异丙酚对大鼠脑突触体Na＋，K＋-ATP酶活性的影响
作者：胡兴国 王钧 曾因明 许鹏程 段世明
单位：胡兴国(湖南省桃源县人民医院麻醉科 415700)；王钧 曾因明 许鹏程 段世明(徐州医学院麻醉医学研究所附属医院麻醉科)
关键词：异丙酚；Na+；K+-ATP酶；脑突触体
临床麻醉学杂志000212
摘要 目的：了解异丙酚是否通过影响脑突触体Na+，K+-ATP酶活性而产生中枢抑制效应。方法：SD大鼠30只，随机分为三组，分别腹腔注射(ip)异丙酚50mg/kg、100mg/kg和生理盐水10ml/kg。结果：ip异丙酚50mg/kg能明显抑制海马、脑干突触体的Na+，K+-ATP酶活性(P<0.01)，ip异丙酚100mg/kg能使大脑皮层、脑干及海马突触体的Na+，K+-ATP酶活性明显降低(P<0.01)。异丙酚100mg/kg组的大脑皮层、脑干及海马突触体的Na+，K+-ATP酶活性均明显低于异丙酚50mg/kg组(P<0.05或P<0.01)。结论：异丙酚对中枢神经系统的抑制作用，可能与其抑制脑突触体Na+，K+-ATP酶活性有关。
, 百拇医药
Effects of Propofol on Na+，K+-ATPase Activity in Rat Cerebral Synaptosomes in Vivo
Hu Xingguo， Wang Jun，Zeng Yinming，et al
Research Institute of Anesthesiology，Xuzhou Medical College 221002
Abstract Objective: To investigate the effects of propofol on Na+，K+-ATPase activity in the rat cerebral synaptosomes.Methods：Thirty SD rats were divided randomly into three groups.The aminals were administered intraperitoneally(ip) propofol 50mg/kg(P50 group)，100mg/kg(P100 group) or normal saline 10ml/kg(Control group) respectively. Results：In P50 group， Na+，K+-ATPase activity of the hippocampal and brainstem synaptosomes was significantly inhibited and in P100 group，Na+，K+-ATPase activity of the cerebrocortical， brainstem and hippocampal synaptosomes was significantly reduced as compared with that of control group(P<0.01).Compared with P50 group，Na+，K+-ATPase activity of the cerebrocortical，brainstem and hippocampal synaptosomes was further reduced in P100 group(P<0.05 or P<0.01).Conclusion：The central inhibitory effects of propofol may be related to the inhibition of Na+，K+-ATPase activity of cerebral synaptosomes.
, 百拇医药
Key words Propofol Na+，K+-ATPase Synaptosomes
异丙酚已广泛地应用于临床[1]，然而其全麻作用的确切机理仍不十分清楚。Na+，K+-ATP酶对维持神经细胞的兴奋性、传导性和影响神经递质的释放等方面具有极为重要的作用[2]。本研究的目的是在于了解异丙酚对脑突触体的Na+，K+-ATP酶活性的影响。
材料与方法
药品与试剂 异丙酚为ZENECA产品，生产日期1995年12月；三磷酸腺苷(ATP)酶试剂盒为南京建成生物工程研究所产品。
动物 Sprague-Dawley(SD)纯种大白鼠，体重200～250g，雌雄不拘，由本院实验动物中心提供。
, 百拇医药
动物分组 SD大鼠30只，随机分为三组，每组10只，分别腹腔注射(ip)异丙酚50mg/kg(P50组)、100mg/kg(P100组)和生理盐水10ml/kg(对照组)。
粗突触体制备 ip异丙酚，待翻正反射消失后(对照组和部分P50组在注药后8分钟)立即断头取脑，在生理盐水冰面上迅速分取脑干、双侧大脑皮层和海马，液氮冷冻，将不同脑区的脑组织称重后置入预冷的蔗糖缓冲液(0.32mol/L，1/10，W/V)匀浆，然后按位差离心法(differential centrifugation)制备粗突触体[3]。并用相同缓冲液调成蛋白浓度为1～2mg/ml的粗突触体混悬液，待测Na+，K+-ATP酶活性。所有操作均在0～4℃进行。
酶活力测定 应用钼蓝分光光度法测定Na+，K+-ATP酶活性。酶活力单位以每小时分解每毫克组织蛋白产生的无机磷的含量[μmolPi.mg-1(prot).h-1]表示。
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蛋白质含量测定 按Lowry法[4]测定蛋白质含量。
统计分析 实验数据用
±s表示，组间比较应用方差分析，P<0.05为差异显著。
结果
行为学变化 ip异丙酚100mg/kg后，在8分钟内翻正反射均消失，翻正反射消失时间平均为6.4±0.45分钟。在ip异丙酚50mg/kg后，仅1只大鼠于7.3分钟时翻正反射消失。
异丙酚对大鼠大脑皮层突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 ip异丙酚50mg/kg虽能使Na+，K+-ATP酶活性降低(降低18%)，但与对照组比较无统计学差异。在ip异丙酚100mg/kg后，则使大脑皮层突触体Na+，K+-ATP酶活性明显抑制(下降31.6%)，与对照组或异丙酚50mg/kg组比较均有显著差异(P<0.01)(表1)。
, 百拇医药
异丙酚对大鼠海马突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 与对照组比较，P50组和P100组均能明显抑制Na+，K+-ATP酶活性(分别降低39.4%和54.1%，P<0.01)。P100组的抑制程度明显大于P50组(P<0.05)(表1)。
异丙酚对大鼠脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 P50组和P100组脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性均明显降低(分别降低41.4%和58.2%，P<0.01)，两用药组间比较也存在显著性差异(P<0.05)(表1)。
表1 异丙酚对大鼠脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响[μmolPi.mg-1(prot).h-1](±s)(n＝10)
, 百拇医药
大脑皮层
海 马
脑 干
P50组
4.47±0.98
4.37±0.72*
5.74±1.01*
P100组
3.40±0.54*＃
3.31±1.44*△
4.10±1.10*△
, 百拇医药
对照组
5.45±1.34
7.21±2.19
9.80±2.06
与对照组比较，*P<0.01
与P50组比较，△P<0.05 ＃P<0.01
讨论
本研究发现临床相关剂量的异丙酚能明显抑制大脑皮层、海马及脑干突触体的Na+，K+-ATP酶活性，且异丙酚对脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的抑制具有剂量依赖性倾向。
, http://www.100md.com
一般认为异丙酚的主要作用部位是GABAA受体/Cl-通道复合体，但不能排除异丙酚与其他位点的相互作用。研究显示，异丙酚能影响另一配体门控型离子通道—烟碱型乙酰胆碱受体[5]，抑制电压敏感性钙通道、钠通道和钾通道[6]，同时也影响细胞内第二信使系统(使胞内钙贮存库Ca2+释放[7]和激活PKC[8])，以及抑制一氧化氮合酶活性[9]和通过阻滞电压依赖性Na+通道而抑制突触前兴奋性递质谷氨酸的释放[10]。在神经系统突触体膜上具有较高的Na+，K+-ATP酶活性，Na+，K+-ATP酶在维持跨膜Na+电化学梯度中发挥着重要作用。此酶对突触的化学传递作用以及神经的传导功能的兴奋性都具有特殊作用，因此Na+，K+-ATP酶活性的降低必然影响突触的化学传递作用以及神经传导功能。我们的研究结果提示异丙酚能抑制大脑皮层、海马及脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性，可能是其产生中枢抑制效应的另一个方面。
, 百拇医药
异丙酚对突触递质释放具有一定影响。实验研究发现临床相关浓度的异丙酚一方面能抑制GABA的摄取，但不能影响去极化所诱发的GABA的释放[11]；另一方面能抑制兴奋性神经递质谷氨酸的释放，并且认为此种抑制是由于异丙酚阻滞了突触前膜的电压依赖性Na+通道所致[10]，这可能是因为Na+通道活化以后，Na+大量内流，导致膜去极化，从而使Ca2+进入细胞内，而Ca2+内流是突触囊泡释放递质的先决条件。从我们的研究结果可以提示异丙酚对中枢突触传递机制的影响可能与其抑制Na+，K+-ATP酶活性之间亦存在某种联系。
有关异丙酚对脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响，我们的结果与Ratnakumari等[10]的不一致。Ratnakumari等在离体大鼠大脑皮层突触体的研究发现25或100μM的异丙酚对Na+，K+-ATP酶活性无明显影响。结果不一致的原因，推测可能与实验条件、模型等不同有关。
, http://www.100md.com
国家自然科学基金资助项目(编号：39670700)
参考文献
1，Smith L，White PF，Nathanson M， et al.Propofol：An update on its clinical use.Anesthesiology，1994，81∶1005.
2，成同怡，吴本NB94C.Na+，K+-ATP酶的结构和功能.国外医学分子生物学分册，1990，12∶236.
3，韩济生.神经科学纲要.第1版.北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1993.31.
4，Lowry OH，Rosebroug NJ，Farr AL，et al.Protein measurement with the folin phenol reagent.J Biol Chem，1951，193∶265.
, 百拇医药
5，Wachel RE，Wegrzynowicz ES.Kinetics of nicotinc acetycholine ion channels in the presence of intravenous anesthetics and induction agents.Br J Pharmacol， 1992，106∶623.
6，Rossi MA，Chan CK，Christensen JD，et al.Interactions between propofol and lipid mediator receptors， inhibition of lysophosphatidate signaling.Anesth Analg，1996，86∶1090.
7，Mantz J，Delumeau JC，Cordier J，et al.Differential effects of propofol and ketamine on cytosolic calcium concentrations of astrocytes in primary culture.Br J Anaesth，1994，72∶351.
, http://www.100md.com
8，Hemmings HC，Adamo AI.Effects of halothane and propofol on purified brain protein kinase C activation.Anesthesiology，1994，81∶147.
9，Mueller RA，Hunt RD.Propofol-induced inhibition of nitric oxide synthase activity in rat brain.Anesth Analg ，1995，80∶S331.
10，Ratnakumari L，Hemmings Jr HC.Effects of propofol on sodium channel-dependent sodium influx and glutamate release in rat cerebrocoritical synaptosomes.Anesthesiology，1997，86∶428.
11，Mantz J，Lecharny JB，Laudenbach V，et al.Anesthetics affect the uptake but not the depolarization-evoked release of GABA in rat striatal synaptosomes.Anesthesiology，1995，82∶502.
(收稿：1998-09-20 修回：1999-05-30), 百拇医药
单位：胡兴国(湖南省桃源县人民医院麻醉科 415700)；王钧 曾因明 许鹏程 段世明(徐州医学院麻醉医学研究所附属医院麻醉科)
关键词：异丙酚；Na+；K+-ATP酶；脑突触体
临床麻醉学杂志000212
摘要 目的：了解异丙酚是否通过影响脑突触体Na+，K+-ATP酶活性而产生中枢抑制效应。方法：SD大鼠30只，随机分为三组，分别腹腔注射(ip)异丙酚50mg/kg、100mg/kg和生理盐水10ml/kg。结果：ip异丙酚50mg/kg能明显抑制海马、脑干突触体的Na+，K+-ATP酶活性(P<0.01)，ip异丙酚100mg/kg能使大脑皮层、脑干及海马突触体的Na+，K+-ATP酶活性明显降低(P<0.01)。异丙酚100mg/kg组的大脑皮层、脑干及海马突触体的Na+，K+-ATP酶活性均明显低于异丙酚50mg/kg组(P<0.05或P<0.01)。结论：异丙酚对中枢神经系统的抑制作用，可能与其抑制脑突触体Na+，K+-ATP酶活性有关。
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Effects of Propofol on Na+，K+-ATPase Activity in Rat Cerebral Synaptosomes in Vivo
Hu Xingguo， Wang Jun，Zeng Yinming，et al
Research Institute of Anesthesiology，Xuzhou Medical College 221002
Abstract Objective: To investigate the effects of propofol on Na+，K+-ATPase activity in the rat cerebral synaptosomes.Methods：Thirty SD rats were divided randomly into three groups.The aminals were administered intraperitoneally(ip) propofol 50mg/kg(P50 group)，100mg/kg(P100 group) or normal saline 10ml/kg(Control group) respectively. Results：In P50 group， Na+，K+-ATPase activity of the hippocampal and brainstem synaptosomes was significantly inhibited and in P100 group，Na+，K+-ATPase activity of the cerebrocortical， brainstem and hippocampal synaptosomes was significantly reduced as compared with that of control group(P<0.01).Compared with P50 group，Na+，K+-ATPase activity of the cerebrocortical，brainstem and hippocampal synaptosomes was further reduced in P100 group(P<0.05 or P<0.01).Conclusion：The central inhibitory effects of propofol may be related to the inhibition of Na+，K+-ATPase activity of cerebral synaptosomes.
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Key words Propofol Na+，K+-ATPase Synaptosomes
异丙酚已广泛地应用于临床[1]，然而其全麻作用的确切机理仍不十分清楚。Na+，K+-ATP酶对维持神经细胞的兴奋性、传导性和影响神经递质的释放等方面具有极为重要的作用[2]。本研究的目的是在于了解异丙酚对脑突触体的Na+，K+-ATP酶活性的影响。
材料与方法
药品与试剂 异丙酚为ZENECA产品，生产日期1995年12月；三磷酸腺苷(ATP)酶试剂盒为南京建成生物工程研究所产品。
动物 Sprague-Dawley(SD)纯种大白鼠，体重200～250g，雌雄不拘，由本院实验动物中心提供。
, 百拇医药
动物分组 SD大鼠30只，随机分为三组，每组10只，分别腹腔注射(ip)异丙酚50mg/kg(P50组)、100mg/kg(P100组)和生理盐水10ml/kg(对照组)。
粗突触体制备 ip异丙酚，待翻正反射消失后(对照组和部分P50组在注药后8分钟)立即断头取脑，在生理盐水冰面上迅速分取脑干、双侧大脑皮层和海马，液氮冷冻，将不同脑区的脑组织称重后置入预冷的蔗糖缓冲液(0.32mol/L，1/10，W/V)匀浆，然后按位差离心法(differential centrifugation)制备粗突触体[3]。并用相同缓冲液调成蛋白浓度为1～2mg/ml的粗突触体混悬液，待测Na+，K+-ATP酶活性。所有操作均在0～4℃进行。
酶活力测定 应用钼蓝分光光度法测定Na+，K+-ATP酶活性。酶活力单位以每小时分解每毫克组织蛋白产生的无机磷的含量[μmolPi.mg-1(prot).h-1]表示。
, 百拇医药
蛋白质含量测定 按Lowry法[4]测定蛋白质含量。
统计分析 实验数据用
±s表示，组间比较应用方差分析，P<0.05为差异显著。结果
行为学变化 ip异丙酚100mg/kg后，在8分钟内翻正反射均消失，翻正反射消失时间平均为6.4±0.45分钟。在ip异丙酚50mg/kg后，仅1只大鼠于7.3分钟时翻正反射消失。
异丙酚对大鼠大脑皮层突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 ip异丙酚50mg/kg虽能使Na+，K+-ATP酶活性降低(降低18%)，但与对照组比较无统计学差异。在ip异丙酚100mg/kg后，则使大脑皮层突触体Na+，K+-ATP酶活性明显抑制(下降31.6%)，与对照组或异丙酚50mg/kg组比较均有显著差异(P<0.01)(表1)。
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异丙酚对大鼠海马突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 与对照组比较，P50组和P100组均能明显抑制Na+，K+-ATP酶活性(分别降低39.4%和54.1%，P<0.01)。P100组的抑制程度明显大于P50组(P<0.05)(表1)。
异丙酚对大鼠脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响 P50组和P100组脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性均明显降低(分别降低41.4%和58.2%，P<0.01)，两用药组间比较也存在显著性差异(P<0.05)(表1)。
表1 异丙酚对大鼠脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响[μmolPi.mg-1(prot).h-1](
±s)(n＝10), 百拇医药
大脑皮层
海 马
脑 干
P50组
4.47±0.98
4.37±0.72*
5.74±1.01*
P100组
3.40±0.54*＃
3.31±1.44*△
4.10±1.10*△
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对照组
5.45±1.34
7.21±2.19
9.80±2.06
与对照组比较，*P<0.01
与P50组比较，△P<0.05 ＃P<0.01
讨论
本研究发现临床相关剂量的异丙酚能明显抑制大脑皮层、海马及脑干突触体的Na+，K+-ATP酶活性，且异丙酚对脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的抑制具有剂量依赖性倾向。
, http://www.100md.com
一般认为异丙酚的主要作用部位是GABAA受体/Cl-通道复合体，但不能排除异丙酚与其他位点的相互作用。研究显示，异丙酚能影响另一配体门控型离子通道—烟碱型乙酰胆碱受体[5]，抑制电压敏感性钙通道、钠通道和钾通道[6]，同时也影响细胞内第二信使系统(使胞内钙贮存库Ca2+释放[7]和激活PKC[8])，以及抑制一氧化氮合酶活性[9]和通过阻滞电压依赖性Na+通道而抑制突触前兴奋性递质谷氨酸的释放[10]。在神经系统突触体膜上具有较高的Na+，K+-ATP酶活性，Na+，K+-ATP酶在维持跨膜Na+电化学梯度中发挥着重要作用。此酶对突触的化学传递作用以及神经的传导功能的兴奋性都具有特殊作用，因此Na+，K+-ATP酶活性的降低必然影响突触的化学传递作用以及神经传导功能。我们的研究结果提示异丙酚能抑制大脑皮层、海马及脑干突触体Na+，K+-ATP酶活性，可能是其产生中枢抑制效应的另一个方面。
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异丙酚对突触递质释放具有一定影响。实验研究发现临床相关浓度的异丙酚一方面能抑制GABA的摄取，但不能影响去极化所诱发的GABA的释放[11]；另一方面能抑制兴奋性神经递质谷氨酸的释放，并且认为此种抑制是由于异丙酚阻滞了突触前膜的电压依赖性Na+通道所致[10]，这可能是因为Na+通道活化以后，Na+大量内流，导致膜去极化，从而使Ca2+进入细胞内，而Ca2+内流是突触囊泡释放递质的先决条件。从我们的研究结果可以提示异丙酚对中枢突触传递机制的影响可能与其抑制Na+，K+-ATP酶活性之间亦存在某种联系。
有关异丙酚对脑突触体Na+，K+-ATP酶活性的影响，我们的结果与Ratnakumari等[10]的不一致。Ratnakumari等在离体大鼠大脑皮层突触体的研究发现25或100μM的异丙酚对Na+，K+-ATP酶活性无明显影响。结果不一致的原因，推测可能与实验条件、模型等不同有关。
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国家自然科学基金资助项目(编号：39670700)
参考文献
1，Smith L，White PF，Nathanson M， et al.Propofol：An update on its clinical use.Anesthesiology，1994，81∶1005.
2，成同怡，吴本NB94C.Na+，K+-ATP酶的结构和功能.国外医学分子生物学分册，1990，12∶236.
3，韩济生.神经科学纲要.第1版.北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1993.31.
4，Lowry OH，Rosebroug NJ，Farr AL，et al.Protein measurement with the folin phenol reagent.J Biol Chem，1951，193∶265.
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5，Wachel RE，Wegrzynowicz ES.Kinetics of nicotinc acetycholine ion channels in the presence of intravenous anesthetics and induction agents.Br J Pharmacol， 1992，106∶623.
6，Rossi MA，Chan CK，Christensen JD，et al.Interactions between propofol and lipid mediator receptors， inhibition of lysophosphatidate signaling.Anesth Analg，1996，86∶1090.
7，Mantz J，Delumeau JC，Cordier J，et al.Differential effects of propofol and ketamine on cytosolic calcium concentrations of astrocytes in primary culture.Br J Anaesth，1994，72∶351.
, http://www.100md.com
8，Hemmings HC，Adamo AI.Effects of halothane and propofol on purified brain protein kinase C activation.Anesthesiology，1994，81∶147.
9，Mueller RA，Hunt RD.Propofol-induced inhibition of nitric oxide synthase activity in rat brain.Anesth Analg ，1995，80∶S331.
10，Ratnakumari L，Hemmings Jr HC.Effects of propofol on sodium channel-dependent sodium influx and glutamate release in rat cerebrocoritical synaptosomes.Anesthesiology，1997，86∶428.
11，Mantz J，Lecharny JB，Laudenbach V，et al.Anesthetics affect the uptake but not the depolarization-evoked release of GABA in rat striatal synaptosomes.Anesthesiology，1995，82∶502.
(收稿：1998-09-20 修回：1999-05-30), 百拇医药