摘要:研究表明,动物和人均对七氟烷存在敏感性差异,七氟烷的敏感性是指维持相同麻醉深度,其七氟烷呼气末浓度有所不同,七氟烷的敏感性差异关系到患者的术后结局。
据2019年lanct杂志报告,全球每年有3.14亿人次实施手术治疗,其中绝大部分手术需要在全身麻醉下完成。
在全身麻醉中,主流的麻醉方式仍旧是静脉麻醉与吸入麻醉,现临床多采用静吸复合麻醉。
然而,不管是静吸复合麻醉还是吸入全凭麻醉,都涉及到吸入麻醉药的使用。
吸入麻醉药中,七氟烷同时具备镇静、镇痛和肌肉松弛作用,是目前临床应用最广泛的一种吸入麻醉药。
研究表明,动物和人均对七氟烷存在敏感性差异,七氟烷的敏感性是指维持相同麻醉深度,其七氟烷呼气末浓度有所不同,七氟烷的敏感性差异关系到患者的术后结局。
不同的敏感性差异会导致不同的麻醉深度,患者的术后结局与全身麻醉期间的麻醉深度有关,围术期的麻醉深度需要维持在合适范围。
麻醉过深会导致患者苏醒延迟并增加术后死亡率,而麻醉过浅会导致血流动力学波动,增加心脑血管不良事件、术中知晓和手术中断等事件的发生率。
并且,吸入麻醉药的敏感性无论降低还是增加都不利于患者预后。
吸入麻醉药的敏感性降低不仅会增加围术期的麻醉药用量,导致麻醉药品消耗增加,还可能预示着患者的不良术后结局。
研究表明对七氟烷敏感性低的患者拔除气管导管的时间往往会延长。
同样,在较低的吸入麻醉药浓度下(即敏感性增高),出现脑电抑制的患者术后意识异常的发生率增加,对异氟烷更敏感的衰老小鼠整体运动能力以及学习和记忆功能均会降低。
糖尿病的发病率逐年增加,糖尿病的高致残率以及死亡率引起了人们的广泛关注,外科手术患者中的糖尿病患者比例逐渐升高,约占10%-20%。
据统计,高达50%的糖尿病患者在其一生中将至少接受一次外科手术。
总之,糖尿病患者的手术量居高不下,而七氟烷作为临床上最常用的吸入麻醉药物之一,被广泛用于糖尿病患者的麻醉。
吸入麻醉药敏感性的研究从基础实验到临床,均引起了麻醉医生的广泛关注。
有研究纳入术前存在睡眠障碍的乳腺外科手术患者,发现这些患者对七氟烷的需求增加,即吸入麻醉药的敏感性降低。
文献报道,终末期肾病的患者对七氟烷敏感增加,其MAC值显著降低,可能是与终末期肾病导致相关毒性代谢物消除障碍,造成中枢神经系统损伤有关。
另外,有研究纳入胃肠外科患者(排除糖尿病),观察其对七氟烷的麻醉敏感性,发现患者对七氟烷的麻醉敏感性存在明显差异。
我们预实验纳入50例糖尿病患者,使用七氟烷、舒芬太尼和顺式阿曲库铵来诱导气管插管,麻醉维持期间仅用七氟烷维持镇静,瑞芬太尼用于泵注镇痛,并通过调控呼气末七氟烷浓度维持BIS值在40~60之间。
统计患者气管插管后20min至手术开始1h时间段的呼气末七氟烷浓度,发现50例患者的呼气末七氟烷浓度符合正态分布,以加或减1倍标准差作为标尺来衡量七氟烷敏感性差异,发现糖尿病患者对七氟烷存在敏感性差异。
蛋白质是物质功能的承担者,在生物学上下游发挥着承上启下的作用。随着日益精细的科研和临床需求,蛋白质组学不断应用于各种研究中。
临床蛋白质组学可以在疾病的发生发展、治疗和预防等方面发挥作用,利用蛋白质组学综合分析蛋白质的表达与否和表达量的差异,是研究临床问题的新技术。
随着质谱技术的快速发展,以及定量及数据处理方法的快速迭代,蛋白质组学研究在临床研究中的地位越来越重要。
糖尿病患者对七氟烷存在敏感性差异,但是机制不清楚。蛋白质作为吸入麻醉药的直接靶点,与吸入麻醉药的敏感性密切相关。
研究表明与能量代谢相关的蛋白质,例如FAT2与NEDD4蛋白与七氟烷的麻醉敏感性相关,其它蛋白质如神经元型一氧化氮合酶、谷氨酰胺合成酶等也与吸入麻醉药的敏感性相关。
人体血液中的蛋白质来源与机体所有的细胞、组织和器官都有紧密的联系,这使得血液中的蛋白质能够直观地反映出机体的病理、生理状态,是重要的临床样本。
吸入麻醉药是通过与蛋白质结合发挥麻醉作用,除了目前已知的中枢神经系统与吸入麻醉药敏感性相关的蛋白质外,一部分中枢神经系统蛋白质可能因神经损伤等各种原因而在血浆中发现。
因此,血浆中能不能找到与吸入麻醉药敏感性相关的蛋白质尚不可知。
目前的研究表明,能量代谢改变可直接影响吸入麻醉药的敏感性。
线粒体复合物I是呼吸链中最大的酶复合物,在线粒体的能量代谢中起着至关重要的作用,而且线粒体复合物I是吸入麻醉药敏感性的靶点。
线粒体复合物I功能障碍已在临床病例和动物水平证明,与吸入麻醉药的敏感性密切相关。
NDUFS3是NADH-泛醌氧化还原酶铁硫蛋白3,可以催化复合物I在线粒体基质中的组装。
NDUFS3可影响整个线粒体复合物I的功能,其缺失或功能异常与线粒体呼吸链相关的疾病有关,例如肌肉、神经退行性疾病和代谢疾病等。
现有的研究已经表明秀丽隐杆线虫和果蝇编码线粒体复合物I的基因gas-1(NDUFS2)和ND23基因(NDUFS8)突变均会导致吸入麻醉药敏感性改变。
NADH-泛醌氧化还原酶铁硫蛋白4(NDUFS4)也参与线粒体复合物I的组成,且NDUFS4基因敲除小鼠对吸入麻醉药高度敏感。
NDUFS3和NDUFS4的突变,被认为与Leigh综合征有关,研究还表明NDUFS4可改善NDUFS3遗传缺陷导致的线粒体复合物I电子链功能异常。
因此,NDUFS3作为编码线粒体复合物I的蛋白质,其表达上调或下调势必会影响线粒体复合物I的功能而影响吸入麻醉药的敏感性。
DLST是α-酮戊二酸脱氢酶复合物的亚基,α-酮戊二酸脱氢酶复合物是线粒体基质中三羧酸循环的限速酶之一。
该复合物由三个主要蛋白质组成,其中一个是结构核心蛋白,即DLST。人类DLST基因位于14号染色体上的q24.2-q24.3,由15个外显子组成。
DLST功能受损可显著降低NDUFS4基因敲除小鼠的α-酮戊二酸脱氢酶活性,导致氧化磷酸化受损从而加剧线粒体复合物I功能障碍,线粒体复合物I功能障碍已在临床和基础研究中被明确证实与吸入麻醉药的敏感性相关。
并且,α-酮戊二酸脱氢酶复合物还参与转氨作用和谷氨酸代谢,并且已经证明谷氨酸代谢与吸入麻醉药的敏感性相关。
此外,α-酮戊二酸脱氢酶复合物功能障碍也与许多神经系统退行性病变有关,而吸入麻醉药最终通过中枢神经系统发挥作用,这也可能是其间接与七氟烷敏感有关的原因之一。
因此,DLST可能与糖尿病患者的七氟烷麻醉敏感性有关。
α-烯醇化酶属于烯醇化酶家族,是糖酵解酶,可以催化2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇丙酮酸。
α-烯醇化酶不仅参与葡萄糖代谢,还可调节纤溶酶活化驱动淀粉样蛋白的纤溶降解,进而发挥神经保护作用。
ENO1作为神经元的纤溶酶原受体或激动剂之一,在阿尔茨海默病大脑组织中表达增加,被认为可能是阿尔茨海默病的潜在治疗靶点。
并且研究表明,携带阿尔茨海默病基因的小鼠对吸入麻醉药的敏感性降低。
由于临床使用的吸入麻醉药通过中枢神经系统中的多个靶受体发挥作用,中枢神经系统的病理变化可能会改变吸入麻醉药的敏感性。
ENO1作为阿尔茨海默病的关键治疗靶点,与中枢神经系统功能相关,可能间接与吸入麻醉药的敏感性相关。
并且,ENO1在糖尿病肾病的发生发展中起关键作用,已经证明糖尿病肾病的发生发展会影响吸入麻醉药的敏感性。
此外,ENO1还参与线粒体相关复合物的形成。因此,ENO1可能通过影响中枢神经系统功能、糖尿病肾病的发展和线粒体功能,而与糖尿病患者对七氟烷的麻醉敏感性差异有关。
选择190例糖尿病患者作为研究对象,仅用七氟烷诱导和维持镇静,通过调控呼气末七氟烷浓度将BIS值维持在40-60之间。
结果显示,相同麻醉深度下的糖尿病患者对七氟烷的敏感性表现出显著差异,根据呼气末七氟烷浓度±1倍标准差筛选出高敏感和低敏感患者。
筛选出的敏感性患者通过倾向性匹配分析,将匹配后患者的血浆行蛋白质组学检测,以发现与糖尿病患者的七氟烷麻醉敏感性可能相关的蛋白质。
首先发现糖尿病患者对七氟烷的麻醉敏感性存在明显差异,高敏感患者约占16.84%,低敏感患者约占15.26%。
高敏感组的拔管时间短于低敏感组。其次糖尿病患者血糖水平可影响呼气末七氟烷浓度,呼气末七氟烷浓度与血糖水平呈负相关关系,糖尿病肾病患者对七氟烷的麻醉敏感性增加。
最后血浆蛋白质组学发现,可能与糖尿病患者七氟烷的麻醉敏感性差异有关。
来源:Mr刘聊健康