右美托咪定預(yù)處理對手術(shù)麻醉后認(rèn)知功能的影響及相關(guān)機(jī)制研究.pdf

1、術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是老年患者經(jīng)歷麻醉手術(shù)后常見的并發(fā)癥，表現(xiàn)為手術(shù)麻醉后數(shù)天至數(shù)周出現(xiàn)記憶障礙,對信息的學(xué)習(xí)和回憶能力下降；精神集中能力擾亂；語言障礙理解力受損；決策功能、社會適應(yīng)能力下降。迄今為止，POCD發(fā)生的病理生理機(jī)制尚不明確。目前認(rèn)為是由手術(shù)和麻醉誘發(fā)多種因素協(xié)同作用的結(jié)果，如何防治 POCD仍需進(jìn)一步深入探討。右美托咪定是選擇性α2腎上腺受體

2、激動劑，具有麻醉、鎮(zhèn)痛和腦保護(hù)作用，因此特性可以推測其神經(jīng)保護(hù)作用可能會減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙的發(fā)生?；谖墨I(xiàn)報道術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)病機(jī)制的研究結(jié)果和右美托咪定特殊的神經(jīng)保護(hù)作用，本實驗擬模擬臨床手術(shù)常規(guī)的靜吸復(fù)合麻醉方式應(yīng)用于老齡小鼠，進(jìn)一步證實POCD的發(fā)病的相關(guān)因素，探討POCD發(fā)生的病理生理機(jī)制，并旨在通過右美托咪定的預(yù)處理減少 POCD的發(fā)生，尋求探索治療方法及篩選新的有效治療藥物建立一條可行性強(qiáng)、效果明確的早期干預(yù)方案，最終能

3、改善術(shù)后認(rèn)知功能障礙。本課題研究共分三部分：第一部分是術(shù)后認(rèn)知功能障礙動物模型建立。第二部分是右美托咪定預(yù)處理對老齡小鼠術(shù)后認(rèn)知功能障礙的影響及相關(guān)機(jī)制。第三部分右美托咪定預(yù)處理對體外循環(huán)心臟手術(shù)老年患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙的影響。
　　第一部分術(shù)后認(rèn)知功能障礙動物模型建立及神經(jīng)行為學(xué)研究
　　目的：
　　NMDA受體拮抗劑、GABA受體激動劑單用都可導(dǎo)致神經(jīng)元毒性。本研究模擬臨床復(fù)合老齡、麻醉藥物、手術(shù)創(chuàng)傷多種治病因素建

4、立了術(shù)后認(rèn)知功能障礙動物模型。分析麻醉藥物、手術(shù)創(chuàng)傷對小鼠神經(jīng)行為學(xué)影響，并將其應(yīng)用于術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)病機(jī)制及其藥物預(yù)防方面的研究。
　　方法：
　　健康老齡BALB/c小鼠隨機(jī)分為三組：空白對照組(con組)；麻醉藥物組(anesthesia組)；手術(shù)組(SP組)。術(shù)后第1天、第3天行Y迷宮試驗觀察神經(jīng)行為學(xué)改變，記錄小鼠迷路分辨學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)所需要的訓(xùn)練次數(shù)，潛伏期，主動逃避率。
　　結(jié)果：
　　麻藥組術(shù)

5、后1天，手術(shù)組術(shù)后1、3天學(xué)習(xí)記憶能力受損，與對照組相比，潛伏期延長，錯誤率增加，訓(xùn)練次數(shù)增加，主動逃避率減少(P<0.05)。均出現(xiàn)明顯的學(xué)習(xí)、記憶功能減退現(xiàn)象,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　小結(jié)：
　　麻醉和手術(shù)會加重隨著年齡增長中樞神經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)歷的退行性改變，老齡、麻醉藥物、手術(shù)與P0CD的發(fā)生有著重要聯(lián)系。聯(lián)合采用復(fù)合全麻藥物及手術(shù)創(chuàng)傷方法制備的術(shù)后認(rèn)知功能障礙小鼠模型，能有效重現(xiàn)術(shù)后認(rèn)知功能障礙患者的發(fā)病特點,可將其進(jìn)一步

6、應(yīng)用于發(fā)病機(jī)制及其藥物預(yù)防方面的研究。
　　第二部分右美托咪定預(yù)處理對老齡小鼠術(shù)后認(rèn)知功能障礙的影響及相關(guān)機(jī)制的研究
　　目的：
　　右美托咪定是選擇性α2腎上腺受體激動劑，具有麻醉、鎮(zhèn)痛和腦保護(hù)作用，本研究擬分析麻醉、手術(shù)創(chuàng)傷影響老齡大鼠認(rèn)知功能的分子機(jī)制及探討右美托咪定是否能減少老齡小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎性反應(yīng)及減輕神經(jīng)細(xì)胞的凋亡程度，從而降低術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)的發(fā)生。
　　方法：
　　健康老齡

7、BALB/c小鼠隨機(jī)分為：（1）空白對照組(con組,n=42)不給予麻醉藥物和進(jìn)行手術(shù)；（2）麻醉藥物組(anesthesia組,n=42)實驗動物接受1.5-2％異氟烷誘導(dǎo)1-2min，然后腹腔注射氯胺酮100mg/kg，持續(xù)吸入異氟烷30min達(dá)到相應(yīng)手術(shù)最大刺激無痛、生命體征維持正常麻醉深度。（3）右美托咪定藥物組（D15組，D25組， n=42/劑量）實驗動物只給予右美托咪定（15μg/kg、25μg/kg）腹腔內(nèi)注射；（4）

8、麻醉藥物手術(shù)組(sp組，n=42)本組小鼠給予復(fù)合麻醉藥物后實施剖腹探查脾切除手術(shù)。術(shù)后待老鼠麻醉恢復(fù)后放回籠子里各自飼養(yǎng)。（5）右美托咪定干預(yù)組（SP+D15組，SP+D25組，n=42/劑量）本組小鼠麻醉前30min預(yù)先給予右美托咪定（15μg/kg、25μg/kg）腹腔內(nèi)注射，然后實施同樣的麻醉和手術(shù)。術(shù)后第1天、第3天行Y迷宮試驗觀察神經(jīng)行為學(xué)改變，記錄小鼠迷路分辨學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)所需要的訓(xùn)練次數(shù)。熒光定量 RT-PCR和Wes

9、tern-blotting檢測海馬組織IL-1β、TNF-α、Casepase-3、Bax的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)；免疫組織化學(xué)觀察casepase-3、Bax陽性細(xì)胞表達(dá)數(shù)量。
　　結(jié)果：
　　1、Y迷宮行為測試結(jié)果提示：與con組相比，anesthesia組術(shù)后第1天、SP組術(shù)后第1、3天學(xué)習(xí)記憶能力受損，潛伏期延長，訓(xùn)練次數(shù)增加，主動逃避率減少(P<0.05)；D組(15,25μg/kg)兩種劑量與對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.

10、05)。anesthesia組術(shù)后第3天學(xué)習(xí)記憶能力恢復(fù)與對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)；右美托咪定預(yù)處理組(SP+D)的錯誤率減少，與con組比較，第1天、第3天無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，術(shù)后第3天與手術(shù)組比較，25μg/kg預(yù)處理劑量組有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。
　　2、與 con組比較，anesthesia組術(shù)后第1天、第3天小鼠海馬 IL-1β、TNF-αmRNA及 protein表達(dá)無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.

11、05)；SP組術(shù)后第1天、第3天IL-1β、TNF-αmRNA及 protein表達(dá)上調(diào)，存在統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01或 P<0.05)；SP+D組(15 or25μg/kg)第3天小鼠海馬組織 IL-1β、TNF-αmRNA及protein表達(dá)，與con組比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，與SP組第3天比較，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。
　　3、與 con組相比，anesthesia組尤其 SP組術(shù)后第1天、第3天小鼠海馬Ca

12、spase-3、Bax protein表達(dá)上調(diào)(P<0.05或P<0.01)；右美托咪定預(yù)處理組(15 or25μg/kg)第3天小鼠海馬組織Caspase-3、Bax表達(dá)下調(diào)，與con組相比無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)；與SP組第3天比較，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05或P<0.01)。IHC結(jié)果顯示：與con組相比，anesthesia組、SP組第1天、第3天小鼠海馬組織Caspase-3、Bax陽性神經(jīng)元細(xì)胞計數(shù)增加(P<0.05或

13、P<0.01))；右美托咪定預(yù)處理組(15 or25μg/kg)第3天下降，與con組比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，與SP組第3天比較，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05或P<0.01)。
　　小結(jié)：
　　1、麻醉藥物可能促使部分神經(jīng)細(xì)胞凋亡，改變神經(jīng)細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)，誘導(dǎo)小鼠發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性改變。
　　2、外科手術(shù)創(chuàng)傷所致全身炎性反應(yīng)綜合征和細(xì)胞因子釋放在POCD發(fā)生中起重要作用。
　　3、右美托咪定預(yù)處理能降

14、低術(shù)后海馬IL-1β、TNF-αmRNA及蛋白的表達(dá)量，大劑量組與空白對照組無差異。
　　4、右美托咪定預(yù)處理能降低術(shù)后海馬Casepase-3、Bax蛋白的表達(dá)量及陽性細(xì)胞數(shù)，大劑量組與空白對照組無差異。
　　5、右美托咪定預(yù)處理通過降低老年小鼠麻醉手術(shù)后海馬組織的炎性反應(yīng)及神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，減少認(rèn)知功能障礙的發(fā)生。
　　第三部分右美托咪定預(yù)處理對體外循環(huán)心臟手術(shù)老年患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙的影響
　　目的：

15、　　術(shù)后認(rèn)知功能障礙是老齡患者經(jīng)歷麻醉手術(shù)后常見的并發(fā)癥，本研究擬探討右美托咪定預(yù)處理是否能減少體外循環(huán)心臟手術(shù)術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)生率。
　　方法：
　　隨機(jī)選取擇期體外循環(huán)下心臟手術(shù)的老年患者60例,男性36例，女性24例;ASAⅡ～Ⅲ級,年齡60歲～75歲,無神經(jīng)、精神系統(tǒng)疾病史。術(shù)前均簽署知情同意書。入選者按區(qū)組隨機(jī)的方法分為右美托咪定組（D組）和安慰劑組（C組），每組30例。預(yù)處理組麻醉前給予負(fù)荷量右美托咪定1ug/

16、kg,15分鐘給完，術(shù)中持續(xù)泵注0.5ug/kg/h至手術(shù)結(jié)束。安慰劑組30例注射等容量(1mL)的生理氯化鈉溶液。分別于術(shù)前1 d和術(shù)后3天、1周、1月對兩組患者進(jìn)行MMSE測評。于麻醉誘導(dǎo)前(T1)和轉(zhuǎn)機(jī)前(T2)、停機(jī)后10分鐘(T3)、術(shù)畢1 h(T4)、6h(T5)、12h(T6)、24h(T7)取頸靜脈球部血，雙抗體夾心ABC-ELISA法檢測血清S100β蛋白水平及神經(jīng)元特異性烯醇化酶。記錄手術(shù)時間、麻醉時間、轉(zhuǎn)機(jī)時間、術(shù)

17、中失血量、液體輸入量;觀察并記錄術(shù)后蘇醒情況，躁動發(fā)生情況以及惡心、嘔吐和寒戰(zhàn)等并發(fā)癥。
　　結(jié)果：
　　1、;D組術(shù)后3 d和C組術(shù)后3d、1周的MMSE評分與術(shù)前比較有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05）； D組術(shù)后1周、1月和C組術(shù)后1月的MMSE評分與術(shù)前比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）；在術(shù)后各時段，C組的MMSE評分均顯著低于D組（P<0.05）。
　　2、術(shù)前D組和C組血清S100β蛋白水平分別為(79.2±21.

18、1) pg/mL和(74.1±16.7) pg/mL，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；與T1時比較，C組T3-T6、D組T3-T5時血漿S100β蛋白濃度升高((P<0.01或 P<0.05)，T3、T4時達(dá)高峰；與C組比較，D組T3-T6時血漿S100β蛋白濃度均降低（P<0.01或P<0.05）。
　　3、術(shù)前D組和C組血清NSE水平分別為(1.4±0.6) ng/mL和(1.6±0.7) ng/mL，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>

19、0.05）；與T1時比較，C組T3-T7、D組T3-T6時血清NSE水平升高((P<0.01或 P<0.05)，T3、T4時達(dá)高峰；與C組比較，D組T3-T7時血清NSE濃度均降低(P<0.01或 P<0.05)。D組于術(shù)后6h、C組于術(shù)后12h開始下降，D組術(shù)后24h后與術(shù)前無差異。
　　4、MMSE與血清S100β蛋白及血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）的關(guān)系:根據(jù)MMSE結(jié)果對受試對象重新分組， MMSE>24分的為認(rèn)知功能

20、正常組；MMSE<24分為認(rèn)知功能危險組。抽取血清比較二組間的神經(jīng)元特異性烯醇化酶及S100β蛋白濃度，結(jié)果顯示二組間存在統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.01），危險組S100β蛋白及血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶水平高于正常組。
　　小結(jié)：
　　1、右美托咪定預(yù)處理可降低老年體外循環(huán)下心臟手術(shù)患者術(shù)后血清S100β蛋白的水平及血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶( NSE)水平，降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷,減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率。
　　2、術(shù)后血

21、清 S100β蛋白的水平及血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶( NSE)水平和POCD的發(fā)生有一定關(guān)聯(lián)性，可作為預(yù)測POCD發(fā)生有意義的生物學(xué)標(biāo)記。
　　全文總結(jié)：
　　1.麻醉藥物可能促使部分神經(jīng)細(xì)胞凋亡、改變神經(jīng)細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)誘導(dǎo)小鼠發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性改變。
　　2、外科手術(shù)創(chuàng)傷所致全身炎性反應(yīng)綜合征和細(xì)胞因子釋放在POCD發(fā)生中起重要作用。
　　3、右美托咪定預(yù)處理通過降低老年小鼠麻醉手術(shù)后海馬組織的炎性反應(yīng)及神