右美托咪定預處理對手術麻醉后認知功能的影響及相關機制研究.pdf

1、術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是老年患者經(jīng)歷麻醉手術后常見的并發(fā)癥，表現(xiàn)為手術麻醉后數(shù)天至數(shù)周出現(xiàn)記憶障礙,對信息的學習和回憶能力下降；精神集中能力擾亂；語言障礙理解力受損；決策功能、社會適應能力下降。迄今為止，POCD發(fā)生的病理生理機制尚不明確。目前認為是由手術和麻醉誘發(fā)多種因素協(xié)同作用的結果，如何防治 POCD仍需進一步深入探討。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)痛和腦保護作用，因此特性可以推測其神經(jīng)保護作用可能會減少術后認知功能障礙的發(fā)生?；谖墨I報道術后認知功能障礙發(fā)病機制的研究結果和右美托咪定特殊的神經(jīng)保護作用，本實驗擬模擬臨床手術常規(guī)的靜吸復合麻醉方式應用于老齡小鼠，進一步證實POCD的發(fā)病的相關因素，探討POCD發(fā)生的病理生理機制，并旨在通過右美托咪定的預處理減少 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、效果明確的早期干預方案，最終能

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

4、立了術后認知功能障礙動物模型。分析麻醉藥物、手術創(chuàng)傷對小鼠神經(jīng)行為學影響，并將其應用于術后認知功能障礙發(fā)病機制及其藥物預防方面的研究。
　　方法：
　　健康老齡BALB/c小鼠隨機分為三組：空白對照組(con組)；麻醉藥物組(anesthesia組)；手術組(SP組)。術后第1天、第3天行Y迷宮試驗觀察神經(jīng)行為學改變，記錄小鼠迷路分辨學習達到學會標準所需要的訓練次數(shù)，潛伏期，主動逃避率。
　　結果：
　　麻藥組術

5、后1天，手術組術后1、3天學習記憶能力受損，與對照組相比，潛伏期延長，錯誤率增加，訓練次數(shù)增加，主動逃避率減少(P<0.05)。均出現(xiàn)明顯的學習、記憶功能減退現(xiàn)象,差異有統(tǒng)計學意義。
　　小結：
　　麻醉和手術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、手術與P0CD的發(fā)生有著重要聯(lián)系。聯(lián)合采用復合全麻藥物及手術創(chuàng)傷方法制備的術后認知功能障礙小鼠模型，能有效重現(xiàn)術后認知功能障礙患者的發(fā)病特點,可將其進一步

6、應用于發(fā)病機制及其藥物預防方面的研究。
　　第二部分右美托咪定預處理對老齡小鼠術后認知功能障礙的影響及相關機制的研究
　　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)痛和腦保護作用，本研究擬分析麻醉、手術創(chuàng)傷影響老齡大鼠認知功能的分子機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)的炎性反應及減輕神經(jīng)細胞的凋亡程度，從而降低術后認知功能障礙(POCD)的發(fā)生。
　　方法：
　　健康老齡

7、BALB/c小鼠隨機分為：（1）空白對照組(con組,n=42)不給予麻醉藥物和進行手術；（2）麻醉藥物組(anesthesia組,n=42)實驗動物接受1.5-2％異氟烷誘導1-2min，然后腹腔注射氯胺酮100mg/kg，持續(xù)吸入異氟烷30min達到相應手術最大刺激無痛、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）腹腔內注射；（4）

8、麻醉藥物手術組(sp組，n=42)本組小鼠給予復合麻醉藥物后實施剖腹探查脾切除手術。術后待老鼠麻醉恢復后放回籠子里各自飼養(yǎng)。（5）右美托咪定干預組（SP+D15組，SP+D25組，n=42/劑量）本組小鼠麻醉前30min預先給予右美托咪定（15μg/kg、25μg/kg）腹腔內注射，然后實施同樣的麻醉和手術。術后第1天、第3天行Y迷宮試驗觀察神經(jīng)行為學改變，記錄小鼠迷路分辨學習達到學會標準所需要的訓練次數(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的轉錄和表達；免疫組織化學觀察casepase-3、Bax陽性細胞表達數(shù)量。
　　結果：
　　1、Y迷宮行為測試結果提示：與con組相比，anesthesia組術后第1天、SP組術后第1、3天學習記憶能力受損，潛伏期延長，訓練次數(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)計學差異(P>0.

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

11、05)；SP組術后第1天、第3天IL-1β、TNF-αmRNA及 protein表達上調，存在統(tǒng)計學差異(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，與con組比較無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，與SP組第3天比較，有統(tǒng)計學差異(P<0.05)。
　　3、與 con組相比，anesthesia組尤其 SP組術后第1天、第3天小鼠海馬Ca

12、spase-3、Bax protein表達上調(P<0.05或P<0.01)；右美托咪定預處理組(15 or25μg/kg)第3天小鼠海馬組織Caspase-3、Bax表達下調，與con組相比無統(tǒng)計學差異(P>0.05)；與SP組第3天比較，有統(tǒng)計學差異(P<0.05或P<0.01)。IHC結果顯示：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)元細胞計數(shù)增加(P<0.05或

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

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

15、　　術后認知功能障礙是老齡患者經(jīng)歷麻醉手術后常見的并發(fā)癥，本研究擬探討右美托咪定預處理是否能減少體外循環(huán)心臟手術術后認知功能障礙發(fā)生率。
　　方法：
　　隨機選取擇期體外循環(huán)下心臟手術的老年患者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。術前均簽署知情同意書。入選者按區(qū)組隨機的方法分為右美托咪定組（D組）和安慰劑組（C組），每組30例。預處理組麻醉前給予負荷量右美托咪定1ug/

16、kg,15分鐘給完，術中持續(xù)泵注0.5ug/kg/h至手術結束。安慰劑組30例注射等容量(1mL)的生理氯化鈉溶液。分別于術前1 d和術后3天、1周、1月對兩組患者進行MMSE測評。于麻醉誘導前(T1)和轉機前(T2)、停機后10分鐘(T3)、術畢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。記錄手術時間、麻醉時間、轉機時間、術

17、中失血量、液體輸入量;觀察并記錄術后蘇醒情況，躁動發(fā)生情況以及惡心、嘔吐和寒戰(zhàn)等并發(fā)癥。
　　結果：
　　1、;D組術后3 d和C組術后3d、1周的MMSE評分與術前比較有統(tǒng)計學差異（P<0.05）； D組術后1周、1月和C組術后1月的MMSE評分與術前比較無統(tǒng)計學差異（P>0.05）；在術后各時段，C組的MMSE評分均顯著低于D組（P<0.05）。
　　2、術前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組于術后6h、C組于術后12h開始下降，D組術后24h后與術前無差異。
　　4、MMSE與血清S100β蛋白及血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）的關系:根據(jù)MMSE結果對受試對象重新分組， MMSE>24分的為認知功能

20、正常組；MMSE<24分為認知功能危險組。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，結果顯示二組間存在統(tǒng)計學差異（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：
　　1、右美托咪定預處理可降低老年體外循環(huán)下心臟手術患者術后血清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,減少術后認知功能障礙的發(fā)生率。
　　2、術后血

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)生有一定關聯(lián)性，可作為預測POCD發(fā)生有意義的生物學標記。
　　全文總結：
　　1.麻醉藥物可能促使部分神經(jīng)細胞凋亡、改變神經(jīng)細胞蛋白質表達誘導小鼠發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性改變。
　　2、外科手術創(chuàng)傷所致全身炎性反應綜合征和細胞因子釋放在POCD發(fā)生中起重要作用。
　　3、右美托咪定預處理通過降低老年小鼠麻醉手術后海馬組織的炎性反應及神