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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 combination of severe discomfort suffering fear autonomic change re
14、flex activity.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；G
15、ABA；NO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
16、神经元（GABA 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
17、特点 同脊颈束疼痛的中枢表达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
18、(p-si)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 extra
19、dural 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 cycla
20、se 蛋白质磷酸化 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 n
21、eu-rones 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 (CGR
22、P) may 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 proc
23、essing 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 vo
24、lume hypothesisuprevent 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) upyra
25、midal 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-
26、L3侧角的IML(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
