丙泊酚對小鼠小腦浦肯野細胞活動及感覺信息傳遞的影響

丙泊酚對小鼠小腦浦肯野細胞活動及感覺信息傳遞的影響丙泊酚對小腦皮層浦肯野細胞自發(fā)性活動的影響[目的]丙泊酚,2,6-雙(1-甲基乙基)苯酚乳劑,是一種快速靜脈鎮(zhèn)靜催眠藥,廣泛用于麻醉的誘導與維持,也用于特護病房(ICU)患者的鎮(zhèn)靜。丙泊酚對整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)均有抑制作用,其最常見副作用是劑量依存地抑制心肺功能。已證實丙泊酚具有活化γ氨基丁酸(GABA)A受體、抑制N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體,并通過慢速鈣離子通道調(diào)節(jié)鈣內(nèi)流。在離體條件下,丙泊酚可通過活化GABAA和甘氨酸受體對脊髓、海馬和下丘腦神經(jīng)元的活動產(chǎn)生抑制作用,然而,丙泊酚對活體動物小腦皮層神經(jīng)元活動的影響尚不清楚。因此,我們應用細胞貼附式記錄和藥理學手段研究丙泊酚對烏拉坦麻醉小鼠浦肯野細胞自發(fā)性活動的影響,旨在闡明靜脈麻醉藥丙泊酚對小腦皮層浦肯野細胞自發(fā)性單純性放電和復雜性放電的影響機制。[方法]成年ICR小鼠(6-8周齡)通過腹腔注射烏拉坦麻醉(1.3g/kg體重)后,行氣管插管以保證呼吸道暢通,然后將動物固定在自制的腦立體定位儀上。在小腦部位制作一個灌流槽后,在小腦CrusⅡ區(qū)相對應處行開顱手術(shù),鉆一個直徑約為1-1.5mm小孔,暴露記錄部位的小腦表面,輕輕去除硬腦膜,并用蠕動泵在腦表面持續(xù)灌流含氧的人工腦脊液(artificialcerebrospinalfluid,ACSF)。浦肯野細胞貼附式記錄使用Axopatch-200B放大器(MolecularDevices,FosterCity,CA).通過D/A轉(zhuǎn)換器1440和Clampfit10.3軟件獲取浦肯野細胞自發(fā)性活動數(shù)據(jù)。記錄電極內(nèi)填充ACSF,填充后阻抗為3-5MΩ。在細胞貼附式記錄條件下,浦肯野細胞是通過其獨特的單純和復雜放電模式來判斷的。取100秒時間內(nèi)的PC自發(fā)性放電來計算放電間隔。電生理學數(shù)據(jù)分析采用Clampfit10.3軟件,所有數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準誤表示,并應用SPSS17.0軟件進行配對T檢驗或單因素方差分析,P<0.05被認為實驗組之間有顯著性差異。[結(jié)果](1)腦表面給予丙泊酚(10-1000μM)劑量-依存性地抑制PCs自發(fā)性單純性放電(SS)頻率,半數(shù)有效濃度為144.5μM。(2)大劑量完全抑制PCs自發(fā)性SS,但對自發(fā)性復雜峰電位放電(CS)放電頻率和波形特征無顯著影響。(3)單獨給予GABAA受體阻斷劑,SR95531(40μM),GABAB受體阻斷劑,saclofen(20μM)和甘氨酸受體阻斷劑strychnine(10μM)均沒有阻斷丙泊酚導致的浦肯野細胞自發(fā)性SS抑制。(4)給予GABAA受體阻斷劑,SR95531(40μM)和甘氨酸受體阻斷劑strychnine(10μM)的混合物,完全阻斷丙泊酚導致的浦肯野細胞自發(fā)性SS抑制。[結(jié)論](1)在在體條件下,腦表面給予丙泊酚通過活化GABAA和甘氨酸受體抑制成年小鼠小腦浦肯野細胞自發(fā)性SS放電頻率。(2)成年小鼠浦肯野細胞存在功能性甘氨酸受體,而且在小腦皮層丙泊酚麻醉過程中起一定的作用。丙泊酚對小腦皮層浦肯野細胞感覺信息傳遞的影響[目的]丙泊酚是具有遺忘特性的靜脈鎮(zhèn)靜麻醉劑,可以迅速而穩(wěn)定的導致意識喪失。丙泊酚麻醉的分子機制與活化GABAA受體、甘氨酸受體,以及抑制NMDA受體和調(diào)節(jié)鈣內(nèi)流有關。在在體條件下,丙泊酚劑量依存地抑制大腦新皮層感覺信息傳遞,然而,丙泊酚對小腦皮層浦肯野細胞感覺信息傳遞的影響還不清楚。因此,本研究擬應用電生理與藥理學手段研究局部給予丙泊酚對烏拉坦麻醉小鼠小腦皮層浦肯野細胞感覺刺激誘發(fā)反應的影響,闡明丙泊酚對活體動物小腦皮層PC感覺信息傳遞的影響機制。[方法]實驗動物采用成年ICR小鼠(6-8周齡),通過腹腔注射烏拉坦麻醉(1.3g/kg體重)后,行氣管插管以保證呼吸道暢通,然后將動物固定在自制的腦立體定位儀上。在小腦部位制作一個灌流槽后,在小腦CrusⅡ區(qū)相對應處行開顱手術(shù),鉆一個直徑約為1-1.5mm小孔,暴露記錄部位的小腦表面,輕輕去除硬腦膜,并用蠕動泵在腦表面持續(xù)灌流含氧的ACSF。PC貼附式記錄使用Axopatch-200B放大器.通過D/A轉(zhuǎn)換器1440和Clampex10.3軟件獲取浦肯野細胞自發(fā)性活動數(shù)據(jù)。記錄電極內(nèi)填充ACSF,填充后阻抗為3-5MΩ。在細胞貼附式記錄條件下,浦肯野細胞是通過其獨特的單純和復雜放電模式來判斷的。取100秒時間內(nèi)的PC自發(fā)性放電來計算放電間隔。面部刺激選用一定壓力的瞬間吹風刺激刺激相同側(cè)胡須墊(60ms,50-60psi),刺激裝置由電腦和膜片鉗記錄軟件控制MASTER-8,并且與電生理信號記錄同步進行；電生理學數(shù)據(jù)分析采用Clampfit10.3軟件,所有數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準誤表示,并應用SPSS17.0軟件進行配對T檢驗或單因素方差分析,P<0.05被認為實驗組之間有顯著性差異。[結(jié)果](1)吹風刺激小鼠觸須墊可誘發(fā)小腦PC產(chǎn)生一個負極性成分(N1)跟隨著一個正極性成分(P1),并伴有自發(fā)性SS放電暫停。(2)腦表面給予丙泊酚(10-1000μM)可劑量-依存地抑制P1振幅,半數(shù)有效濃度為360μM。(3)腦表面給予丙泊酚劑量-依存地抑制PC自發(fā)性活動和感覺刺激誘發(fā)P1反應振幅,顯著增加感覺刺激誘發(fā)N1反應振幅。(4)阻斷GABAA受體活性,感覺刺激不能誘發(fā)反應P1,反而誘發(fā)PC產(chǎn)生SS放電。(5)在GABAA受體阻斷劑,SR95531(40μM)存在條件下,丙泊酚(300μM)完全抑制PC的自發(fā)性SS放電,但明顯增加感覺刺激