【關(guān)鍵詞】 神經(jīng)元煙堿受體; 吸入麻醉藥; 鎮(zhèn)痛 吸入麻醉藥（inhaled anesthetic）應(yīng)用于臨床麻醉160年來，由于其具有麻醉作用強、可控性好的特點，因而在全身麻醉中特別是在麻醉維持過程中依然占據(jù)主導(dǎo)地位。有關(guān)吸入麻醉藥的研究廣泛而深入，但是其鎮(zhèn)痛作用的確切機制目前仍處于探索階段，近年來的許多研究表明吸入麻醉藥鎮(zhèn)痛作用與神經(jīng)元煙堿受體(neuronal nicotinic acetylcholine receptors，nnAChRs)有密切的關(guān)系。本文就nnAChRs以及吸入麻醉藥鎮(zhèn)痛作用與該受體的關(guān)系作一綜述。 能選擇性地與乙酰膽堿（ACh）結(jié)合的受體稱為膽堿受體（cholinergic receptor， cholinoceptor）。位于副交感神經(jīng)節(jié)后纖維所支配的效應(yīng)器細(xì)胞膜的膽堿受體，對以毒蕈堿（muscarine）為代表的擬膽堿藥較敏感，稱為毒蕈堿型受體（M膽堿受體）；位于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膜和骨骼肌細(xì)胞膜的膽堿受體對煙堿（nicotine）較敏感，稱為煙堿型受體（N膽堿受體），將位于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膜的受體稱為N1受體，位于肌細(xì)胞膜的稱為N2受體。近年來，又把N2受體稱為NM(nicotinic muscle) 受體，把神經(jīng)節(jié)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的N受體稱為NN（nicotinic neuronal）受體。 1 nnAChRs 1.1 結(jié)構(gòu) nnAChRs和γ-氨基丁酸A(GABAA)受體、甘氨酸受體、5-羥色胺(5-HT)受體等同屬于配體-門控離子通道超家族成員。腦內(nèi)各型nnAChRs亞型的基本形狀是由嵌在細(xì)胞膜上的5個亞單位組成，中間為陽離子通道，此外，還有一個調(diào)節(jié)蛋白lynxl參與組成［1］。目前已經(jīng)從哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)克隆分離出12個基因編碼不同的亞單位：9個含有配基結(jié)合部位的α亞單位(α2～α10)和3個不含有配基結(jié)合部位的β亞單位(β2～β4)。并非所有的α和β亞單位的組合以及單獨的α亞單位都能構(gòu)成有功能的nnAChRs，如α2、α3、α4和α6亞基需要與β2或β4相結(jié)合，而β亞基只有與α亞基相結(jié)合才能構(gòu)成功能性受體。α亞單位的特征是其近N端處有一對半胱氨酸殘基存在，這是與ACh及其他激動劑的結(jié)合位點; β亞單位被認(rèn)為是nnAChRs中的結(jié)構(gòu)亞單位，在維持nnAChRs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中起重要作用。每個亞單位均由4個跨膜疏水結(jié)構(gòu)域(M1、M2、M3、M4)和細(xì)胞外含親水結(jié)構(gòu)域的N端及C端組成，N端區(qū)域結(jié)合神經(jīng)遞質(zhì)，C端親水區(qū)域有多個磷酸化位點。陽離子通道由5個亞單位的M2跨膜段和細(xì)胞膜外的N端組成［2］。 nnAChRs包括多種異源性和同源性受體亞型。異源性受體亞型由α和β亞單位組成， 現(xiàn)已證明α4β2亞型(由2個α4、3個β2亞單位組成)是腦內(nèi)含量最豐富的異源性nnAChRs亞型之一，另有α4β4亞型（2個α4、3個β4亞單位組成）、α3β2亞型（2個α3、3個β2亞單位組成）、α3β4亞型（2個α3、3個β4亞單位組成）等，以及3種（α3、α5、β4）或4種（α3、α5、β2、β4）亞單位構(gòu)成的更為復(fù)雜的亞型。同源性nnAChRs亞型主要由α7、α8、α9亞單位組成。 1.2 分布 原位雜交方法證實中樞nnAChRs主要分布在皮質(zhì)區(qū)域、大腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、基底核、丘腦、海馬、小腦及視網(wǎng)膜等部位。不同的受體亞型在腦內(nèi)有不同的分布區(qū)域。例如，大鼠α2亞型只在腳間核表達(dá)，α3、α4、β2亞型則表達(dá)的范圍較廣；β4亞型在內(nèi)側(cè)韁核高度表達(dá)。人腦中nnAChRs的分布也表現(xiàn)出廣泛性的特點，如α3亞型在皮質(zhì)和丘腦各核團廣泛分布，而α7亞型在皮質(zhì)、海馬中分布較廣。目前對nnAChRs亞型分布的研究還不夠完善，其精確定位尚需進(jìn)一步用較為精確的免疫定位法來勾畫出大致的神經(jīng)通路［3］。 2 nnAChRs的鎮(zhèn)痛作用 脊髓背角的nnAChRs參與痛覺的調(diào)制，nnAChRs α4β2亞型激動劑epibatidine、ABT-594、A-85380［4］具有廣譜的鎮(zhèn)痛作用，而且不會產(chǎn)生類似嗎啡的依賴作用和戒斷癥狀［2，4］。 1992年Daly［5］發(fā)現(xiàn)蛙皮生物堿epibatidine，它是一種很強的煙堿受體激動劑，在小鼠熱板實驗中發(fā)現(xiàn)具有非常強的鎮(zhèn)痛作用，其鎮(zhèn)痛作用強度與嗎啡相當(dāng)，而鎮(zhèn)痛效價比嗎啡強200多倍，它對含有α2、α3、α4、α7的亞型受體均起作用，但選擇性差，所以在其產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用的劑量下出現(xiàn)了明顯的毒副作用。 有關(guān)nnAChRs介導(dǎo)鎮(zhèn)痛作用的確切機制仍未完全明確，但有研究發(fā)現(xiàn)，煙堿促進(jìn)脊髓背角抑制性突觸傳遞的作用與此密切相關(guān)。Genzen等［6］利用新生小鼠脊髓切片的全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)記錄到，煙堿使γ-氨基丁酸能的突觸傳遞增強了86%，此種促進(jìn)作用可被非選擇性nnAChRs拮抗劑美加明（mecamylamine）和選擇性α4β2亞型煙堿受體拮抗劑二氫-β-刺桐定（dihydro-beta-erythroidine，DHβE）抑制，表明非-α7nnAChRs在其中起重要作用。煙堿并不改變γ-氨基丁酸誘發(fā)的抑制性突觸后電流（inhibitory postsynaptic current，IPSC）幅度，而是減少由抑制性輸入的強刺激誘導(dǎo)的長時程抑制（long-term depression，LTD）。這些結(jié)果支持煙堿鎮(zhèn)痛作用依賴于脊髓背角γ-氨基丁酸能的突觸傳遞的短時程和長時程調(diào)節(jié)。Lloyd等［7］發(fā)現(xiàn)腦干直接注入煙堿也有鎮(zhèn)痛作用，推測煙堿的鎮(zhèn)痛作用部分可能與起于大縫核的下行抑制通路的激活有關(guān)。 de Freitas等［8］在癲疒間導(dǎo)致的痛覺缺失實驗?zāi)Ｐ椭醒芯繜焿A型膽堿受體的作用，利用甩尾法觀察大鼠的痛覺反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)美加明可以明顯劑量依賴性地降低甩尾潛伏期，結(jié)果表明ACh可能在癲疒間發(fā)作后痛覺缺失中作為一種神經(jīng)遞質(zhì)而起作用。 Rashid等［9］報道，在小鼠脊髓傷害感受傳遞中，nnAChRs的α4β2亞型具有增強抑制作用。在行為學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)，小鼠鞘內(nèi)注射美加明和DHβE能夠劑量依賴性地誘導(dǎo)熱機械痛覺增敏，而選擇性α7亞型煙堿受體拮抗劑甲基牛扁亭（methyllycaconitine，MLA）則無此效應(yīng)。在成年小鼠脊髓切片準(zhǔn)備的全細(xì)胞膜片鉗實驗中觀察到，美加明和DHβE降低脊髓灰質(zhì)膠狀質(zhì)（substantia gelatinosa，SG）神經(jīng)元微型抑制性突觸后電流（mIPSC）的頻率，但MLA沒有此作用，而且，mIPSC的振幅不受影響。煙堿拮抗劑能夠降低γ-氨基丁酸能的和甘氨酸能的IPSC頻率，而對興奮性突觸后電流（excitatory postsynaptic current，EPSC）沒有影響。在SG神經(jīng)元，膽堿酯酶抑制劑新斯的明(neostigmine)誘導(dǎo)的提高IPSC頻率效應(yīng)可被美加明和DHβE抑制。總而言之，以上結(jié)果表明在脊髓背側(cè)角，煙堿膽堿能系統(tǒng)通過nnAChRs的α4β2亞型增強了抑制傷害感受傳遞的效應(yīng)。 根據(jù)已有資料， nnAChRs已經(jīng)作為發(fā)展新型鎮(zhèn)痛藥的靶點［10］：周圍神經(jīng)損傷導(dǎo)致nnAChRs藥理學(xué)的改變，從而產(chǎn)生止痛效應(yīng)；在神經(jīng)性疼痛中，nnAChRs是神經(jīng)損傷誘導(dǎo)的行為學(xué)超敏反應(yīng)在外周和中樞神經(jīng)免疫系統(tǒng)相互作用的基礎(chǔ)；在脊髓損傷的神經(jīng)保護(hù)作用中，nnAChRs能夠減弱慢性痛。發(fā)展以煙堿受體作為靶點的鎮(zhèn)痛藥物是鎮(zhèn)痛領(lǐng)域的一個新的方向。已有一些實驗資料證明，在人體煙堿具有輕度的鎮(zhèn)痛作用，這些結(jié)果與臨床前實驗發(fā)現(xiàn)的煙堿具有輕度鎮(zhèn)痛作用的結(jié)果相一致。 ABT-594是選擇性相對較高的煙堿受體激動劑，在嚙齒類動物的急性、持續(xù)性或神經(jīng)病理性等多種疼痛模型上都表現(xiàn)出強鎮(zhèn)痛作用［4，11］，代表了一種新型廣譜鎮(zhèn)痛藥。ABT-594的鎮(zhèn)痛作用可被鞘內(nèi)注射毒蕈堿、5-HT或α-腎上腺素受體的拮抗藥而使動物的去甲腎上腺素（NA）及5-HT耗竭后下降或消失，說明ABT-594的鎮(zhèn)痛作用與煙堿受體興奮后的多種神經(jīng)遞質(zhì)釋放參與有關(guān)。Lynch等［12］運用小鼠化療誘導(dǎo)的神經(jīng)性疼痛模型研究發(fā)現(xiàn)，ABT-594在ED50=40 nmol/kg (i.p.)時可以削弱機械異常性疼痛，這種抗異常性疼痛效應(yīng)不能被納絡(luò)酮所對抗，但可以完全被美加明所阻斷。用四氯吲哚胺(chlorisondamine)預(yù)處理(0.2～5 micromol/kg， i.p.)只部分阻滯ABT-594的效應(yīng)，但用更高劑量的四氯吲哚胺腦室內(nèi)注射即可完全阻斷此效應(yīng)。綜上所述，結(jié)果說明ABT-594是通過煙堿受體而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的。 3 吸入麻醉藥對nnAChRs的作用 近幾年的研究證實吸入麻醉藥可以抑制nnAChRs的功能，部分藥物在低于臨床麻醉劑量時就表現(xiàn)出明顯的抑制作用。在表達(dá)不同nnAChRs亞型的爪蟾卵母細(xì)胞上，進(jìn)一步應(yīng)用膜片鉗等電生理學(xué)方法觀察全麻藥物對其的作用。研究發(fā)現(xiàn)，不同nnAChRs亞型對吸入麻醉藥的敏感性并不一致。 3.1 揮發(fā)性吸入麻醉藥 通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)大鼠nnAChRs（α2β4、α4β2、α4β4亞型)和小鼠肌型煙堿受體(αβγδ )，研究發(fā)現(xiàn):氟烷、異氟烷對前者的抑制作用比后者強20～30倍，氟烷、異氟烷、七氟烷抑制α4β2受體的半抑制濃度IC50(達(dá)到最大抑制效應(yīng)一半時的藥物濃度)明顯低于臨床麻醉劑量。在nnAChRs各種亞型中，含β2的亞型比含β4的亞型對這3類麻醉藥更加敏感［13］。Yamashita等［14］使用全細(xì)胞和單通道膜片鉗技術(shù)發(fā)現(xiàn)氟烷、異氟烷、七氟烷均以濃度依賴性方式抑制乙酰膽堿感應(yīng)電流，而且氟烷、異氟烷、七氟烷能夠有效地抑制α4β2亞型，nnAChRs對吸入麻醉藥高度敏感性在麻醉許多階段起到重要作用。Udesky等［15］研究發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)性吸入麻醉藥和氯胺酮在臨床麻醉劑量時能夠明顯抑制nnAChRs，氯胺酮的抑制nnAChRs作用與鎮(zhèn)靜和肌松作用無關(guān)，但與鎮(zhèn)痛作用相關(guān)。 異氟烷在IC50為85 μmol/L時抑制α4β2亞型在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)，而對α7亞型沒有影響［16］。Mori等［17］研究證實氟烷在臨床麻醉劑量時抑制α4β2亞型和α7亞型，但是α4β2亞型比α7亞型對其作用更敏感。 臨床研究及動物實驗均發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性吸入麻醉藥在疼痛傳遞中具有雙向作用，低濃度時能夠使機體表現(xiàn)出一定程度的痛覺過敏效應(yīng)，隨著濃度提高，才逐漸產(chǎn)生對傷害性刺激的抑制作用。Zhang等［18］研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的乙醚、異氟烷、氟烷都能明顯縮短小鼠后足的熱刺激潛伏期(hind paw withdrawl latency，HPWL)，其最大效應(yīng)發(fā)生于0.1 MAC（minimum alveolar concentration，肺泡氣最低有效濃度），而在0.4～0.8 MAC間則明顯延長HPWL。 異氟烷產(chǎn)生的痛覺過敏作用與吸入濃度密切相關(guān)。Flood等［19］研究發(fā)現(xiàn)，6～8周齡雌性小鼠在吸入0.28%異氟烷后其后足的HPWL明顯縮短，改吸0.56%異氟烷后HPWL恢復(fù)到基線值，吸入0.56%以上的異氟烷則出現(xiàn)濃度依賴性的鎮(zhèn)痛效應(yīng)；而且，給小鼠腹腔注射1㎎/㎏煙堿可以特異性阻止低濃度異氟烷誘發(fā)的痛敏反應(yīng)，但單用相同劑量的煙堿卻不能產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)，提示異氟烷對nnAChRs的抑制作用是其產(chǎn)生痛敏反應(yīng)的機制之一，美加明也可模擬類似異氟烷的與濃度相關(guān)的雙向反應(yīng)。

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