全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响

全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响
摘要】目的讨论全身麻醉药物对海马突触长时程增强效应的影响。

方法查阅文
献资料并结合个人经验进行归纳总结。

结论突触LTP被认为可直接反映突触水平
信息贮存过程，海马神经元突触可塑性与学习记忆功能密切相关，LTP已被作为
衡量海马神经元突触可塑性的重要指标。

全麻药对认知功能(学习和记忆)的影响
与抑制海马LTP形成有关。

全麻药对神经突触可塑性的研究已成为当代神经科学
中一个十分活跃的研究领域。

【关键词】全身麻醉药物海马突触影响
(一)学习记忆的神经细胞学基础一神经系统的突触可塑性
近年来对突触传递过程的变化与学习记忆的关系进行了许多研究，现在证实，脑内突触连接是信息传递和加工的重要环节，记忆过程中突触可发生某些形态和
功能的变化，即突触的可塑性的改变。

突触的可塑性主要指突触连接在形态上和功能上的修饰，包括突触长时程增
强(1ong- term potentiation，LTP)和突触长时程抑制(1ong-term depression，LTD)。

神经系统的突触可塑性变化可以影响神经系统生长发育、神经损伤修复以及学习
记忆等多种脑功能。

在脑科学的研究中，突触连接变化是学习记忆的神经基础，Hebb认为记忆的形成是神经元之间连接易化。

学习记忆过程存在突触传递的增强和减弱，神经元以电流信号活动将信息储存下来。

在中枢神经系统中，海马属边
缘系统，是与学习记忆和情绪、行为功能密切相关的重要脑区，而海马神经的突
触可塑性则与学习记忆功能密切相关。

所谓长时程增强是指中枢神经突触经过突
触前神经纤维的高频刺激所诱发产生的传递效应变化，表现在其突触后电位(包括
兴奋性突触后电位和峰电位)持续地长时间增大或增强，可持续数小时到数日的时间，甚至长达数周或数月。

LTP是突触传递效率的持续增加，它是突触水平的信
息贮存方式。

现在突触长时程增强效应被认为是神经突触可塑性和突触传递的一
种表现形式，是学习记忆的神经细胞学基础，称LTP可能是“记忆的突触模型”、“记忆的神经元机制”等，LTP作为衡量海马神经突触可塑性的重要指标，已被广
泛应用。

(二)突触长时程增强(LTP)的产生机制
在中枢神经系统中，谷氨酸是重要的兴奋性神经递质，脑内50％以上的突触
是以谷氨酸为递质的兴奋性突触，突触前末梢释放谷氨酸，与兴奋性氨基酸受体
结合，产生兴奋性突触后电位以维持脑电活动。

γ-氨基丁酸(GABA)是最主要的抑
制性递质，产生抑制性突触后电位抑制谷氨酸等兴奋性递质的释放。

关于LTP形
成的机制目前认为主要与谷氨酸及其受体有关，另外GABA也起重要调节作用。

谷氨酸是海马中的主要兴奋性神经递质，谷氨酸受体密度在整个海马很高，尤其
在颗粒细胞的树突和CA1锥体细胞的受体密度最高。

突触前神经终末兴奋释放谷
氨酸，它与突触后膜的谷氨酸受体，主要是N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体结合
使离子通道打开，Ca2+内流入突触后膜，触发一系列生化反应，改变膜的性质，
导致LTP的产生。

同时海马也包含以GABA为递质的大量中间神经元，这些神经
元接受以谷氨酸为递质的神经元轴突的回返性侧支的投射。

刺激Schaffer侧支时
同时也激活了CA1区放射层中间神经元，这些中间神经元兴奋后，可释放GABA
作用于邻近细胞的GABAA受体，产生快速抑制性突触后电位，通过GABAA受体
产生慢速抑制性突触后电位，削弱了场兴奋性突触后电位，抑制突触前膜谷氨酸
的释放，从而抑制LTP的形成。

此外，研究发现海马的神经末梢能够释放乙酰胆
碱、儿茶酚胺、肽类、腺苷和ATP等递质，这些递质可调整海马锥体细胞和局部
抑制性中间神经元的功能，从而参与调节LTP的生成。

(三)突触长时程增强(UI-P)与学习、记忆的关系
目前，大量的研究已经证明突触可塑性与学习记忆具有良好的相关性：①改
变突触可塑性形成机制，可影响学习与记忆；②在学习记忆的相关脑区可见突触可塑性的形成；③在特定环境中，诱导或增强突触可塑性，同样可促进或易化学习与记忆。

在对海马突触可塑性与年龄相关的记忆下降的关系的研究发现，易化LTP的诱导，或降低诱导LTP的阈值，可改善老年鼠的记忆能力；而阻断LTP的
诱导，可直接影响海马依赖性学习行为的获得。

空间记忆的储存通常是通过NMDA受体的激活，脑室内注射NMDA受体的竞争性拮抗剂可阻断海马齿状回(DG)兴奋性突触LTP的产生，损伤大鼠在Morris水迷宫中空间记忆的学习。

而NMDA受体的高表达可增强海马介导的学习过程。

海马胆碱能受体参与记忆活动，有报道在动物训练前注入东莨菪碱以阻断M型胆碱受体，对LTP的形成有明显的
延缓抑制作用。

在强直性LTP诱导中高频刺激作用在于使抑制的去除，即去除GABAA受体的抑制而使GABA的抑制作用予以解除，从而有利于NMDA受体激活，导致LTP的产生。

大鼠穿梭箱回避反应的学习行为成绩，与强直刺激在DG处诱
导LTP所需的刺激频率阈值之间呈良好的相关关系；代谢型谷氨酸盐受体的选择
性阻断剂MCPG，可以同时抑制大鼠Y迷宫学习记忆行为以及DG处LTP的产生；已提高学习记忆能力大鼠的海马切片比对照组更容易诱导产生LTP；反之，海马
区域突触效应的LTP产生，有利于提高家兔的条件性瞬膜反射的学习记忆行为。

这些研究提示LTP并不仅仅是行为活动的一般相伴随现象，而与学习、记忆有密
切关系，可能是记忆的神经基础。

(四)全麻药对海马突触长时程增强(LTP)效应的影响
研究表明全麻药对认知功能(学习和记忆)的影响与海马神经突触可塑性有关。

全麻药对海马LTP的影响及其作用机制的研究结果显示，抑制海马LTP的形成可
能是全麻药影响学习记忆功能的作用机制之一。

目前研究结果为：临床麻醉相关
剂量的全麻药，如吸入全麻药异氟烷(浓度0．1～0．6mmol／L)和静脉全麻药氯
胺酮(浓度l0～100μmol／L)、咪达唑仑(浓度0.5～5μmol／L)、依托咪酯(浓度2～
20μmol／L)、丙泊酚(浓度l0～l00μmol／L)均能剂量依赖性地抑制海马脑片LTP的
形成；静脉全麻药氯胺酮抑制LTP的机制与海马神经元 NMDA受体的功能和海马
神经元兴奋性突触传递受抑有关；静脉全麻药咪达唑仑、依托咪酯、丙泊酚和吸
人全麻药异氟烷对LTP的抑制均与海马神经元兴奋性递质乙酰胆碱降低和抑制性
神经递质GABA增强有关。

但静脉全麻药与吸入全麻药的作用机制不同。

静脉全
麻药(氯胺酮除外)主要通过增强海马GABA能神经元功能抑制LTP的形成，受GABAA受体介导。

吸入全麻药异氟烷主要通过抑制海马胆碱能神经元功能而起作用，与抑制烟碱型乙酰胆碱受体有关。

这种机制上的差异是否与静脉全麻药术中
知晓发生率较高，而吸入全麻药术后认知障碍发生率偏高有关，尚有待研究。

总之，突触LTP被认为可直接反映突触水平信息贮存过程，海马神经元突触
可塑性与学习记忆功能密切相关，LTP已被作为衡量海马神经元突触可塑性的重
要指标。

全麻药对认知功能(学习和记忆)的影响与抑制海马LTP形成有关。

全麻
药对神经突触可塑性的研究已成为当代神经科学中一个十分活跃的研究领域。

参考文献
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