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睡眠和觉醒的发生及转换被认为是脑内神经递质和内源性睡眠促进物质共同作用的结果,同时受昼夜节律调控。动物实验和临床证实propofol导致动物或人产生意识丧失和睡眠,低剂量的propofol具有良好的镇静作用,但机制尚不清。我们推测propofol麻醉作用可能与睡眠通路相关,可能通过兴奋睡眠中枢系统,抑制觉醒系统而起作用。本研究采用睡眠觉醒记录解析的方法和即刻早基因表达和相关神经递质免疫组织化学双标记技术揭示propofol对睡眠觉醒时相的调节作用和中枢作用靶点及通路,为全面了解propofol作用机制和指导临床应用提供实验和理论依据。方法:SD大鼠随机分为4组:vehicle (saline)注射组,propofol 1 mg/kg、5 mg/kg和10 mg/kg注射组。肌电(EMG)和脑电(EEG)电极分别植入项肌和脑皮质表面以备记录。术后恢复七天,记录各组EEG和EMG 24 h后22:00分别腹腔注射saline或propofol,解析各组睡眠觉醒时相的改变。药效作用高峰期1.5小时,处死动物行Fos蛋白标记和调节睡眠觉醒重要神经递质免疫组化双标记,观察propofol的作用导致Fos在睡眠觉醒相关核团表达活性的变化。结果:1.腹腔注射10 mg/kg propofol抑制大鼠觉醒,EEG显示为高幅慢波,EMG活动减少,24小时时程为给药后持续5小时深慢波睡眠(deep slow wave sleep, SWS2), SWS2平均持续时间增多,长时程睡眠(>960秒)发生次数增加,而对其它时相发生次数和各时相相互转化次数无显著影响,对异相睡眠/快动眼睡眠(paradoxical sleep, PS/rapid eye move sleep, REM sleep)无改变。Propofol 5 mg/kg EEG、EMG以及睡眠图表现与10 mg/kg相似,但是SWS2时相持续时间较短,长时程觉醒被破坏,浅慢波睡眠(light slow wave sleep,SWS1)向SWS2以及SWS2向觉醒的转换此时增加。1 mg/kg propofol对睡眠觉醒行为无显著影响。2.与生理觉醒组和生理盐水组相比,10 mg/kg propofol (10 mg/kg)组动物睡眠关键核团腹外侧视前区(ventrolateral preoptic nucleus, VLPO)区Fos-IR表达增多,觉醒相关核团结节乳头体核(tuberomammillary nucleus, TMN)、穹窿周区(perifornical nucleus, PeF),外侧下丘脑(lateral hypothalamic area, LH)、中脑导水管周围灰质腹侧(ventrolateral periaquiductal gray, vPAG)、中缝核(dorsal raphe nucleus, DRN)Fos-IR均有不同程度的降低,且具有统计学意义,与生理睡眠组动物Fos-IR表达区域类似。蓝斑(locus coeruleus, LC)、中脑被盖区(pedunculopontine tegmental bucleus, PPT)以及黑质(substantia nigra pars compacta, SNC)Fos-IR各组均无明显表达。结论1. Propofol剂量依赖性促进SWS2睡眠,缩短睡眠潜伏期,但对PS和SWS1睡眠无明显影响。2. Propofol 10 mg/kg引发SWS2片段的平均持续时间和长时程发生次数增加,但改变其它时相片段发生次数及转化次数与对照组相比无显著性。提示高剂量propofol引起的睡眠主要是通过增加长时程SWS2时相的持续时间增加睡眠量。3. Propofol 5 mg/kg引发的觉醒,SWS1和SWS2片段发生次数以及SWS1向SWS2和SWS2向觉醒转化次数显著增加,同时觉醒的平均持续时间和长时程觉醒发生次数减少。提示中剂量可能是通过破坏觉醒的发生并降低觉醒的持续时间而增加睡眠量。4. Propofol通过激活睡眠中枢VLPO神经元和抑制觉醒中枢的结节乳头体核、穹窿周区,外侧下丘脑、中脑导水管周围灰质腹侧及中缝核而促进睡眠。