作者：张邓新，曾因明，江山，丁浩中，张焰
【关键词】 海马
摘要 :目的 采用离体海马脑片缺氧模型，观察丙泊酚对缺氧大鼠海马脑片诱发电位的影响。 方法 用细胞外记录方法，电极刺激海马CA3区谢弗侧支，在CAl锥体细胞层记录诱发电位。观察丙泊酚对缺氧海马脑片诱发电位―――顺向群峰电位（OPS）和缺氧损伤电位（HIP）的影响。大鼠海马脑片随机分为4组，每组8个脑片。缺氧组:脑片用缺氧无糖的人工脑脊液（ACSF OGD ）灌流14min，实施缺氧过程;药物组分为P1、P5和P15组:在ACSFOGD灌流液中分别含1，5和15μmol・L -1 的丙泊酚。 结果 缺氧组OPS消失时间为（186±26）s，在缺氧10min左右，均出现HIP，持续时间为（113±16）s;恢复供氧后，OPS恢复率和恢复幅度分别为25%和（30±23）%。与缺氧组相比，P5及P15组OPS消失时间向后推迟，OPS恢复率和恢复幅度都有增加;并且HIP出现率下降，其出现时间明显延后、持续时间显著增加。而P1组各项指标与缺氧组相比，无明显差异。 结论 丙泊酚能改善缺氧海马脑片细胞外记录电生理指标，提示对脑缺氧损伤有保护作用。
关键词 :海马;缺氧;顺向群峰电位;缺氧损伤电位;丙泊酚
Abstract:Objective To evaluate the effects of propofol on the extracellular evoked potential in hypoxic hippocampal slic-es of rat.Methods The evoked potential of pyramidal cells in CA1region of the hippocampal slice was recorded by using extra-cellular recording technique，while the Schaffer collateral fibers in the CA3region were stimulated.The effect of propofol on the evoked potential，in terms of orthodromic population spike（OPS）and hypoxia injury potential（HIP），were investigated in the ischemic hippocampal slices.The rat hippocampal slices were randomly pided into four groups（n=8each）.The process of cerebral hypoxia was simulated by giving superfusion with ACSF OGD for14minutes in the control and test groups.The propofol test group was subpided into P1，P5and P15groups to undergo superinfusion with ACSF OGD containing1，5and15μmol・L -1 propofol respectively.Results In hypoxia control group，the time for OPS to disappear was（186±16）seconds;HIP occurred in all slices within about10minutes of hypoxia and lasted for（113±16）seconds.When normal ACSF superfusion was re-stored，the rates of OPS recovery and OPS amplitude were25%and（30±23）%respectively.Compared to that in the hypoxia control group，the disappearance of OPS in the P5and P15groups was postponed，and the recovery rate and recovery amplitude of OPS were higher after the restoration of oxygen supply，and additionally，HIP occurred late and lasted longer.No significant differences were found between P1and hypoxia control groups in OPS and HIP.Conclusion Propofol could improve some elec-trophysiologic indexes of hypoxic hippocampal slices，suggesting that propofol can offer protective effects against brain hypoxic injury.
Key words:hippocampus;hypoxic;orthodromic population spike（OPS）;hypoxia injury potential（HIP）;propofol
众多研究认为，静脉麻醉药丙泊酚具有脑保护作用;然而，也有学者认为，丙泊酚不但没有脑保护作用，反而加重脑缺氧性损害［1］ 。本研究从电生理的角度观察了丙泊酚（propofol）对离体大鼠海马脑片缺氧性损害的保护作用。
1 材料和方法
1.1 实验动物和试剂、仪器 雄性SD大白鼠，体重120～150g，由徐州医学院实验动物中心提供。丙泊酚，分析纯，英国AstraZeneca公司。振动切片机，ZQP-86型，上海海天电子仪器公司;电刺激仪，SEN-3301，日本Nihon KoHden公司;微电极放大器，MEZ-8301，日本Nihon KoHden公司;生物信号记录系统，HYD-2000，北京。
1.2 方法
1.2.1 人工脑脊液（ACSF）的配制 ①正常的ACSF（ACSF N ）:成分（mmol・L -1 ）为葡萄糖10.0，NaCl124，KCl3.3，NaH 2 PO 4 1.24，MgSO 4 2.4，NaHCO 3 25.7，CaCl 2 2.4;通入95%O 2 -5%CO 2 至少30min达到饱和，流量为200ml・min -1 。②缺氧无糖的ACSF（ACS-F OGD ）:去除ACSF N 中的葡萄糖并改通入气为95%N 2 -5%CO 2 。
1.2.2 离体海马脑片的制备 大鼠在乙醚麻醉下断头取脑后置于0～4℃的ACSF N 中降温，然后沿正中线分开大脑半球，仔细剥离出双侧海马，用振动切片机垂直于海马长轴切片，厚度300～400μm。然后将脑片转移至温度为（32.0±0.5）℃的ACSF N 中孵育2～3h。
1.2.3 细胞外诱发电位的记录 在恒温记录槽内将孵育后的脑片用双极刺激电极置于海马CA3区谢弗侧支（Schaffer lateral）路径上，同步刺激强度为0.6mA，刺激频率0.1Hz，每次刺激间隔10s。玻璃微电极（尖端直径1～2μm）内充2mmol・L -1 NaCl溶液，阻抗2～10MΩ，置于CA1区锥体细胞层记录电刺激诱发的细胞外电位的变化，包括顺向群峰电位（orthodromic population spike，OPS）和缺氧损伤电位（hypoxic injury potentia1，HIP）。诱发电位经微电极放大器和前置放大器，显示于示波器上，又将电信号数字化，进行记录、分析。
1.2.4 实验分组 实验脑片随机分为缺氧组和药物组，药物组按所给丙泊酚浓度不同分为P1、P5、P15三组。每组8个脑片。缺氧组:脑片用ACSF OGD 灌流，实施缺氧过程，持续14min后恢复ACSF N 灌流。药物组分别用含1、5和15μmol・L -1 丙泊酚的ACSF OGD 灌流;持续14min后恢复ACSF N 灌流。
1.2.5 观察指标 OPS的变化:①OPS消失时间，记录从缺氧开始到OPS完全消失的时间;②OPS恢复幅度，恢复ACSF N 灌流1h后OPS波幅与缺氧前OPS波幅之百分比;③OPS恢复率，OPS恢复的脑片占脑片总数的百分比，1h后OPS幅度恢复至缺氧前水平60%以上的脑片定为恢复，不足60%者为未恢复。HIP的变化:①HIP出现时间，缺氧开始后出现HIP的时间;②HIP持续时间，从出现HIP到HIP消失的时间;③HIP出现率，出现HIP的脑片占脑片总数的百分比。
1.3 统计学处理 计量数据用ˉx±s表示。率的比较用四格表确切概率法，其他数据的比较用单因素方差分析（ANOVA）。以P&<0.05为差异有显著性。
2 结果
2.1 OPS 缺氧组OPS消失时间为（186±26）s，OPS恢复率和恢复幅度分别为25.0%和（30.6±23.8）%。与缺氧组相比，P5及P15组OPS消失时间向后推迟，OPS恢复率和恢复幅度都有增加;P1组各项指标与缺氧组相比，无明显差异。见表1。缺氧时OPS呈现显著的时相性变化，应用丙泊酚者OPS各指标明显改善。见图1。
表1 丙泊酚对缺氧海马脑片OPS的影响（略）
与缺氧组比较:*P&<0.05，**P&<0.01
图1 缺氧时OPS时相性变化 （略）
2.2 HIP 缺氧组HIP出现时间为（598±55）s，HIP持续时间和出现率分别为（113±16）s和100%。与缺氧组相比，P5及P15组HIP出现率下降，出现时间明显延后，持续时间显著增加;P1组各项指标与缺氧组相比，无明显差异。见表2、图1。
表2 丙泊酚对缺氧海马脑片HIP的影响（略）
与缺氧组比较:*P&<0.05，**P&<0.01
3 讨论
静脉麻醉药丙泊酚已成为临床麻醉中主要的麻醉诱导、维持和ICU镇静用药。因其可以降低脑血流量、降低颅内压和降低脑代谢率，并保持脑血流与脑氧代谢率的良好匹配，改善脑缺血状态下的氧供需平衡，因而认为它对脑缺氧损伤有一定的保护作用。
海马CA3区和CA1区锥体细胞之间具有突触连接，利用细胞外记录方法，当局部电极刺激CA3区谢弗侧支，可在CA1锥体细胞层记录到一个幅度较大的诱发电位―――顺向群峰电位。在脑缺氧时，OPS呈现显著的时相性变化［3］ ，在缺氧2～3min后OPS波幅即开始降低，波宽变大，随后逐渐消失。这是脑细胞突触功能受阻和神经元兴奋性消失的特征。OPS消失后及时供氧，大部分脑片诱发电位可以恢复，缺氧严重的脑片OPS不能恢复。在缺氧时，OPS消失时间的延迟提示神经元抗缺氧能力的增强［4］ 。因此，从缺氧开始到完全消失所需要的时间就成为判断神经元耐缺氧能力的重要依据。本研究中，缺氧组中OPS消失时间为186s左右，复氧供糖后其OPS恢复率和OPS恢复程度较低，说明海马神经元突触传递有明显的缺氧损伤。而从丙泊酚对海马脑片诱发电位的作用上可以看出，使用丙泊酚5、15μmol・L -1 后，缺氧时OPS开始减小与消失时间明显向后推迟，恢复供氧后，OPS恢复率和恢复幅度都有增加，表明丙泊酚能提高海马脑片对缺氧性损伤的耐受性。部分脑片在OPS迅速消失后又复而出现，该电位较缺氧前OPS小而持续时间短，称为缺氧损伤电位［5］ ，HIP的出现反映了缺氧导致海马脑片不可逆损伤的时间标志，而在此之前属于突触功能的可逆性抑制;待HIP完全消失后再复氧则脑片电生理功能一般不易恢复。HIP出现的时间和持续时间的差异与缺氧损伤程度有关，HIP消失时间越晚的脑片在恢复供氧后电生理功能越容易恢复，因此如果能推迟HIP出现或延长其持续的时间，那将会延迟突触传递及神经元损伤。本研究中，缺氧组全部脑片均出现HIP，丙泊酚5，15μmol・L -1 能使其出现率明显降低、出现时间明显延后、持续时间显著增加，表明丙泊酚可使脑片不可逆缺氧损伤的发生向后推迟，延长脑片可逆性损伤的时程。研究结果提示，丙泊酚5，15μmol・L -1 能够减轻缺氧导致的神经元损伤，保护缺氧损伤时神经元的突触功能。
丙泊酚1μmol・L -1 各项指标与缺氧组相比，无明显差异，可见在本实验条件下该浓度对脑缺氧性损伤无保护作用。
众多研究表明，丙泊酚可能通过作用于脑缺氧性损伤级联反应的多个环节，如参与对钙离子、氧自由基、γ-氨基丁酸（GABA）受体及N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体等的调节而发挥其中枢保护作用。然而，丙泊酚的这种中枢保护作用是否具有剂量依赖性或者具有一定的窗口范围，以及其发挥作用的确切机制尚待进一步研究。
参考文献 :
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