冰片灌胃或滴鼻給藥對(duì)氯胺酮-咪達(dá)唑侖麻醉大鼠蘇醒和認(rèn)知功能的對(duì)比研究

錢麗萍，翟青新，余　飛，王玉娟

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院科研部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，南京 210008)

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冰片灌胃或滴鼻給藥對(duì)氯胺酮-咪達(dá)唑侖麻醉大鼠蘇醒和認(rèn)知功能的對(duì)比研究

錢麗萍，翟青新，余飛，王玉娟

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院科研部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，南京 210008)

[摘要]目的考察并比較冰片灌胃或滴鼻給藥對(duì)氯胺酮-咪達(dá)唑侖麻醉大鼠蘇醒和認(rèn)知功能的影響。方法將受訓(xùn)大鼠按逃避潛伏期分為6個(gè)組:對(duì)照組，模型組，冰片灌胃低劑量組(1.0 mL/100 g)，冰片灌胃高劑量組(2.0 mL/100 g)，冰片滴鼻低劑量組(0.1 mL/100 g)，冰片滴鼻高劑量組(0.2 mL/100 g),每組16只。實(shí)驗(yàn)前20 min給藥。除對(duì)照組，其余大鼠均給予全身麻醉。記錄大鼠的翻正反射恢復(fù)時(shí)間、血?dú)狻⑻颖軡摲诤涂臻g探索能力并進(jìn)行組間比較。結(jié)果與對(duì)照組比較，模型組PaCO2和P(A-a)DO2升高，pH和PaO2降低，潛伏逃避時(shí)間延長(zhǎng)，平臺(tái)穿越次數(shù)減少(P<0.05)；與模型組比較，冰片灌胃或滴鼻組全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間均有減少、血?dú)庥懈纳?，潛伏逃避時(shí)間縮短(P<0.05)，平臺(tái)穿越次數(shù)增多(P<0.05)；冰片灌胃高、低劑量組內(nèi)的翻正反射恢復(fù)時(shí)間、血?dú)夂推脚_(tái)區(qū)穿越次數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與冰片灌胃低劑量比較，冰片灌胃高劑量的逃避潛伏期較短(P<0.05)；與冰片灌胃組比較，冰片滴鼻組全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間明顯減少、血?dú)饷黠@改善，潛伏逃避時(shí)間明顯縮短，平臺(tái)區(qū)穿越次數(shù)增多(P<0.05)；與冰片滴鼻低劑量比較，冰片滴鼻高劑量的全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間明顯減少、血?dú)饷黠@改善，逃避潛伏期較短(P<0.05)。結(jié)論冰片可通過滴鼻途徑改善血?dú)膺_(dá)到縮短麻醉大鼠翻正反射恢復(fù)時(shí)間并改善認(rèn)知功能。

[關(guān)鍵詞]冰片；氯胺酮；咪達(dá)唑侖；滴鼻；大鼠；認(rèn)知

蘇醒延遲及術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)是臨床全身麻醉的常見并發(fā)癥，如何縮短蘇醒延遲及降低認(rèn)知功能障礙是麻醉界的研究熱點(diǎn)[1-2]。冰片，也稱為龍腦，是常用的芳香開竅中藥，研究顯示冰片可以縮短戊巴比妥鈉的持續(xù)睡眠時(shí)間，可明顯改善老年癡呆癥患者的認(rèn)知功能，那么冰片對(duì)全身麻醉是否有縮短蘇醒延遲同時(shí)改善術(shù)后功能障礙，這方面尚未有研究報(bào)道。另外，冰片傳統(tǒng)的給藥方法為口服，但近些年的研究顯示冰片通過滴鼻的效果更為顯著，因冰片可繞過血腦屏障，直達(dá)腦部。因此，本課題考察比較冰片灌胃或滴鼻給藥對(duì)氯胺酮-咪達(dá)唑侖麻醉大鼠蘇醒和認(rèn)知功能的影響，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料選取健康SD大鼠，雌雄各半，體質(zhì)量180～220 g，由上海杰思捷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供，動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK(滬)2013-0006。

表1　冰片不同給藥途徑對(duì)大鼠全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間和血?dú)獾挠绊憽纒，n=8)

-:無數(shù)據(jù)；a：P<0.05,與對(duì)照組比較；b：P<0.05,與模型組比較；c：P<0.05,與冰片灌胃低劑量組比較；d：P<0.05,與冰片灌胃高劑量組比較；e：P<0.05,與冰片滴鼻低劑量組比較。

1.1.2儀器與藥物Morris水迷宮，北京普升科技有限公司生產(chǎn)；便攜式血?dú)夥治鰞x，美國Abbott公司生產(chǎn)；天然冰片，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院藥房提供；氯胺酮(2 mL∶0.1 g，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)；咪達(dá)唑侖注射(1 mL∶5 mg，江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司)。

1.2方法

1.2.1水迷宮實(shí)驗(yàn)Morris水迷宮分為東南、西南、東北和西北4個(gè)部分。水池東南的中央放圓柱平臺(tái)，水池表面平鋪聚乙烯碎屑，將平臺(tái)制成隱匿型平臺(tái)。將大鼠置于水迷宮進(jìn)行定位航行訓(xùn)練。將大鼠從水池其他3個(gè)方向面壁放入水池，大鼠可通過游泳游到隱匿平臺(tái)，從入水游至平臺(tái)的時(shí)間記為逃避潛伏期，歷時(shí)5 d，4次/天。

1.2.2分組和給藥冰片用5%的乙醇溶解，將接受訓(xùn)練的大鼠按逃避潛伏期和性別均勻分為6個(gè)組別(對(duì)照組、模型組、冰片灌胃低劑量組、冰片灌胃高劑量組、冰片滴鼻低劑量組、冰片滴鼻高劑量組)，每組16只，雌雄各半。其中對(duì)照組給予滴鼻20%乙醇溶液，冰片滴鼻低劑量組滴鼻0.1 mL/100 g，冰片溶解于20%乙醇，濃度為9 mg/mL，冰片滴鼻高劑量組滴鼻0.2 mL/100 g，冰片灌胃低劑量組灌胃1.0 mL/100 g，冰片溶解于20%乙醇，濃度為9 mg/mL，再用蒸餾水稀釋至0.9 mg/mL，冰片灌胃高劑量組灌胃2.0 mL/100 g。

1.2.3翻正反射恢復(fù)時(shí)間實(shí)驗(yàn)前禁食過夜，不禁水。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前20 min，每個(gè)組別分別給藥。除對(duì)照組，其余大鼠均給予75 mg/kg氯胺酮和5 mg/kg咪達(dá)唑侖全身麻醉。記錄并比較各組翻正反射恢復(fù)時(shí)間：大鼠連續(xù)3次仰臥后5 s未能恢復(fù)站立即為翻正反射消失，連續(xù)3次仰臥后恢復(fù)站立為翻正反射恢復(fù)，記錄并比較各組翻正反射恢復(fù)時(shí)間。

1.2.4血?dú)獗容^每組取8只大鼠，雌雄各半，于全身麻醉蘇醒后即刻腹腔注射水合氯醛全身麻醉下，開胸暴露心臟，使用肝素化注射器穿刺左心室，抽取動(dòng)脈血樣，采用便攜式血?dú)夥治鰞x行pH、O2分壓(PaO2)、CO2分壓(PaCO2)和肺泡-動(dòng)脈氧分壓差[P(A-a)DO2]，并進(jìn)行組間比較。

1.2.5逃避潛伏期和空間探索剩余8只大鼠翻正反射恢復(fù)后4 h，測(cè)定大鼠的水迷宮逃避潛伏期和空間探索，最后1次定位航行測(cè)試后，撤離平臺(tái)，由同一入水點(diǎn)將大鼠面向池壁放入水中，自由泳120 s，記錄跨過原平臺(tái)相應(yīng)區(qū)域的次數(shù)。

2結(jié)果

2.1冰片不同給藥途徑對(duì)大鼠全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間和血?dú)獾挠绊懪c對(duì)照組比較，模型組的PaCO2和P(A-a)DO2升高(P<0.05)，pH和PaO2降低(P<0.05)；冰片灌胃或滴鼻組全身麻醉后翻正反射恢復(fù)時(shí)間均有減少、血?dú)庥懈纳?；冰片灌胃高、低劑量組內(nèi)的翻正反射恢復(fù)時(shí)間和血?dú)獗容^，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；與冰片灌胃組，冰片滴鼻組翻正反射恢復(fù)時(shí)間明顯減少(P<0.05)，血?dú)飧纳泼黠@(P<0.05)；冰片滴鼻高劑量組較低劑量組的翻正反射恢復(fù)時(shí)間明顯減少(P<0.05)、血?dú)饷黠@改善 (P<0.05)，見表1。

2.2冰片不同給藥途徑對(duì)大鼠在水迷宮的潛伏逃避和平臺(tái)穿越的影響與對(duì)照組比較，模型組的潛伏逃避時(shí)間延長(zhǎng)(P<0.05)，平臺(tái)穿越次數(shù)減少(P<0.05)；與模型組比較，除了冰片灌胃低劑量組，3個(gè)冰片組的潛伏逃避時(shí)間有不同程度的縮短(P<0.05)，平臺(tái)穿越次數(shù)也有不同程度的增多(P<0.05)。與冰片灌胃組比較，冰片滴鼻組的潛伏逃避時(shí)間明顯縮短(P<0.05)，平臺(tái)穿越次數(shù)明顯增多(P<0.05)。冰片灌胃高、低劑量組的平臺(tái)區(qū)穿越次數(shù)相當(dāng)(P>0.05)，與冰片灌胃低劑量組比較，冰片灌胃高劑量組的逃避潛伏期較短(P<0.05)；冰片滴鼻高、低劑量組平臺(tái)區(qū)穿越次數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與冰片滴鼻低劑量比較，冰片滴鼻高劑量組的逃避潛伏期較短(P<0.05)，見表2。

表2　冰片不同給藥途徑對(duì)大鼠在水迷宮的潛伏逃避和

a：P<0.05,與對(duì)照組比較；b：P<0.05,與模型組比較；c：P<0.05,與冰片灌胃低劑量組比較；d：P<0.05,與冰片灌胃高劑量組比較；e：P<0.05,與冰片滴鼻低劑量組比較。

3討論

理論上，隨著全身麻醉藥物在體內(nèi)退卻，大腦的神經(jīng)功能應(yīng)完全恢復(fù)，但臨床數(shù)據(jù)顯示，全身麻醉后大腦發(fā)生了神經(jīng)元凋亡和淀粉樣沉積的廣泛變化，即便短時(shí)間全身麻醉也可造成動(dòng)物或患者長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)知功能障礙，但全身麻醉蘇醒與全身麻醉后的認(rèn)知功能恢復(fù)密切相關(guān)，即全身麻醉后蘇醒時(shí)間越短，認(rèn)知功能恢復(fù)將越快，因此研究縮短全身麻醉蘇醒時(shí)間對(duì)大腦神經(jīng)功能的恢復(fù)，降低認(rèn)知功能障礙具有明顯的臨床意義[3-4]。

冰片是龍腦香科植物龍腦香樹脂的加工品，主要成分為龍腦和龍腦的差向異構(gòu)體異龍腦。冰片味辛苦，微寒，歸心、脾和肺經(jīng)，具有開竅醒神和通諸竅功效。臨床常用于抗炎、抗菌和止痛[5-6]。本課題結(jié)果顯示，與對(duì)照組和冰片灌胃組比較，經(jīng)滴鼻給予冰片，可改善全身麻醉大鼠后氣血，縮短翻正反射恢復(fù)時(shí)間，縮短大鼠在水迷宮的逃避潛伏期和提高空間探索能力，提示冰片滴鼻可明顯提高全身麻醉大鼠的蘇醒時(shí)間，且明顯提高大鼠全身麻醉后的認(rèn)知。原因有以下幾點(diǎn)[7-12]：(1)藥物經(jīng)鼻黏膜吸收入腦至少存在3條通路，嗅神經(jīng)、嗅黏膜上皮和血液循環(huán)。經(jīng)鼻腔給藥后，藥物滯留在嗅黏膜，經(jīng)嗅神經(jīng)和嗅黏膜上皮前進(jìn)入嗅球與腦脊液，同時(shí)也可繞過血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，避免胃腸道酶破壞及肝臟首過效應(yīng)；(2)冰片具有促進(jìn)血腦屏障開放，但與腦外傷或腦炎的病理性開放有本質(zhì)不同，冰片開放血腦屏障不僅不會(huì)引起腦病理性損害反而具有保護(hù)作用，冰片可促使腦的微血管內(nèi)皮細(xì)胞生成一氧化氮(NO)，抗腦缺血損傷作用，加速腦缺血后腦血管內(nèi)皮的修復(fù)；(3)冰片通過增加海馬超氧化歧化酶(SOD)活性，增強(qiáng)SOD對(duì)自由基的清除能力，降低慢性腦缺血所引起的氧化應(yīng)激對(duì)腦神經(jīng)的影響；(4)冰片可以調(diào)節(jié)下丘腦去甲腎上腺素(NA)、多巴胺(DA)、組胺(His)及5-羥色胺(5-HT)含量，這些遞質(zhì)與機(jī)體覺醒狀態(tài)的發(fā)生和維持密切相關(guān)；(5)冰片可增加腦中總Ca2+含量，增加腦游離Ca2+水平，游離Ca2+可促進(jìn)血腦屏障進(jìn)一步開放，使更多冰片進(jìn)入，使得冰片延長(zhǎng)在腦內(nèi)的時(shí)間，增加冰片在病灶的水平；(6)冰片的相對(duì)分子質(zhì)量為154，是小分子脂溶性單萜類化合物，雖然可經(jīng)腸道迅速吸收，也有益于縮短全身麻醉后蘇醒時(shí)間，但與滴鼻給藥仍存在明顯差異，全身麻醉昏迷患者經(jīng)口服給藥并不方便，因此，冰片適于鼻黏膜吸收而發(fā)揮作用。

本課題中冰片滴鼻低劑量和高劑量的滴鼻劑量分別為0.9 mg/100 g和1.8 mg/100 g，有效劑量折合人用為0.54～1.08 mg/人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2010版中國藥典的使用低限0.15 g/kg。因此，從安全性考慮滴鼻的高低劑量均是人體可接受的；從有效性方面，高劑量效果優(yōu)于低劑量，可見給藥時(shí)，首選高劑量，尤其適用于實(shí)熱證患者。但冰片味辛、涼，微寒，存在肝腎虛或虛寒體質(zhì)者若用本品需減量。

本課題顯示，冰片獨(dú)立滴鼻給藥可顯著改善全身麻醉大鼠的蘇醒時(shí)間和全身麻醉后的認(rèn)知功能，與冰片經(jīng)鼻腔給藥可迅速透過血腦屏障達(dá)到中樞神經(jīng)有關(guān)，中醫(yī)古籍記錄冰片具有“獨(dú)行則勢(shì)弱，佐使則有功”和“芳香走竄，引藥上行”的特點(diǎn)，可見冰片通常與其他藥物配伍，如麝香保心丸、復(fù)方丹參片、安宮牛黃丸和冰硼散，尤其麝香具有醒腦開竅功能，那么冰片與麝香配伍是否較冰片在術(shù)后蘇醒方面更具效果值得下一步研究。

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The comparative effect of orally or intranasally administered borneol on ketamine-midazolam anesthetized rats′ regained consciousness and cognitive functions

QianLiping,ZhaiQingxin,YuFei,WangYujuan

(DepartmentofExperimentalAnimalResearchCenter,NanjingDrugTowerHospitalAffiliatedtoNanjingUniversityMedicalSchool,Nanjing，Jiangsu210008，China)

[Abstract]ObjectiveTo investigate and compare the effect of orally or intranasally administered borneol on ketamine-midazolam anesthesia anesthetized rats′ regained consciousness and cognitive functions.MethodsThe rats were trained to escape latency and divided into 6 groups:control group,model group,low dose oral borneol group,high dose group oral borneol group,low dose intranasal borneol group and high dose intranasal borneol group,16 rats in each group.All groups were given general anesthesia,beside the control group.The reflex recovery time,blood gas analysis,escape latency and space exploration capability were recorded and compared within groups.ResultsCompared with the control group,PaCO2,P(A-a)DO2 and latent escape time increased (P<0.05),pH,PaO2 and times of platform across decreased in the model group (P<0.05).Compared with the model group,the righting reflex test time,times of platform across and latent escape time decreased (P<0.05),blood gas analysis improved (P<0.05) in intranasal borneol groups and oral borneol groups.The righting reflex test time,blood gas analysis and times of platform across had no significantly differences within borneol oral groups(P>0.05).Compared with low dose oral borneol group,latent escape time decreased in high dose oral borneol group (P<0.05).Compared with borneol oral groups,the righting reflex test time,times of platform across and latent escape time decreased (P<0.05),blood gas analysis improved (P<0.05) in intranasal borneol groups.Compared with low dose intranasal borneol group,the righting reflex test time and latent escape time decreased (P<0.05),blood gas analysis improved (P<0.05) in high dose intranasal borneol group.ConclusionIntranasal borneol could reduce righting reflex test time and improve cognitive function by improving the blood gas analysis.

[Key words]borneol;ketamine;midazolam;intranasal;rat;cognitive

作者簡(jiǎn)介：錢麗萍(1985-)，獸醫(yī)師，碩士，主要從事人類疾病動(dòng)物模型研究。

doi:論著·基礎(chǔ)研究10.3969/j.issn.1671-8348.2016.03.018

[中圖分類號(hào)]R338.6：R614.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1671-8348(2016)03-0345-03

(收稿日期：2015-08-10修回日期：2015-10-26)