冰片灌胃或滴鼻给药对氯胺酮-咪达唑仑麻醉大鼠苏醒和认知功能的对比研究

钱丽萍，翟青新，余　飞，王玉娟

(南京大学医学院附属鼓楼医院科研部实验动物中心，南京 210008)



冰片灌胃或滴鼻给药对氯胺酮-咪达唑仑麻醉大鼠苏醒和认知功能的对比研究

钱丽萍，翟青新，余飞，王玉娟

(南京大学医学院附属鼓楼医院科研部实验动物中心，南京 210008)

[摘要]目的考察并比较冰片灌胃或滴鼻给药对氯胺酮-咪达唑仑麻醉大鼠苏醒和认知功能的影响。方法将受训大鼠按逃避潜伏期分为6个组:对照组，模型组，冰片灌胃低剂量组(1.0 mL/100 g)，冰片灌胃高剂量组(2.0 mL/100 g)，冰片滴鼻低剂量组(0.1 mL/100 g)，冰片滴鼻高剂量组(0.2 mL/100 g),每组16只。实验前20 min给药。除对照组，其余大鼠均给予全身麻醉。记录大鼠的翻正反射恢复时间、血气、逃避潜伏期和空间探索能力并进行组间比较。结果与对照组比较，模型组PaCO2和P(A-a)DO2升高，pH和PaO2降低，潜伏逃避时间延长，平台穿越次数减少(P<0.05)；与模型组比较，冰片灌胃或滴鼻组全身麻醉后翻正反射恢复时间均有减少、血气有改善，潜伏逃避时间缩短(P<0.05)，平台穿越次数增多(P<0.05)；冰片灌胃高、低剂量组内的翻正反射恢复时间、血气和平台区穿越次数差异无统计学意义(P>0.05)，与冰片灌胃低剂量比较，冰片灌胃高剂量的逃避潜伏期较短(P<0.05)；与冰片灌胃组比较，冰片滴鼻组全身麻醉后翻正反射恢复时间明显减少、血气明显改善，潜伏逃避时间明显缩短，平台区穿越次数增多(P<0.05)；与冰片滴鼻低剂量比较，冰片滴鼻高剂量的全身麻醉后翻正反射恢复时间明显减少、血气明显改善，逃避潜伏期较短(P<0.05)。结论冰片可通过滴鼻途径改善血气达到缩短麻醉大鼠翻正反射恢复时间并改善认知功能。

[关键词]冰片；氯胺酮；咪达唑仑；滴鼻；大鼠；认知

苏醒延迟及术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)是临床全身麻醉的常见并发症，如何缩短苏醒延迟及降低认知功能障碍是麻醉界的研究热点[1-2]。冰片，也称为龙脑，是常用的芳香开窍中药，研究显示冰片可以缩短戊巴比妥钠的持续睡眠时间，可明显改善老年痴呆症患者的认知功能，那么冰片对全身麻醉是否有缩短苏醒延迟同时改善术后功能障碍，这方面尚未有研究报道。另外，冰片传统的给药方法为口服，但近些年的研究显示冰片通过滴鼻的效果更为显著，因冰片可绕过血脑屏障，直达脑部。因此，本课题考察比较冰片灌胃或滴鼻给药对氯胺酮-咪达唑仑麻醉大鼠苏醒和认知功能的影响，现将结果报道如下。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1实验材料选取健康SD大鼠，雌雄各半，体质量180～220 g，由上海杰思捷实验动物有限公司提供，动物许可证号：SCXK(沪)2013-0006。

表1　冰片不同给药途径对大鼠全身麻醉后翻正反射恢复时间和血气的影响±s，n=8)

-:无数据；a：P<0.05,与对照组比较；b：P<0.05,与模型组比较；c：P<0.05,与冰片灌胃低剂量组比较；d：P<0.05,与冰片灌胃高剂量组比较；e：P<0.05,与冰片滴鼻低剂量组比较。

1.1.2仪器与药物Morris水迷宫，北京普升科技有限公司生产；便携式血气分析仪，美国Abbott公司生产；天然冰片，南京大学医学院附属鼓楼医院药房提供；氯胺酮(2 mL∶0.1 g，江苏恒瑞医药股份有限公司)；咪达唑仑注射(1 mL∶5 mg，江苏恩华药业股份有限公司)。

1.2方法

1.2.1水迷宫实验Morris水迷宫分为东南、西南、东北和西北4个部分。水池东南的中央放圆柱平台，水池表面平铺聚乙烯碎屑，将平台制成隐匿型平台。将大鼠置于水迷宫进行定位航行训练。将大鼠从水池其他3个方向面壁放入水池，大鼠可通过游泳游到隐匿平台，从入水游至平台的时间记为逃避潜伏期，历时5 d，4次/天。

1.2.2分组和给药冰片用5%的乙醇溶解，将接受训练的大鼠按逃避潜伏期和性别均匀分为6个组别(对照组、模型组、冰片灌胃低剂量组、冰片灌胃高剂量组、冰片滴鼻低剂量组、冰片滴鼻高剂量组)，每组16只，雌雄各半。其中对照组给予滴鼻20%乙醇溶液，冰片滴鼻低剂量组滴鼻0.1 mL/100 g，冰片溶解于20%乙醇，浓度为9 mg/mL，冰片滴鼻高剂量组滴鼻0.2 mL/100 g，冰片灌胃低剂量组灌胃1.0 mL/100 g，冰片溶解于20%乙醇，浓度为9 mg/mL，再用蒸馏水稀释至0.9 mg/mL，冰片灌胃高剂量组灌胃2.0 mL/100 g。

1.2.3翻正反射恢复时间实验前禁食过夜，不禁水。进行实验前20 min，每个组别分别给药。除对照组，其余大鼠均给予75 mg/kg氯胺酮和5 mg/kg咪达唑仑全身麻醉。记录并比较各组翻正反射恢复时间：大鼠连续3次仰卧后5 s未能恢复站立即为翻正反射消失，连续3次仰卧后恢复站立为翻正反射恢复，记录并比较各组翻正反射恢复时间。

1.2.4血气比较每组取8只大鼠，雌雄各半，于全身麻醉苏醒后即刻腹腔注射水合氯醛全身麻醉下，开胸暴露心脏，使用肝素化注射器穿刺左心室，抽取动脉血样，采用便携式血气分析仪行pH、O2分压(PaO2)、CO2分压(PaCO2)和肺泡-动脉氧分压差[P(A-a)DO2]，并进行组间比较。

1.2.5逃避潜伏期和空间探索剩余8只大鼠翻正反射恢复后4 h，测定大鼠的水迷宫逃避潜伏期和空间探索，最后1次定位航行测试后，撤离平台，由同一入水点将大鼠面向池壁放入水中，自由泳120 s，记录跨过原平台相应区域的次数。

2结果

2.1冰片不同给药途径对大鼠全身麻醉后翻正反射恢复时间和血气的影响与对照组比较，模型组的PaCO2和P(A-a)DO2升高(P<0.05)，pH和PaO2降低(P<0.05)；冰片灌胃或滴鼻组全身麻醉后翻正反射恢复时间均有减少、血气有改善；冰片灌胃高、低剂量组内的翻正反射恢复时间和血气比较，差异无统计学意义(P>0.05)；与冰片灌胃组，冰片滴鼻组翻正反射恢复时间明显减少(P<0.05)，血气改善明显(P<0.05)；冰片滴鼻高剂量组较低剂量组的翻正反射恢复时间明显减少(P<0.05)、血气明显改善 (P<0.05)，见表1。

2.2冰片不同给药途径对大鼠在水迷宫的潜伏逃避和平台穿越的影响与对照组比较，模型组的潜伏逃避时间延长(P<0.05)，平台穿越次数减少(P<0.05)；与模型组比较，除了冰片灌胃低剂量组，3个冰片组的潜伏逃避时间有不同程度的缩短(P<0.05)，平台穿越次数也有不同程度的增多(P<0.05)。与冰片灌胃组比较，冰片滴鼻组的潜伏逃避时间明显缩短(P<0.05)，平台穿越次数明显增多(P<0.05)。冰片灌胃高、低剂量组的平台区穿越次数相当(P>0.05)，与冰片灌胃低剂量组比较，冰片灌胃高剂量组的逃避潜伏期较短(P<0.05)；冰片滴鼻高、低剂量组平台区穿越次数差异无统计学意义(P>0.05)，与冰片滴鼻低剂量比较，冰片滴鼻高剂量组的逃避潜伏期较短(P<0.05)，见表2。

表2　冰片不同给药途径对大鼠在水迷宫的潜伏逃避和

a：P<0.05,与对照组比较；b：P<0.05,与模型组比较；c：P<0.05,与冰片灌胃低剂量组比较；d：P<0.05,与冰片灌胃高剂量组比较；e：P<0.05,与冰片滴鼻低剂量组比较。

3讨论

理论上，随着全身麻醉药物在体内退却，大脑的神经功能应完全恢复，但临床数据显示，全身麻醉后大脑发生了神经元凋亡和淀粉样沉积的广泛变化，即便短时间全身麻醉也可造成动物或患者长时间的认知功能障碍，但全身麻醉苏醒与全身麻醉后的认知功能恢复密切相关，即全身麻醉后苏醒时间越短，认知功能恢复将越快，因此研究缩短全身麻醉苏醒时间对大脑神经功能的恢复，降低认知功能障碍具有明显的临床意义[3-4]。

冰片是龙脑香科植物龙脑香树脂的加工品，主要成分为龙脑和龙脑的差向异构体异龙脑。冰片味辛苦，微寒，归心、脾和肺经，具有开窍醒神和通诸窍功效。临床常用于抗炎、抗菌和止痛[5-6]。本课题结果显示，与对照组和冰片灌胃组比较，经滴鼻给予冰片，可改善全身麻醉大鼠后气血，缩短翻正反射恢复时间，缩短大鼠在水迷宫的逃避潜伏期和提高空间探索能力，提示冰片滴鼻可明显提高全身麻醉大鼠的苏醒时间，且明显提高大鼠全身麻醉后的认知。原因有以下几点[7-12]：(1)药物经鼻黏膜吸收入脑至少存在3条通路，嗅神经、嗅黏膜上皮和血液循环。经鼻腔给药后，药物滞留在嗅黏膜，经嗅神经和嗅黏膜上皮前进入嗅球与脑脊液，同时也可绕过血脑屏障进入中枢神经系统，避免胃肠道酶破坏及肝脏首过效应；(2)冰片具有促进血脑屏障开放，但与脑外伤或脑炎的病理性开放有本质不同，冰片开放血脑屏障不仅不会引起脑病理性损害反而具有保护作用，冰片可促使脑的微血管内皮细胞生成一氧化氮(NO)，抗脑缺血损伤作用，加速脑缺血后脑血管内皮的修复；(3)冰片通过增加海马超氧化歧化酶(SOD)活性，增强SOD对自由基的清除能力，降低慢性脑缺血所引起的氧化应激对脑神经的影响；(4)冰片可以调节下丘脑去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)、组胺(His)及5-羟色胺(5-HT)含量，这些递质与机体觉醒状态的发生和维持密切相关；(5)冰片可增加脑中总Ca2+含量，增加脑游离Ca2+水平，游离Ca2+可促进血脑屏障进一步开放，使更多冰片进入，使得冰片延长在脑内的时间，增加冰片在病灶的水平；(6)冰片的相对分子质量为154，是小分子脂溶性单萜类化合物，虽然可经肠道迅速吸收，也有益于缩短全身麻醉后苏醒时间，但与滴鼻给药仍存在明显差异，全身麻醉昏迷患者经口服给药并不方便，因此，冰片适于鼻黏膜吸收而发挥作用。

本课题中冰片滴鼻低剂量和高剂量的滴鼻剂量分别为0.9 mg/100 g和1.8 mg/100 g，有效剂量折合人用为0.54～1.08 mg/人，远远低于2010版中国药典的使用低限0.15 g/kg。因此，从安全性考虑滴鼻的高低剂量均是人体可接受的；从有效性方面，高剂量效果优于低剂量，可见给药时，首选高剂量，尤其适用于实热证患者。但冰片味辛、凉，微寒，存在肝肾虚或虚寒体质者若用本品需减量。

本课题显示，冰片独立滴鼻给药可显著改善全身麻醉大鼠的苏醒时间和全身麻醉后的认知功能，与冰片经鼻腔给药可迅速透过血脑屏障达到中枢神经有关，中医古籍记录冰片具有“独行则势弱，佐使则有功”和“芳香走窜，引药上行”的特点，可见冰片通常与其他药物配伍，如麝香保心丸、复方丹参片、安宫牛黄丸和冰硼散，尤其麝香具有醒脑开窍功能，那么冰片与麝香配伍是否较冰片在术后苏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

作者简介：钱丽萍(1985-)，兽医师，硕士，主要从事人类疾病动物模型研究。

doi:论著·基础研究10.3969/j.issn.1671-8348.2016.03.018

[中图分类号]R338.6：R614.2

[文献标识码]A

[文章编号]1671-8348(2016)03-0345-03

(收稿日期：2015-08-10修回日期：2015-10-26)