常用魚(yú)類麻醉劑及其作用機(jī)理研究進(jìn)展

李博巖 陸 曼 焦亞琴 劉金平 楊 可

(貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院 貴陽(yáng) 550025)

魚(yú)類麻醉是指用外用麻醉劑或其他方法有效抑制魚(yú)類的神經(jīng)系統(tǒng)，使魚(yú)類失去感覺(jué)而處于麻痹狀態(tài)。在魚(yú)類養(yǎng)殖中，麻醉的目的主要是保持魚(yú)體的安靜，減輕魚(yú)的應(yīng)激損傷，為魚(yú)類的運(yùn)輸、采樣和手術(shù)處理等提供方便，并提高魚(yú)類在經(jīng)受各種操作后的存活率。魚(yú)類麻醉的方法很多，包括麻醉劑麻醉、電麻醉和低溫麻醉等。本文概述魚(yú)類麻醉劑麻醉法中常用麻醉劑的種類及其特點(diǎn)、使用方法、作用原理，以及魚(yú)類麻醉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 常用的魚(yú)類麻醉劑

魚(yú)類麻醉劑的種類很多，有的用于魚(yú)類的局部麻醉，如鹽酸普魯卡因、利多卡因和丁卡因等；有的則主要用于魚(yú)類的全身麻醉，如丁香酚、魚(yú)安定(MS-222)、二氧化碳、氯胺酮、乙醚、咪酯類和巴比妥類等。這些麻醉劑可在魚(yú)類運(yùn)輸、人工繁殖、手術(shù)和稱重等操作之前對(duì)魚(yú)類實(shí)施麻醉。為減少在麻醉過(guò)程中對(duì)魚(yú)體的傷害，除了必須嚴(yán)格遵守魚(yú)類麻醉的技術(shù)規(guī)范外，還應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮影響魚(yú)類麻醉效果的各種因素，例如魚(yú)類養(yǎng)儲(chǔ)的水溫以及魚(yú)的種類、規(guī)格和密度等。所以，一般在正式開(kāi)始麻醉前要做預(yù)實(shí)驗(yàn)，并觀察和記錄魚(yú)體麻醉后的反應(yīng)特征，只有在確保所采用的麻醉方法安全、有效、可用的情況下，才能實(shí)施對(duì)魚(yú)類的麻醉。

1.1 丁香酚 丁香酚由丁香花蕾熏蒸提煉而得，具有丁香花香的氣味。1972年，在日本遠(yuǎn)藤地區(qū)發(fā)現(xiàn)丁香酚，并證明其對(duì)魚(yú)類具有麻醉作用，此后便逐漸應(yīng)用于魚(yú)類麻醉。丁香酚幾乎不溶于水，使用之前需與乙醇、乙醚等混合，對(duì)其助溶。與其他麻醉劑相比，丁香酚麻醉劑價(jià)格低廉、安全性高，麻醉效果也較好。但是，其缺點(diǎn)是麻醉后魚(yú)類的恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。丁香酚在魚(yú)體內(nèi)的代謝速度比較快，藥物在魚(yú)體內(nèi)殘留較少，可減少長(zhǎng)途運(yùn)輸中魚(yú)的死亡。

孟慶磊等對(duì)澳洲長(zhǎng)鰭鰻魚(yú)(Anguillareinhardtii)的麻醉研究表明，丁香酚的最適麻醉濃度是20～30 mg/L。陳德芳[1]等發(fā)現(xiàn)，在水溫28℃下，丁香酚麻醉鯽魚(yú)(Carassiusauratus)的最適濃度是37～80 mg/L。張福林等報(bào)道，丁香酚濃度為20 mg/L時(shí)，對(duì)鯉魚(yú)(Cyprinuscarpio)的麻醉效果最佳，比魚(yú)安定(MS-222)達(dá)到同樣麻醉效果的劑量要低。李靖等[2]發(fā)現(xiàn)，丁香酚麻醉濃度為50 mg/L、浸潤(rùn)12 min、復(fù)蘇時(shí)間延長(zhǎng)14～19 min，對(duì)大西洋鮭(Salmosalar)的麻醉效果最佳。陳德芳等認(rèn)為，丁香酚麻醉斑馬魚(yú)(Barchydaniorerio)的最理想濃度為20 mg/L。張志明等[3]的研究表明，丁香酚對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中的鯉魚(yú)的最適麻醉濃度為15～20 mg/L。徐開(kāi)達(dá)等[4]發(fā)現(xiàn)，丁香酚對(duì)日本黃姑魚(yú)(Nibeajaponica)的最適合麻醉濃度為20～40 mg/L。世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)允許丁香酚用于食品添加劑中，允許個(gè)體每日攝入量為2.5 mg/kg。Velisek等檢測(cè)了丁香酚麻醉的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)的血液生化指標(biāo)，觀察了該魚(yú)的毒理學(xué)和病魚(yú)組織切片，發(fā)現(xiàn)丁香酚沒(méi)有使虹鱒的肝臟、腎臟和腦神經(jīng)組織麻醉而發(fā)生病理變化。

1.2 魚(yú)安定 MS-222的化學(xué)名為間氨基苯甲酸乙酯甲烷磺酸鹽，呈白色粉末狀，易溶于水，毒性低、麻醉速度快、易操作、麻醉效果好，對(duì)魚(yú)肉的保鮮時(shí)間長(zhǎng)，已用于很多魚(yú)類的麻醉[5]。但MS-222的麻醉效果隨溫度和魚(yú)種類不同而有較大的變化，即不同溫度下或不同魚(yú)類的有效麻醉程度不一樣。用MS-222麻醉許氏平鲉(Sebastodsschlegelii)和黑鯛(Sparusmacrocephalus)的有效濃度為30 g/m3和20 g/m3。在水溫26±0.5℃下，長(zhǎng)途運(yùn)輸長(zhǎng)薄鰍(Leptobotiaelongata)時(shí)，MS-222的麻醉濃度為20 mg/L；而手術(shù)操作、標(biāo)記時(shí)為40～80 mg/L[6]。陳細(xì)華等觀察到，在水溫15℃～25℃時(shí)，濃度為20～100 mg/L的MS-222可使中華鱘(Acipensersinensis)和施氏鱘(Acipenserschrencki)致死，正常麻醉濃度為30～40 mg/L，適用于魚(yú)的長(zhǎng)途運(yùn)輸。可見(jiàn)，MS-222對(duì)這兩種魚(yú)有較強(qiáng)的麻醉作用。水溫26℃時(shí)，體重為50 g的吉富羅非魚(yú)幼魚(yú)的理想麻醉濃度為30 mg/L[7]。MS-222對(duì)美洲鰣幼魚(yú)的麻醉程度隨水溫的升高而增強(qiáng)，MS-222、丁香油、苯唑卡因的最適麻醉濃度分別為20～30 mg/L、8～10 mg/L和20～30 mg/L。莊平等比較了MS-222和丁香酚兩種麻醉劑對(duì)中華鱘幼魚(yú)的排氮量和耗氧量的影響，發(fā)現(xiàn)MS-222、丁香酚的濃度分別為16 mg/L和12 mg/L時(shí)，中華鱘幼魚(yú)運(yùn)輸過(guò)程中的麻醉效果最好。王利娟等[8]報(bào)道，在水溫20℃～24℃下，濃度為20 mg/L的MS-222為加州鱸魚(yú)(Micropterussalmonides)的理想麻醉運(yùn)輸濃度，在17 h的運(yùn)輸期間存活率為100%。郭豐紅等揭示，不同濃度的MS-222對(duì)鱖魚(yú)成魚(yú)麻醉效果不同。MS-222安全性高，受麻醉魚(yú)體復(fù)蘇時(shí)間短，美國(guó)國(guó)家食品及藥物管理局(FDA)已經(jīng)批準(zhǔn)MS-222為魚(yú)類常用麻醉劑。

1.3 苯唑卡因 苯唑卡因亦稱對(duì)氨基苯甲酸乙酯，在溶劑中溶解時(shí)存在晶體型和游離型兩種形態(tài), 麻醉魚(yú)體所需的麻醉時(shí)間較長(zhǎng)，但恢復(fù)時(shí)間較短，不過(guò)麻醉結(jié)果隨魚(yú)的種類、規(guī)格和水溫會(huì)發(fā)生變動(dòng)。急性毒性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同等劑量下，苯唑卡因?qū)α_非魚(yú)(Oreochromismossambicus)的麻醉毒性比MS-222強(qiáng)，但對(duì)人幾乎沒(méi)有毒性，雖然其粉末狀藥劑具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。Kiessling等研究了苯唑卡因在大西洋鮭的藥代動(dòng)力學(xué)，認(rèn)為苯唑卡因作為魚(yú)類麻醉劑，可以使大西洋鮭血漿皮質(zhì)醇濃度增加，在一級(jí)消除動(dòng)力模型中消除最快。目前有關(guān)苯唑卡因麻醉魚(yú)的相關(guān)報(bào)道較少，僅杜浩等報(bào)道苯唑卡因能緩解美洲鰣的運(yùn)輸應(yīng)激，可安全運(yùn)輸長(zhǎng)達(dá)2 h以上。

1.4 二氧化碳 二氧化碳對(duì)魚(yú)沒(méi)有毒性，無(wú)藥性消退期，經(jīng)過(guò)麻醉的魚(yú)可直接進(jìn)入市場(chǎng)。Obery等[9]研究了二氧化碳對(duì)多種海水魚(yú)類的麻醉作用，認(rèn)為二氧化碳是一類高效麻醉劑，不同魚(yú)類對(duì)二氧化碳的適應(yīng)力不同，可以使魚(yú)類迅速進(jìn)入第四期麻醉階段，能給外科手術(shù)提供許多方便。周翠平等[10]研究了二氧化碳麻醉羅非魚(yú)無(wú)水運(yùn)輸?shù)男Ч?，認(rèn)為二氧化碳有助于羅非魚(yú)的無(wú)水?；钸\(yùn)輸。王聰?shù)萚11]研究了昆明裂腹魚(yú)幼魚(yú)對(duì)二氧化碳的耐受性，發(fā)現(xiàn)二氧化碳濃度在127.15±2.52 mg/L～175.14±33.11mg/L時(shí)為最適麻醉濃度。陳名帥等[12]發(fā)現(xiàn)，宰前用二氧化碳麻醉要比用木錘敲擊死亡的羅非魚(yú)肉質(zhì)好。

1.5 2-苯氧基乙醇 2-苯氧基乙醇微溶于水，需要與醇和醚混合使用。關(guān)鍵等[13]研究了2-苯氧基乙醇和丁香酚對(duì)許氏平鲉(Sebastods schlegelii)幼魚(yú)的麻醉效果，認(rèn)為2-苯氧基乙醇麻醉的理想濃度為300 μL/L。Weber等比較了2-苯氧基乙醇、美托咪酯、丁香油和MS-222四種麻醉劑對(duì)塞內(nèi)加爾鰨的麻醉效果，發(fā)現(xiàn)2-苯氧基乙醇的濃度為600 mg/L時(shí)，該魚(yú)的感應(yīng)時(shí)間在1.50±0.37 min，恢復(fù)時(shí)間為1.94±0.56 min，綜合麻醉效果最好。Velisek等研究表明，2-苯氧基乙醇濃度為0.30ml/L時(shí)，麻醉鯉魚(yú)較為理想，而麻醉虹鱒魚(yú)則不理想。

2 魚(yú)類麻醉劑的作用機(jī)理

研究表明，魚(yú)類麻醉劑主要是通過(guò)影響中樞神經(jīng)通路而對(duì)魚(yú)體產(chǎn)生麻醉作用的。

2.1 對(duì)甘氨酸的影響 γ-氨基丁酸A型(GABAA)受體是γ-氨基丁酸(GABA)受體的一個(gè)亞型，也是與麻醉最相關(guān)的一個(gè)受體亞型。研究表明，GABAA 受體與Cl-通道有著密切關(guān)系。甘氨酸(Gly)的合成場(chǎng)所是線粒體，可通過(guò)刺激Cl-通道，使突觸后膜神經(jīng)元釋放出抑制性遞質(zhì)，表現(xiàn)出與GABAA相似的傳導(dǎo)性。利用肌肉和靜脈注射麻醉劑研究Gly和GABAA的含量與麻醉劑劑量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Gly必需通過(guò)與N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體結(jié)合才能使后者興奮。Gly和GABAA一起參與鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛等信息通路的傳導(dǎo)。Zhang等提出，異氟醚的抵御傷害作用不是完全通過(guò)大鼠髓鞘內(nèi)的Gly和GABAA受體來(lái)介導(dǎo)的，推測(cè)脊髓內(nèi)的抑制性遞質(zhì)在麻醉劑的抗傷害作用中可能不起主導(dǎo)作用。Quinlan等證明，Gly參與了多種吸入麻醉藥的作用。Komatsu 等進(jìn)行了小鼠腹腔注射安氟醚的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)安氟醚引發(fā)的驚厥與Gly受體有關(guān)。越來(lái)越多的研究表明，Gly與麻醉的關(guān)系可能非常密切，需要更多深入的研究。

2.2 對(duì)谷氨酸的影響 谷氨酸(Glu)是神經(jīng)系統(tǒng)中重要的興奮性遞質(zhì)之一。有關(guān)Glu在麻醉過(guò)程中的變化研究比較多，如麻醉劑咪達(dá)唑侖、丙泊酚、異丙酚、噻拉嗪等對(duì)不同動(dòng)物體內(nèi)Glu的含量的影響等。NMDA受體與Glu受體緊密相連。麻醉劑抑制Glu從突觸前膜的釋放，間接抑制Glu與NMDA受體結(jié)合，從而起到調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮的目的。孫緒德等根據(jù)安氟醚對(duì)犬的麻醉實(shí)驗(yàn)，得出安氟醚可以減少犬腦區(qū)Glu的釋放，抑制其與Glu受體結(jié)合而產(chǎn)生麻醉效果。李曉蕾等[14]研究了噻拉嗪對(duì)山羊中Glu含量的影響，發(fā)現(xiàn)噻拉嗪的麻醉效果與海馬、腦干和丘腦等部位Glu含量有關(guān)。楊靜等發(fā)現(xiàn)，異丙酚可以抑制Glu引起的海馬神經(jīng)元損傷。郭高峰[15]等給犬的動(dòng)、靜脈注射丙泊酚進(jìn)行麻醉實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)麻醉深淺與Glu含量變化有關(guān)，Glu的抑制在丙泊酚麻醉過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

2.3 對(duì)一氧化氮和一氧化氮合酶的影響 一氧化氮(NO)通過(guò)與一氧化氮合酶(NOS)的合作，在麻醉過(guò)程中起重要的細(xì)胞信使作用。一氧化氮-環(huán)-磷酸鳥(niǎo)苷(NO-cGMP)傳導(dǎo)信號(hào)通路是與麻醉有關(guān)的神經(jīng)通路，NO被麻醉劑所阻斷，興奮傳導(dǎo)降低，出現(xiàn)麻醉現(xiàn)象。Vullemoz等往大鼠體內(nèi)注入α2-腎上腺素受體激動(dòng)劑后，腦部的環(huán)-磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)減少，繼發(fā)NO抑制，從而起到麻醉作用。Yanmamoto等將NOS抑制劑N-硝基-L-精氨酸(L-NNA)注射到兔子的脊髓內(nèi)，抑制了注射福爾馬林引起的焦躁，說(shuō)明NO可能與脊髓的感覺(jué)傳遞有關(guān)。另有研究證明，NOS抑制劑可以增強(qiáng)麻醉效果。John等把N-硝基-L-精氨酸注射到兔子的脊髓內(nèi)，兔子的氟烷最低肺泡有效濃度(MAC)下降，證明NOS抑制劑抑制了NO-cGMP系統(tǒng)，起到了麻醉作用。張福林等研究了丁香酚對(duì)鯉魚(yú)的麻醉，測(cè)得NOS酶的活性與沒(méi)有被麻醉魚(yú)存在顯著差異。王自超等發(fā)現(xiàn)，NO可以改善羅非魚(yú)的肉質(zhì)，是較理想的麻醉劑。

2.4 對(duì)環(huán)-磷酸腺苷酶和環(huán)-磷酸鳥(niǎo)苷酶的影響 環(huán)-磷酸腺苷(cAMP)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中信號(hào)傳導(dǎo)的一部分。早在70年代，就發(fā)現(xiàn)cAMP可以產(chǎn)生類似麻醉的現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)科研人員發(fā)現(xiàn)，一些麻醉劑可以使腦中的cAMP含量增加，但各個(gè)腦區(qū)的增減程度不同，認(rèn)為cAMP可能在麻醉過(guò)程中發(fā)揮一定作用。但是，當(dāng)時(shí)有關(guān)cAMP與GABAA受體相互影響的報(bào)道并不一致。例如，Toms等證明cAMP通過(guò)NMDA受體與NO聯(lián)系。馮昌棟等研究了異氟醚對(duì)大鼠的麻醉作用，認(rèn)為cAMP在麻醉過(guò)程中起關(guān)鍵作用。另外，研究顯示cGMP在麻醉過(guò)程中的作用與cAMP類似，即在麻醉過(guò)程中麻醉劑也會(huì)影響各腦區(qū)內(nèi)cGMP的含量。馬曉旭等通過(guò)氯胺酮麻醉實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其作用機(jī)制與NO-cGMP系統(tǒng)關(guān)系密切。不同受體之間、不同的傳導(dǎo)信號(hào)與受體之間相互結(jié)合起來(lái)，可以準(zhǔn)確解釋麻醉作用的機(jī)制。

3 展望

目前，已經(jīng)將魚(yú)類麻醉劑運(yùn)用到魚(yú)類運(yùn)輸中，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。而對(duì)其相關(guān)技術(shù)研究則比較落后，缺少魚(yú)類麻醉劑的使用標(biāo)準(zhǔn)，使用也不盡合理[16]。今后，有關(guān)部門需進(jìn)一步加強(qiáng)引導(dǎo)和監(jiān)督麻醉劑安全性的管理，并同時(shí)減少對(duì)麻醉劑使用的擔(dān)憂，使?jié)O業(yè)健康發(fā)展。

研究出價(jià)格低廉、麻醉效果好、安全性范圍大、藥物殘留少、對(duì)人和魚(yú)類危害性小的麻醉劑依然是今后研究的主要目標(biāo)。