摘要 目的:了解异丙酚对大鼠脑一氧化氮合酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)产量的影响。方法:16只SD大鼠,随机分为二组,分别IP生理盐水10ml*kg-1(对照组)和异丙酚100mg*kg-1。待翻正反射消失后立即断头,0℃~4℃取脑,分区,匀浆,离心制备10%组织匀浆液,用分光光度法测定NOS活性和NO产量。结果:与对照组比较,大鼠IP异丙酚100mg*kg-1不但明显抑制小脑、大脑皮层、海马和脑干的NOS活性,而且显著减少上述脑区的NO产量(P<0.05或P<0.01)。结论:NO可能在异丙酚全麻分子学机理中发挥重要作用。
Effects of propofol on nitric oxide synthase activity and nitric oxide output of rat brain in vivo Hu xingguo,Wang Jun,Zeng yinming,et al.Jiangsu provice Key Laboratory of Anesthesiology,Xuzhou medical College,Xuzhou 221002
Abstract Objective:To investigate effects of propofol on nitric oxide synthase (NOS)activity and nitric oxide(NO)output of rat brain.Method:Sixteen sD rats were divided randomly into two groups.The animals were administered introperitoneally(ip)normal saline 10 ml*kg-1(control group)or propofol 100mg*kg-1(propofol group),respectively.These rats were decapitated immediately after having disappeared righting reflex.After rapid removal of cerebellum,brain stem,hippocampus and cerebral cortex,tissues were homogenized and centrifuged.NOS activity and NO output were assayed with spectrophotometric analysis.Result:In propofol group,NOS activity was significantly inhibited,NO output was significantly reduced in cerebellum,brain stem,hippocampus and cerebral cortex as compared with those of control group(P<0.05 or P<0.01)Conclusion:NO may play a important role in the molecular mechanism of propofol anesthesia.
Key words Propofol Brain Nitric oxide Ligases
一氧化氮(Nitric oxide,NO)在中枢神经系统(CNS)中可能发挥信息传递作用〔1,2〕。研究发现异丙酚(Propofol)能明显减少大鼠小脑和大脑皮层的3H胍氨酸产量,提示异丙酚能明显抑制脑一氧化氮合酶(NOS)活性,推测可能与其全身麻醉作用有关〔3〕。本研究的目的在于通过研究异丙酚对大鼠不同脑区NOS活性和NO产量的影响,来探讨NO在异丙酚全麻作用的分子学机理中的可能作用。
材料和方法
一、动物分组(SD(Sprague-Dawley)大鼠16只,体重200~250g,雌雄不拘,随机分为对照组和异丙酚组,每组8只,分别腹腔注射(IP)生理盐水10ml*kg-1(对照组)或异丙酚100mg*
kg-1。
二、实验方法 IP异丙酚,待翻正反射消失后(对照组在注射生理盐水后8分钟),立即断头,取脑,在生理盐水冰面上迅速分取小脑、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匀浆质内(pH7.5,0.025mol/L蔗糖,0.005mol/LTris-Hcl,0.0001mol/LEDTA)(1/10,W/V)匀浆,离心制备成10%脑组织匀浆液,待测NOS活性和NO产量。所有操作均在0℃~4℃进行。采用分光光度法测定NOS活性和NO产量。NOS酶活性定义为每毫克组织蛋白每分钟生成的nmolNO数即nmol*mg(prot)*min。应用Griess重氮化反应测定NO-2/NO-3来间接反映NO的生成量,其浓度以μmol/L来表示,按Lowry法测定组织蛋白含量。
三、统计学方法 所有计量资料均以±s表示,组间比较应用Student氏t检验。
四、其他 异丙酚为捷利康公司产品(生产日期1995年12月)。NOS测定试剂盒,NO试剂盒(酶法)均为南京建成生物工程研究所产品。所有动物均由徐州医学院实验动物中心提供。
结 果
一、行为学变化大鼠IP异丙酚100mg*kg-1,在8分钟内翻正反射均消失,翻正反射消失时间平均为5.90±0.62分钟。
二、异丙酚对大鼠不同脑区NOS活性的影响对照组大鼠小脑、大脑皮层、海马和脑干NOS活性分别为1.22±0.29,0.88±0.21,0.97±0.30和0.97±0.30nmol*mg-1(prot)*min-1,异丙酚组大鼠上述各脑区的NOS活性均明显低于对照组(小脑:0.76±0.20nmol*mg-1(prot)*min-1(P<0.01);大脑皮层:0.49±0.19nmol*mg-1(prot)*min-1(P<0.01);海马:0.51±0.18nmol*mg-1(prot)*min-1(P<0.01);脑干:0.61±0.22nmol*mg-1(prot)*min-1(P<0.05)。
三、异丙酚对大鼠不同脑区NO产量的影响对照组大鼠小脑、大脑皮层、海马和脑干NO产量分别为88.16±29.34,55.49±13.34,50.32±16.98和67.71±12.92μmol/L,而异丙酚组上述各脑区的NO产量均显著降低,分别为41.27±17.41,23.63±8.66,29.97±8.95和17.42±6.31μmol/L(P均<0.01)。
讨 论
本研究结果表明大鼠IP异丙酚100mg*kg-1能明显抑制脑组织NOS的活性,并减少脑组织中NO的生成。
研究表明静脉麻醉药的作用机制可能涉及NO信息传递通路,其影响环节可能包括改变cGMP-磷酸二酯酶活性,改变NO的半衰期,阻止NO的释放以及对NOS的直接作用等方面〔4〕。Muller等〔3〕在体研究中给大鼠IP异丙酚100mg*kg-1,测定脑组织中3H胍氨酸的产量,结果发现异丙酚能使大鼠大脑皮层和小脑的3H胍氨酸的合成分别减少27%和28%,表明异丙酚能抑制NOS的活性。我们通过测定大鼠脑不同脑区NOS活性和NO产量,进一步证实了异丙酚确能抑制脑组织NOS的活性。
NO作为一种信息物质,在中枢伤害性感受传递和维持清醒状态中发挥着重要作用。在全麻作用的分子学机理中,与NO/cGMP信号转导系统有关的中枢神经通路包括兴奋性和抑制性通路两个方面,前者包括N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体通路和M胆碱能通路,而后者涉及GABA抑制性通路和α2肾上腺能通路〔5〕。异丙酚的全麻分子学机理主要与其兴奋GABAA受体-Cl-通道复合体和/或减少GABA的重摄取,增强抑制性突触后电位有关〔6〕,另一方面异丙酚也具有抗NMDA作用〔7〕。因此推测异丙酚对兴奋性神经传递的抑制作用和对抑制性神经传递的增强作用均可能与异丙酚阻碍NO的生成有关。
我们的结论是:NO可能在异丙酚的全麻分子学机理中发挥重要作用。
江苏省教委自然科学基金课题:No96093
参 考 文 献
1 Quinn AC,Petros aJ,Vallance P.Nitric oxide:an endogenous gas.Br j Anaesth,1995,74:443.
2 Schroeder RA,Kuo pC.Nitric oxide:physiology and pharmacology.Anesth Analg,1995,81:1052.
3 Mueller RA,Hunt rD.Propofol-induced inhibition of nitric oxide synthase activity in rat brain.Anesth analg,1995,80:S331.
4 Galley HF,Nelson lR,Webster NR.Anaesthetic agents decrease the activity of nitric oxide synthase from human polymorphonuclear leucocytes.Br J Anaesth,1995,75:326.
5 Johns RA.Nitric oxide,cyclic guanosine momophosphate,and the anesthetic state.Anesthesiology,1996,85:457.
6 Franks NP,Lieb wR.Molecular and cellular mechanisms of general anesthesia.Nature,1994,367:607.
7 Hans P,Bonhomme v,Colette J,et al.Propofol protects cultured rat hippocampal neurons against N-methyl-D aspartate receptor-mediated glutamate toxicity.J Neurosurg Anesthesiol,1994,6:249.
(收稿:1997-08-19 修回:1998-05-26)
