专业知识点复习全麻药对神经系统的作用

一、对大脑、脑干和脊髓的作用

全身麻醉作用至少应包括对意识水平的抑制和对伤害刺激引起的体动反应抑制。大脑是意识和CNS的最高部位，有理由认为大脑皮质兴奋性的抑制可使意识消失而导致麻醉，无论这种抑制是全麻药直接作用于皮质神经元或是通过抑制皮质下的某些结构及其向皮质的投射通路所致。实验的确证实，临床浓度吸入全麻药对哺乳动物大脑皮质、嗅皮质及海马神经元的自主和诱发活动产生影响。通常是使这些神经元的兴奋性减低，但也有实验结果是使其兴奋性增高的。吸入全麻药还可影响神经元的抑制性传递，例如氟烷可延长海马神经元对γ-氨基丁酸（GABA）诱发的抑制过程，使神经元的抑制性突触后电流的幅度增加和持续时间延长，但也可选择性降低抑制性突触后电位。此外，丘脑与大脑某些脑区的传导、联系被认为是重要的麻醉作用途径，现知全麻药对其通路的抑制既有兴奋性也有抑制性成分。

上述表明，大脑是全麻药干扰神经冲动信息传递的重要部位，但此种神经信息传递的改变在全身麻醉中的意义尚未完全明确，甚至大脑本身在全身麻醉中的作用也仍有待阐明，因为以低温损毁局部大脑皮质、去除包括丘脑在内的双侧大脑皮质、或在高位胸段横断脊髓等，并未见使全麻药需要量减少；而单独选择性麻醉大脑时异氟醚的需要量几乎须增加2倍。由于脑干网状结构在改变意识与觉醒状态及调节运动功能中起重要作用，也通常被认为是全麻药的作用部位，即全麻药可能通过作用于脑干的网状结构，改变该部位神经元的活动而导致意识消失或麻醉。但研究发现，全麻药对网状结构神经元活动的影响是多种多样的，其结果可以是使兴奋性增加、不变或降低。选用的药物或神经元的取材不同，所测定的结果也不同，即全麻药引起的网状结构神经元活动的改变可能取决于具体的全麻药与具体的神经元之间的相互作用。另有动物实验显示，大范围损伤网状结构虽可完全消除唤醒的脑电图反应，但动物仍有清醒行为。

上述表明，脑干网状结构无疑是麻醉作用的重要部位，但意识水平并不能简单地等同于网状结构活动的改变，也不能简单地认为全身麻醉仅仅是由于网状上行系统的兴奋性受抑制所致。否则将无法解释全麻药对网状结构的兴奋作用。与对大脑作用的情况类似，吸入全麻药对哺乳类动物脊髓同样是既抑制兴奋性又抑制抑制性的神经传递，其抑制的程度和性质取决于全麻药的浓度和所测定的脊髓特殊通路。吸入全麻药除直接作用在脊髓外，尚可通过间接作用调节来自大脑下行抑制系统的冲动影响脊髓神经元的活动。总的说来，脊髓对吸入全麻药是敏感的，因为单独麻醉脑干和脊髓而不麻醉大脑时，抑制伤害性防卫反应所需异氟醚量减少。吸入全麻药对脊髓感觉和运动神经元对伤害刺激反应的抑制作用，与全身麻醉产生的对伤害刺激的运动反应抑制有关。因此，脊髓是全麻作用的重要部位之一。

研究发现，在仅含30～50个神经元的软体动物神经节中存在一些对全麻药高度敏感神经元，当氟烷浓度为0.8%时，核群中即有神经元出现冲动发放被抑制，提示在神经元核群中是可以存在对全麻药高敏感性神经元的。在鼠的运动区也发现，某些可表达AST-K-1通道的躯体运动神经元和青蓝色神经元，对临床浓度吸入麻醉药敏感，并产生与麻醉作用有关的镇痛、睡眠和运动减弱。并证实其敏感性增高的机制可能与全麻药诱发钾电流而导致细胞膜超极化有关。

例如通过激活此AST-K-1通道，使钾内流，产生细胞膜超极化，抑制动作电位的发放而产生麻醉作用。因此，上述有关吸入全麻药对脑和脑干多个不同解剖部位的作用研究，虽未能证实大脑或脑干网状结构在全麻机制中所起的关键作用，但并未排除在大脑和脑干存在着数量相对较少及散在分布、对全麻药极其敏感的神经元，这些神经元可能在全身麻醉中起重要作用。

总之，吸入全麻药可对CNS中多个解剖部位的神经冲动传递产生影响，通常是兴奋性传递被抑制和抑制性传递被增强，但也可有兴奋性传递被增强，或抑制性传递被减弱。提示全麻药的作用并非是高度选择性和单一的。人类CNS由数十亿神经元组成，每一神经元又拥有数千个突触，设想不同的全麻药以同样的方式作用于相同的部位并产生相同的作用显然是不切合实际的。

二、对外周神经的作用

㈠对外周伤害性感受器的作用

曾有设想，全身麻醉可能存在部分类似于局部浸润麻醉的作用，即通过阻滞位于感觉神经末梢的感受器，抑制伤害刺激产生的冲动或阻止冲动向中枢传入而导致麻醉作用。但研究表明，此推测基本不存在。因为临床浓度的乙醚、氟烷或甲氧氟烷不但不能改变鼠皮肤受体对触觉及毛发运动的反应，甚至可增加哺乳动物A和C纤维对伤害性刺激的敏感性和所产生的兴奋性。进一步采用区域灌注方法，使全身麻醉药物不能进入伤害刺激区域，再观测对MAC的影响，发现异氟醚的MAC无明显改变。因此，全身麻醉并非通过抑制外周感受器所致。

㈡对神经轴传导的影响

也有认为全麻药与局麻药相似，都是阻滞神经轴的冲动传导而产生作用，不同的是全麻药作用点是在突触前轴突末梢。理由是中枢神经轴的口径比周围神经为细，加上经过多次分支后口径逐级变小，到达突触前已极为纤细，对全麻药作用理应更为敏感。研究发现，全麻药对神经轴的传导可产生抑制，尤其对海马部位较细的无髓鞘纤维。而且可影响神经轴的动作电位的扩布对突触的传递产生影响。但阻滞神经轴传导所需全麻药是阻滞突触的5倍，比临床应用浓度高得多。故一般认为神经轴对全麻药是不敏感的。此外，对海马结构和嗅皮质的研究显示，当兴奋性突触传递已被全麻药明显抑制时，从轴突末梢传入冲动的电位幅度和潜伏期并无变化。

上述均不支持轴突传导阻滞假说。况且，轴突阻滞学说更不能解释全麻药为何能增强抑制性突触的功能。很难设想，释放抑制性递质和释放兴奋性递质的轴突末梢，两者在性质上会有根本不同，相同的神经轴传导抑制何以产生相反的作用。因此，临床麻醉并非是神经轴传导阻滞所致；全麻药对突触传递的阻滞，也并非由于抑制轴突末梢的电传导所产生，而更可能是直接作用于突触的化学传递过程所致。

三、对突触传递的作用

突触是神经元之间彼此广泛联系的基本结构，在中枢的调节活动中具有最重要的作用，也是全麻药作用的重要部位。功能上可将突触分为兴奋性和抑制性两类。正常情况下，神经冲动抵达神经末梢时，使突触前膜去极化，引起电压门控型钙通道开放，Ca+2经突触前膜进入膜内，神经末梢内游离钙增加，触发突触囊泡释放兴奋性递质；后者与突触后膜受体结合，使后膜对Na+通透性增强，并引起去极化，产生兴奋性突触后电位(EPSP)，致使突触后神经元发生兴奋性动作电位。抑制性突触是指中枢中普遍存在的所谓突触后抑制，是在胞体上接受多半来自抑制性中间神经元返回的神经冲动。其传递过程与兴奋性突触相似，但释放的是抑制性递质如GABA，与突触后膜上的受体结合后，主要是增加突触后膜对K+和Cl-的通透性，使突触后膜超极化，产生抑制性突触后电位（IPSP），因而降低了其后神经元的兴奋性，故称超极化抑制。

另外，中枢内尚存在轴突-轴突型的突触前抑制。这种抑制在生理上的意义尚不完全清楚，据推测可能与高级中枢控制感觉传入，以保持“注意力”集中有关。全麻药可通过干扰突触部位神经递质的释放、再摄取、与后膜受体结合、及干扰其结合后产生的效应等方面影响突触的传递过程。

现已证实，多数吸入全麻药可对兴奋性突触传递产生抑制，而抑制性突触传递产生增强作用。

㈠对突触前膜传递的影响

全麻药对突触前膜的作用，可通过比较突触前电刺激或给予特殊受体激动剂后，测定突触后电位或电流的变化而得知。实验发现，乙醚可减弱经Ia纤维传入冲动诱发的兴奋性突触后电位，但不改变由神经递质产生的突触后电位，提示乙醚是通过抑制突触前兴奋性递质的释放，而不是改变突触后膜的化学敏感性发挥作用。对豚鼠丘脑和大鼠海马神经元的研究显示，氟烷和异氟醚也明显抑制电刺激诱发的兴奋性突触后电位，亦并不影响谷氨酸盐诱发的去极化反应，均提示全麻药的作用是在突触前。通过测定全麻药对神经递质释放的影响也可提示全麻药的突触前作用，但此类研究的结果较复杂。有研究显示，1%～2%atm氟烷既可减少猫星状神经节乙酰胆碱的释放，同时可降低突触后膜对乙酰胆碱的敏感性；临床浓度的吸入全麻药可减少去极化引起的鼠皮质脑片去甲肾上腺素的释放；氟烷与异氟醚可使鼠纹状体多巴胺的自主释放增加，但可减少烟碱诱发的多巴胺释放；同样，环丙烷对肾上腺髓质乙酰胆碱的自发释放无影响，但可抑制激动剂对其诱发的释放。

上述提示，吸入全麻药具有突触前抑制神经递质释放的作用。吸入全麻药也可促进神经递质的释放。例如氟烷可增加猫背缝核GABA的释放，也可增加豚鼠离体回肠自主或电诱发的乙酰胆碱释放。也有报道全麻药对鼠大脑皮质突触体谷氨酸的基础释放量无改变；对K+诱发的谷氨酸释放可产生抑制、也可无影响。因此，吸入全麻药对突触前神经递质释放的影响仍未完全阐明。除对突触前神经递质释放影响外，吸入麻醉药尚可通过影响神经末梢递质的重摄取而改变递质的作用持续时间。氟烷和异氟醚以浓度相关的方式抑制鼠脑突触体对5-HT及多巴胺的重摄取。

㈡对突触后膜传递的影响

全麻药的突触后作用可通过给予纯神经递质作用于突触后膜进行研究。现有的研究报道中，由于所采用的神经组织和递质的不同，所获结果有较大的差异。麻醉药可明显抑制或仅轻微影响神经递质对突触后的反应，也可增加此反应的效应。例如，氟烷可减弱一种称作鱼吸鳗海鱼的神经元对谷氨酸诱发的突触后反应；0.5～2.5MAC氟烷或异氟醚可减低豚鼠新皮质脑片树突对乙酰胆碱或谷氨酸诱发的去极化反应，但对GABA的诱发反应几无影响或抑制甚弱；在分离的鼠海马及孤束核神经元，吸入麻醉药可增加GABA的诱生电流等。另外，临床所见吸入麻醉药产生的肌松作用，现知与其减低乙酰胆碱诱发的终板电位幅度及加快终板电位的衰减速率有关，并显示吸入麻醉药的作用与抑制乙酰胆碱诱发终板去极化能力有密切关联。上述提示，全麻药具有突触后作用，换言之，突触后膜是全麻药作用的部位之一。

㈢对单突触与多突触传递的影响

如果全麻药是通过阻滞突触传递而起作用的话，可以推测多突触通路比单突触通路更易被麻醉药所阻滞，因为突触接点数量增加时被阻滞的可能性就越大。但研究表明，吸入麻醉药抑制单突触或多突触的反应是等同的，甚至对前者的抑制更明显。因此，突触通路的多寡对全麻药在神经传递方面的影响似乎并不重要。