丙泊酚对小鼠小脑浦肯野细胞活动及感觉信息传递的影响

丙泊酚对小鼠小脑浦肯野细胞活动及感觉信息传递的影响丙泊酚对小脑皮层浦肯野细胞自发性活动的影响[目的]丙泊酚,2,6-双(1-甲基乙基)苯酚乳剂,是一种快速静脉镇静催眠药,广泛用于麻醉的诱导与维持,也用于特护病房(ICU)患者的镇静。丙泊酚对整个中枢神经系统均有抑制作用,其最常见副作用是剂量依存地抑制心肺功能。已证实丙泊酚具有活化γ氨基丁酸(GABA)A受体、抑制N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体,并通过慢速钙离子通道调节钙内流。在离体条件下,丙泊酚可通过活化GABAA和甘氨酸受体对脊髓、海马和下丘脑神经元的活动产生抑制作用,然而,丙泊酚对活体动物小脑皮层神经元活动的影响尚不清楚。因此,我们应用细胞贴附式记录和药理学手段研究丙泊酚对乌拉坦麻醉小鼠浦肯野细胞自发性活动的影响,旨在阐明静脉麻醉药丙泊酚对小脑皮层浦肯野细胞自发性单纯性放电和复杂性放电的影响机制。[方法]成年ICR小鼠(6-8周龄)通过腹腔注射乌拉坦麻醉(1.3g/kg体重)后,行气管插管以保证呼吸道畅通,然后将动物固定在自制的脑立体定位仪上。在小脑部位制作一个灌流槽后,在小脑CrusⅡ区相对应处行开颅手术,钻一个直径约为1-1.5mm小孔,暴露记录部位的小脑表面,轻轻去除硬脑膜,并用蠕动泵在脑表面持续灌流含氧的人工脑脊液(artificialcerebrospinalfluid,ACSF)。浦肯野细胞贴附式记录使用Axopatch-200B放大器(MolecularDevices,FosterCity,CA).通过D/A转换器1440和Clampfit10.3软件获取浦肯野细胞自发性活动数据。记录电极内填充ACSF,填充后阻抗为3-5MΩ。在细胞贴附式记录条件下,浦肯野细胞是通过其独特的单纯和复杂放电模式来判断的。取100秒时间内的PC自发性放电来计算放电间隔。电生理学数据分析采用Clampfit10.3软件,所有数据采用均数±标准误表示,并应用SPSS17.0软件进行配对T检验或单因素方差分析,P<0.05被认为实验组之间有显著性差异。[结果](1)脑表面给予丙泊酚(10-1000μM)剂量-依存性地抑制PCs自发性单纯性放电(SS)频率,半数有效浓度为144.5μM。(2)大剂量完全抑制PCs自发性SS,但对自发性复杂峰电位放电(CS)放电频率和波形特征无显著影响。(3)单独给予GABAA受体阻断剂,SR95531(40μM),GABAB受体阻断剂,saclofen(20μM)和甘氨酸受体阻断剂strychnine(10μM)均没有阻断丙泊酚导致的浦肯野细胞自发性SS抑制。(4)给予GABAA受体阻断剂,SR95531(40μM)和甘氨酸受体阻断剂strychnine(10μM)的混合物,完全阻断丙泊酚导致的浦肯野细胞自发性SS抑制。[结论](1)在在体条件下,脑表面给予丙泊酚通过活化GABAA和甘氨酸受体抑制成年小鼠小脑浦肯野细胞自发性SS放电频率。(2)成年小鼠浦肯野细胞存在功能性甘氨酸受体,而且在小脑皮层丙泊酚麻醉过程中起一定的作用。丙泊酚对小脑皮层浦肯野细胞感觉信息传递的影响[目的]丙泊酚是具有遗忘特性的静脉镇静麻醉剂,可以迅速而稳定的导致意识丧失。丙泊酚麻醉的分子机制与活化GABAA受体、甘氨酸受体,以及抑制NMDA受体和调节钙内流有关。在在体条件下,丙泊酚剂量依存地抑制大脑新皮层感觉信息传递,然而,丙泊酚对小脑皮层浦肯野细胞感觉信息传递的影响还不清楚。因此,本研究拟应用电生理与药理学手段研究局部给予丙泊酚对乌拉坦麻醉小鼠小脑皮层浦肯野细胞感觉刺激诱发反应的影响,阐明丙泊酚对活体动物小脑皮层PC感觉信息传递的影响机制。[方法]实验动物采用成年ICR小鼠(6-8周龄),通过腹腔注射乌拉坦麻醉(1.3g/kg体重)后,行气管插管以保证呼吸道畅通,然后将动物固定在自制的脑立体定位仪上。在小脑部位制作一个灌流槽后,在小脑CrusⅡ区相对应处行开颅手术,钻一个直径约为1-1.5mm小孔,暴露记录部位的小脑表面,轻轻去除硬脑膜,并用蠕动泵在脑表面持续灌流含氧的ACSF。PC贴附式记录使用Axopatch-200B放大器.通过D/A转换器1440和Clampex10.3软件获取浦肯野细胞自发性活动数据。记录电极内填充ACSF,填充后阻抗为3-5MΩ。在细胞贴附式记录条件下,浦肯野细胞是通过其独特的单纯和复杂放电模式来判断的。取100秒时间内的PC自发性放电来计算放电间隔。面部刺激选用一定压力的瞬间吹风刺激刺激相同侧胡须垫(60ms,50-60psi),刺激装置由电脑和膜片钳记录软件控制MASTER-8,并且与电生理信号记录同步进行；电生理学数据分析采用Clampfit10.3软件,所有数据采用均数±标准误表示,并应用SPSS17.0软件进行配对T检验或单因素方差分析,P<0.05被认为实验组之间有显著性差异。[结果](1)吹风刺激小鼠触须垫可诱发小脑PC产生一个负极性成分(N1)跟随着一个正极性成分(P1),并伴有自发性SS放电暂停。(2)脑表面给予丙泊酚(10-1000μM)可剂量-依存地抑制P1振幅,半数有效浓度为360μM。(3)脑表面给予丙泊酚剂量-依存地抑制PC自发性活动和感觉刺激诱发P1反应振幅,显著增加感觉刺激诱发N1反应振幅。(4)阻断GABAA受体活性,感觉刺激不能诱发反应P1,反而诱发PC产生SS放电。(5)在GABAA受体阻断剂,SR95531(40μM)存在条件下,丙泊酚(300μM)完全抑制PC的自发性SS放电,但明显增加感觉刺激