深度麻醉至脑死亡期间大鼠海马神经元活动的突变 - 生物化学与生物 .pdf

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2014, 4 1(4): 379~387 深度麻醉至脑死亡期间 大鼠海马神经元活动的突变* ** 曹嘉悦 封洲燕 郑晓静 陈白璐 ( 江大学生物医学工程与仪器科学学院，生物医学工程教育部重点实验室，杭州310027) 摘要 全身麻醉若操作不当可能造成致命的中枢神经系统损伤，因此其安全性受到广泛关注 为了揭示麻醉不断加深的过程 中神经元活动的变化规律，本文研究了大鼠在乌拉坦(urethane)深度麻醉至脑死亡期间海马区神经元兴奋性和信号传导功能的 变化 利用微电极阵列记录和电刺激技术，在海马CA1 区胞体层分别记录Schaffer 侧支上正向刺激 海马白质上反向刺激 诱发的群峰电位(population spike ，PS) 以PS 的幅值和潜伏期为指标，分析海马神经元活动的变化 结果表明，随着乌拉坦 血药浓度的增加，PS 幅值逐渐减小，潜伏期逐渐延长，意味着乌拉坦抑制了神经元的兴奋性以及轴突传导和突触传递 特 别是这些变化存在明显的转折点(即突变)，将整个衰减过程分成慢变和快变2 个阶段 快变期的剧烈衰减迅速导致脑死亡 而且，引起突变的决 性因素可能是乌拉坦的血药浓度，而非麻醉时间的长短 但是，当乌拉坦注射速率较慢时，延长的慢 变期仍然会使神经元功能的受损加重 这些研究结果为动物实验的麻醉操作 临床麻醉的安全应用提供了重要的信息 关键词 麻醉，乌拉坦，海马，神经元，突变 学科分类号 Q42 ，R338 DOI: 10.3724/SP.J.1206.20 13.00144 麻醉作为现代医疗技术的重要手段之一，用于 已有的研究多局限于常规麻醉水平，没有阐明深度 各类外科手术以减少病人的痛苦，保证手术的顺利 麻醉过程中临近脑死亡时神经元功能的变化 [1] 进行 全身麻醉(简称全麻)是一种重要的麻醉类 大脑海马区是哺乳动物中枢神经系统边缘组织 [2] 型，可以抑制病人中枢神经系统的兴奋性 ，使其 的一部分，其中的神经元排列很规则，形成清晰的 [3] 丧失意识 同时全麻也存在危险性，若操作不 神经回路结构，在不同的神经通路上施加电刺激后 当，可能造成神经系统的不可逆损伤，影响病人术 可以产生特 的诱发电位波形[15-16] 而且，根据诱 [4] 后的行为 认知功能，甚至危及生命 因此，深 发电位幅值 潜伏期的变化，可以 量分析神经元 入揭示麻醉不断加深的过程中神经元活动的变化规 兴奋性和突触传递等功能的变化特性 这种方法已 律，对于提高麻醉手术的安全性以及阐明全麻对大 广泛用于神经元兴奋机制的研究 神经系统药物作 脑功能的影响机制，都具有重要的意义 基于此目 用机制的评价[17-18] 的，本文研究乌拉坦(Urethane)深度麻醉直至脑死 因此，为了揭示深度麻醉对于神经元的损伤机 亡的过程中大鼠海马神经元功能的变化 理，本文利用微电极阵列记录技术和电刺激诱发电 [3, 5] 乌拉坦属于非特异性的麻醉剂 ，对于神经 位的分析方法，研究乌拉坦麻醉逐渐加深的过程 元胞体的兴奋性、轴突传导以及突触传递功能等都 会造成影响 有研究表明，乌拉坦能够提高神经元