Effects of Propofol Anesthesia on Noradrenaline Release in Rat Hippocampus in Microdialysis Study. <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

Abstract

Objective: To observe the influence of propofol anesthesia on the release of noradrenaline (NA) and α₂ NA receptors in rat hippocampus in order to identify the mechanisms of central noradrenaline to generate propofol anesthesia.
　Methods: Nine adult male SD rats were randomly divided into 3 groups: group A(propofol),group B( clonidine + propofol) and group C (yohimbine +  propofol). The in vivo microdialysis technique was used to measure the concentration of NA on the extracellular liquid of hippocampus. Propofol was infused intravenously (IV) first at a rate of 10 mg/(kg•h) for 45 min and then at a rate of 60 mg/(kg•h) for 45 min in group A. 0.5 mg/kg of clonidine and 0.5 mg/kg of yohimbine were given intraperitoneally in group B and C respectively, and propofol was infused IV at a rate just as same as group A.
　Results: The NA level in hippocampus decreased during the infusion of propofol at a rate of 60 mg/(kg•h) (from 0.18±0.04 μg to 0.13±0.02 μg), but it reduced more by the usage of clonidine (from 0.14±0.04 μg to 0.07±0.04 μg); and increased with using yohimbine (from 0.12±0.03 μg to 0.14±0.02 μg)(P＜0.05).
　Conclusion: The mechanism of noradrenaline in hippocampus may play part role in generating the state of anesthesia and in modulating the depth of propofol anesthesia.
　Key words: Propofol; Hippocampus; Noradrenaline; Brain Microdialysis

近年来，随着脑内微透析技术和微量分析化学等技术在麻醉领域中的应用，发现去甲基肾上腺素（ NA）所介入的中枢肾上线腺素能传递系统，可能是全麻药的重要靶区。大量资料表明，中枢性 NA的释放与动物的自然睡眠、觉醒过程以及麻醉状态的产生之间存在密切相关。Angel强调中枢性 NA系统在很多情况下参与了麻醉机制^[1]。当用神经毒物质6 hydroxydopamine（6 OHDA）选择性地破坏刚出生大鼠桥脑蓝斑（ LC）  的NA系统后，戊巴比妥麻醉的深度明显加深、持续时间明显延长^[2]。海马是由 LC发出的上行投射系统NA背侧束在中枢神经系统支配的主要区域之一，有文章报道镇静-催眠药咪唑安定可增加海马等组织 NA的释放。异丙酚现已广泛用于全麻诱导和维持，但对其作用机制尚不完全明了。有人认为异丙酚可能与CNS儿茶酚胺类神经介质如多巴胺受体^[3]，或 5 羟色胺受体^[4]存在相互作用；但对于它是否影晌CNS 的NA释放，目前还未见报道。探讨CNS某些脑区细胞外液NA的浓度与异丙酚麻醉的关系，必然要涉及到中枢α₂ 肾上腺素能（NA）受体的作用。本研究旨在采用脑内微透析技术观察大鼠的异丙酚麻醉状态，及其在NA特定激动剂和拮抗剂的作用下，与CNS海马NA的释放以及α₂ NA受体之间的相互关系。

资　料　与　方　法<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一、仪器设备 
　　瑞士Carnegie Medicine公司微透析探头(CMA/10，膜长3 mm，内径400 μm，外径500 μm，允许透过最大分子量的界限值为20,000道尔)；微量灌流泵(CMA/100)；冷冻式样品收集器(CMA/170)；温度控制器(CMA/150)；美国BAS公司脑立体定位仪(STA 4000)；美国Beckman高效液相色谱分析仪（125双元梯度泵、反相色谱柱：250×4.6 mm，粒径5μm）；Ultrasphere ODS C 18分离柱；美国BAS LC 44 1000 F 电化学检测器。
　　二、药品及试剂 
　　异丙酚（捷利康产品）；灌流液（自制的人工脑脊液：NaCl 147 mM、KCl 4 mM、CaCl2 2.3 mM、VitC 1mM、pH 7.4）；NA标准品；可乐定；育亨宾（均为Sigma产品）；十二烷基磺酸钠；乙酸钠；柠檬酸；EDTA；盐酸（均为国产分析纯试剂）；实验超纯水（中国医学科学院基础研究所产品）。
　　三、外科操作和微透析实验  
　　1、SD雄性大鼠9只(体重220～250 g)，实验全过程中所有动物处于12:12 h的生活节律下自由进食进饮，室温为23℃。每只动物于腹腔注射水合氯醛300 mg/kg麻醉后，将其头部固定在脑立体定位仪上，根据大鼠脑立体定位图谱^[5]，将微透析探头植入右侧海马内(以前囟为零点，向后5.3 mm，向右5.0 mm，向下6 mm)。大鼠自主呼吸室内空气。所有切口、双侧耳道及静脉穿刺点均用0.25%布比卡因局部浸润麻醉。
　　2、将动物分为三组，每组三只。A组经微透析管用透析泵以2.0 μg/min的速度持续灌注10 μM/L的人工脑脊液。最初的透析液系反映微透析探头引起脑组织损伤而释放的NA，故予以废弃；以后每15 min收集一次微透析样品，置入含0.02M 5μl冰醋酸的Eppendorf管中；平衡60 min后收集45 min的3个基础透析样品，取其平均值作为麻醉前基础值。然后用微量泵分别以10 mg/(kg•h)和60 mg/(kg•h)的速度依次静注异丙酚各45 min，停药后直至动物清醒。B组(可乐定+异丙酚组)和C组(育亨宾+异丙酚组)在输注异丙酚（方法与A组相同）的同时，分别经腹腔内注射可乐定0.5 mg/kg和盐酸育亨宾0.5 mg/kg。分别比较麻醉前、麻醉中及苏醒期的NA值，并在实验全程密切观察动物的苏醒时间。
　　3、所收集的NA透析样品立即用高效液相色谱仪-电化学检测仪(HPLC LC)作定量分析。样品直接注射到一个持续温度25 ℃的ODS 18逆转相柱内。流动相的组成为：50 mM乙酸钠、19 mM柠檬酸、3 mM十二烷基磺酸钠、0.2 mM EDTA Na2、1 mM二正丁胺，用5%乙晴水溶液溶解，pH 4.3；流速：1 ml/min。LC 4C安培型电化学检测器：白金工作电极对Ag/AgCl参比电极的电位设置为 +0.65 V,量程为10 μA。
　　4、每次实验结束时，用戊巴比妥钠深麻醉处死动物，用10%福尔马林固定大鼠脑组织，做冷冻病理切片以确定微透析探头的透析部位。
　　5、统计学分析  各组异丙酚注射前、后NA的均值比较用方差分析检验，均采用SPSS统计软件分析。P＜0.05表示有显著性差异。

结　果

1、经组织学验证，本研究所安置的探头均在海马组织内。
2、图1示A组的NA分别在基础值、异丙酚10 mg/(kg•h)注速和60 mg/(kg•h)注速以及麻醉恢复期时的释放情况。海马NA的平均基础值为0.18±0.04 μg；异丙酚60 mg/(kg•h)注速时的NA为0.13±0.02μg，后者明显降低(P＜0.05)与异丙酚10 mg/(kg•h)注速时的NA相比也呈下降趋势。
　　3、图2示B组海马NA释放情况。异丙酚60 mg/(kg•h)注速时海马NA为0.07±0.04 μg，与基础值(0.14±0.04 μg)相比明显降低(P＜0.05)。
　　4、图3示C组海马NA释放情况。育亨宾 + 异丙酚60 mg/(kg•h)注速时海马NA为0.14±0.02 μg，与育亨宾 + 异丙酚10 mg/(kg•h)注速时(0.13±0.01 μg)和基础值(0.12±0.03 μg)相比，呈现逐渐上升趋势，有统计学差异(P＜0.05）。

讨　论<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　一、异丙酚麻醉与中枢性NA的释放  
　　1、用微透析方法直接在活体动物脑组织内动态观测海马NA含量，并探讨与异丙酚之间的关系，目前尚属首例。笔者发现海马细胞外液的NA浓度不仅在异丙酚麻醉时降低、在麻醉恢复时升高，且随异丙酚浓度的增加而降低。近年研究证实，大脑皮层^[6]、网状结构、下丘脑^[7]等脑区的NA释放，以及其细胞外液浓度的逆转，与意识和麻醉状态的产生存在着密切相关性。某些脑区细胞外液NA的浓度与氟烷麻醉时的MAC需求量呈现正相关关系。此外，氟烷和七氟醚全麻期间NA的降低和全麻恢复期间NA释放的增加，与下丘脑后部NA神经元的兴奋性以及NA神经传导的速度密切相关。静脉麻醉药吗啡可明显抑制电刺激引起的视中区NA的释放，并可被预先给予的等量纳络酮所完全阻断。
　　2、桥脑的LC含有脑干中几乎50%的NA神经元，在全麻机制中具有重要地位。它发出的NA能神经纤维与觉醒、睡眠及全麻状态的产生存在着重要关系，也是α₂ NA受体激动剂的主要作用部位之一^[8]。如果用电解方式损坏由LC发出的NA背侧传导束，动物同时会出现慢波睡眠和奇异性睡眠，此时，蓝斑核 NA神经元的自发性放电频率最低；相反，如果电刺激猫LC，大脑皮层的NA 释放增多，此时动物的体征和皮层EEG的表现均呈现清醒状态，LC NA神经元的自发性放电频率则达到最高峰。慢波睡眠不仅出现在自然睡眠期，还可出现在一些全麻药引起的意识丧失阶段。因此，人们已重视海马等其它中枢性NA神经元结构与LC之间的关系。首先海马和LC具有解剖部位上的联系，即海马的部分NA神经纤维来自于LC发出的背侧束NA神经纤维；其次，Foote观察到构成海马NA投射纤维的LC受到刺激而被激活时，神经元的放电频率要比在嗜唾和睡眠状态时显著增快；而吸入麻醉药如氟烷可降低这种刺激所引起的海马NA的释放。
　　3、任何麻醉状态的产生都不是由单一神经递质体系所完成^[9]。有报道认为异丙酚增强γ 氨基丁酸(GABA)受体的抑制作用。然而至今尚未能确定异丙酚麻醉的作用点。异丙酚麻醉所导致的海马儿茶酚胺类物质的改变，是否是异丙酚麻醉的共有机制，还有待于进一步的研究。 

参考文献
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