摘要目的：了解异丙酚对大鼠脑一氧化氮（NO）／环鸟苷酸（cGMP）信号转导系统的影响。方法：32只SD大鼠，随机分为对照组和异丙酚组，分别腹腔注射（ip）生理盐水10ml／kg或异丙酚100mg／kg。用分光光度法测定脑组织一氧化氮合酶（NOS）活性和NO产量，放射免疫法测定脑组织cGMP含量。结果：与对照组比较，大鼠ip异丙酚100mg／kg不但明显抑制小脑、海马和大脑皮层的NOS活性，而且显著减少上述脑区NO产量和cGMP含量（P＜0.05或P＜0.01）。结论：NO／cGMP信号转导系统可能在异丙酚的全麻分子学机理中发挥重要作用。

Effects of Propofol on NO／cGMP Signal Pathway in Rat Brain in Vivo

Hu Xingguo， Wang Jun，Zeng Yinming，et al

Research Institute of Anesthesiology，Xuzhou Medical College 221002

AbstractObjective: To investigate the effects of propofol on NO／cGMP signal pathway in rat brain．Methods：32 SD rats were divided randomly into control group and propofol group and either normal saline 10ml／kg or propofol 100mg／kg was administered introperitoneally（ip）．Nitric oxide synthase（NOS） activity and NO production were assessed by spectrophotometric analysis．cGMP content was measured by radioimmunoassay．Results：Propofol 100mg／kg significantly inhibited NOS activity and reduced NO production and cGMP content of the cerebellum，hippocampus and cerebral cortex as compared with those of control group （P＜0.05 or P＜0.01）．Conclusion：NO／cGMP signal pathway may play an important role in the molecular mechanism of propofol anesthesia．

Key wordsPropofolNitric oxideCyclic guanosine monophosphateSignal pathway

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］。NO可由L-精氨酸经一氧化氮合酶（NOS）的作用而产生。NO激活可溶性鸟苷酸环化酶（sGC），使细胞内环鸟苷酸（cGMP）含量增加，是NO多种生物效应如松弛血管平滑肌、抑制血小板聚集和参与神经传递的主要信号转导机制^［2］。麻醉药对兴奋性突触传递的抑制作用或对抑制性突触传递的增强作用，可能是由NO／cGMP信号转导系统所介导^［3］。异丙酚主要通过增强GABA能抑制性功能而发挥全麻作用^［4］。为了解异丙酚对脑NO／cGMP信号转导系统的影响，通过观察大鼠脑NOS活性，NO产量以及cGMP含量，从而探讨NO／cGMP信号转导系统在异丙酚全麻作用的分子学机理中可能发挥的作用。

材料与方法

药品、试剂和主要仪器异丙酚(生产日期为1995年12月）。高速冷冻离心机（CR-21，日本），紫外分光光度计（752G，上海分析仪器厂）；FJ-2107P全自动液闪计数器（国营二六二厂）；NOS测定试剂盒，NO试剂盒（酶法）（南京建成生物工程研究所）；cGMP分析药盒（中国原子能研究院同位素研究所）。

动物及分组SD大鼠32只，体重200～250g，雌雄不拘，随机分为对照组和异丙酚组，每组16只，两组雌雄比相似，分别ip生理盐水10ml／kg或异丙酚100mg／kg。对照组和异丙酚组又各分为两亚组，每组8只，其中一组测定脑NOS活性、NO产量，另一组测定脑cGMP含量。所有动物均由徐州医学院实验动物中心提供。

NOS活性和NO产量测定待翻正反射消失后(对照组在注射生理盐水后8分钟），立即断头，取脑，在低温操作箱内生理盐水冰面上迅速分取小脑、双侧海马和大脑皮层，立即液氮冷冻，将不同脑区的脑组织称重后置入预冷的匀浆介质内（pH 7.5，0.025mol／L蔗糖，0.005mol／L Tris-HCl，0.0001mol／L EDTA，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℃下进行。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NO nmol数，即nmol·mg^－1（protein）·min^－1。Griess重氮化反应测定NO^－₂／NO^－₃间接反映NO的生成量，其浓度以μmol／L 表示。按Lowry法测定组织蛋白含量。

cGMP含量测定待翻正反射消失后，立即断头，取脑，在低温操作箱内生理盐水冰面上迅速分取小脑、海马和大脑皮层，液氮冷冻，称取冷冻组织70～100mg，置入0.6ml预冷的10％三氯醋酸中匀浆，并以此液调节匀浆浓度为每ml含湿组织50mg，在4℃下3000转／分离心10分钟，取上清液，用4倍量的水饱和乙醚洗提4次，最后一次洗涤吸去乙醚，置60℃水浴上蒸干，蒸干的样品保存于冰箱中（0～4℃）。在测定cGMP含量时将蒸干的样品溶于醋酸钠（50mmol／L ，pH6.2）缓冲液200μl，以放射免疫法测定各脑区的cGMP含量。

统计分析结果以±s表示，组间比较应用Student′s-t检验，采用Excel 5.0统计软件处理，P＜0.05为差异显著。

结果

行为学变化大鼠在ip异丙酚100mg／kg后，翻正反射消失时间平均为5.3±0.5分钟。

异丙酚对大鼠不同脑区NOS活性的影响大鼠ip异丙酚100mg／kg后，小脑、大脑皮层和海马NOS活性分别较对照组降低38％、44％和47％，两组比较均具有明显差异（P＜0.01）（图1）。

n＝8，与对照组比较，^**P＜0.01

1异丙酚对大鼠脑NOS活性的影响

异丙酚对大鼠不同脑区NO产量的影响与对照组比较，异丙酚组小脑、大脑皮层和海马的NO产量均明显降低（P＜0.01），分别较对照组减少53％、68％和52％（图2）。

n＝8，与对照组比较，^**P＜0.01

2异丙酚对大鼠脑NO产量的影响

异丙酚对大鼠不同脑区cGMP含量的影响与对照组比较，ip异丙酚100mg／kg后，小脑、大脑皮层和海马的cGMP含量均明显减少，分别较对照组减少71％、49％和43％（图3）。

n＝8，与对照组比较，^**P＜0.01

3异丙酚对大鼠脑cGMP含量的影响

讨论

本研究结果表明大鼠ip异丙酚100mg／kg后，能明显抑制脑组织NOS活性，并减少脑组织中NO的生成量和cGMP含量。

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。NO作为鸟苷酸环化酶内源性活化因子，促进cGMP合成。cGMP是NO／cGMP信号转导系统的中心环节，作用于cGMP门控离子通道，cGMP调节磷酸二酯酶、cGMP依赖性蛋白激酶等效应靶分子，从而调节各种生理功能。在CNS，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两个方面，前者包括N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体介导的通路和M胆碱能通路，而后者涉及GABA能抑制性通路和α₂肾上腺素能受体通路。在CNS激活兴奋性通路，则通过NO／cGMP系统而使神经细胞内cGMP含量上升，而增强抑制性通路的功能，可使其下降^［3］。研究表明多数麻醉药能明显减少小脑cGMP的含量^［4］。NOS抑制剂能使大鼠氟烷和异氟醚的MAC以及小鼠异氟醚的MAC和翻正反射均呈剂量依赖性降低^［5，6］，提示NO／cGMP信号转导系统的抑制可能促使了全身麻醉作用的出现。

全麻药影响NO／cGMP信号转导系统的环节可能包括改变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^［7］。吸入麻醉药和包括异丙酚在内的几种静脉麻醉药能抑制神经细胞NOS的活性^［3，8］。Mueller等^［8］在体研究中给大鼠ip异丙酚100mg／kg，发现异丙酚能使大鼠脑皮质和小脑的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，提示异丙酚的全麻作用与其抑制NOS活性有关。结合我们的实验结果，推测异丙酚可能通过抑制神经细胞NOS活性，从而减少NO的产生，最终通过减少第二信使cGMP的形成而促使了其全麻作用的出现。

在CNS，GABA_A受体总是与NOS分布于相同区域，NO和cGMP调节GABA的释放和GABA_A受体的功能，即NO和cGMP抑制GABA_A受体的活性^［3］。异丙酚的全麻分子学机理主要是兴奋GABA_A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^［4］，另一方面异丙酚也具有抗NMDA作用^［9］。研究证实临床相关浓度的异丙酚能抑制GABA的摄取过程和呈浓度依赖性方式