结构不同，效果不同

    在神经细胞表面，科学家已经发现了多种受体蛋白，但在麻醉研究领域，最受关注的是那些能被天然神经递质（neurotransmitter）激活的受体，因为它们调节着神经“电话线”上的信号传递。顾名思义，神经递质分子在神经细胞之间的连接点（即突触，synapses）上传递信号。它们传递信号的过程是从突触前神经细胞（presynapticneuron）出发，穿过一个微小的间隙，结合到突触后神经细胞膜的受体上。当有足够多的神经递质激活适当的受体，突触后神经细胞膜就会产生一个电位（electricalpotential），传递到下一个神经细胞。在中枢神经系统，有很多神经递质都有这样的作用，它们受到了广泛的研究，谷氨酸（glutamate）、血清素(serotonin)、去甲肾上腺素(norepinephrine)和乙酰胆碱(acetylcholine)便是其中的几个“代表”。

    不过在麻醉研究中，一种叫做γ－氨基丁酸（gamma-aminobutyricacid，缩写为GABA）的神经递质因为能阻断神经细胞间的信息交流而备受关注。GABA是一种抑制性神经递质，能削弱神经细胞对（来自其他神经细胞的）兴奋信号的反应能力，维持神经系统的总体平衡。因此，科学家认为，GABA在麻醉剂发挥作用的过程中扮演着核心角色。

    实际上，在突触后神经细胞上，大部分与GABA相互作用的受体都属于配体门控离子通道（ligand-gatedionchannels）。GABA就是一种“配体”，当它与受体结合时，受体的结构会发生变化，暂时性地打开一个通道，让阴离子进入细胞。细胞内的离子浓度逐渐增加，一个负电位随之产生，从而阻止细胞制造兴奋性电脉冲。

    GABA的受体中，有一类叫做A亚型，缩写为GABAA。它被认为是麻醉剂的主要作用目标，同时也是一些镇静安眠药的作用目标，其中最著名的镇静安眠药是苯二杂（benzodiazepine）类药物，比如“安定”（Valium）。浓度很低时，苯二氮杂可以加强GABAA受体的功能，这一点很容易用实验证实，因为能阻碍苯二氮杂与GABAA受体结合的药物，可以迅速减弱这些药物的作用。

    遗憾的是，没有类似的药物可以影响全身麻醉剂的作用效果，因此，科学家只能从其他方面寻找它们的目标受体。他们运用切片技术，研究了大脑不同区域和生长在培养基中的神经细胞，在突触后神经细胞上发现一个重要现象：通常情况下，GABAA受体产生的电流转瞬即逝，但静脉注射和吸入式的麻醉剂都可以延长电流的持续时间。

    一般认为，麻醉剂可以结合在GABAA受体蛋白的缝隙上，或者附着在特定氨基酸上，此外还能延长离子通道的开放时间，延长与受体结合的GABA分子的抑制效应，这些作用都能增强GABAA受体的功能。另外，如果麻醉剂的浓度超过一定的限度，甚至不需要GABA分子的参与，就能单独激活GABA受体。

    然而，很多神经细胞都具有GABAA受体，科学家无法理解的是，麻醉剂怎样针对不同的脑区，产生不同的影响。过去10年的研究表明，在结构和药理学上，并非所有的GABAA受体都是一样的。GABAA受体是一个复合体，由5个蛋白质单元组成，它们可以搭配成不同的受体类型。

    哺乳动物中，至少有19种GABAA受体的蛋白质单元，而每一种蛋白质单元又有不同的类型，所以这些单元能组合成大量的、互不相同的受体。不过，在神经细胞中，最常见的单元是α、β和γ。事实上，大多数GABAA受体都由两个α单元，两个β单元和一个γ单元组成。有时，γ单元会被δ或ε单元替代，具体被哪个单元替代，则取决于受体所在的脑区。GABAA受体的单元组成会显著改变它的药理学特性：只要有一个单元不同，受体就可能无法与某种麻醉剂发生相互作用，或者反应方式会急剧改变。

    不同的脑区，不同的GABAA受体占据主导地位。所以，检测麻醉剂与不同脑区目标受体的作用方式，科学家就能知道麻醉剂在中枢神经系统的不同部位是如何产生不同效果的。