常用麻醉药物对血小板活化机制的影响

时间：2010-08-23 17:17:56 来源：作者：

        Effect of clinical anesthetics on platelet activity LIU Ruo-shan, SUN Li. Department of Anesthesiology, Cancer Institute &Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100021, China. 【Abstract】 Perioperative hemorrhage and thrombosis can be contributed to surgery
nd dysfunction of blood coagulation. Platelet plays a major role in hemostasis during perioperative periods. Several anesthetic agents, including volatile and intravenous anesthetics, were reported to influence human platelet aggregation through different mechanisms.
【Key words】Platelet; Signal transduction; Volatile anesthetics; Propofol; Ketamine; Midazolam

    大量研究证实，造成围术期异常出血以及血栓形成的主要原因包括有手术操作、心肺转流术、病人术前并存的凝血功能缺陷以及血栓危险因素、低温麻醉、应激、某些药物等，这些原因均与血小板功能受损密切相关；近年一些实验研究发现，临床常用的麻醉药物如丙泊酚、咪达唑仑、地氟烷等能够通过不同的机制作用于血小板的信号转导途径，调节细胞内第二信使的水平，从而对血小板活化产生影响，抑制血小板功能，成为增加围术期出血倾向的潜在因素之一，这已经引起了临床麻醉医师的广泛关注。现将有关内容综述如下。
1 血小板的活化机制
       血小板的主要生理功能是参与止血与血栓形成，并且在动脉粥样硬化、炎症反应和恶性肿瘤转移等过程中起着重要作用；血小板在这些生理或病理过程中所起到的作用与血小板粘附、聚集及释放等活性密切相关。血小板活化反应的种类多样，并且受多种不同类型激活或抑制信号的控制，但血小板活化反应是通过一定的信号传递机制进行的，通过信号-反应偶联过程，将细胞外信号迅速转化为生物学效应。
胶原、凝血酶、腺苷二磷酸（ADP）、血栓烷A2（TXA2）等作为血小板活化的诱导剂，通过作用于血小板膜表面的相应受体，启动细胞内信号转导机制使血小板发生活化，其中最重要的信号转导途径是通过磷酸肌醇信号转导系统以及花生四烯酸代谢通路两条途径实现的，此外，受腺苷酸环化酶调节的环磷酸腺苷（cAMP）在血小板活化机制中同样起着重要作用。
1.1 G蛋白
     血小板膜表面的受体与配体结合后，第二信使的产生主要通过鸟嘌呤核苷酸结合蛋白（G蛋白）的启动与调节。
G蛋白是与血小板膜结合的异三聚体结构，由一个与鸟嘌呤核苷酸结合的α亚单位与βγ二聚体组成。在受体-配体偶联后与α亚单位结合的鸟苷二磷酸（GDP）从异三聚体结构中脱离，在存在静止状态水平的鸟苷三磷酸（GTP）与Mg2+条件下，GTP取代GDP结合于α亚单位，然后αGTP亚单位与βγ二聚体解离，作用于膜上的靶酶（腺苷酸环化酶、磷脂酶C等），之后GTP酶水解GTP，α亚单位重新与βγ二聚体结合成异三聚体，使G蛋白介导的信号中止。βγ二聚体的作用主要是将G蛋白固定在细胞膜上，并且调节α亚单位非依赖性的腺苷酸环化酶（AC）和磷脂酶C（PLC）的活性。
血小板G蛋白的α亚单位有九种，其中Gs和Gi通过调节AC活性，影响细胞内的cAMP水平,血小板内的ATP在AC的作用下分解成cAMP，一般来讲，当cAMP增加时，血小板的敏感性降低。G11α和Gqα调节PLC活性，G蛋白对磷脂酶A2（PLA2）调节作用比较复杂，除直接活化PLA2，通过磷酸肌醇代谢以及花生四烯酸代谢两种途径引起的胞质内Ca2+浓度升高也可直接活化PLA2 。
1.2 磷酸肌醇代谢
血小板内的PLC分为两种构型：分别受G蛋白和酪氨酸磷酸化调节的PLCβ和PLCγ，其中PLCβ对血小板膜磷脂中的磷脂酰肌醇（PI）具有特异性作用。
        血小板受到诱导剂等因素刺激后，PLC作用于PI的甘油三位，使之快速分解成为二酰甘油酯（DAG）和三磷酸肌醇（IP3）, 后者作为细胞内第二信使，与致密管道系统（DTS）表面的IP3受体结合，使Ca2+自DTS中释放出来，细胞内Ca2+浓度增高形成Ca2+流，Ca2+作为第二信使与钙调素共同引起肌球蛋白轻链发生磷酸化以及肌动蛋白多聚体的形成，使血小板发生收缩和释放反应；同时Ca2+使PLA2进一步活化并且参与GPIIb/ IIIa的形成，使TXA2的生成增加以及促进了血小板的聚集。
DAG可以通过激活蛋白激酶C（PKC）直接活化血小板，激活过程需要Ca2+与磷脂（特别是磷脂酰丝氨酸）的参与，但是其活化血小板的具体机制尚不清楚；此外，PKC能够抑制血小板合成磷脂抑制蛋白的过程，这种蛋白是PLA2的抑制剂，也就是说，PKC能加强PLA2释放花生四烯酸的作用。
1.3 花生四烯酸代谢
       PLA2在静止血小板内是以CPLA2（依赖Ca2+的PLA2）的形式存在的，亚微克和微克水平的Ca2+即可使之活化[6]，在血小板受诱导剂刺激后，PLA2分解血小板膜磷脂使花生四烯酸从膜中游离出来，后者在环氧化酶的作用下转变成过氧化物，血栓烷A2合成酶作用于过氧化物使之转变为TXA2，TXA2是目前发现的最强的缩血管物质与最强的血小板聚集剂之一。
1.4 环磷酸腺苷（cAMP）
       血小板内的ATP在腺苷酸环化酶的作用下分解成cAMP，cAMP是血小板内的抑制性第二信使，当cAMP增加时，血小板活化反应的启动和维持均受到影响。各种抑制剂如前列腺素通过增加细胞内cAMP水平使血小板的敏感性降低，而很多诱导剂如凝血酶、ADP、TXA2等都可使血小板内增高的cAMP水平降低。
cAMP抑制血小板活化的机制主要有：①通过抑制PLC介导的IP3的产生，使细胞内Ca2+水平降低；②减少凝血酶与血小板的结合；③直接影响PKC活化，或者通过促使DG转化为磷脂酰肌醇，使PKC活化所需的DG减少；④抑制GPIIb/ IIIa的形成；⑤通过cAMP依赖性蛋白激酶的作用，导致血小板肌球蛋白轻链磷酸化过程受阻。
2 麻醉药物对血小板活化的影响机制
2.1 吸入麻醉药
        一些研究发现常用吸入浓度的氟烷、安氟烷及异氟烷能够显著延长出血时间以及血小板聚集率，Hirkata等应用放免法研究证实氟烷（4MAC）通过抑制TXA2与血小板膜表面TXA2受体的结合，显著抑制血小板的第二相聚集，并且这一抑制作用明显高于安氟烷和异氟烷；同时实验结果还显示安氟烷和异氟烷对膜表面TXA2受体数量以及结合程度均无明显影响，但仍可抑制血小板第一、二相聚集；但是该实验中三种吸入麻醉药浓度远高于临床常用吸入浓度。Shinji等在对临床常用吸入浓度的氟烷和异氟醚是否影响血小板聚集做了进一步研究发现，氟烷（1.1～5MAC）呈剂量相关性地抑制血小板活化时细胞内IP3及Ca2+含量的升高，增加细胞内cAMP水平，对膜表面TXA2受体却无任何影响；实验中异氟烷（1.1～5MAC）对血小板活化时细胞内IP3、Ca2+和cAMP水平无影响。Hirkata等在后来研究中证实常用吸入浓度的异氟醚（1.2MAC）对血小板聚集以及TXA2的合成均无影响。
        地氟烷自1990初开始应用于临床，其诱导及苏醒快、对循环系统影响小以及在机体内几乎无代谢产物等优点使其备受青睐。Berlet等]经体外实验证实2MAC地氟烷能够降低血小板聚集率，减少血小板膜GPIIb/ IIIa表达，其作用机制可能与血小板内花生四烯酸代谢受抑有关。Turkan等实验结论则与之相反，显示1.3～2MAC地氟烷对血小板聚集并无影响。因此，地氟烷对血小板活化究竟是否具有影响以及作用机制尚待进一步探讨。
2.2 静脉麻醉药
2.2.1 丙泊酚
       丙泊酚的化学结构为2,6-二异丙基苯酚，为烷基酚的衍生物，与乙酰水杨酸（阿司匹林）的化学结构类似，两种药物均含有苯环结构，而阿司匹林经大量实验研究证实对血小板功能具有抑制作用，能够降低血栓形成的几率。
      经研究表明，丙泊酚能够抑制血小板内血栓烷的合成，这是其影响血小板活化的机制之一。Cruz等的体外实验证实丙泊酚在显著抑制由胶原、ADP和凝血酶等诱导的血小板聚集反应的同时，使活化血小板内的TXA2的生成明显减少，而且这种抑制作用呈剂量相关性。Hirkata等的研究得到了与之相同的结论，其结果显示随着活化血小板内TXA2合成的明显减少，血小板聚集曲线上可见到第二相聚集的显著受抑，同时环氧合酶的活性亦受到抑制。从上述实验结果推测，丙泊酚对血小板花生四烯酸代谢的抑制作用也可能与PLA2有关，但目前尚无实验证实这一点。
        除上述观点之外，亦有研究结果显示丙泊酚是一种L-型Ca2+通道阻滞剂，能够抑制血小板活化时Ca2+水平增高。Aoki等报道丙泊酚5.81mg•ml-1可明显抑制血小板内DTS内Ca2+释放和细胞外Ca2+内流，使血小板膜表面GPIIb/ IIIa表达明显减少，导致血小板聚集率明显下降。
        一些研究发现丙泊酚在全血条件下对血小板活化的抑制程度明显高于富含血小板血浆条件（PRP），其中的机制可能与血小板和白细胞之间的相互作用以及NO-cGMP有关。Petros等研究证实丙泊酚能够刺激白细胞和血管内皮细胞产生NO以及增加内皮细胞内cGMP水平。NO可以直接舒张血管，抑制血小板聚集及其在内皮细胞表面的粘附；其作用机制主要是提高腺苷酸环化酶活性，促使细胞内cGMP生成增多。Mendez等[23]和Cruz等[24]研究证实在全血条件下，随着丙泊酚药物浓度增高，血小板内TXA2的生成逐渐降低，血小板活化显著受抑，同时，血小板内的cGMP含量以及白细胞内NO合成则逐渐增高；但是在PRP条件下，血小板内的cGMP则无明显变化。所以可以推测异丙酚能够调节血小板内第二信使的水平，从而影响血小板活化；同时在全血条件下丙泊酚还能刺激白细胞内NO的合成，通过NO-cGMP途径抑制血小板活化。但迄今尚无关于丙泊酚是否影响血小板活化后IP3和cAMP生成的实验研究。
2.2.2 氯胺酮
       氯胺酮属于苯环己哌啶的衍生物，由于其刺激中枢神经系统、兴奋交感神经的作用而常用于创伤、烧伤、休克等危重病人的麻醉。已有研究证实，氯胺酮可以调节细胞内第二信使的产生；Hill等[25]报道了氯胺酮能够作用于cAMP生成的某一环节而增加炎症反应中心肌细胞内cAMP水平,从而抑制炎症反应。Kanmura等[26]实验中氯胺酮通过降低兔肠系膜动脉血管平滑肌细胞内IP3的生成，抑制动脉血管平滑肌细胞收缩。1985年Atkinson等[27]研究认为氯胺酮能够抑制TXA2、ADP、胶原及肾上腺素诱导的血小板聚集。上述研究结果提示氯胺酮可能分别抑制血小板内TXA2以及IP3的合成，降低血小板活化时所需的Ca2+浓度。9. Sweeney D, Williams V. The effect of halothane general anesthesia on platelet function. Anaesth Intensive Care, 1987, 15(3): 278-281.
10. Hirakata H, Ushikubi F, Narumiya S, et al. The effect of inhaled anesthetics on the platelet aggregation and the ligand-binding affinity of the platelet thromboxaneA2 receptor. Anesth Analg, 1995, 81(1): 114-118.
11. Shinji K, Michiaki Y. Direct inhibitory mechanisms of halothane on human platelet aggregation. Anesthesiology, 1996, 85(1): 96-106.
12. Hirakata H, Nakamura K, Sai S, et al. Platelet aggregation is impaired during anaesthesia with sevoflurane but not with isoflurane. Can J Anaesth, 1997, 44 (11): 1157 -1161.
13. Hirakata H, Ushikubi F, Toda H, et al. Sevoflurane inhibits human platelet aggregation and thromboxaneA2 formation, possibly by suppression of cyclooxygenase activity. Anesthesiology, 1996, 85(6): 1447-1453.
14. Berlet T, Krah A, Borner U, et al. Desflurane inhibits platelet function in vitro similar to halothane. Eur J Anaesthesiol, 2003, 20(11): 878-883.
15. Turkan H, Beyan C, Karabiyik L, et al. The effects of desflurane on human platelet aggregation in vitro. Int J Hematol, 2004, 80(1): 91-93.
16. Celestini A, Pulcinelli FM, Pignatelli P, et al. Vitamin E potentiates the antiplatelet activity of aspirin in collagen-stimulated platelets. Haematologica, 2002, 87(4): 420-426.
17. Cruz De La JP, Paez MV, Carmona JA, et al. Antiplatelet effect of the anaesthetic drug propofol: influence of red blood cells and leucocytes. British J Pharmocology, 1999, 128(7): 1538-1544.
18. Hirkata H, Nakamura K, Yokubol B, et al. Propofol has both enhancing and suppressing effects on human platelet aggregation in vitro. Anesthesiology, 1999, 91(5): 1361-1367.
19. Takahashi H, Puttick RM, Terrar DA, et al. The effect of propofol and enflurane on single calcium channel currents of guinea-pig isolated ventricular myocytes. British J Pharmocology, 1992, 107(2): 559-565.
20. Aoki H, Toshiki M, Shinji N, et al. In vivo and in vitro studies of the inhibitory effect of propofol on human platelet aggregation. Anesthesiology, 1998, 88(2): 362-370.
21. Petros AJ, Bogle RG, Pearson AD, et al. Propofol stimulates nitric oxide release from cultured porcine aortic endothelial cells. British J Pharmocology, 1993, 109(1): 6-7.
22. Mccall TB, Boughton-Smith NK, Palmer RM, et al. Synthesis of nitric oxide from L-arginine by neutrophils: release and interaction with superoxide anion. Biochem J, 1989, 261(1): 293-296.
23. Mendez D, Cruz De La JP, Arrebola MM, et al. The effect of propofol on the
interaction of platelets with leucucytes and erythrocytes in surgical patients. Anesth Analg, 2003, 96(3): 713 - 719.
24. Cruz De La JP, Carmona JA, Paez MV, et al. Propofol inhibits in vitro platelet aggregation in huaman whole blood. Anesth Analg, 1997, 84(4): 919-921.
25. Hill GE, Anderson JL, Lyden ER. Ketamine inhibits the proinflammatory cytokine-induced reduction of cardiac intracellular cAMP accumulation. Anesth Analg, 1998, 87(5): 1015-1019.
26. Kanmura Y, Kajikuri J, Itoh T, et al. Effects of ketamine on contraction and synthesis of inositol 1,4,5-triphosphate in smooth muscle of the rabbit mesenteric artery. Anesthesiology, 1993, 79(3): 571-579.
27. Atkinson PM, Taylor DI, Chetty N, et al. Inhibition of platelet aggregation by ketamin hydrochloride. Thromb Res, 1985, 40(2): 227-234.
28. Nakagawa T, Hirakata H, Sato M, et al. Ketamine suppresses platelet aggregation possibly by suppressed inositol triphosphate formation and subsequent suppression of cytosolic calcium increase. Anesthesiology, 2002, 96(5): 1147-1152.
29. Chang Y, Chen TL, Wu GJ, et al. Mechanisms involved in the antiplatelet activity of ketamine in human platelets. J Biomed Sci, 2004, 11(6): 764-772.
30. Sheu JR, Hsiao G, Luk HN, et al. Mechanisms involved in the antiplatelet activity of midazolam inhuman platelets. Anesthesiology, 2002, 96(3): 651-658.
31. Hsiao G, Shen MY, Chou DS, et al. Mechanisms of antiplatelet and antithrombotic activity of midazolam in vitro and in vivo studies. Eur J Pharmacol, 2004, 487(1-3): 159-166.
32. Tsai CS, Hsu PC, Huang GS, et al. Midazolam attenuates adenosine diphosphate -induced P-selectin expression and platelet-leucocyte aggregation. Eur J Anaesthesiol, 2004, 21 (11): 871-876.
33. Kozek-Langenecker SA. The effects of drugs used in anaesthesia on platelet membrane receptors and on platelet function. Curr Drug Targets, 2002, 3(3): 247-258.

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