小型豬復(fù)合麻醉劑及其頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū)4EBP1基因及蛋白表達(dá)的影響
1 引言
麻醉(Anesthesia)一詞源自于希臘語(yǔ)(Anaisthaesia)。麻醉是由于藥物的注射、口服或者其他有效方法對(duì)中樞神經(jīng)或周圍神經(jīng)系統(tǒng)的可逆性的功能抑制。中國(guó)早在東漢時(shí)期就對(duì)麻醉有著一定的研究,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)第一次記載運(yùn)用麻醉技術(shù)的是 1842 年 3 月 30 日的美國(guó) Crawdord Williamson Long 醫(yī)生,他在幫他夫人接生的時(shí)候首次采用的麻醉藥。隨著麻醉技術(shù)的發(fā)展,即給數(shù)千萬(wàn)的病人帶來(lái)大量的好處,但是麻醉的機(jī)理以及作用機(jī)制,是如何發(fā)揮作用的,至今仍然無(wú)法解釋清楚。 隨著近年來(lái)經(jīng)過(guò)大量的國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明,小型豬和人在比較醫(yī)學(xué)上同源關(guān)系較近,,解剖生理結(jié)構(gòu)相近[1]。所以在醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)中小型豬是非常理想的動(dòng)物模型。然而在實(shí)際操作過(guò)程中,國(guó)內(nèi)并沒(méi)有一款針對(duì)小型豬專用的全身麻醉劑。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院外科教研室麻醉課題組成功研制出小型豬復(fù)合麻醉劑(XFM)以及小型豬復(fù)合麻醉劑頡頏劑。由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)外科實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果表明 XFM 對(duì)小型豬麻醉誘導(dǎo)迅速,效果確實(shí);小型豬特異性麻醉頡頏劑催醒效果確實(shí),催醒迅速,無(wú)復(fù)睡現(xiàn)象,安全穩(wěn)定[2]。 隨著麻醉技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,麻醉界對(duì)麻醉的機(jī)制有著許多不同的看法,但是大多數(shù)已經(jīng)被摒棄。大量的實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)表明,F(xiàn)ranks NP 和 Lie WR 的“蛋白質(zhì)學(xué)說(shuō)”為今天的全麻機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
1.1 麻醉概述
麻醉界認(rèn)為,麻醉是由藥物或者其他方法使中樞神經(jīng)(或)周圍神經(jīng)系統(tǒng)的可逆性功能抑制,這種抑制可以使感覺(jué)特別是痛覺(jué)全部喪失或者部分喪失[3]。這種概念說(shuō)明:麻醉是一種人為的可逆性的生理過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,機(jī)體可以對(duì)外界感覺(jué)全部喪失或者部分喪失以及肌肉的張力減弱或者消失。這個(gè)過(guò)程時(shí)長(zhǎng)可以可控制,并且可逆。機(jī)體內(nèi)的麻醉藥物被相應(yīng)的頡頏劑、代謝或者排出后,機(jī)體便可逐漸恢復(fù)正常水平。良好的麻醉是外科手術(shù)以及相應(yīng)處理的保障,妥善的麻醉可以簡(jiǎn)化保定方法,節(jié)省人力以及器械的支出;肌肉松弛性良好,使手術(shù)順利的進(jìn)行;避免手術(shù)以及相應(yīng)的處置對(duì)機(jī)體中樞神經(jīng)的刺激導(dǎo)致疼痛休克;手術(shù)以及相應(yīng)的處置過(guò)程中避免機(jī)體產(chǎn)生意外損傷。所以,良好的麻醉需要達(dá)到充分的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、肌松以及安定的效果,并且保證因?yàn)槁樽硭鶎?dǎo)致的不良副為作用最小的程度[4]。
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1.2 麻醉藥在中樞神經(jīng)系統(tǒng)各個(gè)部位的作用
中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Central Nervous System)是由動(dòng)物所有腦組織以和脊髓組成的,是機(jī)體神經(jīng)組織最集中的部位。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以接受全身各個(gè)地方的傳入的信息,以及時(shí)間和空間的信息,經(jīng)過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)整加工整合后,使神經(jīng)元之間在機(jī)體的機(jī)能上產(chǎn)生突觸聯(lián)系。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以將傳入的信息學(xué)習(xí),儲(chǔ)存或發(fā)出興奮、抑制等信號(hào)。麻醉藥物達(dá)到鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、肌松或者失去意識(shí)的作用就是通過(guò)抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。全身麻醉對(duì)于神經(jīng)中樞系統(tǒng)的干預(yù)是非常強(qiáng)烈的,從而使機(jī)體出現(xiàn)感覺(jué)上暫時(shí)消失、意識(shí)的消失以及良好的肌肉松弛效果[9]。哺乳動(dòng)物有著相對(duì)發(fā)達(dá)的大腦皮層,隨著中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不斷進(jìn)化和完善,大腦皮層也進(jìn)化的更為迅速。大腦皮層是調(diào)節(jié)軀體運(yùn)動(dòng)、調(diào)節(jié)機(jī)體與外界環(huán)境的平衡、信息的整合、儲(chǔ)存和檢索的主要部位,也就是說(shuō)大腦皮層是維持機(jī)體正;顒(dòng)的基礎(chǔ)。然而中樞神經(jīng)系統(tǒng)有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu),全麻藥是如何對(duì)大腦皮層產(chǎn)生作用的,至今麻醉界仍然沒(méi)有一個(gè)明確的答案,隨著各種方法以及技術(shù)對(duì)其的研究,腦電圖(electroencephalogram,EEG)明確的記錄了在機(jī)體注射全麻藥后大腦皮層 EEG 的變化。楊同濤[10-11]等人證實(shí)了小型豬靜脈注射乳化異氟醚后,EEG 的變化顯示出乳化異氟醚可以使小型豬達(dá)到鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜和肌松等效果良好的麻醉深度,隨著麻醉深度的變化,EEG 的波形圖也隨著變化。張志龍[12]等人研究出動(dòng)態(tài)觀察氯胺酮對(duì)大鼠大腦皮層Na+,K+-ATP 以及 Ca2+-ATP 酶的活性影響,大鼠在注射氯胺酮后 Na+,K+-ATP 以及 Ca2+-ATP酶的活性被抑制,隨之推斷大腦皮層可能為氯胺酮在中樞神經(jīng)的作用部位。侯金龍等人[13]研究后表明注射乳化異氟醚后的大鼠,大腦皮層的 n ACh Rs 的表達(dá)被抑制。
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2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
雌雄各半,選取購(gòu)買(mǎi)自哈爾濱市醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心的體重均在 220g-240g 的 90只 SD 大鼠。
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2.2 實(shí)驗(yàn)方法
將體重為 220-240g 的 90 只 SD 大鼠(雌雄各半),放置于安靜且舒適的環(huán)境飼養(yǎng),不人工強(qiáng)制喂食飲水,光照適宜,一周后進(jìn)行隨機(jī)實(shí)驗(yàn)分組:分為 XFM 麻醉組(M 組)、小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑組(J 組)、XFM 與頡頏劑交互組(MJ 組);其中 M 組分為 5 個(gè)亞組(各亞組 6只): M1 組、M2 組、M3 組和 M4 組,M 組對(duì)照組為生理鹽水對(duì)照組 C1 組;J 組根據(jù)注射頡頏劑后的時(shí)長(zhǎng)分為 5 個(gè)亞組(各亞組 6 只): J1 組、J2 組和 J3 組和 J4 組,J 組對(duì)照組為生理鹽水對(duì)照組 C2 組;MJ 組則分為 5 個(gè)亞組(各亞組 6 只): MJ1 組、MJ2 組、MJ3 組和 MJ4 組,MJ 組對(duì)照組為生理鹽水對(duì)照組 C3 組。下圖 2-1 為具體分組情況。 M 組中各亞組(C1 組除外)分別于腹腔注射 XFM 進(jìn)行麻醉,其中 M1 組于注射 XFM 10min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;M2 組于注射 XFM 20min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;M3 組于注射 XFM 40min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;M4 組則于注射 XFM 60.0min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;而 C1 組腹腔注射與 XFM 麻醉劑量等量的生理鹽水,待大鼠靜置恢復(fù)平靜后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上。 J 組各亞組(C2 組除外)分別于腹腔注射 XFM 復(fù)合頡頏劑,J1 組于注射頡頏劑 10min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;J2 組于注射頡頏劑 20min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;J3 組于注射頡頏劑 40min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA酶的紗布并放置在冰塊上;J4 組于注射頡頏劑后 60min 后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上;C2 組注射與頡頏劑相同劑量的生理鹽水,待大鼠恢復(fù)平靜后立即斷頸處死并取腦,將取出的腦組織立即放置在無(wú) RNA 酶的紗布并放置在冰塊上。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ......... 20
3.1 XFM 及其頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū) 4Ebp1 m RNA 含量的測(cè)定 ......... 20
3.2 XFM 及其頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū) 4Ebp1 和 p-4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 .......... 26
3.2.1 免疫印跡結(jié)果 ..... 26
3.2.2 XFM 對(duì)大鼠不同腦區(qū) 4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 .......... 27
3.2.3 XFM 對(duì)大鼠不同腦區(qū) P-4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 ....... 28
3.2.4 小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū) 4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 .... 30
3.2.5 小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑對(duì)大鼠不同腦區(qū) p-4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 ......... 32
3.2.6 XFM 及其復(fù)合麻醉頡頏劑交互作用對(duì)大鼠不同腦區(qū) 4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 ......... 33
3.2.7 XFM 及其復(fù)合麻醉頡頏劑交互作用對(duì)大鼠不同腦區(qū) p-4Ebp1 蛋白含量的測(cè)定 ........ 35
4 討論......... 37
4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)總體思路 ........... 37
4.2 試驗(yàn)因素的控制 ....... 37
4.3 XFM 及其頡頏劑與 4Ebp1 m RNA 轉(zhuǎn)錄的影響 ........ 38
4.4 XFM 及其頡頏劑與 4Ebp1 蛋白表達(dá)的影響 ........... 39
4.5 XFM 及其頡頏劑與 p-4Ebp1 蛋白表達(dá)的影響 ........ 40
4.6 全身麻醉與催醒過(guò)程中 4Ebp1 作用機(jī)制探討 ......... 40
5 結(jié)論......... 42
4 討論
4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)總體思路
由于在國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有一款真正適合小型豬的麻醉方法,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)外科教研室麻醉課題組通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究,逐漸克服了這一難題,成功研制出專用于小型豬的復(fù)合麻醉劑,主要成分由噻環(huán)已胺、賽拉嗪、強(qiáng)痛靈等組成的小型豬復(fù)合麻醉劑,即 XFM。經(jīng)過(guò)本課題組大量的實(shí)驗(yàn)研究表明,小型豬復(fù)合麻醉劑對(duì)小型豬的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)基本無(wú)副作用,對(duì)肝功、腎功的影響較小。用過(guò)臨床實(shí)踐表明,XFM 對(duì)于小型豬的肌松、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜效果良好,完全能夠支持手術(shù)的順利完成、以及對(duì)科學(xué)研究的需要[61-63]。 但是,所有的麻醉劑的研發(fā)都需要一款相對(duì)應(yīng)的頡頏劑為其的麻醉安全護(hù)航,憑借有效的頡頏劑為特異性麻醉劑的麻醉程度進(jìn)行操控。為了更好的推廣小型豬復(fù)合麻醉劑(XFM)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)外科教研室成功研制出小型豬復(fù)合麻醉劑特異性頡頏劑,在成功麻醉小豬后為其生命安全保駕護(hù)航。特異性頡頏劑的研制成功意味著,高端科技研究的成功率以及準(zhǔn)確性得到極大的提高。 然而小型豬復(fù)合麻醉劑是通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用,但是具體的作用位點(diǎn)、發(fā)揮作用的途徑至今仍然困擾著科研工作者們。之前東北農(nóng)業(yè)大學(xué)外科教研室研究發(fā)現(xiàn)了 XFM 麻醉小型豬可以抑制特定腦區(qū)的 Na+,K+-ATP 以及 Ca2+-ATP 酶的活性,[12]以及 c AMP 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)被激活[22],為了進(jìn)一步從根本上找到 XFM 的作用的途徑以及作用位點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)從與麻醉、增值有著密切聯(lián)系的 m TOR 通路中的重要下游因子 4Ebp1 進(jìn)行研究。4Ebp1 廣泛存在于背部神經(jīng)元的膠質(zhì)細(xì)胞中,在周圍細(xì)胞發(fā)炎的同時(shí),其可以大量增值各種活化因子,可以促進(jìn)疼痛敏感。在大鼠注射 XFM 及頡頏劑后,通過(guò)從基因以及蛋白兩個(gè)水平對(duì) 4Ebp1 的表達(dá)水平進(jìn)行研究,為研究XFM 及頡頏劑的麻醉以及催醒機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
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結(jié)論
(1)小型豬復(fù)合麻醉劑麻醉作用與大鼠腦內(nèi)的大腦、海馬、丘腦、小腦、腦干中的 4Ebp1 m RNA 及其蛋白、p-4Ebp1 蛋白的相對(duì)表達(dá)量有關(guān),4Ebp1 因子可能是 XFM 在大鼠大腦中參與麻醉作用的表達(dá)位點(diǎn)之一;
(2)小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑頡頏作用與大鼠腦內(nèi)的大腦、海馬、丘腦、小腦、腦干中的4Ebp1 m RNA 及其蛋白、p-4Ebp1 蛋白的相對(duì)表達(dá)量有關(guān),4Ebp1 因子可能是小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑在大鼠大腦中參與催醒作用的表達(dá)位點(diǎn)之一;
(3)小型豬復(fù)合麻醉頡頏劑并不能完全逆轉(zhuǎn) XFM 對(duì) 4Ebp1 的 m RNA、蛋白、磷酸化蛋白的影響,說(shuō)明還有其他相關(guān)的通路或者受體參與著麻醉與催醒的作用,提示全麻機(jī)理研究的復(fù)雜性和多位點(diǎn)性。
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參考文獻(xiàn)(略)
本文編號(hào):186206
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