NMDA受体与学习记忆的关系及其在全麻机制中的作用
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。
丙泊酚的麻醉作用机制
丙泊酚的麻醉作用机制丙泊酚作为一种新型的全麻麻醉药，近年来在临床上得到了广泛的应用，主要是因为其具有不良反应少、起效快以及清楚迅速等优点。
但是，目前对于丙泊酚在中枢神经系统的作用机制未上得到明确。
在医学上通常认为全麻药的作用可以是增强中枢抑制性神经传递或降低中枢兴奋性神经传递或两者都有作用，从而起到麻醉的效果。
那么，我们就分别从中枢抑制性和中枢兴奋性两个方面对丙泊酚的麻醉作用机制进行分析。
一、丙泊酚对中枢抑制性氨基酸受体的作用中枢抑制氨基酸受体主要分为两种，分为为Υ一氨基丁酸受体（GABA）和甘氨酸受体（GlyR），相关的报道中可以看到丙泊酚的作用机制主要与这两种受体有关。
其中GABA是中枢神经系统中的主要抑制性神经递质，在人体中枢神经系统中具有广泛的分布，GABA又分为A型和B型，在中枢神经系统中可产生抑制的作用，通常在医学上被认为是许多麻醉药的主要作用位点。
丙泊酚对A型受体主要起到增强GABA与A型受体之间的反应，从而导致神经元网络兴奋性降低，从而起到麻醉的作用。
很多相关的研究也证实了丙泊酚对于A型受体的麻醉作用机制，但是对于B型受体的麻醉作用机制则没有得到证实，有研究者推测，激活中枢B受体至少可以部分的促进丙泊酚的麻醉作用，但是该推测还需要进一步的证实。
甘氨酸也是中枢神经系统中重要的抑制性神经递质之一，其主要分布在脊髓和脑干中，其对多种麻醉药物均比较敏感，但是由于甘氨酸在人体中的分布主要在脊髓和脑干等神经区域，也是主导起到抑制作用的地方，为此，丙泊酚对氨基酸的作用一般是在全麻效益中起到一定的效果。
二、丙泊酚对中枢兴奋性谷氨酸受体的作用中枢兴奋性谷氨酸受体有很多种，主要的分为：N-methy-lD-aspartate（NMDA）受体、A-amino-3-hydroxy-5-methy-4-isoxazolepropionic acid（AMPA）受体、Kainate 受体，其中AMPA受体和Kainate 受体被成为non-NMDA 受体，从相关的动物实验的结果来看，丙泊酚对人体内嗅皮层以及脊髓多突触兴奋性的传递有一定的抑制作用，但是这种抑制作用是由NMDA受体来进行调节和控制的，当人体处于静息膜电位下，NMDA受体就会处于一种无活的状态，只有在膜电位去极化达到一定的程度时，NMDA受体才会被激活。
中枢神经递质紊乱与术后认知功能损伤
中枢神经递质紊乱与术后认知功能损伤术后认知功能损伤是手术麻醉后常见的中枢神经系统并发症，可引起住院时间延长、术后功能恢复延迟、生活质量下降，甚至病死率增加等。
术后认知功能损伤的影响因素有多个方面，包括手术、麻醉、药物敏感性以及伴随慢性疾病等。
其发生的相关机制主要包括过度氧化应激、线粒体失衡、神经炎症、神经递质和受体紊乱以及淀粉样蛋白（Aβ）形成等，本文就中枢神经递质紊乱在术后认知功能损伤中的作用进行综述。
1.术后认知功能损伤术后认知功能损伤分为短期认知功能障碍和长期认知功能障碍。
短期认知功能障碍如术后谵妄（postoperative delirium，POD），常发生于术后1d或3d内，表现为波动性的意识水平混乱和明显的注意力障碍，可能伴随其他感知症状（如幻觉）或认知症状（如记忆功能障碍），患者可有活动减退、活跃或混合性精神运动行为。
研究表明，POD与长期认知功能下降和死亡率增加相关。
长期认知功能障碍，即术后认知功能障碍（postoperative cognitive dysfunction，POCD），常发生于术后1周或更迟，表现为精神错乱、焦虑、人格改变和记忆受损等，可持续数周、数月甚至数年。
研究表明，POD与围术期的多个影响因素相关，如高龄、睡眠缺乏、低氧血症、酒精或药物滥用史、术中低血压等，而高龄更是POCD的独立危险因素。
随着年龄的增长，神经和突触发生的几率降低，神经递质紊乱以及潜在毒性产物蓄积，这些过程均导致大脑储备能力逐渐丧失，对各种损伤，包括全麻药物的神经毒性敏感性增加。
2.中枢神经递质紊乱与术后认知功能损伤中枢神经递质系统包括多种兴奋性神经递质和抑制性神经递质，各种神经递质传递的正常进行与大脑的功能状态密切相关。
高龄、围术期应激以及药物（包括麻醉药物）等可影响神经递质系统的功能及神经信号的传递，从而干扰神经元兴奋性和细胞内信号通路，引起术后认知功能损伤。
乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）：胆碱能神经元普遍存在于大脑多个脑区：从前脑基底部和内侧隔核发出的支配全部大脑皮质和海马的胆碱能纤维是维持皮质功能状态的主要传入纤维，控制与各皮质区域相关的感觉、认知和情感等功能；从脑干发出的支配丘脑的胆碱能纤维与唤醒和注意力有关。
麻醉药物的神经保护作用与神经毒性研究进展
麻醉是使用药物或其他方法使患者整体或局部暂时失去感觉，以达到无痛目的，为手术和其他治疗创造条件的一种方法。
麻醉药物对于中枢神经系统具有一定的保护作用，如对缺血再灌注（isch⁃emia-reperfusion，IR）损伤、创伤性脑损伤、脑卒中、蛛网膜下腔出血、神经外科手术期间脑的保护[1-2]。
但也具有一定的大脑毒性和损伤作用，包括抑制和破坏婴幼儿、小儿神经系统发育，导致记忆、学习功能障碍，致使老年患者发生术后谵妄乃至长期的认知功能障碍等[3-4]。
因此，确切阐明麻醉药物对中枢神经系统的保护作用和毒性，将为临床麻醉药物的选择提供参考，本文就此综述如下。
1麻醉药物的分子靶点1.1化学门控离子通道化学门控离子通道可分为胆碱类、胺类、氨基酸类等。
麻醉药物主要作用于氨基酸类受体发挥作用。
大多数的麻醉药物都可抑制N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）受体，和兴奋γ-氨基丁酸A型（gamma absorptiometry aminobutyricacid，GABAA）受体。
1.1.1NMDA受体NMDA受体是离子型谷氨酸受体的一个亚型，它由NR1和NR2（2A、2B、2C和2D）亚基组成[5]。
氯胺麻醉药物的神经保护作用与神经毒性研究进展胡雨蛟1，吴安国2，欧册华3（西南医科大学：1麻醉系；2中药活性筛选及成药性评价泸州市重点实验室；3附属医院疼痛科，四川泸州646000)摘要麻醉药物具有神经保护作用，同时也有一定的神经毒性，如何实现其神经保护作用，减少神经毒性，成为临床麻醉医生面临的重要难题。
本文从麻醉药物的作用分子靶点、神经保护作用、神经毒性以及如何减轻神经毒性等方面进行了综述，以期为临床麻醉用药选择提供参考。
关键词麻醉药物；神经保护；神经毒性；中枢神经系统中图分类号R971.2；R614.1文献标志码A doi：10.3969/j.issn.2096-3351.2021.02.018Research progress in neuroprotection and neurotoxicity of anestheticsHU Yujiao1，WU Anguo2，OU Cehua31.Department of Anesthesia；2Luzhou Key Laboratory of Activity Screening and Druggability Evaluation for Chi⁃nese Materia Medica，School of Pharmacy；3Department of Pain of Affiliated Hospital of Southwest Medical University，Luzhou646000，Sichuan Province，ChinaAbstract Anesthetics possess neuroprotective effects but also certain neurotoxicity.How to achieve neuropro⁃tection and reduce neurotoxicity concurrently has become an important problem for anesthesiologists.This article re⁃views the molecular targets，neuroprotective effects，and neurotoxicity of anesthetics，as well as how to reduce the neurotoxicity of anesthetics，in order to provide a reference for the selection of anesthetics in clinical practice.Keywords Anesthetics；Neuroprotection；Neurotoxicity；Central nervous system基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（81903829）；国家级大学生创新创业训练计划项目（202010632047）；泸州市人民政府-西南医科大学联合项目（2018LZXNYD-ZK42）第一作者简介：胡雨蛟，本科生。
学习记忆的分子生物学机制研究进展
南昌大学学报（医学版）２０１０年第５０卷第３期Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）２０１０，Ｖ０１．５０
Ｎｏ．３
学习记忆的分子生物学机制研究进展
汤
洋８（综述），罗佛全６（审校）
（南昌大学ａ．研究生院医学部２００９级；ｂ．第一附属医院麻醉科，南昌３３０００６） 关键词：学习记忆；分子生物学；调控；大脑；ＮＭＤＡ受体；细胞因子；基因 中图分类号：Ｒ３２２．８１ 文献标志码：Ａ
ＭＡＰＫ Ｐ３８活性增加，导致齿状回受刺激时兴奋性
ＰＫＡ可促进动力蛋白工一１的磷酸化，通过动力蛋白 Ｉ一１的激活来抑制ＰＰｌ的表达。负调控机制：ＣＮ 可直接增强ＰＰｌ的表达，或通过抑制动力蛋白Ｉ一１ 来增强ＰＰｌ的表达。
４
基因转录调控相关因子与学习记忆
在细胞的转录反应中，ＣＲＥＢ起着翻译各种不
同行为刺激的重要作用ｎ ４｜。几种传递信息的细胞 内信号通路的启动都与细胞内ＣＲＥＢ膜受体的激 活有关，包括蛋白激酶Ａ（ＰＫＡ）、钙调蛋白激酶Ⅳ （ＣａＭＫＩＶ）、丝裂元和应激激活蛋白激酶（ＭＳＫ）、促 分裂原活化蛋白激酶和核糖体ｓ６激酶（ＲＳＫｓ）等多 种与突触可塑性和学习记忆稳定有关的蛋白质¨“。 当增强ＣＲＥＢ的活性，小鼠前脑的蛋白质表达增 强，ＬＴＰ也随之增强。 抑制诱导转录因子ＡＴＦ４能够增强学习记忆， 延伸因子２的ａ亚基ｅｌＦ２ａ的磷酸化能够刺激 ＡＴＦ４的翻译，消除ｅｌＦ２ａ的激酶ＧＣＮ２、或通过抑 制ｅＩＦ２ａ的磷酸化均能抑制ＡＴＦ４ ｍＲＮＡ的翻译， 增强学习记忆能力。因此，抑制ＡＴＦ４的转录翻译 对突触可塑性和学习记忆来说，是一种重要的负调
文章编号：１０００－－２２９４（２０１０）０３一０１１６－－０３
现代麻醉学笔记 第18章全身麻醉原理
第18章全身麻醉原理第1节概述全麻原理研究最终需要阐明全麻作用的确切部位及其分子机制。
1.宏观结构而言，全身麻醉无疑是作用在中枢神经系统，包括脑和脊髓。
(至今仍未清楚全麻作用部位的主要脑区在哪里，或是否存在明显的脑区分布；也未完全明确全身麻醉是以脑的作用为主还是以脊髓的作用为主。
)2.在细胞和亚细胞层次，全麻作用可能发生在神经轴膜或突触，包括对神经轴索电传导的抑制、及对兴奋性突触传递的抑制和抑制性突触传递的增强等。
故当今普遍认为，全身麻醉是使兴奋性神经元受抑制和抑制性神经元的作用被增强的共同结果。
作用部位是在细胞膜的脂质抑或膜蛋白的争论?3.全麻作用分子机制方面，全麻药分子以不完全相同的方式作用于不完全一致的受体及受体部位产生相同或相似的全麻作用。
一、吸入全麻药强度的测定方法MAC插管>MAC切皮>MACawake二、影响全麻作用的必然因素㈠温度的影响全身麻醉所需的MAC随体温的降低而减少（从42℃到26℃）。
不同的全麻药在体温下降时减少用量的幅度并不相同。
㈡压力的影响逐渐增加静水压力时，吸入全麻药的麻醉作用在许多种类动物逐渐减弱直至消失，称作压力逆转麻醉作用，这是全麻药最为显著的特征之一。
㈢年龄的影响在人的麻醉中发现MAC值随年龄的增加而逐渐减低。
这种麻醉药作用随年龄增长而增强（MAC 降低）现象见于所有的吸入麻醉药。
㈣离子浓度的影响CNS中Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子浓度的变化对全麻药作用强度有一定的影响。
Na+：正相关K+：无变化Ca2+：无变化（较高浓度的钙通道阻滞剂可增强吸入麻醉药的作用）Mg2+：无变化阴离子、pH：无变化第2节全麻药对神经系统的作用一、对大脑、脑干和脊髓的作用吸入全麻药可对CNS中多个解剖部位（大脑、脑干网状结构、脊髓）的神经冲动传递产生影响，通常是兴奋性传递被抑制和抑制性传递被增强，但也可有兴奋性传递被增强，或抑制性传递被减弱。
提示全麻药的作用并非是高度选择性和单一的。
艾司氯胺酮的药理学特性及其在小儿麻醉中的应用进展
◇综述与讲座◇摘要艾司氯胺酮是N -甲基-D -天冬氨酸（NMDA ）受体的拮抗剂，通过与NMDA 受体、阿片受体、M 胆碱受体、单胺受体、腺苷受体和其他嘌呤受体相互作用发挥抗焦虑、催眠、镇静和镇痛作用。
作为氯胺酮更强效的S 型异构体，效力大约是氯胺酮的2倍。
与氯胺酮相比，艾司氯胺酮具有起效和代谢快、强镇痛、呼吸抑制轻微、认知功能恢复快、精神副反应发生率低等特点，成为小儿临床麻醉药物的新选择。
本文就艾司氯胺酮的药理学特性和近年在小儿麻醉中的应用研究进展作一综述，为小儿围手术期安全用药提供参考。
关键词艾司氯胺酮；镇静；镇痛；小儿中图分类号：R614文献标志码：A文章编号：1009-2501(2024)03-0328-06doi ：10.12092/j.issn.1009-2501.2024.03.011艾司氯胺酮是N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA ）受体拮抗剂，于2019年底在国内上市应用于临床麻醉。
艾司氯胺酮是氯胺酮更强效的S 型异构体，具有起效和代谢快、强镇痛、认知功能恢复快、精神副反应发生率低等特点，成为小儿临床麻醉药物的新选择。
本文就艾司氯胺酮的药理学特性和近年在小儿麻醉中的应用研究进展作一综述，为小儿围术期的安全用药提供参考。
1药理作用艾司氯胺酮是一种水溶性苯环利定衍生物，为NMDA 受体的非竞争性抑制剂，一方面作为通道阻断剂可有效缩短通道开启时间，另一方面作为变构调节剂可降低通道开启频率［1］。
艾司氯胺酮缓慢地从受体解离，持续阻断兴奋性神经递质的传导，发挥镇痛作用［2］。
艾司氯胺酮的催眠机制可能与NMDA 受体的快速阻断和超极化（HCN-1）受体的激活有关，而胆碱能和胺能系统的正、负调节可导致阿片系统的增敏，并增强了内源性抗伤害系统的活性，产生显著的镇静、镇痛作用［3］。
有研究发现，艾司氯胺酮通过上调Nrf2/HO-1信号通路，抑制四氯化碳（CCl 4）诱导的细胞凋亡及相关蛋白表达的变化，减轻CCl 4诱导的肝损伤和氧化应激，有效保护肝脏［4］。
杨犇麻醉药与中枢神经系统药物的相互作用
抗抑郁药的分类： 一、单胺氧化酶抑制剂（MAOIs） ：代表药
物包括异烟肼、异丙肼，可用于治疗肺结核， 经典的MAOIs还包括苯乙肼、反苯环丙胺、 异卡波明、司来吉兰等。
二、三环类抗抑郁药（TCAs）：代表药包括 丙米嗪、阿米替林、氯丙米嗪、多塞平等。
三、NA再摄取抑制剂（NARIs）：代表药物 包括地昔帕明、马普替林、去甲替林、普罗 替林、阿莫沙平等。
麻醉药与中枢神经系统药物的 相互作用
中枢神经部分递质及其受体
去甲肾上腺素（NA）：作用于中枢神经系统内的α、β受体，提高中枢兴奋 性的输入。
多巴胺（DA）：作用于中枢多巴胺受体，调节大脑对运动的控制（锥体外系 运动）、情感思维（精神分裂症）、神经内分泌（调控垂体激素的分泌）。
5-羟色胺（5-HT）：作用中枢5-羟色胺受体，参与心血管活动、觉醒-睡眠周 期、痛觉、精神情感活动和下丘脑-垂体的神经内分泌活动调节。
乙酰胆碱（Ach）：作用中枢Ach受体（90%M受体，10%N受体），参与觉醒、 学习、记忆和运动（锥体外系）调节。
注：中枢神经系统内，DA和Ach均参与椎体外系运动的调节，是人类调节椎体 外系运动的平衡系统，相互制约，可以正确的协调人体的躯体运动，当平衡 系统失调则会导致严重的神经系统疾患，使人体的躯体运动失去协调性。
问：为什么只是间接作用的拟交感神经药物可以引起高血压危象？ 麻黄素、间羟胺的缩血管机制包括①较弱的直接作用α、β受体。 ② 促进神经末梢内去甲
肾上腺素的释放。
2、 MAOIs与哌替啶间的相互作用可引起两型严重的不良反应： Ⅰ型：呈现兴奋性反应，病人表现为突发的激动、谵妄、头疼、低血压或高血压、肌挛缩、 高热和惊厥，甚至出现昏迷和死亡。造成此反应的原因为哌替啶阻断了突触前膜对5-羟色胺 的摄取，从而增强了MAOIs升高脑内5-羟色胺浓度的效应，而且哌替啶分解后生成的具有致 惊厥作用的代谢物—去甲哌替啶也参与了这一反应。 Ⅱ型：呈现抑制性反应，病人可出现呼吸抑制、心血管虚脱或昏迷。此反应尤为凶险，主要 原因为MAOIs对肝内代谢哌替啶的N-脱甲基酶的抑制，使哌替啶在体内大量堆积。个别报道 称MAOI与吗啡或喷他左辛（pentazocin）伍用时也有类似不良反应的发生，但目前大多数学 者认为，除哌替啶外，其他阿片类镇痛药与MAOI伍用仍较安全。（现代麻醉学第三版）
NMDA受体磷酸化调控及其与神经系统疾病关系的研究进展
： ｄｏｉ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００２２６６Ｘ． ２０１８． ２６． ０２７
： （ ） 中图分类号： 文献标志码： 文章编号
Ｒ７４１
Ａ
１００２２６６Ｘ ２０１８ ２６００８８０４
Ｎ甲基Ｄ天冬氨酸（ＮＭＤＡ）受体是一种离子 陷，而那些敲除ＮＲ２Ｂ 中ＣＴＤｓ 的小鼠则会死亡。
作用［６］。
Ｃ 末端的剪切，提示了Ｙ１３３６ 磷酸化介导的谷氨酸
山东医药２０１８ 年第５８ 卷第２６ 期
Ｎ疾Ｍ病ＤＡ关受系体的磷研酸究化进调展控及其与神经系统
刘佩强，覃丹雪，陈慧英，黄喜，叶文华，苏纪平 （广西医科大学第一附属医院，南宁５３００２１）
摘要：Ｎ甲基Ｄ天冬氨酸（ＮＭＤＡ）受体与学习、记忆、突触发育过程密切相关，因而其调控的分子机制备受关
ＮＭＤＡ 受体亚单位的Ｃ 末端可调控受体装配 运输和表面表达，基因敲除ＮＲ２Ａ 中ＣＴＤｓ 表达的 小鼠可以存活到成年期，但它们具有突触可塑性缺
胞内蛋白的相互作用［３］，进一步提示Ｃ 末端是激 酶／ 磷酸酶系统进行修饰特定的分子靶点。研究表 明，ＮＭＤＡ 受体介导的信号传导依赖于该受体磷酸 化状态和选择性剪接，以及异聚体通道的装配。通 过各种蛋白激酶和蛋白磷酸酶活性的精细调节而改 变ＮＭＤＡ 受体磷酸化状态与水平，从而调控受体的 生化特性，包括生物合成、信号传递和亚基组装、亚 细胞分布，以及受体与各种突触蛋白的相互作用，最 终影响兴奋性突触的效能和强度，改变突触可塑性， 调节突触的通道功能和受体定位，迅速和可逆地改 变细胞内蛋白的功能，对刺激信号的反应高度 精确［４］。
疾病等都有密切关系。本文总结了ＮＭＤＡ 受体磷 信号转导、受体成簇以及突触定位，调节受体与多种
酸化研究的最新进展，并综述ＮＭＤＡ 受体磷酸化与 神经系统疾病的关系。 １ ＮＭＤＡ 受体及磷酸化调控 突触传递是神经系统处理和储存信息能力的核 心，哺乳动物大脑中的兴奋性突触传递主要由谷氨 酸调节，而ＮＭＤＡ 受体是主要的谷氨酸受体，其介 导的Ｃａ２＋ 内流是突触可塑性的触发器，激活信号转 导的级联反应，从而调节长时程增强和神经细胞变 性。ＮＭＤＡ 受体是由７ 种不同的亚单位ＮＲ１、ＮＲ２Ａ ～ Ｄ 和ＮＲ３Ａ ～ Ｂ 形成的四聚体，大多数ＮＭＤＡ 受 体由２ 个ＮＲ１ 和个 ２ ＮＲ２ 亚单位装配而成，装配完 成后的ＮＭＤＡ 受体能选择性定位于兴奋性突触的 突触后膜，调节突触的形成、修饰和删除等各种不同 的功能。ＮＭＤＡ 受体包含胞外配体结合域，胞外Ｎ 端结构域，由３ 个氨基酸疏水性螺旋Ｍ１、Ｍ３、Ｍ４ 组 成跨膜区域，胞内凹陷回路，胞内Ｃ 末端［１］。
GABA的镇痛_催眠_遗忘作用及其与GABA_A受体的关系
±015) ℃,记录从足部接触热板到开始舔后足的时 间即 热 板 法 痛 阈 ( pain threshold in hot2p late test, HPPT) 。给药前每只小鼠测 HPPT 2次 ,间隔 5 m in, 取平 均 值 为 基 础 痛 阈 ( Basal HPPT) , 剔 除 B asal HPPT > 30 s或 < 5 s的小鼠 。为避免足部烫伤 ,停 留时间不超过 60 s,超过 60 s者 ,其 HPPT记为 60
H
PP
I
=
B
H PPT a sa lH PPT
1. 4. 2 扭体实验 [ 11 ] 各组小鼠给药 5 m in 后 ,腹
腔注射 016%冰醋酸溶液 0101 m l·g- 1 ,立即记录
15 m in内小鼠扭体次数 (w rithing times) 。
1. 5 催醒实验 小鼠侧脑室分别注射 GABA 200、 400、600 μg,记录小 鼠 从翻 正 反 射 消 失 到 翻 正 反 射
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
NMDA受体与学习记忆的关系及其在全麻机制中的作用李强综述薛庆生于布为审校（上海交通大学医学院附属瑞金医院麻醉科上海 200025）摘要：突触传递可塑性（synaptic plasticity）一直是神经科学研究的热点。
突触传递长时程增强(long-term potentiation , LTP) 是神经元可塑性的反映,是学习和记忆的神经生物学基础, 反映了突触水平上的信息贮存过程，关于其形成机制的研究主要集中于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的特征及该受体被激活后的细胞内级联反应，NMDA受体通道开放是LTP触发的基础。
而全麻药物能够通过作用于NMDAR影响LTP及学习、记忆的形成。
关键词：NMDAR；LTP；学习；记忆1 前言现代神经科学已证明，哺乳动物及人类中枢神经系统内重要的兴奋性神经递质之一谷氨酸，通过兴奋性氨基酸受体介导一系列高级神经活动。
中枢神经系统内存在着与谷氨酸结合并发挥生理效应的两类受体，即离子型谷氨酸受体（ionotropic glutamate receptors,iGluRs）与代谢型谷氨酸受体。
在iGluRs家族内，根据外源性激动剂的不同，又分为NMDA受体与非NMDA受体，其中后者包括AMPA受体、海人藻酸(kainic acid , KA)受体和L-AP4受体。
NMDA受体与LTP、突触可塑性、学习记忆、神经系统生长发育的可塑性、缺血缺氧损伤、中枢神经系统疼痛传导、POCD及老年性痴呆等神经退行性疾病等都有密切关系[1]。
NMDA受体上有多种配体结合的位点，包括谷氨酸结合位点、甘氨酸结合位点、离子通道的孔隙以及N末端的变构结合位点等，它们以亚型选择的方式调节着受体的活动。
此外，由不同亚基组成的NMDA 受体亚型具有不同的生物学特性[2]。
2 NMDA受体的分子结构及分布N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate acid,NMDA)受体,是一种特殊的离子通道蛋白,具有独特的门控方式即电压化学门控方式,是学习记忆的关键物质[3]。
其电压依赖性是由离子通道内部的Mg2+阻滞作用决定的。
NMDA受体通道具有高钙电导性即对Ca2+高度通透，与非NMDA受体通道介导的兴奋性突触后电位(excitatory post synaptic potential,EPSP)相比, NMDA受体通道介导的EPSP出现较慢，时程较长。
一般认为，NMDA受体主要分布在神经细胞的突触后膜。
在兴奋性神经元，NMDA受体主要分布在树突棘头的突触后膜，即突触后致密区（postsynaptic density, PSD）。
但近年来的研究显示，NMDA受体不仅存在于突触后膜，还存在于突触前膜、PSD的周围或非突触胞膜上。
位于突触后致密区以内的NMDA 受体被称为突触后NMDA受体，树突棘上突触后致密区周围的NMDA 受体被称为突触周NMDA受体（perisynaptic NMDAR），经常也被称为突触外NMDA受体（extrasynaptic NMDAR）。
现已明确NMDAR至少存在7个亚单位，即NRl（又有8种剪接变体NR1-1a/b-4a/b）；NR2A、NR2B、NR2C和NR2D;以及NR3A和NR3B。
NRl 是功能亚基，其基因表达的紊乱将引起受体功能的丧失，NR2是受体复合物的调节亚基。
一般认为，NMDA受体是由两个NR1亚单位和两个NR2亚单位构成的异四聚体（heterotetramers），其中的两个NR1亚单位和NR2亚单位可以相同亦可不同。
在表达NR3亚基的细胞，一般认为此亚基与NR1和NR2亚基组装在一起，形成NR1/NR2/NR3的聚合体[4]。
3 全麻药物对NMDA受体的作用Nishikawa等[5]通过电生理的方法研究发现，临床浓度(0.5～2 MAC)的氟烷和异氟醚不仅能抑制大鼠海马脑片突触前膜谷氨酸的释放,且能够显著抑制由NMDA受体所介导的兴奋性突触后电位(EPSPs)。
Andreas Ranft[6]通过全细胞膜片钳技术的研究证明，65%的N2O能够降低小鼠基底外侧杏仁核区NMDAR-EPSCs。
Cheng等[7]的研究也发现，安氟醚能够直接抑制小鼠脊髓运动神经元NMDA受体所介导的EPSPs。
研究还表明[8]异氟醚对谷氨酸受体抑制作用具有选择性，1.4％异氟醚抑制NMDA受体介导的EPSPs达55％，而对非NMDA 受体的效应不明显。
N. Pitsikas等的研究[9]证明腹腔内注射亚麻醉剂量的非竞争性NMDAR拮抗剂氯胺酮（1和3mg/kg）能够破坏大鼠的空间和非空间识别记忆，而腹腔内注射大剂量的氯胺酮（75 mg/kg和120 mg/kg）能够破坏大鼠味觉记忆条件反射的形成[10]。
近期的研究发现[11]，腹腔内注射氯胺酮能够在不影响小鼠正常行为活动能力的情况下，破坏社会记忆的获得与巩固，且对前者影响较大。
Vesna Jevtovic-Todorovi等[12]的研究发现，使用咪达唑仑、异氟烷、氧化亚氮麻醉7日龄大鼠，可导致其发育期大脑细胞凋亡性神经退行性坏死，海马突触功能的缺陷及永久性学习记忆损坏。
以上的研究表明全麻药物能够通过作用于NMDAR进而影响啮齿类动物的学习和记忆。
但也有研究发现[13]，1MAC的异氟烷能够可逆性地提高4-5月龄小鼠海马的NR2B亚基量，增强了CA1区神经元LTP并提高海马依赖性认知能力，但此效应在7日后便消失。
4 NMDA受体不同亚单位在学习记忆中的作用越来越多的研究表明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齿状回兴奋性突触LTP 的产生,并损伤大鼠在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。
Gureviciene等[14]的研究表明，雌激素提高小鼠海马依赖性空间学习能力是通过增加海马有活性的NMDA受体而发挥作用的。
有研究提示，腹腔内注射非竞争性NMDAR拮抗剂MK-801能够破坏发育期大鼠的空间工作记忆[15]及倒序学习[16],而海马内注射MK-801能够破坏大鼠T型迷宫位置辨别倒序学习[17]。
突触可塑性、记忆、NMDAR功能之间的关系不仅在海马中，在杏仁核与梨状皮质中也得到论证。
Gareth R.I等[18]通过向大鼠内侧额前皮质及鼻周皮质注射选择性NMDA受体拮抗剂AP5证明了长时程记忆的编码需要这两个皮质区NMDAR的共同活化；而向基底外侧杏仁核区注射DL-APV会损害大鼠的条件恐惧记忆和再记忆[19]。
4.1 NR1亚基与学习记忆NMDA受体NR1亚基广泛分布于中枢神经系统，以海马、大脑皮质、小脑最丰富。
在生长发育期，由于受内、外环境的影响，NMDA NR1受体的基因表达呈动态变化，且其表达量具有年龄相关性和一定程度的可塑性。
Tsien等[20]研究发现，海马CA1区NR1基因敲除小鼠该区LTP诱导产生障碍、水迷宫实验寻找站台潜伏期明显延长，提示了小鼠空间学习记忆障碍。
通过基因敲除技术进一步证明，海马CA1区NMDA受体对空间记忆的形成和巩固是必需的[21]。
同时作者通过调控该区NR1基因的表达发现，在小鼠首次恐惧训练后2周内关闭基因，其恐惧记忆明显受损。
若4周后关闭基因的表达，记忆损害不明显。
这提示了小鼠恐惧记忆巩固阶段发生于海马，4周后则进人皮质巩固阶段。
而该区NR1基因缺失也可导致非空间学习记忆障碍及新事物探究能力下降[22]。
随后的研究进一步证明，CA1区和齿状回与动物的短时记忆有关，而CA3区与动物的联想记忆有更大的关联，且CA3区NR1亚基对空间的联想记忆是必需的[23，24]。
4.2 NR2亚基与学习记忆NR2A与NR2B是NMDAR的两个重要亚基，是皮层特征性发育转变的重要亚基。
大脑中NR2B亚基在出生后早期含量丰富，NR2A亚基含量随发育逐渐增多[25]。
NR2A和NR2B亚基与学习记忆的关系如下表亚基种类变化学习记忆功能NR2A 缺失小鼠快速获得性空间工作记忆障碍，而不影响空间参照记忆[26]亚基靶向断裂小鼠空间学习缺陷[27]大鼠皮下单次大剂量注射去氧麻黄碱（30mg/kg）上调NR2A亚基的表达大鼠空间工作记忆损害[28]NR2B 过表达小鼠学习记忆增强[29，30]海马NR2B缺陷大鼠空间学习损害[31]药物或基因敲除NR2B亚基成年小鼠前额皮质LTP和上下文恐惧记忆受损[32]选择性拮抗剂Ro25-6981 破坏小鼠（3月龄）恐惧记忆，且该效应随年龄增长而减弱[33]拮抗大鼠或非局限化小鼠外侧杏仁核突触NR2B亚基蛋白损害大鼠[34]或小鼠[35]信号恐惧条件反射杏仁核区注射NR2B拮抗剂苄哌酚醇训练后或测试前注射不影响大鼠恐惧记忆的表达[34] *基因敲除小鼠前脑或海马NR2B亚基破坏小鼠空间和非空间表现型，或诱发选择性、短时程的空间工作记忆缺陷[36]活化神经元一氧化氮合酶（nNOS）负向调控成年小鼠海马区神经发生，进而阻碍小鼠空间记忆的形成[37]*也有相关研究提示，恐惧记忆巩固维持阶段杏仁核区NR1、NR2A、NR2B亚基蛋白表达下调[38]。
我们推测，NMDAR表达的下调首先是一种对恐惧记忆巩固阶段神经元异常活化的保护机制；再者，NMDAR表达的下调也有利于杏仁核区将来获得新的恐惧记忆。
这些有关不同形式学习的研究强调了NR2亚基在学习记忆中的重要性，且主要与学习记忆的获得关系密切。
如今已明确，钙-钙调蛋白依赖性激酶II（CaMKII，NMDAR的一个重要结合配体）与NR2B亚基的结合是LTP诱导的基础[39]。
含NR2B的NMDARs表现出更持久的电流、单位电流中携带了更多Ca2+并优先与CaMKII相互作用。
因此，我们提出LTP的诱导可能主要依赖于通过NR2B亚基介导的Ca2+进入突触后与CaMKII的结合，但要注意这些受体的作用需要考虑到发育和区域情况。
此外，NMDARs并不是决定突触可塑性诱导的唯一因素。
4.3 依赖于感觉经验的NMDA受体组成变化感觉经验的剥夺也会影响NMDA受体的功能，如24h全睡眠剥夺后小鼠海马NR1亚基表达减少而其他NMDA受体亚基未有影响，反映了NMDAR的功能变化[40]。
但剥夺睡眠4h可增强NR2A的表达[41]。
同样地，学习和感觉经验也能够调控NR2B的变化。
有研究发现，经过六天的嗅觉辨别任务训练后可发现梨装皮质区NMDARs的运输，是基于NR2B蛋白表达水平下降而NR2A未变化导致的NR2A/NR2B比值升高[42]。
Chunfang Li等[43]的研究发现,对胎儿生长受限模型大鼠进行行为训练能够提高其CA1区NR2B的表达，从而增强大鼠的学习记忆能力。
Philpot等[44，45,46]的研究表明，暗室饲养（dark rearing）能够降低丧失感觉模态的大脑区域的NR2A/NR2B比值。