos阳性神经元主要分布在梨状皮质和额顶皮质内颗层及多形层，与对照组比较差别显著。边缘系统内Fos阳性神经元主要布在杏仁核簇，海马回溴觉小岛，其次为终纹床核，外侧隔核和海马1区，与对照组比较P<0.05和P<0.01，均随吸入安氟醚浓度增加Fos阳性神经元数量增多(附表)

附表 安氟醚麻醉诱导c-fos基因在大鼠中枢神经系统的分布(只数＝24，±s)

核 团 Fos阳性神经元数量(个/视野10×20)
对照组 0.75%安氟醚 1.5%安氟醚 2%安氟醚
皮层
额顶皮层(Fr)
梨状皮层(Pir)
边缘系统
终纹床核(BST)
外侧隔核(LS)
杏仁核簇
海马回嗅觉小岛(ICJ)
海马I区(CAI)
间脑
丘脑室旁核(PV)
丘脑中央中核(CM)
丘脑再连合核(Re)
丘脑腹外侧核(VPL)
丘脑后外侧核(LP)
丘脑后核群(PO)
缰 核(Hb)
背内侧梨状核(DEN)
背外侧膝状核(DLG)
下丘脑室周核(Pe)
视前中核(MnPo)
视上核(SO)
视交叉上核(Sch)
黑质网状部(SNR)
脚间核(IP)
脑干
中央灰质(PAG)
E-W核(EW)
缝际尾侧核(CLI)
脊髓
脊髓背角(DH)
15.4±8.2
22.6±9.4

0.0±0.0
18.4±6.5
0.0±0.0
12.3±4.5
0.0±0.0

24.8±5.3
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0

0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0

0.0±0.0
19.7±7.4
30.5±12.6

39.6±5.5**
44.5±14.9**
18.8±7.4**
65.5±12.6**
0.0±0.0

41.3±6.9**
23.7±9.2**
26.7±4.3**
0.0±0.0
29.2±6.4**
28.3±7.6**
13.1±2.3**
32.4±6.4**
30.8±6.1**
27.7±10.2**
32.4±6.7**
12.1±3.4**
21.8±8.3**
29.9±6.9**
36.2±7.5**

11.6±5.2**
22.3±4.5**
0.0±0.0

13.6±5.3**
26.6±9.3*
35.6±11.5*

46.3±6.2**
47.7±12.9**
44.6±13.3**＃＃
77.8±18.6**
22.1±3.2**＃＃

67.9±18.4**＃＃
29.6±10.2**
34.4±7.6**＃
32.6±12.6**＃＃
32.6±4.2**
32.5±4.6**
30.3±9.3**＃＃
39.1±7.6**
32.2±8.4**
33.5±12.3**
29.6±7.1**
61.8±20.3**＃＃
54.6±11.4**＃＃
47.6±17.1**＃
56.3±15.7**＃＃

25.5±8.4**＃＃
23.4±6.7**
22.3±8.4**＃＃

16.2±7.8**
38.1±4.6**
37.9±13.4*

52.1±9.3**＃
49.6±22.6**
68.9±17.2**＃＃
86.6±23.1**＃
27.2±4.5**＃＃

73.8±21.6**＃＃
38.5±9.3**＃＃
41.2±9.8**＃＃
35.6±13.7**＃＃
47.8±6.5**＃
36.3±10.6**＃
35.1±11.6**＃＃
38.9±10.2**
41.6±6.9**＃
42.7±15.6**＃
42.2±11.8**
62.6±24.5**＃＃
56.6±17.4**＃＃
49.4±19.2**＃
66.9±24.6**＃＃

32.6±6.1**＃＃
25.5±7.2**
27.3±11.2**＃＃

18.5±10.4**
与对照组相比，* P<0.05 ** P<0.01 与安氟醚0.75%组比较，＃ P<0.05＃＃ P<0.01

二、间脑 间脑内有14个Fos阳性核团，主要分布在丘脑中线核群，内侧核群。板内侧核群，外侧核群和丘脑后核群；下丘脑分布在视前中核，视上核，视交叉上核，下丘脑室周核，安氟醚吸入麻醉组功能性核团内Fos阳性神经元的数量与对照组比较均有显著差异P<0.05或P<0.01，大多数核团内Fos蛋白阳性神经元均随安氟醚浓度增加而增多(附表)。
三、脑干和脊髓 安氟醚吸入麻醉后Fos阳性神经元分布在中央灰质，E-W核和缝际尾侧核；脊髓背角也有少量阳性神经元分布。实验组与对照组比较P<0.05或P<0.01，其中缝际尾侧核和中脑导水管周围灰质Fos阳性神经元随安氟醚吸入浓度增加而增多(附表)。

讨 论

吸入麻醉剂作用部位早期是依据乙醚麻醉的分期而推测的进化层学说，认为意识丧失是大脑皮层抑制所致，依次为丘脑，中脑，桥脑和延髓。本文研究表明大脑皮质的内颗粒层和多形层细胞及梨状皮层参与了安氟醚的麻醉过程，内颗粒层与多形层细胞主要与丘脑特异性核团内的纤维形成联系，大多与感觉有关。
杏仁核簇是边缘系统主要的核团之一，也是安氟醚麻醉时c-fos主要表达部位。该核簇在中枢内纤维联系广泛〔4〕 ，该核受刺激后主要表现为：(1)“遏止反应”，自行性动作立即停止；(2)引起内脏及植物神经反应，如呼吸频率，节律和幅度的改变。心率的增减及血压变化；(3)情绪反应，开始为不安，发怒直至安静，这些表现与单纯吸入麻醉过程极为相似；(4)尚可引起内分泌的改变。海马结构及机能仍不十分清楚，刺激海马区可引起行为的变化，同时可诱发癫痫，引起嗅、视、听、触和其它类型的幻觉。在临床上安氟醚全麻病人术后，小儿偶尔并发癫痫，清醒前期有明显躁动，个别病人产生幻觉，绝大多数病人近记忆消失，这些大多与海马作用有关。
丘脑各核群汇聚着中枢神经系统各部的信息，这些信息在丘脑进行分析、整合和调控。本研究表明安氟醚吸入麻醉主要作用于中线核群，内侧核群，板内侧核群，外侧核群和后核群某些神经核团。中央中核是板内核群最大的核团，近年来研究表明该核参与疼痛管理〔5，6〕 。丘脑后核群中内外侧膝状核与听觉和视觉有关〔7〕 。安氟醚主要作用于背外侧膝状核，对内侧膝状核作用差，这可能与全麻术后病人知晓联系。有学者提示该区也是痛觉调控的主要部位。丘脑下部的功能极为重要。是调控内脏活动、内分泌、维持正常情绪的及行为的中枢，丘脑下部受损可产生嗜睡或发作性睡眠症，全麻过程中内脏活动的改变主要与下丘脑某些核团的功能有关。近年来研究表明视上核除分泌加压素和催产素外，尚分泌内啡肽，认为视上核有参与痛觉调制的结构和物质基础〔8，9〕 。
在脑干和脊髓，安氟醚主要作用于中央灰质、E-W核和缝际尾侧核。中央灰质神经元含有多种递质，其功能涉及情绪变化，内脏活动和镇痛〔10〕 。EW氏核为一般内脏运动核。缝际尾侧核是属于中缝核群，主要与肌张力和睡眠有关。脊髓是近年来疼痛机制和麻醉机理研究中的热点，安氟醚吸入麻醉在脊髓后角有少量Fos阳性神经表达，可能在镇痛调控中起部分作用，但是直接效应还是间接作用尚需进一步研究。

附图 (A-G)为安氟醚吸入麻醉诱导c-fos阳性神经元(用.表示)在CNS中分布
注：Fr(额顶皮层)，Pir(梨状皮层)，BST(终纹床核)，LS(外侧隔核)，ICJ(海马回嗅觉小岛)，BL(杏仁基底外侧核)，BM(杏仁基底内侧核)，Ce(右仁中核)，CAI(海马CAI)，PV(丘脑室旁核)，CM(丘脑中央中核)，Re(丘脑再连合核)，VPL(丘脑腹外侧核)，LP(丘脑后外侧核)，PO(丘脑后核群)，Hb(缰核)，DEN(背内侧梨 状核 )，DLG(背外侧膝状核)，SO(视上核)，Pe(下丘脑室旁团核)，MnPo(视前中核)，Sch(视交叉上核)，SNR(黑质网状部)，Ip(脚间核)，PAG(中央灰质)，EW(E-W核)，CLi(缝际尾侧核)，DH(脊髓背角)

国家自然科学基金资助课题 项目号：39470674

参 考 文 献

1 Frank NP ，Lieb WR .Molecular andcellular mechanisms of general anaesthesia .Nature ，1994 ，367 ：607-614 .
2 张避，鞠躬.C-fos 癌基因的诱导显示——一种反映神经功能通路的新方法. 生理科学进展，1991 ，22 ：299-302.
3 徐礼鲜，贾铀生，邱建勇，等. 氟烷吸入麻醉引起c-fos 基因在中枢神经系统的表达与分布. 第四军医大学学报，1997 ，18 ：1-4.
4 Drettek JE ，Price JL .Amygdaloid projections to subcortical structures within the basalforebrain and brainstem in the rat and cat .J CompNeurol ，1976 ，178 ：225-254 .
5 吴敏范.电刺激中央中核诱发猫丘脑后核群单位放电的观察.针刺研究，1994，19：39-41.
6 罗弗荪.不同频率电刺激猫中央中核对丘脑室旁核痛放电的抑制效应.生理学报，1985，37：1-4.
7 朱启文，滕国玺，季淑琴.电刺激中央外侧核对丘脑后核群内脏大神经诱发单位放电的影响.针刺研究，1994，19：35-38.
9 宋朝佑，由振东，林葆城.催产素、加压素抗血清和纳络酮对刺激视上核引起的镇痛和加强电针镇痛效应的影响.针刺研究，1994，3：41-43.
10 黄晓平，杜俊辉，何莲芳.中脑导水管周围灰质内注射甲啡肽抗血清及ICI对针刺镇痛及脊髓背角P物质含量的变化.针刺研究，1994，3：25-27.



(收稿：1997-10-06 修回：1998-04-20) , 百拇医药