急性应激对小鼠通过脑干回路从异氟醚麻醉中苏醒的性别特异性影响

《Anesthesiology》：Sex-specific effects of acute stress on emergence from isoflurane anesthesia via brainstem circuitry in mice

本研究发现急性应激通过激活雄性小鼠蓝斑核-DRN GABA能神经元通路及α1肾上腺素受体，显著缩短异氟烷麻醉苏醒时间，性别差异显著。

　　

摘要

背景：

术前压力是外科患者中一个被广泛记录的现象，它会导致麻醉需求的临床显著差异。这种差异对安全的麻醉实践构成了重要挑战，因为压力可能会改变全身麻醉药物所作用的神经回路的功能。然而，压力与麻醉效果变化之间的具体机制仍不清楚。本研究旨在探讨急性压力如何影响异氟醚的麻醉效果，并揭示相关的神经回路和受体机制。

方法：

通过对小鼠施加30分钟的束缚压力，我们通过观察翻正反射的丧失和恢复以及脑电图（EEG）频谱分析来评估异氟醚的麻醉效果。通过免疫荧光染色、纤维光度测量和基于病毒的光遗传学/化学遗传学技术来识别神经回路机制。还采用了药理学方法和shRNA技术来验证受体在压力驱动的异氟醚麻醉调节中的作用。

结果：

急性压力降低了雄性小鼠的异氟醚麻醉深度并缩短了苏醒时间（15.78 ± 3.17分钟 vs 6.84 ± 1.77分钟；P = 0.0034），而雌性小鼠则没有出现这些效应。c-Fos免疫荧光染色和纤维光度测量显示，在束缚压力后，雄性小鼠的蓝斑（LC^NE）神经元激活增强。通过药理学方法破坏或化学遗传学方法抑制LC^NE神经元可以消除这些由压力引起的效应（EYFP + Stress vs hM4Di + Stress：7.76 ± 1.20分钟 vs 20.22 ± 5.93分钟，P < 0.0001）。下游追踪显示，LC^NE神经元投射到背侧缝核（DRN）中的GABA能神经元。通过光遗传学或化学遗传学方法抑制LC^NE→DRN^GABA回路，或者通过药理学或遗传学方法干扰DRN神经元中的α1-肾上腺素受体（α1-ARs），也可以消除雄性小鼠中由压力引起的麻醉调节（Scramble + Stress vs shRNA + Stress：8.06 ± 1.94分钟 vs 23.38 ± 4.61分钟，P = 0.0002）。

结论：

本研究确定LC^NE→DRN^GABA回路和DRN^GABA神经元中的α1-ARs是雄性小鼠在急性压力下从异氟醚麻醉中加速苏醒的关键中介因素。