全麻药物对脑神经作用研究介绍

金光辉

全麻药物对脑神经作用研究介绍

金光辉

很多研究人员从啮齿类动物和灵长类动物的实验中获得的证据表明：我们临床经常使用的全麻药物会对中枢神经系统造成伤害，而处于发育期的大脑受到损伤后，记忆功能会有所减退。本文将对当今全麻药物的毒性作用进行探讨，让大家对毒性研究的进展增加了解，希望改变一些临床麻醉的使用观念。

全麻药物；毒性；神经系统

1 全麻药物对脑神经作用研究综述

1999年Ikonomidou等[1]首次报道了注射N-甲基-天冬氨酸的老鼠发生神经细胞改变后，基于人们对儿童使用全麻药物情况的关注，开展了更多的对全麻药物是否对神经系统有毒害作用的研究。2004年Scallet等[2]报道了麻醉药物引起的脑死亡与剂量和服用时间都有相关性。如果患者是妊娠末期的孕妇或者新生婴儿，进行全身麻醉后导致海马神经元死亡，直接导致儿童以后的学习能力下降[3，4]。在2008年，Majewsk-Tiedeken等[5]用实验证明了，全麻药物对成年啮齿类动物的中枢神经系统也存在伤害作用。医学的进步使人的寿命得到延长，老年人因为麻醉手术的可能性不断增大而受到人们的关注。2004年Jevtovic-Todorovic等[6]发现麻醉药物对老年大鼠的神经系统带来伤害，而且老年大鼠比成年大鼠更容易受到麻醉药物的损伤。

2 关于全麻药物对脑神经作用的病理研究

现在使用的大多数麻醉药物，都是NMDA受体拮抗剂类或者氨基丁酸受体激动剂，这些受体可以影响突触、神经元的生长和细胞的存在。一般认为，当神经系统发育旺盛时，神经元对一些干扰极其敏锐，如果NMDA受体拮抗剂或者GABA受体激动剂对突触的环境造成扰乱，就会造成神经细胞的受伤或者死亡。关于成年动物神经系统的受损情况[7]，认为是大脑中存在着未能发育成熟的细胞，当这些细胞发育成神经元环路的时候，它对全麻药物就有了很强的易感性。

3 全麻药物伤害脑神经机制的几种假设

3.1补偿机制 很多学者[8]认为，在神经系统发育高峰期间注射的NMDA受体拮抗剂，通过断开NMDA受体来扰乱了NMDA系统，身体就会把NMDA受体增加来补偿损失。麻醉过后，神经元由于接受大量的氨基酸而导致毒性，结果是神经细胞死亡。如果GABA受体激动剂也在此时加入，神经系统的损伤就更加严重。

3.2突触修饰假设 突触可以在一些条件下对自己的形态、数目和功能进行调整，此为突触的可塑性。当前还没有令人信服的突触可塑性的分子机制解释，有学者认为是突触素的调节作用影响了突触的发生[9]。Nikizad等[10]通过实验证明了复合麻醉药咪达唑仑等导致动物永久性神经元受损与调节蛋白的表示方式有明显相关性。

3.3Aβ假说 β淀粉蛋白的形成分解过程被异氟烷等麻醉药物影响而改变，Aβ聚合成寡聚体后，在神经元中间沉积的多肽变成老年斑。与此同时，神经元内部的钙离子浓度升高，蛋白酶激活以后导致tau蛋白磷酸化。Aβ的沉积还将导致一些免疫炎症和神经毒性反应，最终使大量的神经元变形乃至凋亡。

3.4神经营养行凋亡 上世纪就有研究表明BDNF可以保护神经，但原因并不清晰。Lu等[11]的实验表明，常用的麻醉药如异氟烷等可以使大鼠神经细胞凋亡，并且损伤与时间有相关性的同时，与BDNF也存在依赖性。在丘脑的神经细胞的死亡明显依赖于Trk的途径，在此基础上，β-雌二醇作为一种性激素，对于Trk的蛋白水平的上升并抑制神经细胞的凋亡。所以我们可以假设神经营养性失调是一种可能的细胞凋亡机理。

4 未知的领域和存在的问题

以上研究都证实了全麻药物导致神经细胞的凋亡，如果要彻底弄清楚麻醉药物存在的危险，还有一些关键环节需要验证：①神经细胞的死亡是否和常用麻醉药的使用有严格关系。②麻醉药物引起的神经细胞死亡是普遍特性还是需要单独处理每种药物。③对患者局部麻醉是否也会引起同样的结果。④人类的易感期到底在什么时间段。⑤对于啮齿类动物和灵长类动物的实验发现对人类是否适用。⑥行为的变化是否可以恢复。

5 总结

由于麻醉实验的各种条件和客体都不同，能否从动物的结论延伸到人类还有争议。但是找出神经元受伤是否确定的和全身麻醉有关的评测办法，是当前学者们面临的非常迫切的课题。无论如何，在我们不知道如何避免神经元被麻醉药物毒害以前，全身麻醉仍然是一个医学史上的丰碑。

[1] Ikonomidou C, Bosch F, Miksa M, et al. Blockade of NMDA recepstors and apoptotic neuro-degeneration in the developing brain. Science,1999,283(5398)：70-74.

[2] Scaller AC, Schmued LC, Slikker W Jr, et al.Developmental nerrotoxicity of ketamine:mor-phometric confirmation, exposure parameters, and multiple fluorescent fluorescent labeling of apoptoic neu-rons. Toxicol Sci,2004,81(2):364-370.

[3] Fredriksson A, Archer T, Alm H, et al. Neurofunctional deficits and potentiated apoptosis by neonatal NMDA agtagonist administration. Behav Brain Res,2004,153(2):367-376.

[4] Fredriksson A, Poten E, Gordh T, et al. Neonatal exposure to a combination of N-methyl-D-aspartate and gamma aminobutyric acid type A receptor ancsthetic agents potentiates apoptotic neurodegeneration and persistent Behavioral deficits. Anesthesioloty,2007,107(3):427-436.

[5] Majewski-Tiedeken CR, Rabin CR, Siegel SJ.Ketamine exposure in adult mice leads to increased cell death in C2 h, DBA2 and FVB inbred mouse strains. Drug Alcohol Depend,2008,92(1-3):217-227.

[6] Ming GL, Song H. Adult neurogenesis in the mammalian central nervous system. Annu Rev Neurosci,2005,28:223-250.

[7] Slikker W Jr, Zou X, Hotchkiss CE, et al. Ketamine-induced neuronal cell death in the perinatal rhesus monkey. Toxicol Sci,2007,98(1):145-158.

[8] Janz R, Sudhof TC, Hammer RE, et al. Essential roles in synaptic plasticity for synaptogyrin l and synaptophysin l. Neuron,1999,24(3):687-700.

[9] Yamauchi T. Neuronal protein kinsse discovery, progress in a quarter of a century, and perspective: implication for learning and memory. Bilo Pharm Bull, 2005,28(8):1342-1354.

[10] Lu LX, Yon JH, Carter LB, et al. General anesthesis actives BDNF dependent neuroapo ptosis in the developing rat brain. Apoptosis, 2006,11(9):1603-1615.

[11] Volosin M, Song W, Almetida RD, et al. Interaction of survival and death signaling in hasal forebrain neurons:roles of meurot rophins and proneuurot rophins. J Neurosci,2006,26(29):7756-7766.

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