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右美托咪定神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

2016-12-06 03:35王龍梓
中國(guó)老年學(xué)雜志 2016年21期
關(guān)鍵詞:氟烷腦缺血丙泊酚

王龍梓

(山東淄博職業(yè)學(xué)院護(hù)理學(xué)院,山東 淄博 255314)

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右美托咪定神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

王龍梓

(山東淄博職業(yè)學(xué)院護(hù)理學(xué)院,山東 淄博 255314)

右美托咪定;神經(jīng)保護(hù);神經(jīng)毒性;細(xì)胞凋亡;腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(BDNF)

右美托咪定(DEX)等由于良好的鎮(zhèn)靜作用受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。DEX對(duì)α2受體選擇性激動(dòng)作用強(qiáng),具有良好的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、阻滯交感神經(jīng)作用以抑制應(yīng)激反應(yīng),安全性好,作為麻醉輔助藥已廣泛應(yīng)用于臨床麻醉和重癥監(jiān)護(hù)〔1〕。近年來大量研究顯示DEX可通過抗氧化、抗感染、抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生、影響細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路等多種機(jī)制產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用,本文綜述近年來DEX神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制進(jìn)展。

1 DEX對(duì)神經(jīng)損傷模型的保護(hù)作用及其機(jī)制

1.1 DEX保護(hù)腦損傷作用及其機(jī)制 大鼠腦缺血再灌注損傷模型是目前常用的研究藥物神經(jīng)保護(hù)作用的動(dòng)物模型。DEX可保護(hù)大鼠腦缺血損傷,改善腦缺血大鼠神經(jīng)功能,DEX聯(lián)合低溫可加強(qiáng)DEX的腦缺血保護(hù)作用,而聯(lián)合七氟烷則不能加強(qiáng)DEX的腦保護(hù)作用。Sato等〔2〕發(fā)現(xiàn)局灶性腦缺血損傷大鼠應(yīng)用DEX預(yù)處理后缺血損傷的神經(jīng)功能得到明顯改善,缺血海馬CA1區(qū)神經(jīng)元存活增加,DEX聯(lián)合低溫后可加強(qiáng)上述作用。秦漢等〔3〕研究亦顯示,DEX聯(lián)合淺低溫預(yù)處理可明顯改善大鼠腦缺血術(shù)后認(rèn)知功能,減小腦梗死體積,抑制腫瘤壞死因子(TNF)α、白細(xì)胞介素(IL)-6等炎性因子的產(chǎn)生,優(yōu)于DEX或低溫單獨(dú)應(yīng)用產(chǎn)生的效果。吸入全身麻醉藥七氟烷具有神經(jīng)保護(hù)作用,Jeon等〔4〕考察了聯(lián)合應(yīng)用DEX預(yù)處理和七氟烷后處理對(duì)短暫性大鼠全腦缺血的保護(hù)作用。結(jié)果顯示聯(lián)合應(yīng)用DEX預(yù)處理和七氟烷后處理與單獨(dú)應(yīng)用DEX或七氟烷相比,各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)無明顯差別。提示七氟烷和DEX聯(lián)合應(yīng)用不增加神經(jīng)保護(hù)作用。不同給藥途徑對(duì)腦損傷的保護(hù)作用也不同。Kose等〔5〕通過頸總動(dòng)脈閉塞和失血性低血壓建立大鼠腦缺血損傷模型,靜脈給予DEX明顯降低腦組織脂質(zhì)過氧化物(LPO)水平和血漿LPO水平,增加神經(jīng)元細(xì)胞存活數(shù)量,降低平均動(dòng)脈壓和血漿葡萄糖濃度。而小腦延髓池注射同等劑量的DEX則無上述腦保護(hù)作用。

包括上述研究在內(nèi)的大量研究表明,抗感染和抗氧化是DEX保護(hù)神經(jīng)損傷的作用機(jī)制,而抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生等也是DEX腦保護(hù)作用的重要機(jī)制〔3~7〕。Eser等〔6〕建立短暫性全腦缺血再灌注損傷模型,繼之給予DEX輸注2 h,發(fā)現(xiàn)DEX可降低腦缺血再灌注損傷導(dǎo)致的過氧化物丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)水平的升高,可升高抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)的活性,降低炎性因子TNF-α水平,降低腦神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。Jeon等〔4〕發(fā)現(xiàn)DEX預(yù)處理保護(hù)大鼠腦缺血損傷,增加大鼠缺血海馬CA1區(qū)細(xì)胞存活率,減少凋亡細(xì)胞,減少促凋亡蛋白Bax的表達(dá),增加抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)。Hwang等〔7〕制備大鼠腦出血模型,1 d后腹腔注射DEX,4 d后檢測(cè)結(jié)果顯示:腦出血損傷短期空間記憶,促進(jìn)海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡,抑制海馬腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(BDNF)及其受體酪氨酸激酶(TrkB)的表達(dá),DEX治療逆轉(zhuǎn)上述作用。結(jié)果提示DEX可抑制神經(jīng)元死亡,促進(jìn)神經(jīng)元再生,從而改善神經(jīng)功能,維持腦卒中患者的記憶。

近年來發(fā)現(xiàn),DEX的神經(jīng)保護(hù)作用與影響細(xì)胞信號(hào)通路有關(guān)。Zhu等〔8〕發(fā)現(xiàn)DEX應(yīng)用于腦缺血再灌注損傷大鼠模型,明顯降低神經(jīng)功能缺損,減輕腦梗死體積和腦水腫,明顯降低海馬CA1區(qū)和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元死亡。應(yīng)用胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶(PI3K)抑制劑 LY294002 和甲乙酮(MEK)抑制劑(絲裂原活化抑制劑) U0126可抑制DEX誘導(dǎo)的缺血海馬CA1區(qū)和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元存活。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),DEX活化PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)1/2信號(hào)通路,促進(jìn)糖原合成酶激酶(GSK)-3β磷酸化,誘導(dǎo)的缺血區(qū)腦組織p-Akt 和 p-ERK1/2表達(dá),誘導(dǎo)的缺血區(qū)腦組織p-GSK-3β的上調(diào),而PI3K抑制劑 LY294002 和MEK抑制劑 U0126對(duì)上述指標(biāo)有明顯抑制作用。研究提示DEX保護(hù)大鼠短暫性局灶性腦缺血再灌注損傷的作用與PI3K/Akt和 ERK1/2途徑的活化,GSK-3β的磷酸化有關(guān)。

1.2 DEX保護(hù)脊髓損傷及其機(jī)制 DEX同樣可保護(hù)脊髓缺血再灌注損傷。腹腔注射DEX可通過抑制脂質(zhì)過氧化,增強(qiáng)內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)活性保護(hù)新西蘭兔外傷性脊髓損傷〔9〕。鞘內(nèi)注射DEX可通過抗氧化和抗感染作用保護(hù)大鼠外傷性脊髓損傷,這與甲潑尼龍對(duì)脊髓損傷的保護(hù)作用相似〔10〕。Bell等〔11〕將主動(dòng)脈阻斷5 min制備小鼠脊髓缺血再灌注損傷模型,在損傷前24 h、12 h和30 min給予小鼠25 μg/kg DEX,脊髓損傷6 h后檢測(cè)結(jié)果顯示,與缺血對(duì)照組相比,DEX治療組神經(jīng)功能明顯改善,脊髓組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷明顯減輕,環(huán)磷酸腺苷(cAMP)應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(CREB)、bcl-2和BDNF表達(dá)明顯增加。提示DEX可通過上述機(jī)制抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng),從而改善神經(jīng)功能,保護(hù)脊髓缺血損傷。

1.3 DEX保護(hù)神經(jīng)損傷作用機(jī)制的體外實(shí)驗(yàn)研究 DEX可通過多種機(jī)制保護(hù)體外神經(jīng)損傷模型。Schoeler等〔12〕研究顯示,不同劑量的DEX可保護(hù)外傷性腦損傷體外海馬細(xì)胞模型,在1 μmol/L產(chǎn)生最大作用。這種保護(hù)作用可部分被同步給予的ERK抑制劑PD98059所抑制。Degos等〔13〕首先進(jìn)行的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究顯示,DEX促進(jìn)大腦皮質(zhì)bdnf4、bdnf5基因轉(zhuǎn)錄和BDNF表達(dá),這種作用可被BDNF抗體或ERK抑制劑PD098059 阻斷;隨后的體外實(shí)驗(yàn)再次證實(shí)DEX對(duì)BDNF轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的促進(jìn)作用,進(jìn)一步證實(shí)了產(chǎn)生BDNF的細(xì)胞為星形細(xì)胞,而神經(jīng)元細(xì)胞則不產(chǎn)生BDNF的釋放,PD098059仍然抑制DEX誘導(dǎo)的BDNF釋放。上述研究提示DEX可通過一種ERK依賴途徑增加星形膠質(zhì)細(xì)胞BDNF表達(dá),從而產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。

1.4 DEX神經(jīng)保護(hù)作用的α2受體依賴途徑和非α2受體依賴途徑 Yan等〔14〕研究發(fā)現(xiàn)DEX,可能通過激動(dòng)α2A受體促進(jìn)體外培養(yǎng)星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌膠質(zhì)細(xì)胞原性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF),且具有時(shí)間依賴性和劑量依賴性,這種作用可被α2受體拮抗劑(育亨賓)阻斷,但不能被α1受體阻斷劑哌唑嗪阻斷。DEX誘導(dǎo)GDNF釋放的作用也能被蛋白激酶(PK)C抑制劑Ro-318220和PKCα/β抑制劑Go 6976阻斷,但不能被PKCδ抑制劑rottlerin和 PKCβ抑制劑LY333531阻斷。同時(shí),DEX促進(jìn)CREB磷酸化,這種作用可被Ro-318220、Go 697 和 ERK抑制劑PD98059阻斷。沉默的環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)抑制DEX促進(jìn)GDNF釋放的作用。而且,DEX刺激GDNF釋放作用可對(duì)抗糖氧剝奪(OGD)誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性從而挽救神經(jīng)元細(xì)胞。研究提示,α2A 受體激動(dòng)劑DEX可以活化星形膠質(zhì)細(xì)胞,促進(jìn)GDNF釋放,保護(hù)腦卒中后的神經(jīng)元,這種作用部分依賴于α2受體途徑,部分依賴于PKCα和CREB的活化。Goyagi等〔15〕制備大鼠前腦缺血再灌注損傷模型,給予DEX聯(lián)合利多卡因防治。缺血7 d后檢測(cè)結(jié)果顯示,DEX聯(lián)合利多卡因改善前腦缺血大鼠神經(jīng)功能,減少海馬CA1區(qū)缺血細(xì)胞,但不能明顯改變?nèi)毖qRCA1區(qū)谷氨酸和去甲腎上腺素濃度。提示非α2受體依賴途徑也是DEX神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制。

2 DEX神經(jīng)保護(hù)作用的臨床應(yīng)用

2.1 DEX對(duì)腦血流的影響 全麻下幕上腫瘤切除術(shù)患者連續(xù)輸注DEX可維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定,降低芬太尼和七氟烷的需求量,降低顱內(nèi)壓,改善預(yù)后〔16〕。Drummond等〔17〕在應(yīng)用舒芬太尼和七氟烷全身麻醉的神經(jīng)血管手術(shù)期間監(jiān)測(cè)腦組織氧分壓,應(yīng)用DEX輔助麻醉。給予DEX 1 μg/kg注射應(yīng)用10 min,然后按0.5~0.7 μg·kg-1·min-1輸注。25 min后測(cè)量患者平均動(dòng)脈壓、心率和腦組織氧分壓。結(jié)果顯示,開始給予DEX 15 min后,平均動(dòng)脈壓和腦組織氧分壓輕度升高,而心率沒有明顯變化。試驗(yàn)結(jié)果提示DEX不能直接導(dǎo)致血管收縮,不發(fā)生隨后的腦代謝率的下降。Wang等〔18〕給予外傷性腦損傷患者DEX 1 μg/kg輸注10 min,繼之以0.4 μg·kg-1·h-1的速度輸注60 min,應(yīng)用多巴胺使所有患者血壓維持在鎮(zhèn)靜前的水平,腦血流和腦代謝當(dāng)量率在藥物鎮(zhèn)靜前和DEX應(yīng)用70 min后測(cè)定。結(jié)果顯示患者應(yīng)用DEX后,腦血流下降,但腦代謝當(dāng)量率及腦代謝當(dāng)量率與腦血流的比值沒有明顯變化。無腦損傷對(duì)照組患者腦血流下降程度反而比腦損傷組患者大。提示外傷性腦損傷患者應(yīng)用DEX不影響腦組織氧供。

2.3 DEX臨床神經(jīng)保護(hù)作用及其機(jī)制 術(shù)后認(rèn)知功能損傷可損害外科手術(shù)的預(yù)后,術(shù)后認(rèn)知功能損傷常見于老年患者。王育明〔21〕考察了DEX對(duì)氣管插管全身麻醉下老年乳腺癌患者術(shù)后認(rèn)知功能的影響。全身麻醉誘導(dǎo)后靜脈給予DEX負(fù)荷量0.5 μg/kg,10 min注射完畢,繼之給予DEX 0.2 μg·kg-1·h-1輸注維持,直至手術(shù)結(jié)束前30 min。麻醉維持應(yīng)用瑞芬太尼和丙泊酚。簡(jiǎn)易精神狀態(tài)評(píng)價(jià)量表(MMSE)檢測(cè)顯示,應(yīng)用DEX組患者在術(shù)后6 h、1 d、2 d MMSE評(píng)分明顯高于對(duì)照組,提示DEX可減輕全麻下手術(shù)的老年患者的術(shù)后認(rèn)知功能損害。Chen等〔22〕研究亦發(fā)現(xiàn),DEX可減輕全麻下行腹腔鏡膽囊切除術(shù)老年患者的術(shù)后認(rèn)知功能損害。神經(jīng)元損傷后,血液和腦脊液中血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)和S100β蛋白明顯升高。宋直雷等〔23〕發(fā)現(xiàn)DEX可降低顱內(nèi)動(dòng)脈瘤手術(shù)中顱內(nèi)動(dòng)脈瘤夾閉導(dǎo)致的腦缺血過程中血清NSE和S100β蛋白水平的升高,提示DEX對(duì)腦缺血具有保護(hù)作用。高瑞萍等〔24〕研究顯示,靜脈輸注DEX可對(duì)圍術(shù)期腦膜瘤患者發(fā)揮腦保護(hù)作用,其機(jī)制可能與降低血PI3K和誘導(dǎo)型氧化氮合酶(iNOS)的濃度有關(guān)。Yang等〔25〕考察了DEX對(duì)臨床患者手術(shù)麻醉過程中血漿BDNF的影響。結(jié)果顯示:麻醉誘導(dǎo)前DEX組和對(duì)照組受試者血漿BDNF濃度沒有明顯不同;麻醉誘導(dǎo)后至手術(shù)前對(duì)照組血漿BDNF濃度明顯下降,術(shù)后24 h血漿BDNF濃度DEX組明顯高于對(duì)照組。結(jié)果提示,DEX的神經(jīng)保護(hù)作用可恢復(fù)麻醉導(dǎo)致的血漿BDNF濃度的下降,這種作用持續(xù)到術(shù)后24 h。

3 DEX對(duì)抗麻醉藥的神經(jīng)毒性

3.1 DEX對(duì)抗靜脈全麻藥誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性 James等〔26〕研究顯示,嚴(yán)重腦損傷患者應(yīng)用平均劑量為25.5 μg·kg-1·h-1的丙泊酚或0.54 μg·kg-1·h-1的DEX無明顯不良反應(yīng)。但丙泊酚仍然具有神經(jīng)毒性,DEX可對(duì)抗丙泊酚的神經(jīng)毒性。扈俊華等〔27〕考察了DEX預(yù)處理對(duì)丙泊酚孵育的大鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞活力的影響。結(jié)果顯示,丙泊酚降低海馬神經(jīng)元細(xì)胞活力,而DEX可劑量依賴性地減輕丙泊酚對(duì)海馬神經(jīng)元細(xì)胞活性的抑制作用。提示DEX對(duì)抗丙泊酚的神經(jīng)毒性,產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。DEX可對(duì)抗老年患者手術(shù)時(shí)丙泊酚毒性。劉奕君等〔28〕研究結(jié)果顯示,DEX 1 μg/kg明顯降低丙泊酚靶控輸注的老年患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率。金鑫等〔29〕將DEX聯(lián)合丙泊酚應(yīng)用于老年內(nèi)鏡胰膽管造影手術(shù)麻醉中,發(fā)現(xiàn)DEX在保證良好麻醉效果的同時(shí)有效降低丙泊酚使用量,有助于避免高劑量丙泊酚導(dǎo)致的呼吸循環(huán)系統(tǒng)抑制,提高了老年患者麻醉的安全性。

3.2 DEX對(duì)抗吸入全麻藥誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性 Sanders等〔30〕體外研究顯示,DEX劑量依賴性抑制PKC抑制劑staurosporine和渥曼青霉素誘導(dǎo)的皮質(zhì)神經(jīng)元損傷,抑制細(xì)胞凋亡。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示異氟烷增加促凋亡蛋白Caspase-3陽性神經(jīng)元細(xì)胞,DEX抑制異氟烷誘導(dǎo)的Caspase-3表達(dá);異氟烷降低抗凋亡蛋白Bcl-2 和 pERK蛋白表達(dá),DEX治療可逆轉(zhuǎn)異氟烷的作用。結(jié)果提示DEX體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均抑制腦皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡,保護(hù)異氟烷誘導(dǎo)的腦皮質(zhì)損傷。

3.3 DEX對(duì)抗局麻藥誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性 研究顯示,聯(lián)合DEX和布比卡因可減弱氧化應(yīng)激損傷,同時(shí),DEX通過調(diào)節(jié)肥大細(xì)胞脫顆粒減弱布比卡因誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性。研究提示,DEX的神經(jīng)保護(hù)作用使其適合作為局部麻醉藥導(dǎo)致的外周神經(jīng)阻滯的輔助用藥〔31〕。

4 DEX的安全性和應(yīng)用前景

圍術(shù)期應(yīng)用DEX不延長(zhǎng)患者蘇醒時(shí)間,可減輕術(shù)后的疼痛惡心等不良反應(yīng),減少術(shù)后阿片類藥物的需求,但有增加術(shù)后心動(dòng)過緩的風(fēng)險(xiǎn)〔32〕。研究顯示,高劑量DEX對(duì)腦缺血大鼠產(chǎn)生神經(jīng)毒性,而對(duì)雌性獼猴則不產(chǎn)生。Nakano等〔33〕研究顯示,DEX增加劑量至10 μg·kg-1·min-1明顯降低腦血流,使腦缺血大鼠腦梗死體積增加,育亨賓降10 μg/kg DEX誘導(dǎo)的腦梗死體積的增加。提示高劑量DEX與腦血流的降低和缺血腦損傷的加重相關(guān)。Koo等〔34〕考察了DEX對(duì)雌性獼猴大腦的神經(jīng)毒性,同時(shí)比較了DEX和氯胺酮的神經(jīng)毒性作用。氯胺酮20 mg/kg肌肉注射繼之按20~50 mg·kg-1·h-1的速度輸注12 h,DEX低劑量組為DEX 3 μg/kg靜注10 min繼之以人體等效劑量3 μg·kg-1·h-1輸注12 h,DEX高劑量組為DEX 30 μg/kg靜注10 min繼之以10倍人體等效劑量30 μg·kg-1·h-1輸注12 h。結(jié)果顯示氯胺酮導(dǎo)致前腦皮質(zhì)明顯細(xì)胞凋亡,而高劑量和低劑量DEX均未顯示神經(jīng)細(xì)胞凋亡和變性,均未誘導(dǎo)獼猴發(fā)育中大腦神經(jīng)細(xì)胞凋亡。

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〔2015-10-24修回〕

(編輯 杜 娟)

王龍梓(1976-),男,醫(yī)學(xué)碩士,講師,主要從事心腦血管藥理學(xué)研究。

R742

A

1005-9202(2016)21-5479-04;

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.21.119

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