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1、麻醉与神经系统physiology of the nervous system结构与功能structure and functionu脑u脊髓u周围神经u基本单位：神经元和胶质细胞脑u1 大脑皮质cerebral cortexu2 间脑 ：丘脑u3 中脑 u4 桥脑 蓝斑u5 延髓 生命中枢神经元u胞体 ：胞核u 胞浆u突起（胞突）：u 树突（dendrite 多个u 轴突 （axon ） 1 个 细长神经元联系方式u突触synapse 轴突末梢与其它神经元胞体或突起相接触的部位功能u细胞膜生理（membrance physiology) u 1 lipid bilayer :phosphol
2、ipid impermeable to small ionsu 2 proteins : ion pump(carrier or pore)u全麻药脂质结合 膜由胶态变液态 离子通道关闭电化学梯度Electrochemical gradientuElectrical gradient: RP uChemical gradient ECF Na u ICF K u电化学梯度是细胞生物电现象的基础 Na K 的选择性通透性是生物电的基本条件Nerve impulse and conductionuAP Na influxuLocal response u a few Na influxu elec
3、trotonic propagationu decrementu can summar局部兴奋的总和与EEGu时间总和 连续的局部兴奋叠加u空间总和 不同部位的局部兴奋叠加u大脑皮层的椎体细胞兴奋总和产生EEG脑电图Electroenccephalogram EEGuIt represents EPSP/IPSP summar in dendrites of neurones of cortexuComponent :u1.alpha rhythm 8-13Hz 50uVu2.beta 18-30Hz 5-20uVu3.theta 4-7Hz 20-200uVu4.delta 4Hz Alph
4、a block or desynchronizationuIf the eyes are open or any form of sensory stimulation , a fast irregular low-voltage activity occureuAt awakening no theta deltau at sleeping occureAnaesthesia-EEGuSlowing of frequencyuIncreasing in amplitudeuBurst suppression: isoelectricity interspersed with bursts o
5、f activityHypoxaemia changesuAmplitude increase uReductionuSlow wavesuuse in cerebrovascular surgeryConductionu兴奋性突触后电位（EPSP）：兴奋性递质 Na通道开放u抑制性突触后电位（IPSP）-突触后抑制（PSI）：CI 通道开放 突触后膜超极化u突触前抑制 T 减少 EPSP下降-机理uCa通道阻滞ua2 R兴奋u第二信使c-AMP c-GMP神经递质Transmitteru1.氨基酸amino acidsu excitatory synapses: Glu, Aspu inhi
6、bitory synapses: GABA Glyu2.单胺递质monoamines:NE Dop 5-HTu3.肽peptidesu4.乙酰胆碱AchGlutamate-fast excitatory Tu大脑皮层的兴奋性递质 u感觉 ： 脊髓背侧含量高u运动u学习u记忆uCNS 疾病发作 癫痫（epilepsy)Glu与受体（3）u离子受体u 1 AMPA-R K Nau 2 NMDA-R Na K Ca u (可被Mg ，Ket 阻断）u代谢受体 IP c-AMP systemu 激活C-蛋白激酶 ICF Ca增加抑制性氨基酸-IPSPu GABAu 1 大脑皮质浅层u 2 纹状体-黑质
7、纤维u 作用： CI 通道开放 突触后膜超极化- u IPSPu 存在benzodiazepines 调节位点u2 Gly in spinal cord benzodiazepinesu易化GABA作用 1 作用于GABA 突触 2 Adenosine 有潜在的GABA作用3CI通道 4氨茶碱阻滞Adenosine 逆转 dia-zepam 的作用 5Flumazenil antagonist单胺递质monoamines in brain stemu1 Noradrenaline NE u 位于脑干各区域u 下丘脑 中脑网状结构u 桥脑的蓝斑 1 呼吸调整 植物N中枢u 2 影响感觉中继三叉脊
8、束u u 脊髓后角u 上行激活 脑电觉醒 记忆u u延髓网状结构腹外侧 发出纤维到u 下丘脑 脑干 孤束核 与中枢对BP 的 u 调节有关u脊髓uNE-R-G protein-Adenylate cyclaseuR -Gs-AC c-AMP增加uaR- Gi-AC c-AMP减少ua2R-Gi -AC Gi调节性K通道 抑制传导DopamineuBasal ganglia 黑质 纹体-DA拮u 抗Ach, DA缺乏引u 起Parkinso-nismu边缘系统 精分症有关uCTZ: nausea vomiting5-HTu位于脑干（近中线的中缝核）u下行纤维脊髓背角： 调节感觉和吗啡止痛Acet
9、ylcholine(Ach)uA fast chemical T for neuromuscular trans-mission 1 spinal cord motor neurones 2 cranial nerve motor nuclei u非，特异性投射系统 丘脑腹后核-皮质ubasal gangliauhippocampusNeuropeptidesuExist in nueroendocrine system and CNS 1 下丘脑室旁核-脊髓：加压素VP抑制痛觉u2 脊髓内的调节肽：SP VIP ENK NPYu3 吗啡样肽： 内啡肽 脑啡肽M-enK u L-enk u 中
10、脑中央灰质 脊髓背角胶质区u -调节疼痛 麻醉 手术-脑生物电u手术-诱发电位VEP BAEP SEPu麻醉药 麻醉与意识anaesthesia -consciousness u机体对自身和环境的感知 1意识内容 2觉醒状态u意识内容：语言 思维 学习记忆 定向情感u觉醒：脑干网状结构上行激活系统作用于大脑皮质 维持其一定兴奋性 是意识活动的基础意识内容u记忆 认知功能 记忆是核心u80年代 认知的神经学阶段 记忆的神经过程？u 麻醉期间记忆是否存在？ 意识消失与记忆是否一致？u证实：满意麻醉下有记忆存在！大脑能接受听刺激 并处理u脑成像技术 揭开奥妙记忆 获得的知识储存（record) 读出
11、(recall)的神经过程u1 陈述性记忆-外显记忆u2 非陈述性记忆-内隐记忆u按时间变化可分为u1 短期记忆u2 长期记忆u记忆分类u外显记忆(explicit memory)u内隐记忆(implicit memory)u记忆障碍 遗忘u逆行性遗忘(retrograde amnesia)不能回忆过去储存的信息u顺行性遗忘(anterograde amnesia)不能再储存新的信息内隐记忆implicit memory u储存阶段 有/无意识u读出阶段 无清晰的记忆 但在操作与记忆阶段有关的任务时 可读出储存的内容u手术-内隐记忆-post-traumatic stress disorder
12、觉醒状态u大脑/下丘脑维持一定的兴奋性，只有在觉醒状态下才能 产生意识内容u1 皮质觉醒u2 皮质下觉醒 皮质觉醒u大脑皮质兴奋性 人对外界的反应 具清晰的内容和高度机敏性u上行投射系统u 1 特异性u 2 非特异性特异性上行投射系统SAPS功能：引起一定感觉和激发皮质传出冲动uAdelta, C 脊神经节 脊髓 u 脊髓丘束 u VPL 脊髓丘系 内囊 u 皮质u痛觉传导uA DH dorsal column u 薄、契束u 内侧丘系 VPL 皮质u传导精细触觉 运动 位置觉非特异性投射系统 功能：维持和改变皮质兴奋状态 多突触接替 易受药物影响u经脑干网状结构 非特异性丘脑核u 广泛的大脑
13、皮质u1 ARAS 兴奋性递质u2 ARIS 抑制性递质皮质下觉醒u1 下丘脑生物钟觉醒：内分泌u2 脑干觉醒 ： 自主神经功能u3 边缘 海马觉醒 情绪u时间基因控制2 hippocampal circuit uHippocampaluhippocampusufornix umamillary bodyuanterior thalamic nucleiucingulate gyrusu情绪麻醉与疼痛Anaesthesia and painuPain is a bination of severe disfort suffering fear autonomic change reflex a
14、ctivity.u疼痛u 1 痛觉-大脑皮质的感受 u 2 痛反应-躯体防御 心理情感 u 自主神经反应：心跳 呼吸 腺体 疼痛的解剖学基础u外周结构：u1 伤害性感受器：裸露的神经末梢u （1）机械性 皮肤u （2） 机械/温度型 皮肤u （3） 多觉型（机械/温度/化学）分u 布于皮肤 骨骼肌 关节 内脏 u2 传入纤维u3 脊神经节 （PRG）：由感觉神经细胞u 和神经纤维组成 u 神经节细胞的化学解剖：u （1）SP 传递伤害性感受 受 受体u 调 在外周致痛 在中枢镇痛u （2）CGRP 多于SP 受E调节u （3）NPY 与神经病理性疼痛有关u （4）GLU ASP；GABA；NO
15、疼痛机制u1 炎性致痛物质释放 损伤细胞：K H Ca 组胺 5-HT Ach ATP 合成物质：5-HT PG LT BK 感受器释放： SP u2 神经机制 感受器nociceptor: 游离神经末梢 传入纤维 C纤维 substantia gelatinosa of dorsal A纤维nucleus proprius u uC纤维-主要的伤害性刺激传入 含有：u1 GLU突触后受体 调节快兴奋反应 u NMDA受体 调节长时效应u2 SPuAdorsal column nuclei gracilis cunea-tusmedial lemniscus 发出侧支激活抑制性中间神经元（GA
16、BA ENK DYN能）gate control疼痛传导束u脊髓丘脑束(spinothalamic tract) 主要通路 u 脊髓交叉 VPL 脊髓丘系 u 内囊 大脑皮质 特点：快 直接 分辨度强u脊髓网状束 经脊髓腹侧上行 脑干网状结构 中脑被盖束 边缘系统 下丘脑 丘脑髓板内侧核团u特点：弥散 对压、触、热反应 情感 植物性反应 u脊颈束 颈1-2 外侧颈核 内侧丘系 u VPL 大脑皮质 特点：伤害和非伤害性刺激起反应u 识别潜在性损伤u脊髓固有束 联络脊间疼痛信号u背内侧束（dorsal column)沿同侧背u 索 延髓薄、楔束核交叉 内u 侧丘系 VPL 大脑皮质 特点 同脊颈
17、束疼痛的中枢表达u脊髓 1 次级神经元 为投射性神经元 将u 初级神经元的伤害性刺激向高u 级中枢投射 其递质：SP GLUu 2 中间神经元 GABA ENK 5-HTu 3 下行抑制系统：作用于上两种神u 经元 GABA ENK 5-HT 闸门控制系统uA - - +- 中枢u enk DYN SG T投射n-u GABA +u +uA-(Ca T)-uC- u hypothal thalam PVG u vp PVG PAG ulocus ceruleus 围脑干网状结构uNE | u enk 5-HT u NRMu enk 5-HT(pe-si)u dorsal horn (p-si)
18、u substantia gelatinosau丘脑 除嗅觉外 所有的感觉冲动均终止 u 于丘脑腹后内外侧核 是疼痛的中u 继核和修正、整合u下丘脑 对疼痛刺激呈兴奋/抑制 情绪、u 内脏反应 慢性疼痛的内分泌调u 节u边缘系统 产生/调控疼痛的情绪反应u脑干网状结构 调制（易化/抑制）疼痛 u 有心血管、呼吸、呕吐中枢u大脑皮质 感觉分辨和反应发动疼痛传导递质u谷氨酸Glu 粗-感觉传入纤维 T 在脊u 髓背角含量高uAch 中枢胆碱能纤维含量高 较 u 强的制痛剂 u 存在于：丘脑（非）特异性u 投射系统 边缘系统 纹状体 uNE 抑制/兴奋效应 取决于受体类型 u extradural
19、clonidin relieve painu加压素 下丘脑视上核、室旁核分泌 是u 慢痛的内源性致痛物 与痛反应u 有关u多巴胺DA-主要集中在椎体外系的纹状体、苍白球、黑质 功能增强时可致痛觉过敏 使吗啡的镇痛作用下降 与偏头痛有关uSP(substance P) 氨基酸多肽 致痛物质 与肥大细胞释放H有关 在CNS 镇痛 兴奋enk 5-HT能下行控制通路uSP(substance P) 氨基酸多肽 u 致痛物质 与肥大细u 胞释放HA有关 在u CNS 镇痛 兴奋enk u 5-HT能下行控制通路递质作用机制u1 第二信使 c-AMP ATP TAdenylate cyclase 蛋白质
20、磷酸化 蛋白激酶A c-AMPu2 离子通道u3 细胞内Ca浓度改变uc-fos表达内源性吗啡样物质（MLF）uOpioids receptor 1.spinal marginal zoneu substantia gelatinosa u trigeminal spina nucleisu2.palaeospinothalamic pain pathwayu3.limbic systemu4.GutMLF与受体uMet-enkuLeu-enk uDNY kappau中脑中央灰质、脊髓背角胶质区含量高u参与疼痛的下行调控uA descending projection from neu-ron
21、es of periaqueductal grey matteru(PAG)via the midbrain raphe nuclei and reticular formation(unmyelinated and serotoninergic neurones are closely related to enkephalinergic neurones) is responsible for stimulus-produced analgesia and opioids analgesiauSP and calcitonia gene-related peptide (CGRP) may
22、 be concerned with noxious inputs into the spinal ucollaterals of large myelinated aff-erents of dorsal columns activate the inhibitory enkephalinergic synapse, inhibit SP afferent . Nalixone prevents thisPre-emptive analgesiauTissue injury disrupts normal specialization in CNS and alters processing
23、 of afferent stimuli CNS facilitation occurs hyper-algesiauAn increase in excitatory and decrease in inhibitory pre-emptive analgesia镇痛药（analgesics)u1 突触后抑制 使脑内释放ENK EPu2 突触前抑制 减少SP/Ach释放u3 GABA Gly CI通透 后膜超极化u4直接膜受体结合 关闭Na通道全麻机制uLipid region and protein molecules of cell membrane ucritical volume h
24、ypothesisuprevent Na channels upresynaptic inhibition by preventing the voltage gate Ca channel upostsynaptic inhibition by depressing excitatory or enhancing inhibitory synapses uthalamic relay nucleiAnaesthesia & motor uUpper motor neurons cortex brain stemu u Lower motor neurons(LMNs) upyramidal
25、tract : corticospinal tract uextra-pyramidal system function muscle tone u postureu stereotype movement 麻醉药对运动的影响u抑制运动束 cortex brain stem LMNsu使EPPu吸入麻醉药 第二信使 激活腺苷酸环化酶 c-AMP 肌浆网钙泵（Ca- Mg 依赖性ATP 酶）活性 激活鸟苷酸环化酶 c-GMP -NO u两者使细胞内钙 突触前抑制麻醉与ANSu 感觉Nu内脏神经 u 交感 u 运动N u 副交感交感 副交感u中枢：first neurons uT 1-L3侧角的I
26、ML(intermediolateral column)ureceptor Glu Asp 5-TH SP OT VP Ach CA GABA GLyu中枢：fist neurons u 1 颅N运动核 u中脑 顶盖 E-Wu延髓 上泌延核-面Nu 下泌延核舌咽Nu 迷走N背核 u 2 脊髓 S 段u神经节（second neurones) 椎旁 椎前节u节前纤维 长 Ach能-NRu节后纤维 长 u胆碱能 -汗腺 骨骼肌及内脏扩血管uNE能（大部分）释放的递质 u NE - u ATP uNPY 1u神经节 second neurones) 器管旁 壁内u节前纤维 短 Ach-NRu节后纤维 短 胆碱能-MRu作用 心脏抑制 支气管收缩 内脏平滑肌收缩 腺体分泌增加u神经末梢膜上受体u1 抑制性自身受体 2 Ru2 抑制性异种受体 M(Ach) D2 uPG(PGI 2 PGE) NPY ATP(P2 P3) u3 易化性异种受体 -Angu第二信使系统调制NE释放
