
丙泊酚在中枢神经系统中非麻醉效应的研究进展
作者:张睿
,徐懋,北京大学第三医院麻醉科
丙泊酚
是临床广泛应用的静脉麻醉药物,具有起效迅速、持续时间短、恢复快等优点,广泛用于全身麻醉的诱导与维持、无痛胃肠镜等场合,尤其适用于微创和短小手术及操作。丙泊酚不仅具有麻醉作用,还可能产生一系列其他中枢效应,包括抗焦虑、镇静、欣快等效应。本文对丙泊酚在中枢神经系统中的非麻醉效应进行文献总结,讨论其作用机制及相关临床影响,旨在为临床实践提供参考。
1.镇静作用
1.1 镇静效应产生机制
丙泊酚的镇静效应主要通过增强γ 氨基丁酸A型( gamma-aminobutyric acid type A,GABA-A) 受体的活性,促进氯离子内流,导致神经元超极化,从而抑制神经活动。镇静效果具有剂量依赖性:低剂量时可产生轻度镇静作用,高剂量可引发深度镇静或麻醉状态。
1.2 镇静效应的临床应用
1.2.1 非手术室镇静
丙泊酚因起效迅速、恢复快的特点,成为门诊和日间手术等微创手术和操作镇静的首选药物,广泛应用于无痛胃肠镜、支气管镜等侵入性操作。丙泊酚能够快速诱导镇静并促使患者迅速恢复,不仅有效地缩减术后恢复时间,还缩短患者在医院的停留时间,提升患者满意度。Park 等报道与非镇静组相比,丙泊酚用于急性静脉曲张
出血的内镜下治疗能显著缩短手术时间( 12.4 min vs.13.8 min,P < 0.05) 。
Padmanabhan等报道在门诊结肠镜检查
中,相较于芬太尼/咪达唑仑组( n = 300) ,丙泊酚组( n = 300) 患者对麻醉满意率更高( 98.7% vs.91.3%,P < 0.001) ,且并发症发生率和术中觉醒率较低( 2.7% vs.11.7%和2%vs.17%,P < 0.001) 。Wang 等比较门诊妇科手术丙泊酚组( n = 82) 与瑞马唑仑
组( n = 82) 患者满意度,与瑞马唑仑组比较,丙泊酚组术后恢复室停留时间更短[( 22.4 ± 7.0) min vs.( 27.6 ± 9.1) min,P < 0.001];术后第1 天使用医院焦虑和抑郁量表评估,丙泊酚组焦虑和抑郁评分均显著低于瑞马唑仑组[焦虑:( 3.9 ± 2.7) 分vs.( 4.9 ± 3.3) 分,P <0.05;抑郁:( 3.6 ± 3.3) 分vs.( 4.9 ± 3.6) 分,P <0.05]。
可见,丙泊酚应用于门诊妇科手术时,相较于瑞马唑仑,在缩短术后恢复时间、降低术后恶心程度、改善术后患者的焦虑和抑郁程度等方面展现较大优势。
1.2.2 重症监护病房( intensive care unit, ICU) 中的镇静
丙泊酚在ICU 中广泛应用于机械通气
患者,起效快和短效的药代动力学特性可迅速诱导并维持理想镇静深度,缓解焦虑、疼痛及降低应激创伤,减少交感神经兴奋和生理功能紊乱。此外,丙泊酚精准的镇静作用有助于优化机械通气效果,降低机械通气的相关并发症,改善临床预后。Li 等纳入3745 例脓毒症
相关急性肾损伤
( sepsis-associated acute kidney injury,S-AKI) , 649 例接受咪达唑仑镇静, 3096 例接受丙泊酚镇静。与咪达唑仑组相比,丙泊酚组ICU 死亡率显著降低( RR =0.62, 95% CI:0.52 ~ 0.74,P < 0.001) , 30 d 死亡率显著降低( RR = 0.56,95% CI:0.47 ~ 0.67,P <0.001) ,机械通气时间较短( OR = 0.72,95% CI:0.59 ~ 0.88,P < 0.001) ,Kaplan-Meier 生存曲线显示咪达唑仑组生存率显著低于丙泊酚组( P <0.001) ,这表明丙泊酚在S-AKI 患者中可能具有更大的临床优势,有助于改善患者的短期预后。同时,丙泊酚可剂量依赖性减轻脓毒症引起的神经损伤、抑制神经炎症和氧化应激,通过激活Nrf2 /HO-1 轴抑制铁死亡,改善脑损伤
和神经功能障碍。
丙泊酚在镇静领域的临床应用广泛,尤其在非手术室和ICU 镇静中展现出独特的优势,其迅速起效、快速恢复的特性能够有效减轻患者的不适和焦虑,减少应激创伤,缩短术后恢复时间,改善临床预后。
2. 抗焦虑作用
2.1 抗焦虑作用机制
传统观念认为丙泊酚的抗焦虑效应是通过与GABA-A 受体结合,增强GABA 的作用,从而提高抑制性神经活动,产生快速抗焦虑效果。Yu 等研究表明丙泊酚通过抑制下丘脑室旁核中促肾上腺皮质激素
释放激素神经元的过度激活,恢复其兴奋- 抑制平衡,进而缓解焦虑行为。此外,敲低GABA-A 受体β3 亚基后,丙泊酚的抗焦虑作用显著减弱,表明β3 亚基在丙泊酚抗焦虑机制中起关键作用。亚麻醉剂量的丙泊酚( 20 mg /kg 和40 mg /kg)通过去抑制作用增强腹侧被盖区多巴胺
能神经元的兴奋性,进而有效缓解焦虑样行为。
2.2 抗焦虑效应的临床应用
丙泊酚在硬膜外麻醉中显示出显著的抗焦虑效应。接受丙泊酚镇静组( n = 30) 患者术中焦虑水平明显低于对照组( n = 30,给予生理盐水) [状态焦虑量表( State-Anxiety Inventory,SAI) 评分:24 ( 20 ~37) 分vs.32( 23.25 ~ 51) 分,Z = 1.94,P = 0.05],丙泊酚组术后血清皮质醇浓度相较术前显著降低( t = 4.75,P < 0.01) ,表明丙泊酚镇静有效减轻心理应激。此外,丙泊酚镇静改善患者的生理指标( 如MBP、HR、SpO2) ,增加麻醉满意度[视觉模拟评分:丙泊酚组9( 7.75 ~ 10) 分vs.对照组8 ( 6 ~ 9)分,Z = 2.07,P = 0.04]。
丙泊酚在临床应用中展现出显著的抗焦虑作用,特别是在不需要全身麻醉的手术情况下效果尤为突出。丙泊酚在优化麻醉方案、减轻术后焦虑以及改善术后恢复质量方面,具有重要的临床应用价值。
3. 欣快作用
3.1 致欣快的作用机制
丙泊酚致欣快的分子基础涉及多条复杂的神经生物学通路,其中多巴胺信号通路起关键作用,通过D1 受体在奖赏和欣
快感知中扮演重要角色,糖皮质激素
也能够通过该受体调节丙泊酚的奖赏效应;蓝斑核去甲肾上腺素
神经元直接参与亚麻醉剂量丙泊酚的欣快效应;氮能系统借助一氧化氮
的生成参与对丙泊酚引发的活跃性和欣快感的调节;此外,ERK 信号通路以及FosB 转录因子的积累也与丙泊酚的奖赏和欣快效应相关。这些通路相互协同作用,共同对丙泊酚的奖赏感和欣快感进行调节。
3.2 致欣快的临床研究
注射丙泊酚后,部分患者会产生愉悦的主观体验,表现为醉意、头晕和兴奋等,但同时伴随思维和肢体控制丧失。吗啡- 苯丙胺量表( morphine benzedrine group,MBG) 评分通常用于评估欣快感强度( 满分16 分,得分越高表示欣快程度越高) 。Tezcan 等研究显示结肠镜检查中丙泊酚进行麻醉的患者( n = 50) 欣快评分( 10.5 ± 5.3) 分,且在首次使用时即可产生欣快感。
Li 等纳入217 例拟行胃肠镜检查患者,随机分为丙泊酚组( n = 109) 和环泊酚
组( n = 108) ,结果显示泊酚与丙泊酚有相似的致欣快作用,丙泊酚组患者术后30 min MBG 评分相较术前有显著提高[( 8.84 ± 2.22) 分vs.( 3.84 ±1.45) 分]。Zhao 等评估360 例丙泊酚无痛胃肠镜检查的欣快感,术后30 min MBG 评分较术前有显著提高[( 8.67 ±4.69) 分vs.( 4.23 ±1.26) 分]。
4. 术后认知功能障碍( postoperative cognitivedys function,POCD)
4.1 POCD 和丙泊酚的关系
POCD 是指手术后患者出现的认知能力下降,如记忆力减退、注意力不集中和学习困难等,尤其在老年人中较为常见。丙泊酚对POCD 的影响具有双重性,既有潜在的神经保护作用,也可能因使用条件不同而存在风险。目前,关于丙泊酚对POCD的具体影响仍未得出确切结论。
4.2 丙泊酚损害术后认知功能的可能机制
丙泊酚诱发POCD 的机制涉及多层面病理生理过程:①促进Tau 蛋白磷酸化与β - 淀粉样蛋白( beta-amyloid,Aβ) 沉积,诱导神经元微管系统紊乱及突触功能障碍;②抑制海马突触可塑性并触发NMDA 受体依赖性神经元凋亡途径,导致记忆编码能力受损;③通过线粒体通透性转换孔开放引起电子传递链复合体Ⅰ/Ⅲ活性抑制,诱发氧化应激及能量代谢障碍;④干扰细胞自噬稳态,高浓度暴露可阻断海马自噬流,导致异常蛋白聚集及程序性死亡通路激活。上述病理级联反应共同导致神经突触效能减退与神经网络重构异常。
4.3 丙泊酚的神经保护作用机制
丙泊酚具有显著的神经保护作用,机制涉及多个信号通路和细胞过程:
①丙泊酚能够减少Aβ 诱导的线粒体通透性转换孔开放,从而降低线粒体损伤。此外,丙泊酚还抑制Aβ 诱导的半胱天冬酶3和半胱天冬酶9 活化,进而减少神经元的凋亡。
②丙泊酚通过调控ROS /PI3K/Akt /mTOR/HIF-1α信号通路,抑制代谢重编程,减轻神经炎症,保护神经元免受损伤。
③丙泊酚通过上调miR-223-3p表达,抑制Foxo1 信号通路,从而减轻POCD 并减少术后炎症反应。
④丙泊酚能够将小胶质细胞的表型从促炎M1 型转变为抗炎M2 型,进而发挥神经保护作用。
⑤丙泊酚通过抑制线粒体通透性转换孔开放及Ca2 + 诱导的线粒体肿胀显著减轻离体海马组织氧糖剥夺损伤。
⑥丙泊酚通过抑制NF-κB 介导的级联炎症反应和调控神经元凋亡机制,发挥针对缺血性脑损伤的神经保护作用。
4.4 丙泊酚与POCD 相关的临床研究
Li 等纳入164 例老年髋/膝关节置换的随机对照研究( 丙泊酚组n = 55,咪达唑仑组n = 54,右美托咪定组n = 55) 显示,丙泊酚组术后7 d 内POCD发生率显著低于右美托咪定组与咪达唑仑组[18.2%( 10 /55) vs.40.0% ( 22 /55) ,χ2 = 6.342,P = 0.012;18.2%( 10 /55) vs.51.9%( 28 /54) ,χ2 =13.603,P < 0.001) 。
Yao 等纳入197 例老年腹腔镜
手术的临床队列研究表明,丙泊酚全凭静脉麻醉( n = 97) 相比七氟烷
吸入麻醉( n = 100) 能更有效改善术后第1 天认知功能:丙泊酚组术后第1 天时简明精神状态检查评分显著高于七氟烷组[( 23.8 ±2.3) 分vs.( 22.4 ±2.6) 分,P = 0.006],多因素回归分析显示丙泊酚全凭静脉麻醉是术后第1、7 天认知评分的独立保护因子( β = 0.803,P = 0.001;β =0.472,P = 0.025) 。
丙泊酚对POCD 的影响具有复杂的多维调控机制,作用特征既包含神经毒性风险,又具备潜在的神经保护作用。在临床应用中,尤其对于老年患者,需特别关注个体化用药方案的设计,关键在于动态平衡其神经保护潜力与潜在的毒性风险,以确保患者在麻醉过程中能够获得最佳的治疗效果。
5. 丙泊酚对睡眠状态的影响
丙泊酚在改善睡眠质量方面也具有一定潜力,特别是在一些睡眠障碍
患者中。丙泊酚的作用机制涉及对多个睡眠- 觉醒通路的调节,尤其是通过影响关键神经递质系统,如GABA 和谷氨酸
受体。
5.1 丙泊酚对正常睡眠的影响
丙泊酚对正常人群的睡眠存在一定影响,作用机制与自然睡眠的生理过程存在部分重叠。丙泊酚可以通过增加深度睡眠( N3 阶段) 的比例显著改变睡眠的结构,同时抑制快速眼动( rapid eye movement,REM) 睡眠的出现。在麻醉过程中,丙泊酚能诱发与睡眠类似的脑电波模式,其特征与REM 睡眠的脑电波相似。丙泊酚与术后睡眠质量下降密切相关。Lei等对1033 例诊断性胃肠镜检查进行研究,镇静组给予丙泊酚或舒芬太尼
( n = 510) ,对照组不予麻醉( n = 523) ,诊断性胃肠镜检查后1 周镇静组患者匹兹堡睡眠质量指数( Pittsburgh Sleep QualityIndex,PSQI) 显著增加[诊断性胃肠镜检查前镇静组PSQI 评分( 4.71 ± 1.99) 分,对照组( 4.93 ± 2.11)分,诊断性胃肠镜检查后1 周镇静组( 5.34 ± 2.37)分,对照组( 5.02 ± 2.21) 分,睡眠质量变差,P <0.001],约1 个月后患者的睡眠质量逐渐恢复。
Jean 等对50 例ICU 中接受机械通气治疗的患者进行研究,评估丙泊酚对睡眠的影响,得出相反的结论:丙泊酚镇静的患者睡眠时间[n = 11,( 6.54 ±0.64) h]明显长于芬太尼镇静的患者[n = 18,( 4.88 ±0.75) h]、丙泊酚和芬太尼联合使用的患者[n = 11,( 6.20 ± 0.75) h]以及未接受镇静治疗的患者[n =10,( 4.02 ± 0.62) h];丙泊酚镇静的患者睡眠结构破坏较少( 丙泊酚组sigma /alpha 值0.69 ± 0.04 vs.芬太尼0.54 ± 0.01,P = 0.003) ,表明其对睡眠质量的影响较小。
5.2 对睡眠障碍和睡眠剥夺的影响
丙泊酚能够通过增强全脑代谢与功能网络的耦合,逆转睡眠剥夺所引发的行为和神经损伤,作用主要体现在REM 睡眠的恢复上。此结果为改善睡眠剥夺后的睡眠结构提供潜在治疗策略。丙泊酚对睡眠障碍患者的影响较为复杂,通过调节GABA 系统、抑制食欲素和褪黑素分泌改善睡眠质量,尤其在ICU 患者中缓解术后抑郁和焦虑。
丙泊酚也可能扰乱睡眠周期,导致术后睡眠质量下降,恢复时间因个体差异而异。因此,丙泊酚在改善睡眠障碍患者术后睡眠质量的同时,也可能对睡眠产生一定的负面影响。在ICU 环境中,患者常面临由多种因素引起的睡眠剥夺,主要包括高噪音水平、24 h 照明、频繁的护理活动以及侵入性监测等,这些因素严重影响患者的睡眠质量。
Azarfarin 等对120 例接受心脏手术后进入ICU 的患者评估丙泊酚和右美托咪定2种镇静药物对患者睡眠质量的影响,丙泊酚组( n =60) 在多个睡眠质量指标上均优于右美托咪定组( n = 60) :丙泊酚组醒来时感觉更加清醒( 4.90 ±0.60 vs.4.68 ± 0.57,P = 0.04) ,对昨晚的睡眠满意度更高( 4.11 ± 0.37 vs.3.88 ± 0.65,P = 0.008) 。这些结果表明,丙泊酚在ICU 等高压环境中可能比其他镇静药物更有效地改善患者的睡眠质量。
5.3 丙泊酚影响睡眠的作用机制
丙泊酚通过作用于GABA-A 受体,增强其介导的氯离子流动,增强神经元的抑制性,从而改变睡眠结构,特别是增加深度睡眠( N3 阶段) 并抑制REM。丙泊酚通过抑制NMDA 受体,减少神经元的兴奋性传递,进一步加深镇静以及睡眠效果。丙泊酚还可能影响食欲素和褪黑素等神经递质的分泌,干扰机体的睡眠- 觉醒周期。
不同剂量的丙泊酚对睡眠的影响的存在差异:高剂量丙泊酚能够通过增加深慢波睡眠来产生高质量的睡眠,中等剂量丙泊酚会破坏清醒的连续性,导致碎片化和低质量的睡眠。这些机制共同作用导致丙泊酚对睡眠模式和睡眠质量的调节作用。总的来说,丙泊酚不仅在麻醉和镇静中发挥关键作用,对睡眠障碍患者的改善效果也逐渐受到重视,特别是在术后恢复、ICU 等高压力环境下,丙泊酚可以显著提高睡眠质量,有助于缓解睡眠负债,并改善患者的情绪和认知功能。
但由于丙泊酚对睡眠- 觉醒周期的长期影响仍存在不确定性,未来的研究需进一步探讨其对不同睡眠障碍的治疗效果和潜在风险。
6. 丙泊酚的抗惊厥
作用
6.1 抗惊厥的机制
丙泊酚持续输注能够有效终止难治性癫痫持续状态
。丙泊酚快速穿透血脑屏障,抑制神经元同步放电,主要通过增强GABA 能神经传递、抑制神经元的过度兴奋发挥作用。丙泊酚通过结合HCN1 通道S5 /S6 跨膜螺旋交界处的“结构热点”,稳定通道闭合构象,抑制癫痫相关突变( M305L、D401H) 引起的异常开放。丙泊酚通过选择性抑制皮质神经元持续钠电流( IC = 3.9 μM) 及L 型钙通道( 抑制率> 50%) ,在不依赖GABA-A 受体的条件下显著缩短癫痫样放电时程并减少棘波数量,在难治性癫痫
的治疗中发挥重要作用。
6.2 抗惊厥的临床应用
Chiu 等多中心回顾性比较丙泊酚与咪达唑仑对于387 例难治性癫痫持续状态患者出院时功能结局,咪达唑仑组改良Rankin 量表( modified Rankin Scale,mRs) 0 ~ 2 分( 表示尚能进行大部分的日常活动) 占30% ( 55 /266 ) ,与丙泊酚组39%( 25 /121) 差异无显著性( P = 0.2) ,死亡率[咪达唑仑组28% ( 75 /266) vs.丙泊酚组29% ( 35 /121) ,P = 0.88]差异无显著性,丙泊酚表现出良好的临床疗效和安全性。
肖华鑫等报道丙泊酚组( n = 50)症状消失时间显著短于苯二氮类药物组( n = 50)[( 57.3 ± 3.14) s vs.( 109.7 ± 6.86) s,P < 0.01],且在围术期急性惊厥处理中更具血流动力学稳定性。
7. 丙泊酚的神经保护作用
丙泊酚的神经保护作用在缺血- 再灌注损伤领域具有重要临床价值。丙泊酚通过激活YAP /OPA1信号通路调控线粒体动力学,促进线粒体融合并改善ATP 合成能力,从而缓解氧糖剥夺后神经元能量代谢障碍。临床研究进一步证实其作用:任少波等的研究纳入60 例重型颅脑创伤,与对照组( n = 30,右美托咪定/咪达唑仑) 比较,丙泊酚组( n = 30) 术后大脑中动脉血流速度[( 88.47 ± 16.95 ) cm/s vs.( 111.70 ±15.97) cm/s,P <0.05]及阻力指数( 0.95 ±0.22 vs.1.17 ± 0.18,P < 0.05) 显著降低,提示丙泊酚通过降低脑血管阻力改善灌注。
Zhou 等纳入17 项随机对照研究比较七氟醚- 瑞芬太尼
( SF 组,n = 817) 与丙泊酚- 瑞芬太尼( PF 组,n = 805) 用于开颅手术麻醉的效果,结果显示与SF 组相比,PF 组显著降低低血压( OR = 1.68,95% CI:1.07 ~ 2.62,P = 0.02 ) 和脑水肿风险( OR = 3.37,95% CI:1.86 ~ 6.12,P < 0.0001) ;SF组术后恶心呕吐
发生率是PF 组2.12 倍( 95% CI:1.47 ~ 3.07,P < 0.0001) 。
8. 小结
丙泊酚作为广泛应用的静脉麻醉药物,除经典的麻醉作用外,还具有镇静、抗焦虑、欣快、改善睡眠、抗惊厥以及神经保护等多种中枢神经系统效应,这些效应不仅影响患者的围术期体验,还可能对术后恢复和长期认知功能产生深远影响。深入了解丙泊酚的作用机制和临床影响,有助于更好地发挥其多效性,优化围术期管理,提升术后恢复质量。
来源:张睿,徐懋.丙泊酚在中枢神经系统中非麻醉效应的研究进展[J].中国微创外科杂志,2025,25(05):294-300.