小鼠试验：明暗循环对催眠药诱导异氟醚麻醉延迟恢复的影响

摘要：以前报道过溴替唑仑，延缓了小鼠异氟醚麻醉后的恢复。然而，催眠药的效果可能会被昼夜节律所改变。测量有视力的小鼠（ICR和C57BL / 6J）和失明的小鼠（FVB / N和C3H / HeN）运动能力，并在光明和黑暗时期比较催眠药对异氟烷麻醉的影响。在有视力的小鼠中，由溴替唑仑诱导的恢复在光明时期被延迟，而由苏沃雷生引起的恢复在黑暗时期被延迟。在C57BL / 6J小鼠中，观察到了由溴替唑仑引起的延迟恢复，并在明亮和黑暗时期观察到了由苏沃雷生引起的延迟恢复。在黑暗期的最后6h，盲鼠的运动活性较低，与光明期相似。在盲鼠中，溴替唑仑诱导的延迟恢复在这两个时期是相同的，而苏沃雷生不影响异氟醚麻醉的恢复。这些结果表明，催眠药对异氟烷麻醉的影响因昼夜节律而改变，催眠药的时辰药理作用可能需要每天的明暗刺激。

关键词：催眠药  昼夜节律  时辰药理学  氨基丁酸能神经元

简介：失眠是普通人群的常见症状，估计患病率在10％至30％之间。各种催眠药，例如苯二氮卓类，非苯二氮卓类，褪黑激素受体激动剂和食欲素受体拮抗剂，可用于治疗失眠。由于许多药物的有效性和毒性因给药时间而异，因此时辰疗法对许多疾病的潜在益处正日益受到关注。然而，目前关于催眠药对睡眠障碍的时辰药理学效应的资料有限。以前报道过增食欲素受体拮抗剂苏沃雷生不影响异氟醚麻醉的持续时间。另一方面，Kelz等人证明了选择性orexin-1受体拮抗剂的治疗延迟了异氟醚麻醉的恢复。这种差异归因于实验时间，因为我们在光照期间进行了实验，而Kelz等人在黑暗期间进行了评估。由于在临床实践中很少有机会将催眠药与麻醉药结合起来，因此从临床药理学的角度来看，麻醉药与催眠药的相互作用可能没有意义。但是，麻醉剂引起的无意识可能是由于与调节睡眠和清醒的神经回路的相互作用。 因此，麻醉药和催眠药的组合可能会揭示单独的催眠药的新药理特性。在哺乳动物中，睡眠/觉醒周期由位于视交叉上核（SCN）的中央生物钟调节。SCN由成千上万个独立的神经元组成，这些神经元相互同步，产生稳定的节律。一个睡眠-觉醒调节模型提出了一种触发器转换机制，它涉及促进睡眠和觉醒的神经元之间相互抑制的相互作用。食欲能神经元在稳定清醒状态中起重要作用，而GABA能神经元主要投射和抑制促醒神经元。光/暗循环是SCN哺乳动物中枢昼夜节律钟的重要调节因子。Pde6rd1（rd1）突变纯合小鼠具有早发性严重视网膜变性，这表明在出生后早期感光细胞迅速丧失。rd1中的这种突变已在几种标准实验室自交系中检测到，包括FVB / N和C3H / HeN。在本研究中，我们比较了明暗两个时段中，诱导睡眠的药物（溴替唑仑或苏沃雷生）对异氟烷麻醉恢复的影响。

ZT6和ZT9在正常光照下进行昼间实验，ZT12和ZT15在微弱红光下进行夜间实验。在异氟烷麻醉诱导前一小时，口服给予溶于0.5％羧甲基纤维素（CMC）水溶液中的溴替唑仑或苏沃雷生的混悬液。如前所述，将小鼠置于装有4%异氟醚的麻醉箱中诱导麻醉，然后将小鼠从麻醉箱中取出，观察翻正反射消失后的恢复情况。

结果：在ICR，C57BL / 6J和C3H / HeN小鼠中，在黑暗期（ZT12-24）的运动能力明显高于在明亮期（ZT0-12）的运动能力，而FVB/N小鼠则没有。ICR小鼠的运动活性在ZT12-18时最高，在ZT6-12时最低。在随后的实验中，为了研究催眠药对异氟醚麻醉恢复的影响，在ZT6-9期间进行了光周期实验，而在ZT12-15期间进行了暗周期实验。在ICR小鼠中，溴替唑仑在亮期以0.75 mg / kg的剂量和在黑暗期以2.5 mg / kg的剂量显著延迟了异氟烷麻醉的恢复。另一方面，在黑暗期，苏沃雷生以40 mg / kg的剂量显著延迟了异氟烷麻醉的恢复，但在明亮期并未延迟恢复。

图1. 昼夜节律对ICR小鼠诱导睡眠的药物引起的异氟烷麻醉延迟恢复的影响。A、 ICR小鼠运动活动的日变化。每6小时测量一次运动活动（ZT0-6、ZT6-12、ZT12-18和ZT18-24）。B和C，在光和暗期间，溴替唑仑（B）或苏沃雷生（C）对异氟烷麻醉的影响。

为了研究每日光-暗刺激对催眠药的时辰药理作用的影响，我们使用了三种自交系，有视力的C57BL / 6J小鼠，盲FVB / N小鼠和盲C3H / HeN小鼠进行了类似的实验。虽然在所有三个品系和ICR小鼠中，ZT12-18处的运动活性最高，但在FVB/N或C3H/HeN小鼠中，没有观察到ZT0-6、ZT6-12和ZT18-24处活动的显著差异。在C57BL / 6J小鼠中，在明亮和黑暗时期，溴替唑仑（0.75 mg / kg）显着延迟了异氟烷麻醉的恢复。溴替唑仑的这种作用在光照期比黑暗期更为显著。在C57BL / 6J小鼠中，苏沃雷生（40 mg / kg）在光明和黑暗时期也显著延迟了异氟醚麻醉的恢复。在FVB / N和C3H / HeN小鼠中，溴替唑仑（0.75 mg / kg）在光明和黑暗时期显著延迟异氟烷麻醉的恢复程度。在FVB / N和C3H / HeN小鼠中，苏沃雷生（40 mg / kg）在明亮或黑暗期均不影响异氟烷麻醉的恢复。

图2. 三种自交系的昼夜节律对催眠药诱导的异氟烷麻醉延迟恢复的影响。A-C，在C57BL / 6J（A），FVB / N（B）和C3H / HeN小鼠（C）中运动活动的每日变化。 每六个小时测量一次运动活动（ZT0-6，ZT6-12，ZT12-18和ZT18-24）。D-I，C57BL / 6J（D和G），FVB / N（E和H）和C3H / HeN小鼠在明亮和黑暗期间，溴替唑仑（D–F）和苏沃雷生（G–I）对异氟烷麻醉的影响。

讨论：广泛的相关证据表明，麻醉药通过选择产生睡眠和清醒的皮层下核团来发挥作用。关于仅由异氟烷引起的麻醉时间，在同一实验中变异性可忽略不计，而在不同实验之间观察到明显差异。例如，在使用ICR小鼠的四个实验中，最小对照值为50.4±3.3 s，最大值为80.9±14.4 s。麻醉气体的作用受气体麻醉剂肺泡分压的影响。在本研究中，异氟醚麻醉的恢复可能主要归因于通过自主通气的肺排泄。在ICR小鼠中，溴替唑仑在光照期（睡眠期）比在暗期（活动期）更能延迟异氟醚麻醉后的恢复，而苏沃雷生只在暗期延迟恢复。先前的研究报告称，GABA能或食欲素能神经元的药理学调节可改变小鼠的睡眠/觉醒状态。目前的结果可能是有效的，因为溴替唑仑增强了引起睡眠的GABA能功能，而苏沃雷生抑制了参与觉醒的食欲素能神经功能。

目前的研究结果共同表明，溴替唑仑和苏沃雷生的作用是由昼夜节律改变的，每天的光-暗刺激可能是催眠药的时间药理学作用所必需的。

原文出自：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1347861321000141