综述:麻醉与线粒体:通过新兴治疗策略平衡毒性与保护
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时间:2025年10月05日
来源:Journal of Anesthesia 2.7
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本综述系统探讨麻醉药物与线粒体功能的相互作用机制,揭示其通过干扰氧化磷酸化(OXPHOS)、增加活性氧(ROS)生成和破坏动力学平衡引发神经毒性及代谢紊乱的风险,并提出靶向线粒体治疗策略(如抗氧化剂和生物能量调节剂)对优化围手术期用药、保护高危患者(如儿科与老年群体)神经认知功能的重要价值。
麻醉通过调控伤害感知和意识状态成为现代外科的基石,但其分子机制尚未完全阐明。近年研究发现,线粒体作为细胞能量代谢中枢和稳态调节核心,极易受麻醉药物影响。围手术期常用药物可能通过以下途径破坏线粒体功能:干扰电子传递链(ETC)的氧化磷酸化(OXPHOS)过程,导致ATP合成减少;增强活性氧(ROS)生成,引发氧化应激;破坏线粒体动力学平衡(包括分裂与融合),影响其质量控制系统。这些紊乱直接导致神经元能量危机和氧化损伤,进而诱发神经毒性、代谢失调及免疫抑制。
线粒体损伤与术后恢复质量和长期认知结局密切相关。在神经发育阶段的儿科患者和神经网络脆弱的老年患者中,麻醉药物引起的ROS爆发和钙稳态失衡会加速神经元凋亡,可能导致学习记忆能力下降。此外,线粒体功能异常还会波及免疫细胞,削弱机体抗炎能力,延长术后恢复周期。临床研究显示,某些麻醉药物(如丙泊酚和吸入性麻醉剂)可显著降低线粒体复合物I和III的活性,进一步证实其生物能量干扰作用。
当前研究致力于通过线粒体靶向治疗优化麻醉方案。包括:①使用ROS清除剂(如MitoQ和SS-31)减轻氧化损伤;②应用线粒体生物发生激活剂(如PGC-1α激动剂)增强能量供应;③调控线粒体自噬流程以清除受损线粒体。临床前实验表明,联合使用右美托咪定(Dexmedetomidine)与线粒体保护剂可显著降低异氟烷引起的认知功能障碍。这些策略为个体化麻醉方案设计提供新方向,尤其适用于高风险人群的神经功能保护。
深入理解麻醉与线粒体的交互机制对推进精准麻醉至关重要。未来需重点探索:线粒体表型在药物反应差异中的作用、新型生物标志物(如细胞游离mtDNA)对毒性预警的价值,以及时序性干预策略(如术前线粒体功能预处理)的可行性。通过整合多组学数据与临床参数,有望构建线粒体健康导向的麻醉决策系统,最终实现毒性与保护效应的动态平衡。
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