麻醉与神经系统

第二章 麻醉与神经系统,第一节 麻醉与神经系统的生物电现象 第二节 麻醉与记忆和意识第三节 麻醉与疼痛第四节 麻醉与躯体运动 第五节 麻醉与自主神经系统的功能,静息电位（resting potential） ：,动作电位（action potential） ：,(一)静息电位形成的机制,K平衡电位生物电形成的基本条件：1、细胞内外存在的带电的不均衡离子分布；2、细胞膜在不同状态下对某些离子有选择性通透。,（二）动作电位的形成机制与特点,1.动作电位的形成机制,动作电位是神经细胞兴奋的共同标志。 Na+平衡电位,一、神经细胞生物电形成的机制与特点,第一节 麻醉与神经系统的生物电现象,Na+泵活动的特点：对膜内Na+浓度的增加十分敏感Na+轻微增加就能促进Na+泵活动；耗能过程 ；逆浓度地偶联转运Na+、K+,即泵出Na+,摄回K+,且通常是以3 ：2的比例转运。此时在一定时间内泵出的Na+量超过泵入的K+而使膜内负电荷相对增多,膜两侧电位向超极化的方向变化,这时的Na+泵称为生电性钠泵。,2.动作电位的引起和局部电位,局部兴奋有以下基本特性：等级性电位,即随阈下剌激强度的增大而增大；电紧张性扩布(electrotonic propagtion)；可以总和。神经细胞膜上相邻部位同时受到多个阈下剌激所产生的局部兴奋的总和称为空间性总和;当连续多个阈下剌激落在细胞膜上的某一点相继产生的局部兴奋发生叠加,称为时间性总和。,动作电位的产生：一旦局部兴奋总和使膜电位达到阈电位,则引发一次动作电位。,3.动作电位的特点,全或无(all or none)：即动作电位的大小不随剌激强度的改变而变化；不衰减传导：动作电位在同一个细胞以局部电流的方式向周围不衰减传播,属典型的数值式信号;有不应期：单个细胞的动作电位不能总和。,（三）影响神经纤维兴奋性的因素1、静息电位水平2、阈电位水平3、细胞外Ca2+的浓度,二、正常脑电图和诱发电位的基本波形与形成机制,（一） 脑电图和脑诱发电位的基本波形,大脑皮层的电活动：自发脑电活动皮层诱发电位,脑电图,在无明显刺激的情况下。大脑皮层经常性地自发地产生的节律性电位变化，称为自发脑电活动(spontaneous electric activity of the brain)。 在头皮表面用电极记录下的大脑自发脑电活动为脑电图(electroencephalogram,EEG) 。,正常脑电图波形,波 ：8 13次/s成年人处于安静状态的主要脑电波。波在清醒、安静并闭眼时即出现。枕叶的最为显著。 睁开眼睛或接受其他剌激时,波立即消失而呈现快波,这一现象称为波阻断。,波 ：14-30次/s 皮层处在紧张活动状态时出现 在额叶和顶叶比较显著 波： 4-7次/s 在成年人,一般在困倦时出现 波：0.5-3次/s 在成年人,常在睡眠状态下出现,当极度疲劳时或在麻醉状态下也可出现,临床 ：,癫痫 探索肿瘤所在的部位,皮层诱发电位,感觉传入系统受刺激时，在大脑皮层上某一区域引出的形式较为固定的电位变化，称为皮层诱发电位。主反应：先正后负的电位变化。次反应：一系列正相的周期性电位波动,2.脑诱发电位的基本波形,脑诱发电位：当外周感受器、感觉神经、感觉通路或感觉系统的任何有关结构或脑的某一部分,在给予或者撤除刺激时在中枢神经系统内产生有锁时关系( time-locked)的电位变化统称为诱发电位(evoked potential ) 。,平均诱发电位：采用电子计算机叠加平均技术则可使其从背景活动中分离和凸现出来所记录到的电位称平均诱发电位(averaged evoked potential)。,临床上常用的脑诱发电位： 体感诱发电位(somatosensory evoked potential, SEP)听觉诱发电位(auditory evoked potential, AEP) 视觉诱发电位(visual evoked potential, VEP),脑诱发电位的特点：有明确的内外刺激；有较恒定的潜伏期；各种剌激引起的诱发电位在脑内有一定的空间分布；某种刺激引起的诱发电位有一定形式，不同感觉系统其反应形式不同。,意义：,有助于了解各种感觉投射的定位。临床了解中枢损伤部位,（二）脑电波形成的机制,突触后电位：大量神经元同步活动。 锥体细胞在皮层排列整齐,其顶树突相互平行并垂直于皮层表面,因此其同步电活动易于发生总和而形成强大电场,从而改变皮层表面的电位。 皮层与丘脑非特异投射系统之间的交互作用,一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动,促进了皮层电活动的同步化。,三、麻醉与手术对神经系统生物电活动的影响,手术对神经系统生物电活动的影响：眼部手术可产生视觉诱发电位(VEP)内耳手术产生脑干听觉诱发电位,(brain stem auditory evoked potentia1,BAEP)躯体皮肤手术可产生体感诱发电位(SEP),暴发性抑制 ： 麻醉状态下或昏迷时脑电图发生特征性改变,即随着麻醉深度增加脑电波形表现为基础频率变慢、波幅进行性增加和等电位周期性出现,并伴有电活动的突然改变,称为暴发性抑制。,临床上用于观察麻醉深度的较有意义的有双频谱脑电图(bispectral index，EEG)和中潜伏期听觉诱发电位(middle latency auditory evoked response, MLAER)。,麻醉对神经系统生物电活动的影响 ：,1）阻断手术部位各种离子通道的活性：（1）局麻药：阻断Na+ 通道；（2）氯胺酮：产生“闪烁样”阻断作用，NC不能产生AP；（3）恩氟烷：阻断K+ 通道；（4）异氟烷：阻断Ca2+ 通道。2）间接影响某些递质的受体： 异氟烷(醚)，通过第二信使的作用降低细胞内钙离子的浓度。,第二节 麻醉与记忆和意识,一、意识的概念与特征,1.意识的概念意识(consciousness）：是机体对自身和环境的感知 。组成部分：意识内容和觉醒状态。意识内容包括：语言、思维、学习、记忆、定向和感情。核心：语言和思维,优势半球(dominant cerebral hemisphere)：大脑皮层两半球的高级功能具有明确的分工,高度的可塑性,且相互制约与补偿,这是人类意识内容活动的基本规律。 觉醒(wakefulness)：是人和高级动物的普遍生理现象,是大脑意识内容活动的基础。如果觉醒系统的不同部位受到损伤时可产生不同程度的意识障碍。 全身麻醉药能使意识消失,即抑制了大脑皮层,又抑制了脑干网状结构上行激活系统的功能。,2.意识的特征,(1)意识是神经系统的功能活动；,(2)意识具有主观能动性 ；,(4)意识以感觉为先决条件；,(5)意识以记忆为先决条件。,(3)意识具有易变性 ；,二、意识的产生机制,（一）觉醒状态的维持和机制 觉醒状态：行为觉醒、脑电觉醒；意识觉醒(mind wakefulness) 、无意识觉醒(mindless wakefulness) 。,1.皮层觉醒的维持 皮层觉醒(意识觉醒或脑电觉醒)：是指人对外界剌激产生反应时,具有清晰的意识内容活动和高度的机敏力,它有赖于上行投射系统的活动来维持。,丘脑的感觉投射系统,根据丘脑各部分向大脑皮层投射特征的不同,可把感觉投射系统分为两类,即特异性投射系统和非特异性投射系统。,特异投射系统 非特异投射系统丘脑接替核群 感觉接替核及联络核 髓板内核群投射特点 明确的点对点 弥散、非点对点传导途径 明确、专一的传导路 各种感觉的侧支神经元一般为三级（？） 多次换元终止层 第四层 各层功能 特定感觉、可引发 维持与改变大脑皮层 大脑皮层发出传出冲动 兴奋状态,皮层觉醒的维持,（1） 特异性上行投射系统(specific ascending projecting system):它是经典的感觉传导通路的总和 。（2）非特异性上行投射系统(nonspecific ascending projecting system) ：上行网状激活系统(ascending reticuiar activating system,ARAS)和上行网状抑制系统(ascending reticular inhibiting system,ARIS)。 上行网状激活系统能提高大脑皮层的兴奋性,是维持觉醒和产生意识状态的基础。 上行网状抑制系统则对大脑皮层的兴奋起抑制作用或改变大脑皮层正常兴奋水平。,传入神经纤维的定位和功能,后索-内侧丘系 精细触压觉、肌肉本体感觉（深感觉）脊髓丘脑侧束 痛觉、温度觉 浅感觉脊髓丘脑前束 -粗略触压觉三叉神经-三叉丘系：头面部,感觉传导道解剖特点及其受损时的表现,感觉接替核,接受躯体感觉第二级感觉投射纤维，换元后再投射到大脑皮层感觉区。后腹核内侧部 三叉丘系 头面部感觉 外侧部 脊髓丘脑束、内侧丘系 躯 干、肢体感觉内侧膝状体 听觉外侧膝状体 视觉,2.皮层下觉醒的维持,皮层下觉醒(行为觉醒) ：是指觉醒、睡眠交替出现的周期(昼夜节律以及情绪、自主神经功能和内分泌功能等本能行为。 皮层下觉醒的维持的组成系统：下丘脑的生物钟、脑干网状结构上行投射系统和下丘脑的行为觉醒 。,觉醒激活系统：上行网状激活系统,下丘脑激活系统和皮层激活系统；觉醒抑制系统：延髓网状结构、尾状核及其发出的皮层投射纤维和下丘脑前区。,激活系统作用的神经递质：谷氨酸(L-glutamate, GILl)、天冬氨酸(L-aspartat, Asp)、乙酰胆碱(acetylcholine, ACh）、去甲肾上腺素(norepinephrine, NE)和多巴胺(dopamine, DA)等；抑制系统的神经递质：氨基丁酸(y-aminobutyric acid,GABA、甘氨酸(glycine,Gly)、5-羟色胺(5-hydoxrtryptamine,5-HT)。,(二)意识内容的形成机制,条件反射和第二信号系统学说1.条件反射的形成及其机制基本条件：无关刺激与非条件反射的刺激在时间上的反复结合，这个过程称强化。2.人类的条件反射信号系统学说第一信号系统和第二信号系统,3.学习与记忆,学习是指人和动物不断接受环境变化而获得新的行为习惯(或经验)的过程；记忆是将获得的行为习惯或经验贮存一定时期的能力,也可以说是经验的保存与再现。记忆过程的四个阶段：感觉性记忆(持续时间小于1秒),第一级记忆(持续时间数秒),第二级记忆(持续时间达数分钟至数年),第三级记忆(持续时间数年至数十年),前两阶段为短时性记忆,后两阶段为长时性记忆。上述条件反射或信号系统建立的过程就是简单的学习与记忆的过程。,学习与记忆的基础：海马“长时程增强”（long-term potentiation LTP）。短时性记忆是以神经元环路联系的持续活动为基础；长时性记忆是以新的突触联系的建立有关。,三、麻醉状态下的意识变化与可能机制,麻醉下的意识活动、感觉和绝大多数反射均逐渐丧失，但这种丧失是暂时的，可逆的。麻醉首先抑制大脑皮层功能，特别是条件反射 ，其次是脑干和脊髓，最迟是延髓。主要靶区：上行网状激活系统； 机理：麻醉药作用于大脑皮层和上行网状激活系统神经元上的相应受体，从而产生抑制作用。,术中知晓(awareness) ： 少数病人在术后能完全回忆或部分回忆麻醉和手术过程,称为术中知晓。术中知晓对病人术中和术后的行为、情绪及康复过程可造成严重的不良影响。,四、意识障碍,意识障碍(disturbance of consciousness) 是指大脑功能活动变化所引起的不同程度的意识改变。分类：意识内容改变为主的意识障碍和觉醒状态改变为主的意识障碍。,（一）意识内容改变为主的意识障碍 1.谵妄状态（delirium）又称急性精神错乱状态（acute confusional states）：意识内容清晰度降低，对客观环境的认识能力及反应能力下降，注意力涣散，记忆力减退，对周围环境理解和判断失常，常产生幻觉、错觉、多伴紧张、恐惧的情绪。2.醒状昏迷（vigil coma）属特殊类型的意识障碍。表现为双目睁开，眼险开闭自如，但思维、情感、记忆、意识及语言活动均完全消失，对外界环境不能理解，毫无反应,肢体无自主运动，呈现意识内容消失。,(二)觉醒状态为主的意识障碍1.嗜睡（drowsiness）：刺激可醒，意识清晰，刺激消失后昏睡。对周围事物无主动关心和兴趣,表现为持续性睡眠状态,但可唤醒。唤醒后回答问题正确,但停止呼唤后又立即进入睡眠状态。 2.昏睡（stupor）：唤醒阈高，意识模糊，生命体征基本正常。患者的觉醒水平、意识内容和随意运动均明显降低。呼唤或推动患者肢体不能使其觉醒。对痛觉剌激可有较强反应并能短暂觉醒,但不能正确回答问题。 3.昏迷（coma）：意识障碍中最严重的一个等级,但昏迷的深浅与疾病严重程度有关。深昏迷时觉醒状态、意识内容及随意运动严重丧失,角膜反射、吞咽、咳嗽反射,睡孔对光反射均消失,可引起巴宾斯基征,大小便潴留或失禁。,第三节 麻醉与疼痛,一、疼痛的概念与生物学意义 （掌握）,疼痛(pain)：,疼痛组成：包括痛觉和痛反应。,是一种与组织损伤或潜在的损伤相关的不愉快的主观感觉和情感体验,是大多数疾病的共有症状,为人类共有且差异很大的一种不愉快的感觉。,痛觉：是指躯体某一部分厌恶和不愉快的感觉，主要发生在脑的高级部位即大脑皮层。,痛反应：表现为躯体运动和自主神经活动的系列改变，伴有情绪、心理活动，主要有屈肌反射、腹肌紧张性增强、心率加快、外周血管收缩、血压升高、呼吸运动改变、瞳孔扩大、出汗、呻吟、恐惧、烦躁不安和痛苦表情等。与中枢神经系统的各级水平有关。,分类：疼痛分为急性疼痛和慢性疼痛。,急性疼痛：由伤害性刺激作用于机体的伤害性感受器引起的一种基本感觉。刺激存在时痛觉即时发生,刺激停止时痛觉消失,对机体具有警戒作用,故称为生理性疼痛(physiological pain)。,慢性疼痛：伴有明显的组织损伤、炎症或神经系统病变。剌激消失时仍可出现疼痛,故称为病理性疼痛（pathological pain）。病理性疼痛可表现为：对伤害性刺激敏感性增强和反应阈值降低的痛觉过敏(hyperaigesia),非痛刺激（如触摸）引起的触诱发痛(allodynia)和在炎症区域的自发痛。,痛觉分类：快痛（刺痛）在伤害性刺激作用下快速形成，去除刺激则立即消失，定位明确，痛反应不明显。由周围神经中A纤维传导 ；,慢痛（灼痛）多由病变引起，痛觉形成和消退均较缓慢，性质变化多端且定位不清，伴有强的痛反应。由C纤维传导；,钝痛由躯体深部组织与内脏受损引起，定位差，伴有强烈的痛反应和情感色彩。由A 和C纤维传导。,痛反应分类：局部反应：受到伤害刺激的局部出现血管扩张，组织水肿等现象，是由于神经末梢受到刺激后释放出某些化合物质，直接或间接刺激局部所引起；,全身反应：在中枢神经系统参与下，机体对伤害性刺激做出的有规律性应答反应，如骨骼肌收缩，心率加快，血压升高等躯体与交感神经兴奋反应；,行为反应：在高级脑的参与下，机体对伤害性刺激做出的躲避，反抗，攻击等整体行为反应，带有强烈的情绪色彩。,疼痛的生物学意义：为机体提供受到伤害的警报信号,使机体迅速作出逃避或防御反应。医生常以疼痛作为诊断疾病的依据之一,并尽力为病人消除疼痛或减轻痛苦。手术也必须在消除或减轻疼痛的情况下才能进行。,疼痛的个体差异：同一个体也常因外周环境、机体状态、主观心理活动的变化以及过去经验的影响而发生变化,是临床工作的难题之一。体内除有痛觉产生的装置外,还有镇痛装置,即内源性痛觉调制系统,它可抑制伤害性刺激在中枢的传递和整合。,二、疼痛产生的机制,(一)伤害感受器及传入神经纤维,概念：伤害感受器(nociceptor)是产生痛觉信号的外周换能装置,主要是游离神经未梢,广泛分布于皮肤、肌肉、关节、角膜、脊髓、腹膜、小血管的毛细血管旁结缔组织和内脏器官。,特征：1、没有特异性的适宜刺激,对伤害性热、强机械剌激和化学刺激均产生反应,属多觉性。2、在剌激增强时很少产生适应。3、不同组织中的伤害性感受器在结构上无明显差异,但反应特性不同。,分类：伤害性感受器可分为三类：第一类为机械伤害性感受器（高阈机械感受器），主要分布于皮肤,有多类传入纤维，包括A、A和C类，仅对施加于感觉野上的重压起反应；,第二类为机械温度型伤害性感受器,主要分布于皮肤，属A类传人纤维，对机械剌激能作出中等反应，但对温度（4051）剌激则发生随温度递增的强反应；,第三类为多觉型伤害性感受器(poiymodal nockeptor)，遍布于皮肤、骨髓肌、关节、内脏器官,数量多，传人纤维为C类，对强的机械、温度和化学致痛剌激敏感。,机制：最重要的观点是,伤害性感受器具有化学敏感性。当伤害性刺激作用于局部组织组织释放致痛物质直接兴奋伤害性感受器或使该感受器的阀值降低而敏感化。例如细胞损伤时释放的K+能直接刺激神经末梢,并使神经末梢去极化而敏感化。从血小板和肥大细胞释放的5羟色胺(5-HT)能作用于5-HT3受体直接激活感觉神经元引起疼痛,也可通过5-HT1和5-HT2受体使伤害性感受器敏感化。此外,缓激肤、组胺、前列腺素和白三烯炎症因子或感觉神经肽P物质、降钙素基因相关肤等均能引起疼痛。,（二）痛觉信号向中枢传递,痛信号在中枢的传导途径：脊髓丘脑束（灵长类特别发达）新脊丘束脊髓网状束，进一步投射到内侧核群，旧脊丘束脊髓中脑束脊颈段三叉丘脑束,疼痛传入纤维,包括A、A和C类。,与痛觉有关的中枢（1）脊髓初级中枢，是痛觉信号进入中枢后的第一级整合中枢,伤害性感受器的传人纤维与脊髓背角浅层细胞构成突触联系。Rexed将脊髓分为X层(图2-5),与感觉传人有关的神经元主要在I层和X层。I层的边缘细胞的轴突末梢投射到脑干和丘脑; II层也叫罗氏胶质层，其中外层主要为兴奋性神经元，内层为抑制性神经元。II层是痛觉调制的关键部位；III层由大量的有髓神经纤维、投射神经元和类似II层中的中间神经元组成；IV层含有大量脊颈束和脊丘束神经元;V层是背角最狭窄的部分,其神经纤维技射到对侧丘脑。,A和C传人纤维由背根经Limauer束进入脊髓背角,皮肤传人的 A终止于I、V 、X层，主要投射到丘脑外铡核群（腹侧基底核、后核群） ；低阈值机械感受器C纤维终止在II 层；传递非伤害性信息的A传入纤维终止在III V层；内脏传入纤维主要终止于I、V和X层；肌肉传入则主要在I层和V层的外侧部。,（2）丘脑：皮层下最重要的整合中枢两大部分接受来自脊髓投射神经元的伤害性信息内侧核群：丘脑中央下核，髓板内核群外侧核群：腹后核群，丘脑后核群,（3）大脑皮层第I、II体感区和中央后回下1/3处，认为是痛觉产生的最高级部位第I体感区：中央后回，Brodmann 312区第II体感区：中央前回与脑岛之间,（三）痛觉信息在中枢的调制,疼痛受两个基本生理过程所控制：一个是外周传入在脊髓对痛觉的调制；另一个是中枢下行镇痛系统。,1.脊髓中的疼痛调制 脊髓背角胶质区（substantia gelatinosa SG 即II层）是痛觉调制的关键部位。“闸门控学说”（gate control theory）学说的核心：是脊髓的节段性调制,SG神经元作为脊髓闸门，调制外传入冲动向脊髓背角神经元的传递。,具体内容是：1、节段性调制神经网络由初级传人粗纤维(A)、细纤维(C)、背角投射神经元(T细胞)和胶质区抑制中间神经元（SG细胞）组成，其中SG起关键闸门作用；2、A和C传人均能激活T细胞；3、A和C传人对SG细胞的作用则相反，A传人兴奋SG细胞，C传入抑制SG细胞;4、SG抑制T细胞。,A兴奋SG兴奋加强对T细胞抑制作用；C兴奋SG受抑制 对T细胞的抑制作用减弱。,当损伤刺激使C纤维紧张性活动增强时,则对T细胞抑制解除，闸门打开，允许疼痛向更高级中枢传递。当按摩皮肤等刺激兴奋A传入时，SG细胞兴奋，加强了SG对T细胞的抑制，关闭闸门，减少或阻遏伤害性信息向高位中枢的传递，从而缓解疼痛或止痛(图2-6)。,2.脑高级部位对背角伤害性信息的下行调制系统,在中枢神经系统内有一个以脑干中线结构为中心、由许多脑区组成的调制痛觉的神经网络系统。主要由中脑导水管周围灰质(periaqueductal gray matter, PAG)、延髓头端腹内侧核群中缝大核(nucleusraphes magnus,NRM)及邻近的网状结构(RVM)和一部分脑桥背外侧网状结构(蓝斑核群和KF核)、间脑、中脑室周灰质 (PVG）组成,其中以中脑导水管周围灰质最为有效,再经脊髓背外侧束下行对脊髓背角信息传递和三叉神经背核痛敏神经元产生抑制作用的镇痛系统(图2-7)。,(四)麻醉镇痛及其镇痛机制,1.针刺镇痛与经皮电刺激神经(transcutaneous electricai nerve stimulation,TENS)镇痛针刺镇痛的作用机制主要是通过兴奋II和III类传入纤维,其传入信号在中枢神经系统内与痛信号相互作用,并经加工和整合，产生镇痛效果。,针刺信号和痛信号的相互作用至少包括三个网络：发生在同一水平，甚至同一核团之间的相互作用，如脊髓背角；抑制性调制，通过局部回路间接作用于痛敏神经元；针刺激活下行抑制系统，抑制背角痛敏神经元的痛觉传递。,经皮电剌激神经镇痛是临床行之有效的镇痛方法之一,该方法是用表面电极直接刺激皮肤兴奋A类纤维,其传人冲动引起脊髓背角伤害性神经元抑制。, 神经纤维分类 (classification),2.镇痛药物与镇痛机制,镇痛药(analgesics)是指主要作用于中枢神经系统、选择性抑制痛觉的药物,典型的镇痛药为阿片样物质(opioid,如吗啡、可待因、哌替啶、芬太尼、美沙酮等,镇痛机制 ：（1）脑内释放ENK、内啡肽类样物质与突触后膜阿片受体结合减少去极化时Na+ 的通透性 Na+ 内流减少致使痛传递受抑制（2）ENK、内啡肽类样物质与突触前膜阿片受体结合使突触前膜部分去极化产生突触前抑制减少P物质或ACh的释放。（3）中枢释放抑制性递质如GABA、甘氨酸等引起Cl- 通透性增加 Cl- 内流增多引起超极化抑制兴奋性递质的传递镇痛。（4）镇痛药与相应膜受体结合关闭Na+ 通道阻断痛信息的传递止痛。,麻醉药发明之前的外科手术,第一次公开麻醉手术（1946.10.16 by W.T.G.Morton and C.T.Jackson）,麻醉药的作用和分类,麻醉药是作用于神经系统使其受到抑制，从而起麻醉作用的药物,麻醉药,全身麻醉药,局部麻醉药,全身麻醉药（General Anesthetics）： 作用于中枢神经系统，使其意识、感觉特 是痛觉和反射消失，便于进行外科手术局部麻醉药（Local Anesthetics）： 作用于神经末梢及神经干，可逆性地阻滞神经冲动的传导，使局部的感觉丧失，而不影响意识，便于进行局部的手术和治疗。,全身麻醉药,全身麻醉药（general anaesthetics）是一类能抑制CNS功能的药物，使意识、感觉和反射暂时消失，骨骼肌松弛，主要用于外科手术前麻醉。全身麻醉药分为吸入性麻醉药和静脉麻醉药。,全麻药镇痛机制：（1）与膜脂质结合膜膨胀，改变膜的通透性Na+通道关闭AP不能产生(-)痛信息传递；（2）促进CNS释放抑制性递质(GABA) 兴奋性递质(Glu)的敏感性干扰痛信息传递；（3）影响CNS内疼痛调制系统的功能。,局部麻醉药Local Anesthetics,局部使用时能够阻断神经冲动从局部向 大脑传递的药物.在口腔、眼科、妇科和外科小手术中暂时解除疼痛.,局部麻醉药的作用机理Action mechanism of Local Anesthetics,能够阻断感觉神经冲动的发生和传导，通过直接与神经细胞膜上电压门控钠离子通道相互作用，使神经纤维兴奋阈值升高，膜通透性降低，阻止动作电位的产生和神经冲动的传导，从而产生局麻作用。,局麻药镇痛机制： 阻断Na+ 通道 Na+ 不能大量内流 AP不能产生阻断神经冲动的发生； 与相应膜受体结合膜对Na+ 通透性 Na+ 快速内流受阻阻断神经冲动的传导； 局麻药溶解于膜脂质 Na+ 通道受压或扭曲 Na+ 快速内流受阻 AP去极化幅度 传导速度 神经冲动的传导。,三、疼痛的测定与评估痛觉阈是受试者用语言报告有痛觉时所受到的最小刺激量,而测定受试者能耐受的最大伤害性刺激量称为耐痛阈。痛反应阈是指引起的躯体反射(屈肌反射、甩头、甩尾、嘶叫人内脏反射(血压、脉搏、瞌孔、呼吸、血管容积、皮肤电反射等变化和心理或情绪反应(恐惧、不安等)的最小伤害性刺激量。疼痛的测定与评估包括动物疼痛测定和人疼痛测定两方面。,第四节 麻醉与躯体运动,躯体运动的概念、分类定义：在神经系统的调控下，通过骨骼肌纤维、肌群发生协调而有节律性收缩与舒张。分类：1.反射运动 2.随意运动,一、神经-肌接头的兴奋传递和功能检测,（一）神经-肌接头的兴奋传递 1.神经-肌接头的超微结构 2.神经-肌接头兴奋的传递过程 AP传至神经末梢前膜去极化Ca2+ 通道开放Ca2+ 内流以囊泡为单位释放囊泡的ACh（量子式释放ACh扩散至后膜与通道的-亚单位结合通道开放膜对Na+（为主）、K+、Ca2+ 的通透性终板膜去极化（终板电位）电紧张扩布至邻近肌膜肌膜去极化达到阈电位肌膜的AP。3.神经-肌接头兴奋的传递特点 (1)1:1传递； (2)单向传递；(3）时间延搁 ；(4)对内环境变化和药物敏感与易疲劳。4.神经-肌接头兴奋传递的影响因素,(二)神经-肌接头兴奋传递功能的检测,通常可根据临床特征和肌肉活动的电位变化(如肌电图)来检测神经-肌肉传递功能。,二、肌紧张产生的机制,肌牵张反射(stretch reflex)是指有神经支配的骨骼肌在受到牵拉刺激时引起同一块肌肉收缩,包括肌紧张和腱反射两种类型。其中肌紧张(muscle tone)是指在自然环境中因骨骼肌受到重力的持续牵拉引起肌肉的持续收缩,所产生张力使机体得以保持一定的姿势和进行各种复杂的活动 。,1.肌紧张反射由一个运动神经元及其支配的全部肌纤维所组成的功能单位称为运动单位（motor unit）。 当肌肉被拉长时,肌梭也随之被拉长,于是肌梭受到刺激兴奋，经由I a和II类感觉纤维传入中枢（脊髓前角），反射性引起被牵拉收缩，产生肌紧张；而脊髓神经元可被高级中枢的下行冲动和外周传入冲动所兴奋，通过传出冲动使梭内肌纤维收缩，反射性地引起梭外肌收缩，此即环路（图2-10）,2.各级中枢对肌紧张的调控,（1）脊髓：反牵张反射：当梭外肌收缩时可兴奋位于肌腱中的腱器官，通过b传入纤维使脊髓抑制性中间神经元兴奋，进而抑制运动神经元，使该腱器官所在肌肉收缩减弱或消失 ；运动神经元的突触后抑制（回返性抑制）,（2）脑干网状结构：易化区：从小脑红核传来的冲动、从前庭核传来的冲动和从上行感觉通路的侧支和小脑前叶两侧部传来的冲动。上述冲动通过网状脊髓束下传使脊髓前角和自运动神经元兴奋，加强肌紧张。 抑制区：特点是无自发放电,而是依赖于大脑皮层抑制区、尾状核和小脑前叶蚓部与单小叶下行冲动来始动抑制区，发挥它对脊髓前角和自运动神经元的抑制作用，从而减弱肌紧张。, 易化区和抑制区 * 易化区：延髓网状结构背外侧部分 脑桥被盖、中脑中央灰质及被盖、 下丘脑和丘脑中线核群、前庭核、 小脑前叶两侧部等 * 抑制区：延髓网状结构腹内侧部分 大脑皮层运动区、纹状体、 小脑前叶蚓部等,易化区：加强肌紧张和肌运动。 易化区较大，包括延髓网状结构背外侧，脑桥的被盖，中脑的中央灰质及被盖等。 抑制区：抑制肌紧张和肌运动 延髓网状结构腹内侧部。 易化区的活动较强,抑制区的活动较弱 脑干以外：抑制区:大脑皮层运动区、纹状体、小脑前叶蚓部等;而易化区还有前庭核、小脑前叶两侧部等部位 机制： 切断了大脑皮层和纹状体等部位与网状结构的联系，抑制区和易化区之间失衡，易化区占优势的结果。,（3）纹状体苍白球纹状体对大脑具有抑制作用 ：经尾核壳核苍白球丘脑大脑皮层通路,形成尾核抑制系统。 苍白球则为易化核：通过对丘脑腹外侧核下行对网状结构易化区转而再经网状脊髓束兴奋前角运动神经元来加强肌紧张。,（4）小脑 小脑对肌紧张也具双重调节作用 ：一方面通过小脑(齿状核)红核大脑皮层运动区锥体束脊髓前角运动神经元通路和小脑前叶红核脑干网状结构易化区网状脊髓束脊髓前角运动神经元来加强肌紧张；另一方面通过小脑前叶顶核脑干网状结构抑制区网状脊髓束抑制脊髓前角运动神,使肌紧张减弱。,小脑对躯体运动的调节,小脑的分区与纤维投射前庭小脑 ( vestibulocerebellum , flocculonodular lobe )脊髓小脑 ( spinocerebellum )皮层小脑 ( cerebrocerebellum , neocerebellum ),小脑对于维持身体平衡、调节肌紧张、协调和形成随意运动均有重要作用, （一）维持身体平衡维持身体平衡是前庭小脑的主要功能：主要由绒球小结叶构成 功能：维持躯体姿势平衡和眼球的运动。 损伤：不能保持身体平衡, 站立不稳(平衡失调综合症)、位置性眼震颤,（二）调节肌紧张与协调随意运动脊髓小脑,由小脑前叶(包括单小叶)和后叶的中间带区(旁中央小叶)构成。功能：调节肌紧张。其中：小脑前叶：前叶蚓部可抑制肌紧张 小脑前叶两侧部有加强肌紧张,（三）参与随意运动设计皮层小脑：,指后叶的外侧部功能：参与随意运动的设计和程序的编制。编码 校正-储存 提取 应用。运动学习,三、麻醉药物对躯体运动的主要影响,（一）全麻醉药对躯体运动的影响 全麻药作用下肌肉紧张度增加：大脑皮层抑制，而皮层下未受抑制，处于兴奋。全麻药作用下引起骨骼肌松驰：皮层、皮层下以及运动神经元受抑制。,（二）局麻药对躯体运动的影响 惊厥的原因：局麻药进入血液循环后,选择性作用于边缘系统、海马和杏仁核以及大脑皮层的下行抑制性通路，使下行抑制系统的抑制作用减弱,大脑皮层和皮层下的易化神经元的活动相对加强，肌牵张反射亢进而发生惊厥。,全麻药主要作用于CNS自上至下对各级中枢逐渐产生抑制作用大脑皮层被抑制后呈现意识、感觉、随意运动消失； 皮层下调节运动中枢未被抑制而处于兴奋时可出现无意识的挣扎、乱动、肌肉紧张度增加等现象； 当麻醉逐步从大脑皮层向下移动，直至脊髓和运动神经元时，才出现骨骼肌松弛； 不同的全麻药对躯体运动和肌肉松弛程度的影响存在差异，有的静脉全麻药引起肌肉震颤或僵直； 在使用某些全麻药时常辅以适量的肌松药。,（三）肌松药对肌肉张力的影响,1.竞争性阻滞去极化肌松药作用机制：去极化肌松药与AChR结合后，产生与ACh相似的去极化作用,Na+内流使终板膜去极化,产生终板电位。作用终板膜上Na+通道，使之持续去极化，失去电兴奋。 琥珀胆碱与后膜N2型ACh受体结合Na+ 内流产生终板电位终板膜持续去极化使后膜受体不能与ACh结合兴奋传递中断引起肌肉松弛非去极化肌松药作用机制：该类药与受体结合后并不能像ACh那样促进AChR中的离子通道开放,不能使终板膜Na+通道开放产生去极化的终板电位。作用终板膜上Na+通道，不能使终板膜Na+通道开放，失去电兴奋。 筒箭毒与后膜N2 型ACh受体竞争结合ACh与后膜N2 型ACh受体结合Na+ 通道关闭，产生终板电位肌C不能产生AP肌肉松弛,2.非竞争性阻滞,（1）离子通道阻滞：由肌松药直接阻塞离子通道,非竞争性阻止或影响离子通道的离子流,使终板膜不能去极化而发生阻滞。抗生素、奎尼丁、三环类抗抑郁药和纳络酮以及局麻药均可通过离子通道阻滞干扰神经-肌肉传递。 （2）受体脱敏阻滞：终板膜长时间受到ACh和其他激动剂作用后,对激动剂开放离子通道的作用不再敏感。如吸人麻醉药氟烷、异氟烷,局部麻醉剂、巴比妥类、ACh受体激动剂和抗胆碱酶酶药、钙通道阻滞剂和多粘菌素等。受体脱敏的机制可能与上述药物影响ACh受体蛋白中酶氨酸的磷酸化有关。,第五节 麻醉与自主神经系统的功能,一、自主神经的解剖生理,1、交感与副交感神经的结构与功能特点 交感神经副交感神经 初级神经元 （神经节位置与效应器位置） 远 近 节前、节后纤维 节前短、节后长 节前长、节后短 (1:1117 ) (12:1) 分布 分布广泛分布较局限 皮肤、肌肉内的血管一般的汗腺、竖毛肌、肾上腺素髓质、肾都只有交感经支配。,2、自主神经节前与后神经元1.交感节后纤维末梢对效应器、平滑肌的支配的三种形式 紧密的神经平滑肌接头 神经平滑肌细胞接头 大动脉2.副交感神经节前与节后神经元中脑：顶盖EW核（动眼神经核）延髓：上泌涎核、下泌涎核、迷走背核脊髓：骶段,二、自主神经系统的主要递质与受体,（一）概述 一般认为交感与副交感神经的节前神经元末梢释放的递质是ACh神经节内的神经元膜上的受体为胆碱能受体的N1亚型(烟碱样受体)。交感神经节后纤维释放的递质除支配汗腺、胰腺、骨骼肌和腹腔内脏的舒血管纤维是ACh外，其他交感神经节后纤维释放去甲肾上腺素.(norepinephrine,NE)，其相应效应器上的受体种类和效应则随器官而异。副交感神经节后纤维释放的递质是ACh，与其相对应的效应器上的受体为M受体(毒草碱样受体)。,交感神经与副交感神经释放的递质与受体大体可归纳为表：同一神经元内多种递质共存和几种递质在同一未梢共同释放； 神经末梢膜上也存在受体,递质或其他活性物质通过其前膜受体对神经未梢的递质释放进行调制,例如已证实神经EKYNPY、NE和ATP共存于支配血管的交感神经未梢的致密中心小囊泡内；各类受体均有亚型。NE和ATP分别作用于血管平滑肌的1和P2受体，对平滑肌收缩起协调作用，NPY对平滑肌无直接作用或可能对NE的接头后效应起微弱的加强作用，但对NE和ATP的释放起抑制性调制作用。,调制交感神经未梢递质释放的受体有两类：一类是抑制性自身受体autotreceptor)另一类是异种受体(heteroreceptor)，又分为抑制性异种受体和易化异种受体。,目前已知神经末梢膜上受体调制的释放是通过第二信使发生作用的。即通过不同的途径激活膜上的腺苷酸环化酶-环磷酸腺苷系统、鸟苷酸环化酶环磷酸鸟苷系统以及磷脂酶-三磷酸肌醇-二酰甘油系统,使细胞内的CAMP、CGMP和IP3/DG等第二信使的变化来调制NE的释放。（二）肠道神经系统肠道神经系统(enteric nervous systemi ENS)分别在粘膜下和肠肌中构成神经丛。,三、中枢神经系统各部位对内脏活动的调节,（一）脊髓自主神经调节内脏活动的低级中枢，可以完成一些基本反射，如血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射、勃起反射、胃肠反射等。 （二）低位脑干延髓的“生命中枢”。可以完成许多与生命有关的反射,如调节心血管活动的加压与降压反射、呼吸调节有关反射、胃肠运动与消化腺分泌反射。此外,延髓还是吞咽、咳嗽、喷嗖、呕吐等反射的整合中枢。因此,延髓被破坏,动物或病人均会迅速死亡。中脑是瞳孔对光反射的中枢,与下丘脑和边缘前脑的自主神经功能密切有关。此外,脑干网状结构中许多神经元通过其纤维下行,调节脊髓的自主性功能。,（三）下丘脑调节植物神经与内分泌功能的较高级中枢。下丘脑不是