安氟醚和异氟醚吸入麻醉在间脑作用的定位研究
作者：徐礼鲜 马加海 付荣国 孙辉 李军
单位：710032 西安，第四军医大学口腔医学院麻醉科
关键词：
中华医学杂志NATIONAL MEDICAL JOURNAL OF CHINA1999年 第6期 1999 近年来发现一种c-fos基因参与重要脑功能活动的信号转导和调控过程，已作为一种功能形态学定位标记物，广泛用于神经科学中枢通路的研究[1]。作者利用FOS免疫组织化学法和膜片钳技术相结合，对安氟醚和异氟醚在间脑的作用部位进行了研究，以进一步探讨吸入麻醉的机理。
一、材料与方法
1.动物模型制作：SD大鼠30只，雌雄不拘，平均分为对照组、安氟醚和异氟醚组。实验前将大鼠放置在安静环境中饲养24小时以上。实验时对照组动物不吸入麻醉气体，但需在相同条件下放1小时；麻醉组动物分别吸入2%安氟醚和异氟醚麻醉1小时。
, 百拇医药
2.免疫组织化学染色：各吸入麻醉组动物和对照组动物在戊巴比妥钠麻醉下立即开胸，经升主动脉灌注4%多聚甲醛500 ml,固定90分钟后取全脑置于20%庶糖液中过夜,连续冠状冰冻切片，片厚50 μm,经0.3% Triton的PBS液中处理30分钟后，依次入Ⅰ抗、Ⅱ抗和ABC液、最后用硫酸镍胺葡萄糖氧化酶法作呈色反应。在Olympus显微镜下观察间脑各切片FOS阳性神经元的分布。FOS 阳性神经元计数以每个单位视野(10×20)内的数目表示数量，结果用t检验进行统计学处理。
3.全细胞膜片钳记录：用30～60天龄SD大鼠,雌雄不拘,断头取全脑,将其修成6 mm×6 mm×6 mm含视上核(SO)的脑组织块，在振动切片机上制备300～400 μm 的下丘脑的薄片。脑片在人工脑脊液(ACSF)中孵育至少1小时,然后移至标本小室,由重力作用驱使ACSF以2 ml/min的速度连续灌流脑片。通过解剖镜下可清楚地分辨出SO的位置,借助于微电极操纵器将电极与细胞膜贴合，引出膜静息电位和自发动作电位。观察灌流2%安氟醚和异氟醚对SO神经元对自发放电频率的影响，并用Pclamp软件机进行信号处理。
, 百拇医药
二、结果
1.间脑免疫组织化学：所有脑切片FOS蛋白阳性神经元均显色清晰,各阳性神经核团在间脑为双侧对称分布，无侧偏现象。在二种吸入麻醉作用下FOS阳性神经元主要位于丘脑室旁核、丘脑中央中核、丘脑再连合核、菱形丘脑核、背外侧膝状核、背内侧梨状核、丘脑背外侧核、丘脑后外侧核、丘脑腹后外侧核、下丘脑室周核、视前中核、视上核(图1)、视交叉上核、弓状核和缰核。其中安氟醚对菱形丘脑核和丘脑背外侧核和弓状核无FOS阳性神经元的表达；异氟醚对丘脑腹后外侧核无明显FOS阳性神经表达，其它各神经元核内FOS阳性神经元的数量在二种吸入麻醉剂之间差异无显著意义，与对照组比差异均有显著意义P<0.01(表1)。
2.对SO神经元自发电活动的影响：在30张脑片上记录了50个SO神经元膜电位为(-59±8)mV，输入阻抗为(535±129)MΩ，膜时间常数为(32±9)ms。待放电频率稳定后，分别灌流2%安氟醚和异氟醚的ACSF，结果安氟醚能使SO放电频率由(23±5)次/分，增加到(118±23)次/分，用正常的ACSF冲洗5分钟后放电频率下降到(46±18)次/分；异氟醚可使SO放电频率由(21±6)次/分，增加到(123±31)次/分，用正常的ACSF冲洗5分钟后放电频率下降到(35±11)次/分。表明二种药物能明显影响SO神经元自放电活动。
, 百拇医药
三、讨论
本研究认为，安氟醚和异氟醚吸入麻醉主要作用部位在间脑。除嗅觉外， 间脑是全身所有的感觉冲动，向大脑皮质特定区域传送中继站。本研究FOS阳性核团的功能(痛觉调控、意识、情绪等)大多与吸入麻醉作用有关[2]，丘脑中央中
核与清醒状态的维持和镇痛机制有密切关系[3]；此外丘脑后核群中背外侧膝状核与视觉有关，内侧膝状核与听力有关，而吸入麻醉剂主要作用于前者，而对后者作用差，这可能与个别手术病人在浅麻醉情况下听力存在，术后对术中的某些情节有一定记忆有联系。缰核在心血管活动中起重要的调控作用，可能与吸入麻醉中血压的升降和偶发心律失常有关[4]，此外还认为缰核在痛觉调制中起重要作用。
, 百拇医药
注：图中*表示c-fos基因的表达，A：对照组；B：安氟醚组；C：异氟醚组
图1 二种吸入麻醉剂诱导c-fos基因在视上核的表达
表1 二种吸入麻醉剂诱导c-fos基因在间脑的表达(Fos阳性神经元/单位视野，
±s) 组别
鼠数
PV
CM
Re
Rh
DLG
对照组
, http://www.100md.com
10
24.8±5.3
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
2%安氟醚
10
73.8±21.6
38.5±9.3
41.2±9.8
, 百拇医药 0.0±0.0
41.6±6.9
2%异氟醚
10
71.6±19.1
41.1±18.2
43.7±7.5
54.1±12.6
41.8±7.6
DEN
LD
, 百拇医药
LP
Pe
MnPo
对照组
10
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
2%安氟醚
10
38.9±10.2
, 百拇医药
0.0±0.0
47.8±6.5
42.7±15.6
42.1±11.8
2%异氟醚
10
32.4±10.4
36.8±8.9
0.0±0.0
38.6±14.6
, http://www.100md.com
27.7±13.3
SO
Arc
Sch
VPL
Hb
对照组
10
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
, http://www.100md.com
2%安氟醚
10
62.6±24.5
0.0±0.0
56.4±17.4
35.6±13.7
35.1±11.6
2%异氟醚
10
78.6±27.7
18.3±4.5
, 百拇医药
39.1±10.4
0.0±0.0
46.5±19.3
注：PV：丘脑室旁核；CM：丘脑中央中核；Re：丘脑再连合核；Rh：菱形丘脑核；DLG：背外侧膝状核；DEN：背内侧梨状核；LD：丘脑背外侧核；LP：丘脑腹外侧核；Pe：下丘脑室周核；MnPo：中视前核；SO：视上核；Arc：弓状核；Sch：视交叉上核；VPL：丘脑腹后外侧核；Hb:缰核。与对照组比较P<0.01
吸入麻醉剂主要作用于下丘脑室周核、视上核、弓状核和视交叉上核，这些核团的功能绝不只是交感和副交感中枢，也是调节内脏活动，内分泌、情绪变化和睡眠的重要部位，同时在痛觉调控过程中起一定作用，其机理可能与内源性阿片肽分泌增加有关[5]。 目前虽然对安氟醚和异氟醚麻醉在间脑作用部位有了一定的认识，但在麻醉中信息转导方式尚不清楚，仍需进一步深入研究。
, 百拇医药
注释：本课题为国家自然科学基金资助项目(39570683)
参考文献
1 陈良为,晋光荣,饶志仁. 大鼠伤害性刺激引起中枢神经系统c-fos表达.神经解剖学杂志,1993，9:185.
2 吴敏范.电刺激中央中核诱发猫丘脑后核群单位放电的观察.针刺研究, 1994，19:39-42.
3 罗弗荪.不同频率电刺激猫中央中核对丘脑束旁核痛放电的抑制效应.生理学报,1985，37:1-4.
4 杨绍年,王绍, 唐毓环. 去甲肾上腺素注射利多卡因对电刺激杏仁核内侧引起升压反应的影响.
中国应用生理学杂志, 1990，6:177-180.
5 宋朝佑,由振东,林葆城. 催产素、加压素抗血清和纳络酮对刺激视上核引起的镇痛和加强电针
镇痛效应的影响.针刺研究, 1994，19:41-43.
收稿：1998-04-22 修回：1999-01-10, 百拇医药
单位：710032 西安，第四军医大学口腔医学院麻醉科
关键词：
中华医学杂志NATIONAL MEDICAL JOURNAL OF CHINA1999年 第6期 1999 近年来发现一种c-fos基因参与重要脑功能活动的信号转导和调控过程，已作为一种功能形态学定位标记物，广泛用于神经科学中枢通路的研究[1]。作者利用FOS免疫组织化学法和膜片钳技术相结合，对安氟醚和异氟醚在间脑的作用部位进行了研究，以进一步探讨吸入麻醉的机理。
一、材料与方法
1.动物模型制作：SD大鼠30只，雌雄不拘，平均分为对照组、安氟醚和异氟醚组。实验前将大鼠放置在安静环境中饲养24小时以上。实验时对照组动物不吸入麻醉气体，但需在相同条件下放1小时；麻醉组动物分别吸入2%安氟醚和异氟醚麻醉1小时。
, 百拇医药
2.免疫组织化学染色：各吸入麻醉组动物和对照组动物在戊巴比妥钠麻醉下立即开胸，经升主动脉灌注4%多聚甲醛500 ml,固定90分钟后取全脑置于20%庶糖液中过夜,连续冠状冰冻切片，片厚50 μm,经0.3% Triton的PBS液中处理30分钟后，依次入Ⅰ抗、Ⅱ抗和ABC液、最后用硫酸镍胺葡萄糖氧化酶法作呈色反应。在Olympus显微镜下观察间脑各切片FOS阳性神经元的分布。FOS 阳性神经元计数以每个单位视野(10×20)内的数目表示数量，结果用t检验进行统计学处理。
3.全细胞膜片钳记录：用30～60天龄SD大鼠,雌雄不拘,断头取全脑,将其修成6 mm×6 mm×6 mm含视上核(SO)的脑组织块，在振动切片机上制备300～400 μm 的下丘脑的薄片。脑片在人工脑脊液(ACSF)中孵育至少1小时,然后移至标本小室,由重力作用驱使ACSF以2 ml/min的速度连续灌流脑片。通过解剖镜下可清楚地分辨出SO的位置,借助于微电极操纵器将电极与细胞膜贴合，引出膜静息电位和自发动作电位。观察灌流2%安氟醚和异氟醚对SO神经元对自发放电频率的影响，并用Pclamp软件机进行信号处理。
, 百拇医药
二、结果
1.间脑免疫组织化学：所有脑切片FOS蛋白阳性神经元均显色清晰,各阳性神经核团在间脑为双侧对称分布，无侧偏现象。在二种吸入麻醉作用下FOS阳性神经元主要位于丘脑室旁核、丘脑中央中核、丘脑再连合核、菱形丘脑核、背外侧膝状核、背内侧梨状核、丘脑背外侧核、丘脑后外侧核、丘脑腹后外侧核、下丘脑室周核、视前中核、视上核(图1)、视交叉上核、弓状核和缰核。其中安氟醚对菱形丘脑核和丘脑背外侧核和弓状核无FOS阳性神经元的表达；异氟醚对丘脑腹后外侧核无明显FOS阳性神经表达，其它各神经元核内FOS阳性神经元的数量在二种吸入麻醉剂之间差异无显著意义，与对照组比差异均有显著意义P<0.01(表1)。
2.对SO神经元自发电活动的影响：在30张脑片上记录了50个SO神经元膜电位为(-59±8)mV，输入阻抗为(535±129)MΩ，膜时间常数为(32±9)ms。待放电频率稳定后，分别灌流2%安氟醚和异氟醚的ACSF，结果安氟醚能使SO放电频率由(23±5)次/分，增加到(118±23)次/分，用正常的ACSF冲洗5分钟后放电频率下降到(46±18)次/分；异氟醚可使SO放电频率由(21±6)次/分，增加到(123±31)次/分，用正常的ACSF冲洗5分钟后放电频率下降到(35±11)次/分。表明二种药物能明显影响SO神经元自放电活动。
, 百拇医药
三、讨论
本研究认为，安氟醚和异氟醚吸入麻醉主要作用部位在间脑。除嗅觉外， 间脑是全身所有的感觉冲动，向大脑皮质特定区域传送中继站。本研究FOS阳性核团的功能(痛觉调控、意识、情绪等)大多与吸入麻醉作用有关[2]，丘脑中央中
核与清醒状态的维持和镇痛机制有密切关系[3]；此外丘脑后核群中背外侧膝状核与视觉有关，内侧膝状核与听力有关，而吸入麻醉剂主要作用于前者，而对后者作用差，这可能与个别手术病人在浅麻醉情况下听力存在，术后对术中的某些情节有一定记忆有联系。缰核在心血管活动中起重要的调控作用，可能与吸入麻醉中血压的升降和偶发心律失常有关[4]，此外还认为缰核在痛觉调制中起重要作用。
, 百拇医药
注：图中*表示c-fos基因的表达，A：对照组；B：安氟醚组；C：异氟醚组
图1 二种吸入麻醉剂诱导c-fos基因在视上核的表达
表1 二种吸入麻醉剂诱导c-fos基因在间脑的表达(Fos阳性神经元/单位视野，
±s) 组别鼠数
PV
CM
Re
Rh
DLG
对照组
, http://www.100md.com
10
24.8±5.3
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
2%安氟醚
10
73.8±21.6
38.5±9.3
41.2±9.8
, 百拇医药 0.0±0.0
41.6±6.9
2%异氟醚
10
71.6±19.1
41.1±18.2
43.7±7.5
54.1±12.6
41.8±7.6
DEN
LD
, 百拇医药
LP
Pe
MnPo
对照组
10
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
2%安氟醚
10
38.9±10.2
, 百拇医药
0.0±0.0
47.8±6.5
42.7±15.6
42.1±11.8
2%异氟醚
10
32.4±10.4
36.8±8.9
0.0±0.0
38.6±14.6
, http://www.100md.com
27.7±13.3
SO
Arc
Sch
VPL
Hb
对照组
10
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
0.0±0.0
, http://www.100md.com
2%安氟醚
10
62.6±24.5
0.0±0.0
56.4±17.4
35.6±13.7
35.1±11.6
2%异氟醚
10
78.6±27.7
18.3±4.5
, 百拇医药
39.1±10.4
0.0±0.0
46.5±19.3
注：PV：丘脑室旁核；CM：丘脑中央中核；Re：丘脑再连合核；Rh：菱形丘脑核；DLG：背外侧膝状核；DEN：背内侧梨状核；LD：丘脑背外侧核；LP：丘脑腹外侧核；Pe：下丘脑室周核；MnPo：中视前核；SO：视上核；Arc：弓状核；Sch：视交叉上核；VPL：丘脑腹后外侧核；Hb:缰核。与对照组比较P<0.01
吸入麻醉剂主要作用于下丘脑室周核、视上核、弓状核和视交叉上核，这些核团的功能绝不只是交感和副交感中枢，也是调节内脏活动，内分泌、情绪变化和睡眠的重要部位，同时在痛觉调控过程中起一定作用，其机理可能与内源性阿片肽分泌增加有关[5]。 目前虽然对安氟醚和异氟醚麻醉在间脑作用部位有了一定的认识，但在麻醉中信息转导方式尚不清楚，仍需进一步深入研究。
, 百拇医药
注释：本课题为国家自然科学基金资助项目(39570683)
参考文献
1 陈良为,晋光荣,饶志仁. 大鼠伤害性刺激引起中枢神经系统c-fos表达.神经解剖学杂志,1993，9:185.
2 吴敏范.电刺激中央中核诱发猫丘脑后核群单位放电的观察.针刺研究, 1994，19:39-42.
3 罗弗荪.不同频率电刺激猫中央中核对丘脑束旁核痛放电的抑制效应.生理学报,1985，37:1-4.
4 杨绍年,王绍, 唐毓环. 去甲肾上腺素注射利多卡因对电刺激杏仁核内侧引起升压反应的影响.
中国应用生理学杂志, 1990，6:177-180.
5 宋朝佑,由振东,林葆城. 催产素、加压素抗血清和纳络酮对刺激视上核引起的镇痛和加强电针
镇痛效应的影响.针刺研究, 1994，19:41-43.
收稿：1998-04-22 修回：1999-01-10, 百拇医药