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环丙沙星对脑脊液氨基酸神经递质含量影响的研究

来源:中华医学实践杂志 作者:周义文,袁则,涂植光 2006-12-19
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摘要: 环丙沙星对脑脊液氨基酸神经递质含量影响的研究 (pdf) 【摘要】 目的 观察静滴环丙沙星(CPLX)后患者CSF中抑制性氨基酸(GABA、Gly)和兴奋性氨基酸(Asp、Glu)含量的变化,探讨 CPLX致痫的发生机制。方法 患者静脉滴注CPLX 200mg/次,给药后60min记录脑电图,于用药前作脊髓穿刺,抽取CSF作为对照,用药后120min时抽取CSF......


  环丙沙星对脑脊液氨基酸神经递质含量影响的研究 (pdf) 

    【摘要】  目的  观察静滴环丙沙星(CPLX)后患者CSF中抑制性氨基酸(GABA、Gly)和兴奋性氨基酸(Asp、Glu)含量的变化,探讨 CPLX致痫的发生机制。方法  患者静脉滴注CPLX 200mg/次,给药后60min记录脑电图,于用药前作脊髓穿刺,抽取CSF作为对照,用药后120min时抽取CSF作为试验样本,用高效液相色谱法测定CSF中氨基酸的含量。结果  静滴CPLX后可引起患者CSF中抑制性氨基酸和兴奋性氨基酸的含量发生明显的变化。用药后120min时,CSF中GABA含量为2.15±0.88μmol/L,明显高于用药前的0.62±0.18μmol/L(P<0.01),而Asp、Glu、Gly的含量分别为10.32±2.89μmol/L、9.02±5.46μmol/L、16.73±3.95μmol/L,均明显低于用药前的15.67±4.21μmol/L、15.11±6.24μmol/L、21.78±7.21μmol/L (P<0.05~0.01)。6/21的病例脑电图出现异常波,其中1例出现频发棘波。结论  CPLX明显影响了中枢神经系统内氨基酸---神经递质的代谢平衡,导致患者神经系统不良反应,氨基酸含量的变化并可通过CSF反映出来。

  【关键词】  氨基酸神经递质;脑脊液;高效液相色谱;环丙沙星
   
  Study on the changes of concentration of amino acids neurotransmitter in the CSF induced by ciprofloxacin

  ZHOU Yi-wen,YUAN Ze, TU Zhi-guang.

  Department of Laboratory, Shenzhen Cardiovascular Hospital,Shenzhen 518035, China

  【Abstract】  Objective  To evaluate the changes of concentration of inhibitory and excitatory amino acids neurotransmitter (Asp, Glu, GABA, Gly) in the CSF after intravenous drip ciprofloxacin (CPLX), and conduct an investigation into the pathogenic mechanism of epilepsy induced by CPLX. Methods  The intravenous drip ciprofloxacin 200mg.time-1 to volunteers, before dosage, the CSF of volunteers was taken out as control, electroencephalogram (EEG) was recorded at 60 min after dosage, then the CSF of volunteers was taken out again at 120min after administration as experimental samples, and the amino acids were detected with high performance liquid chromatography.Results  The concentration of inhibitory and excitatory amino acids in the CSF was obviously changed after dosage. At 120min after administration, the concentration of GABA(2.15±0.88μmol/L) was significantly higher than before dosage (0.62±0.18μmol/L, P<0.01), and Asp, Glu and Gly (10.32±2.89μmol/L、9.02±5.46μmol/L、16.73±3.95μmol/L) were obviously lower than before dosage (15.67±4.21μmol/L、15.11±6.24μmol/L、21.78±7.21μmol/L, P<0.05~0.01). There were exceptional brain wave(6/21) and frequent spike wave (1/21)in the EEG of cases.Conclussion  The metabolism balance of excitatory and inhibitory amino acid neurotransmitter affected by ciprofloxacin in the central nervous system. The turbulence of metabolism balance can be indicated through the CSF.

  【Key words】  amino acid;neurotransmitter; cerebrospinal fluid;high performance liquid chromatography; ciprofloxacin

    文献报道,氟喹诺酮类药物(FQs)的致痫机制是阻止GABA与神经细胞相应的受体结合,而致脑神经细胞的兴奋抑制调节失调 [1,2]。静滴环丙沙星易引起神经系统不良反应,严重者可引起癫痫大发作[3]。氨基酸是重要的神经递质之一,在中枢神经的兴奋和抑制过程中起着重要的作用。笔者研究发现静注环丙沙星(CPLX)后可引起大鼠脑脊液(CSF)中兴奋性和抑制性氨基酸神经递质含量发生明显的改变[4],环丙沙星在临床治疗中引起的神经系统不良反应机制未见详细的文献报道。选择用CPLX进行抗感染治疗的患者,观察脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)中兴奋性氨基酸天门冬氨酸(aspartic acid,Asp)、谷氨酸(glutamic acid,Glu)和抑制性氨基酸γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、甘氨酸(glycine,Gly)等氨基酸神经递质含量的变化,探讨CPLX引起神经系统不良反应的发生机制。

  1  材料与方法

  1.1  对象  用环丙沙星进行抗感染治疗的临床病例志愿者,男12例,女8例,年龄18~60岁。

  1.2  试剂与仪器  环丙沙星由天津药研院太原制药厂提供。日本光电7314F型脑电图仪、美国Backman 6300型黄金系列高效液相氨基酸分析仪和JY-10型真空低温冻干机。

  1.3  病例处理  给临床感染病例志愿者静脉滴注环丙沙星200mg/次,用药后60min记录脑电变化情况,记录时间20min,按照国际10-20系统电极安置法安放头皮电极,做单极导联和双极导联描记,并做睁闭眼、过度换气和闪光诱发等试验。以黄远桂标准进行诊断[5]。用药前抽取患者脑脊液作为对照,用药后120min抽取脑脊液作试验组,分别进行高效液相分析法测定CSF中的兴奋性氨基酸谷氨酸(Glu)、天门冬氨酸(Asp)和抑制性氨基酸γ-氨基丁酸(GABA)、甘氨酸(Gly)等4种氨基酸的含量。

  1.4  氨基酸分析  CSF 200μl加100g/L磺柳酸30μl,混匀使蛋白析出,然后用微孔滤膜离心管10000g离心除去蛋白。去蛋白液放-80℃真空冰冻干燥机内冻干,再加pH2.3枸橼酸锂缓冲液100μl充分混合溶解后备用。处理好的样本用6300型氨基酸自动分析仪,作高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)分析,测定CSF中的谷氨酸、天门冬氨酸、γ-氨基丁酸和甘氨酸的含量。用配对t检验对实验数据进行统计分析,结果以x±s表示。

  2  结果

  静脉滴注环丙沙星200mg/次,可导致患者脑电图(ECOG)出现异常波,有1例出现痫样放电,如棘波、棘慢波,伴有患者的烦躁等症状。用药前后ECOG见图1。用药后120min时抽取CSF,分析CSF中兴奋性和抑制性氨基酸含量, Glu、Asp、Gly、GABA 含量与用药前比较均有明显的改变。经配对t检验分析,Glu、Gly、Asp均较给药前明显降低,而GABA含量则较给药前明显升高。分析数据见表1。给药前后CSF中氨基酸含量分析的HPLC图见图2~3。

  表1  脑脊液中的氨基酸含量(略)

  注:*Paired t test

  A:给药前,B:给药后120min

  图1  用药前后脑电图的变化(略)

  图2  给药前CSF中氨基酸分析HPLC图(略)

  图3  给药后CSF中氨基酸分析HPLC图(略)

  3  讨论

  氨基酸类递质广泛分布于中枢神经系统内,是重要的神经递质之一,脑组织中氨基酸递质浓度远高于CSF,中枢神经系统中氨基酸递质的含量不受血浆中氨基酸含量的影响,因此认为CSF中氨基酸类递质主要来自脑组织,其含量的变化可反映中枢神经组织内该类递质的生成、释放和分解代谢情况[6]。中枢神经系统兴奋性和抑制性氨基酸类神经递质的代谢平衡失调与癫痫发作有关。某些药物的致痫机制主要是影响兴奋性和抑制性神经递质与受体的结合以及递质的生成和分解代谢等环节。如牡丹荷包碱与GABA竞争突触后受体;异烟肼能抑制谷氨酸脱羧酶的活性,使GABA的生成减少;苄基青霉素能阻断Gly的突触后抑制作用等[7~9] 。

  一般认为氟喹诺酮类药物的致痫机制是抑制中枢神经细胞中GABA受体的暴露,阻止GABA与相应受体的结合,使中枢神经系统的抑制过程减弱,从而表现为兴奋性增强。依诺沙星(Enoxacin, ENX)与芬布芬合用可明显提高癫痫的发生率,并证实芬布芬有利于依诺沙星抑制GABA受体激动剂-氨甲基异恶唑结合到脑细胞膜上,使GABA与神经细胞膜上的受体结合受阻[1]。

  癫痫患者CSF中GABA、Asp、Glu、Gly含量的改变,文献报道不一。大部分文献报道GABA含量较对照组降低,Glu、Asp含量较对照组升高[8,10,11],有文献报道难以控制的局限性癫痫患者脑组织中GABA含量较正常对照组明显升高[6],也有文献报道症状性癫痫CSF中GABA、Glu、Gly和Asp含量均无变化[12],说明癫痫发生的机制不同氨基酸神经递质含量的变化也不尽相同。

  环丙沙星对中枢神经系统有毒性作用,可引起惊厥和癫痫发作,患者CSF中兴奋性氨基酸和抑制性浓度的变化情况未见文献报道。本研究结果显示,静滴环丙沙星后CSF中兴奋性和抑制性氨基酸含量发生了明显的变化。给药后120min时,GABA含量较给药前明显升高,而Glu、Gly和Asp含量则明显降低。可能是由于CPLX使GABA与受体结合受阻,脑组织中游离GABA含量升高,导致中枢神经的抑制性减弱,兴奋性增强,通过兴奋-抑制调解机制,一方面使GABA的生成增加,脑组织中的GABA浓度进一步升高。另一方面使兴奋性氨基酸Glu、Asp的生成减少或分解代谢加快,脑组织中的Glu和Asp浓度降低。Gly含量的降低可能是由于GABA与受体结合受阻,抑制性Gly与受体的结合相应增加,以调节神经细胞的兴奋性和抑制性的平衡,导致脑组织中含量下降。由于CSF和脑组织间氨基酸的交换存在着一种动态的平衡,所以脑组织中上述氨基酸含量的变化从CSF中反映出来。

  【参考文献】

  1  Matsuo H, Ryn M, Nagata A, et al. Neurotoxicodynamics of the interaction between ciprofloxacin and foscarnet in mice. Antimicrob Agents Chemother, 1998,42(3):691-694.

  2  Motomura M, Kataoka Y, Takeo G, et al. Hippocampus and frontal cortex are the potential mediatory sites for convulsions induced by new quinolones and non-steroidal anti-inflammatory drugs. Int J Chin Pharmacol Ther Toxicol, 1991,29(6):223-227

  3  郑群,张春宝.环丙沙星诱致癫痫大发作1例.新药与临床,1993,12(5):304.

  4  周义文,钱元恕,陆杰. CPLX致痫大鼠CSF氨基酸含量的变化.中国抗生素杂志,2003,28(5):295-298.

  5  黄远桂,吴声伶.临床脑电图学.西安:陕西科学技术出版社,1994,141-152.

  6  解学孔.癫痫病学.北京:人民卫生出版社,1995,88-91.

  7  薛启冥.神经系统的生理和病理化学,第2版.北京:科学技术出版社,1992,240-426.

  8  汪银洲,阮旭中,张苏明.癫痫患者脑脊液神经内分泌免疫网络的平行研究.中国实用内科杂志, 1998,18(11):647-648.

  9  Meldrum BS. Neurotransmission in epilepsy. Epilepsia, 1995,36(Supple 1):30-32.

  10  Gale K. GABA and epilepsy: basic concepts from preclinical research. Eplepsia, 1992,33 (Suppl 5):3.

  11  王晓梅,杨宏,粟英侠,等.不同类型癫痫脑脊液中γ-氨基丁酸含量分析.中风与神经疾病杂志, 1997,14(3):172-173.

  12   矫毓娟,王维治.症状性癫痫患者脑脊髓中氨基酸类神经递质的初步研究.中国神经免疫学和神经病学杂志,2000,7(1):28-29.

  (编辑:齐  永)

  作者单位:518001 广东深圳,深圳市孙逸仙心血管医院检验科(Δ通讯作者)

           重庆,重庆医科大学临床学院感染科


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