麻醉与脑——全身麻醉药物作用的分子学机理

150多年前自氯仿首次应用于临床以来,对于全身麻醉药物作用的分子学机理和作用部位的研究已经进行了近100年,虽然取得了一定的进展,提出了许多假说,但是确切机制仍然不清楚。100多年前,Meyer和Overton提出的学说仍然具有一定的地位,但是也受到越来越多的争议和质疑。全身麻醉药物的作用部位宏观上在中枢神经系统-大脑和脊髓,微观上是神经细胞的轴突和突触,分子学上是脂质和蛋白质,但是确切的部位仍然不能确定。目前大多数认为麻醉药物作用的主要部位是细胞膜上的蛋白质,特别是离子通道,膜受体和细胞内的酶系统。麻醉状态是麻醉药物作用于中枢神经系统多个部位产生的综合结果。

麻醉药物的作用复杂,应用于临床病人后可以产生意识活动消失和传入大脑皮层的信息减少;记忆丧失;EEG改变;丧失对骨骼肌的意志性控制;保护反射减弱;各种各样的心血管和呼吸功能的改变。脑干网状结构是维持清醒、醒觉和睡眠的主要部位。麻醉药物作用于感觉通路的突触传递,其中改变信息通过丘脑感觉接续的突触传递,减少达到大脑皮层的信息量是主要作用之一。感觉信息传入大脑的通路受阻或阻断,感觉信息维持意识清醒的作用就降低或消失,大脑没有足够的信息维持清醒,则处于麻醉状态。阻断了传入脑干、基底节、小脑和运动皮层神经元的信息,则运动神经元无法正常运转。因此,认为麻醉药物整体作用于中枢神经系统的神经网络,干扰或阻断信息交流和传递是麻醉药物作用的基础。

突触传递是信息在中枢神经系统中传导的重要方式。在完整的中枢神经系统中,突触控制着神经网络的功能状态。麻醉药物对于突触传递的作用差异很大,可以是抑制性作用,也可以是兴奋性作用;可以作用于突触前,也可以作用于突触后。从突触传递的过程可以看出麻醉药物通过许多途径减少突触的传递,可以抑制兴奋性突触,也可以兴奋抑制性突触。兴奋抑制性突触可以通过阻滞动作电位的扩散,增强突触前抑制,抑制兴奋性递质释放,抑制突触后受体的反应等。

目前认为抑制突触前神经纤维的冲动传导不能解释大部分麻醉药物对突触活动的作用。许多麻醉药物,尤其是巴比妥可以即抑制兴奋性突触,又兴奋抑制性突触。抑制或兴奋突触的分子学基础是对离子通道的调控。因为低浓度的麻醉药物就可以控制突触后膜离子通道的递质释放,而调控突触后电位-闸门离子通道(voltage-gateionchannels)则需要高浓度的麻醉药物。因此,调控突触后离子通道的递质可能是麻醉药物作用的主要靶位。

全身麻醉药物也可通过改变动作电位的扩散影响信号的传导。但临床浓度下,全身麻醉药物首先影响突触的传导过程,尽管小的无髓鞘神经纤维的传导也减少。电生理研究表明突触传递对全身麻醉药物的作用比轴突传递更敏感。麻醉药物通过与配基-闸门离子通道(ligand-gateionchannels)的相互作用影响突触后受体对神经递质的反应,对于突触前的作用也是麻醉药物作用机制之一。

麻醉药物的整体作用取决于对组成神经网络各个突触和神经元作用的总和。而麻醉药物对不同神经通路的作用则取决于组成这些神经通道细胞受体和离子通道的性质和特点。各种麻醉药物对于中枢神经系统不同部位的作用存在差异,整体的麻醉状态取决于这些所有作用的总和,因此,不同麻醉药物产生的麻醉状态也有一定的差异。

转发、分享

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181002B1F79N00?refer=cp_1026
  • 腾讯「云+社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
  • 如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券