钙离子在吸入麻醉剂神经细胞毒性和预处理保护作用中的机制

卤代羟基烷吸入麻醉剂全麻作用机制是使神经细胞超极化，我们前期研究证实，不同吸入麻醉剂在神经细胞有的可诱导产生毒性，但预处理却可产生保护作用，其机制目前不清，推测Ca2+浓度变化及位于内质网上Ca2+释放的主要调节因子1, 4, 5-三磷酸肌醇受体（IP3R）在其中起重要作用。因此本课题先利用通过内质网IP3R应激细胞凋亡易感性增强的PC12细胞和IP3R高表达的原代培养大鼠海马神经细胞，通过荧光标记激光共聚焦扫描显微镜、膜片钳、Western等技术测定胞浆Ca2+浓度变化和IP3R通道电生理及蛋白含量变化，研究对比卤族吸入麻醉剂神经毒性机制，探讨Ca2+和IP3R通道在其作用机制。然后，吸入麻醉剂预处理海马神经细胞，对比验证其保护作用,测定胞浆Ca2+变化和IP3R通道在其作用机制。将阐明吸入麻醉药剂神经毒性和预处理保护作用机制，并探讨全麻作用机制，为合理、安全临床应用提供理论和实验依据。

不同卤代羟基烷吸入麻醉剂对不同的神经细胞可诱导产生毒性和预处理保护作用，其机制目前不清，两种相反作用机制的细胞和分子水平的探索成为目前研究的焦点。我们研究证实神经细胞内Ca2+浓度变化及位于内质网上Ca2+释放的主要调节因子1, 4, 5-三磷酸肌醇受体（IP3R）在其中起重要作用。本课题先利用通过内质网IP3R应激细胞凋亡易感性增强的PC12细胞和IP3R高表达的原代培养大鼠海马神经元及新生大鼠离体大脑皮层神经元，通过荧光标记激光共聚焦扫描显微镜、Western、流式细胞和RT-PCR等技术测定胞浆Ca2+浓度变化和IP3R通道电生理及蛋白含量变化，结果细胞凋亡百分率、Ca2+浓度和IP3R- mRNA表达水平增加，细胞线粒体膜电位降低，证实卤族吸入麻醉剂中仅异氟醚具有神经毒性，Ca2+-IP3R通道为其中的作用靶点，而相同剂量的七氟醚对相同细胞不诱发细胞凋亡；然后证实七氟醚预处理后均可抑制和延迟在细胞外液有钙条件下谷氨酸诱发和缺氧性损伤海马神经元引起[Ca2+]i异常升高有关，异氟醚预处理亦可通过抑制[Ca2+]i升高，且部分通过内质网IP3R通道降低谷氨酸诱发的[Ca2+]i 升高，减少细胞凋亡，发挥其对神经细胞的保护作用。本项研究不但阐明卤代羟基烷吸入麻醉药剂神经毒性和预处理保护作用中Ca2+重要作用机制，为预防和治疗术后神经损害和认知功能障碍提供理论基础；而且将推动吸入麻醉机理的研究，进一步探索其神经细胞作用的靶位,为麻醉剂与神经细胞形态学改变及Ca2+变化打开一个新领域，为麻醉神经毒性与Ca2+和神经元细胞周期异常启动提供新思路，为吸入麻醉合理,安全临床应用提供理论和实验依据。