鞘内注射和侧脑室注射异氟烷对小鼠抓力的影响

　　作者：刘亚君1，张明阳1，周美艳1，戴体俊2* 作者单位：(1. 徐州医学院2008级研究生，江苏徐州221002;2. 徐州医学院麻醉药理学教研室)

　　【摘要】 目的 探讨异氟烷(Iso)的肌松作用部位。方法 80只成年雌性小鼠按基础抓力、体重，采用分层随机区组设计分为鞘内注射异氟烷组(it组)和侧脑室注射异氟烷组(icv组)，2组再各分为人工脑脊液(aCSF)组(aCSF 0.04 μl/g)、 Iso1(Iso 0.02 μl/g)、Iso2(Iso 0.04 μl/g)、Iso3 (Iso 0.08 μl/g) 4个亚组(每亚组n=10)。用YLS-13A大小鼠抓力测定仪测定各组给药前和给药后5、10、15、20、25、30 min的抓力。结果 ① 鞘内注射各Iso剂量组小鼠抓力均比aCSF组小(P<0.05或P<0.01);②侧脑室注射各Iso剂量组与aCSF组小鼠抓力的差别无统计学意义(P>0.05);③it组小鼠抓力呈剂量依赖性减小(r=-0.793，P<0.01, 5 min时)。结论 鞘内注射异氟烷产生剂量依赖性肌松作用,而侧脑室注射异氟烷未产生明显肌松作用,提示异氟烷产生肌松作用的主要部位在脊髓。

　　【关键词】 异氟烷;肌松作用部位;鞘内注射;侧脑室注射

　　The effect of intrathecal injection and intracerebroventricular

　　injection of isoflurane on the grip strength in mice

　　LIU Yajun1, ZHANG Mingyang1, ZHOU Meiyan1, DAI Tijun2*

　　(1. Postgraduate, Grade 2008, Xuzhou Medical College, Xuzhou, Jiangsu 221002, China;

　　2. Department of Anesthetic Pharmacology, Xuzhou Medical College)

　　Abstract:Objective To explore the site of muscle relaxation under the effect of isoflurane (Iso).Methods 80 mice were divided by basic grip strength and weight and by stratified randomization into intrathecal injection group (it group) and intracerebroventricular injection group (icv group), with each group subdivided into 4 subgroups: artificial cerebral spinal fluid (aCSF) group (0.04 μl/g), Iso1 (isoflurane 0.02 μl/g) group, Iso2 (isoflurane 0.04 μl/g) group, and Iso3 (isoflurane 0.08 μl/g) group (n=10 each). The grip strength was recorded before and after (5, 10, 15, 20, 25, 30 min) isoflurane administration using the grip strength meter (YLS-13A).Results ① In it group, the grip strength of Iso subgroups deceased compared to the aCSF subgroup (P<0.05 or P<0.01). ② In the icv group, the grip strength of Iso subgroups had no statistical difference as compared to the aCSF group subgroup (P>0.05). ③ The grip strength of it group deceased in a dose-dependent manner (r=-0.793, P<0.01, 5 min).Conclusion Intrathecal injection of isoflurane produced dose-dependent muscle relaxation effect, while intracerebroventricular injection of isoflurane did not produce evident muscle relaxation effect, indicating that spinal cord is the main site of muscle relaxation under the effect of isoflurane.

　　Key words： isoflurane; site of muscle relaxation effect; intrathecal injection; intracerebroventricular injection

　　肌肉松弛(muscle relaxation,简称肌松)作用历来被认为是全麻的四要素(镇静作用、催眠作用、镇痛作用、肌松作用)之一[1]。已有文献报道吸入麻醉药具有一定的肌松作用[2]。临床上采用吸入麻醉达到一定深度时,不给任何肌松药便可获得令人满意的气管内插管以及手术时所需要的肌肉松弛[3]。但吸入麻醉药的肌松作用部位和机制一直未明确。研究吸入麻醉药的肌松作用部位对于肌松药的合理使用、减少不良反应、提高临床麻醉质量等有重要意义。异氟烷(isoflurance， Iso)为常用挥发性麻醉药，通常吸入给药,现证明也可经注射给药。我们采用鞘内注射(intrathecal injection， it)和侧脑室注射(intracerebroventricular injection, icv)的方法，建立选择性脊髓或脑给予异氟烷原液的小鼠模型, 初步探讨异氟烷肌松作用的部位。

　　1 材料和方法

　　1.1 仪器与药品 异氟烷(批号：25626Z8)，美国雅培制药有限公司;YLS-13A大小鼠抓力测定仪(济南益延科技发展有限公司)。

　　1.2 实验动物 昆明种雌性小鼠80只，清洁级，体重18～24 g，徐州医学院实验动物中心提供。实验前2天使小鼠熟悉实验室环境，自由摄食、饮水。每日同一时间进行实验。

　　1.3 方法 80只小鼠按基础抓力(basal grip strength)、体重，采用分层随机区组设计分为鞘内注射异氟烷组(it组)与侧脑室注射异氟烷组(icv组)两大组,每组40只。it组和icv组再各分为人工脑脊液组(aCSF组，aCSF 0.04 μl/g), Iso1 (Iso 0.02 μl/g)、Iso2(Iso 0.04 μl/g)、Iso3 (Iso 0.08 μl/g)4个亚组(每亚组n=10),使各组小鼠平均体重、基础抓力相似。先进行小鼠抓力测定，给药前每只小鼠测抓力5次，每次间隔5 s，取其平均值为基础抓力。鞘内注射aCSF或Iso的注射时间5 s,留针15 s;侧脑室注射aCSF或Iso, 注射时间5 s,留针25 s,以同样方法测定每只小鼠给药后5、10、15、20、25、30 min的抓力。

　　1.4 统计学处理 采用SPSS 16.0软件进行统计分析，计量资料以±s表示，组内比较采用配对t检验，组间比较用单因素方差分析(one-way ANOVA)，两两比较采用q检验，剂量间依赖关系用Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 鞘内注射Iso对小鼠抓力的影响 it组中aCSF组各时间点与基础抓力相比无明显改变(P>0.05);Iso1、Iso2和Iso3组小鼠抓力与aCSF组、基础抓力相比均减小(P<0.05或P<0.01)，且呈剂量依赖性(r=-0.793, P<0.01，5 min时)，Iso剂量越大，抓力越小。见表1。表1 鞘内注射Iso对小鼠抓力的影响与aCSF组比较：*P<0.05，**P<0.01;与基础抓力比较：##P<0.01

　　2.2 侧脑室注射iso对小鼠抓力的影响 icv组中aCSF组各时间点小鼠抓力与基础抓力相比无明显改变(P>0.05);Iso1、Iso2和Iso3组各时间点小鼠抓力与aCSF组、基础抓力差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。表2 侧脑室注射Iso对小鼠抓力的影响

　　3 讨 论

　　本实验结果表明，鞘内注射异氟烷产生肌松作用,而侧脑室注射同样容积的异氟烷无明显肌松作用，提示Iso产生肌松作用的主要部位在脊髓。

　　YLS-13A大小鼠抓力仪是一种可以进行肌力测定的新型仪器，测定的抓力数值大小可反映动物肌肉的收缩强度,故可以用来研究骨骼肌松弛药、吸入麻醉药等的肌松作用。在本实验中鞘内注射各组小鼠抓力与aCSF组、基础抓力相比均减小，且呈剂量依赖性，说明异氟烷具有肌松作用，且剂量越大，肌松效果越好。

　　一般认为，神经肌肉接头是吸入麻醉药肌松效应的重要部位之一。李传翔等[4]发现吸入麻醉药和肌松药都产生了快速可逆的浓度依赖性抑制。由此认为吸入麻醉药在神经肌肉接头的作用可能是抑制烟碱受体，干扰突触前膜乙酰胆碱的释放，影响乙酰胆碱与突触后膜受体的亲和力，并影响运动终板的敏感性，抑制运动终板的除极，其效应与吸入麻醉药的浓度有关。

　　Morita等[5]发现,新斯的明(40 μg/kg)能逆转0.2 MAC (minimum alveolar concentration, 肺泡气最低有效浓度)七氟烷麻醉时维库溴铵的作用,却不能够逆转1.2 MAC七氟烷所引起的神经肌肉阻滞。这提示新斯的明并不能完全逆转七氟烷引起的肌松作用。恩氟烷(enflurane)的肌松作用是由于影响了中枢神经系统和神经接头处的接头后膜，新斯的明也不能完全对抗[6]。以上证据都提示吸入全麻药的作用部位并非仅仅是神经肌接头。

　　Grasshoff等[7]提出“多靶点-多机制学说”(multi-site and multiple mechanism concept):静脉麻醉药和吸入麻醉药作用于大脑产生镇静催眠作用，吸入麻醉药主要作用于脊髓产生制动作用，而静脉麻醉药作用于脑和脊髓产生制动作用。

　　吸入麻醉药的制动作用是由镇痛作用和肌松作用组成，多项研究证明吸入麻醉药镇痛作用主要部位是在脊髓。Antognini等[8]使用MAC作为研究手段发现, 皮质下结构(特别是脊髓)可能是吸入麻醉药制动的重要作用部位。最近Yang、Yao 等[9-10]用不同的实验方法进一步证明了吸入麻醉药产生制动作用的部位主要是脊髓而非脑。以前的研究结果均与本实验结果一致。

　　吸入麻醉药作用于脊髓的哪一部分产生制动作用?在脊髓的电生理实验中发现，吸入麻醉药能作用于脊髓后角神经元[11]及前角的运动神经元[12]。脊髓运动神经元的兴奋性能用F波来反映。以F波为评判运动神经元兴奋性的实验中显示，随着吸入麻醉药浓度的增加，F波的振幅下降，提示制动作用可能是抑制了α-运动神经元的兴奋性[13]。 Kim等[14]则证明了吸入全麻药尤其是异氟烷产生制动作用部位是在脊髓前角神经元。吸入麻醉药抑制脊髓后角神经元可减少伤害性刺激的传入，抑制脊髓前角运动神经元则减弱肌肉的收缩强度，二者均可表现为肌松作用。

　　总之，本实验初步证明异氟烷产生肌松作用的部位主要是在脊髓。但异氟烷的肌松作用部位及其确切机制则未完全阐明,其具体机制尚需进一步研究。

　　【参考文献】

　　[1] 盛卓人.实用临床麻醉学[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1987:177.

　　[2] Miller RD, Eger EI 2nd, Way WL, et al. Comparative neuromuscular effects of forane and halothane alone and in combination with d-tubocurarine in man [J]. Anesthesiology, 1971, 35(1):38-42.

　　[3] Waud BE, Waud DR. Effects of volatile anesthetics on directly and indirectly stimulated skeletal muscle [J]. Anesthesiology, 1979, 50(2) :103-110.

　　[4] 李传翔,姚尚龙,聂辉,等.七氟醚对非去极化肌松药与肌肉型乙酰胆碱受体作用的影响[J]. 中国药理学通报,2005, 21 (9): 1081-1084.

　　[5] Morita T, Kurosaki D, Tsukagoshi H et al. Factors affecting neostigmine reversal of vecuronium block during sevoflurane anaesthesia [J]. Anaesthesia, 1997, 52(6):538-543.

　　[6] 戴体俊.麻醉药理学[M].2版.北京：人民卫生出版社，2005:62.

　　[7] Grasshoff C, Rudolph U, Antkowiak B. Molecular and systemic mechanisms of general anaesthesia:the‘multi-site and multiple mechanisms’ concept [J]. Curr Opin Anaesthesiol, 2005,18(4):386-391.

　　[8] Antognini JF, Schwartz K. Exaggerated anesthetic requirements in the preferentially anesthetized brain [J]. Anesthesiology, 1993,79(6):1244 -1249.

　　[9] Yang J, Chai YF, Gong CY, et al. Further proof that the spinal cord, and not the brain, mediates the immobility produced by inhaled anesthetics [J]. Anesthesiology, 2009, 110(3):591-595.

　　[10] Yao A, Kim J, Atherley R, et al. The effects of aromatic anesthetics on dorsal horn neuronal responses to noxious stimulation [J]. Anesth Analg, 2008, 106(6):1759-1764.

　　[11] Vahle-Hinz C, Detsch O. What can in vivo electrophysiology in animal models tell us about mechanisms of anaesthesia? [J]. Br J Anaesth, 2002, 89(1): 123-142.

　　[12] Rampil IJ，King BS. Volatile anesthetics depress spinal motor neurons [J]. Anesthesiology, 1996, 85(1):129-134.

　　[13] Zhou HH，Jin TT，Qin B，et al. Suppression of spinal cord motoneuron excitability correlates with surgical immobility during isoflurane anesthesia [J]. Anesthesiology, 1998, 88(4):955-961.

　　[14] Kim J, Yao A, Atherlegy R, et al. Neurons in the ventral spinal cord are more depressed by isoflurane, halothane, and propofol than are neurons in the dorsal spinal cord [J]. Anesth Analg, 2007, 105(4):1020-1026.