七氟醚吸入麻醉对老年大鼠认知影响

内容

七氟醚吸入麻醉对老年大鼠认知影响

摘 要: 目的 观察七氟醚吸入麻醉对大鼠的认知与海马乙酰胆碱影响。方法 20 月龄雄性Sprague － Daw-ley 大鼠 60 只随机分为 3 组，每组 20 只: 对照组，七氟醚吸入低剂量组( 1% ) ，七氟醚吸入高剂量组( 2% ) ，每组 20只，七氟醚连续吸入 5 d 后进行 Morris 水迷宫测试，于测试后第 1、4 d 和第 7 d 测定大鼠认知功能及海马乙酰胆碱含量。结果 3 组大鼠潜伏期和总路程随测试时间延长呈下降趋势，但七氟醚吸入大鼠较正常大鼠认知能力增强得较慢七氟醚吸入第 4、7 d，低剂量组、高剂量组、潜伏期、总路程，均明显低于对照组( F =11. 10、17. 47; F =49. 23、202. 74，P 均 ＜ 0. 01) ，且海马乙酰胆碱含量均明显低于对照组( F = 30. 67、24. 38，P 均 ＜ 0. 01) 。结论 七氟醚可能通过改变老年大鼠海马乙酰胆碱的含量损伤其认知功能。

关键词: 七氟醚; Morris 水迷宫; 术后认知功能障碍; 乙酰胆碱

七氟醚是手术患者常用的吸入麻醉药，其血/气分配系数和油/气分配系数较理想，术中可使患者快速失去知觉，术后可使患者快速恢复知觉，因此在手术中的应用越来越受到关注。吸入麻醉药可影响患者术后的认知功能，尤其是老年患者，在麻醉手术后老年患者常出现认知功能障碍，部分患者可转变为慢性病变，严重影响其预后和生活质量; 但术后认知功能障碍( postoperative cognitive dysfunction，POCD) 的确切机制目前尚不十分清楚，七氟醚在老年患者 POCD 中的作用尚待明确。本研究以老年大鼠为对象，分析七氟醚对其认知功能和认知功能关键神经递质乙酰胆碱的影响，初步探讨七氟醚在 POCD 中的作用及其机制。

1 材料与方法

1. 1 试剂与仪器 七氟醚( 美国 Abbott 公司) ，乙酰胆碱 ELISA 试剂盒( 上海博谷生物科技有限公司) ，麻醉诱导箱 ( 透明钢化玻璃自制，40 cm ×25 cm × 12 cm) ，ＲWD510 麻醉机( 深圳市瑞沃德生命科技有限公司) ，solar8000M 型多功能监测仪( 美国 GE 公司) ，Morris 水迷宫( 上海欣软信息科技有限公司) 。

1. 2 实验动物与分组 健康 20 月龄雄性 Sprague-Dawley 大鼠( 沈阳医学院实验动物中心，SCXK( 辽)2010 － 0001) ，体质量( 450 ± 110) g。按随机数字表法分为对照组，七氟醚吸入低剂量组( 1%，S1 组) ，七氟醚吸入高剂量组( 2%，S2 组) ，每组20 只。

1. 3 实验方法

1. 3. 1 Morris 水迷宫测试 S1 组及 S2 组置于麻醉箱内 120 min，连续 5 d，麻醉箱中以 1% 或 2% 七氟醚维持，载气为 95% 氧气和 5% 二氧化碳混合气体，持续监测麻醉箱内七氟醚浓度、二氧化碳分压和氧浓度等。七氟醚吸入前 S1 组及 S2 组每组随机各取 5 只大鼠在冰上断头取海马，－80 ℃保存，待测。剩余大鼠在七氟醚吸入后第 1 天至第 7 天行 Morris水迷宫测试，测定认知功能改变。

1. 3. 2 乙酰胆碱含量测定 每组大鼠分别于第 1、4 和第 7 天 Morris 水迷宫测试结束后，随机选取 5只大鼠在冰上断头取海马，－80 ℃保存。按海马重量，加 9 倍重量的生理盐水制备脑组织 匀 浆，3 500 r / min离心 10 min; 根据试剂盒的说明书测定乙酰胆碱含量; 用考马斯亮蓝法进行蛋白定量。试剂盒敏感度为 1. 0 pg /mL。

1. 4 统计分析 采用 SPSS 16. 0 统计软件，计量资料以均数 ± 标准差表示。并依据 Mauchly 球形检验结果使用 Greenhouse － Geisser ε 系数校正自由度; P＜ 0. 05 为差异有统计学意义，方差齐性检验水准定为 0. 1。

2 结 果

2. 1 Morris 水迷宫实验结果比较( 表 1) 组内比较，S1、S2 组和 C 组大鼠潜伏期和总路程呈下降趋势，不同时点间各指标差别均有统计学意义( S1 组:潜伏期: F =31. 26，P ＜0. 01，总路程: F =30. 94，P ＜0. 01; S2 组: 潜伏期: F = 26. 63，P ＜ 0. 01，总路程:F = 9. 65，P ＜ 0. 01; 对照组: 潜伏期: F = 65. 88，P ＜0. 01，总路程: F = 36. 21，P ＜ 0. 01) 。组间比较，七氟醚吸入前及第 1 d，S1、S2 组和 C 组比较，潜伏期和总路程差别均无统计学意义; 第 4、7 d，S1、S2 组潜伏期、总路程、均明显低于对照组( 第 4 d: 潜伏期，F = 11. 10，P ＜ 0. 01; 总路程，F = 17. 47，P ＜0. 01; 第 7d 潜伏期，F = 49. 23，P ＜ 0. 01; 总路程，F = 202. 74，P ＜ 0. 01) 。

2. 2 海马乙酰胆碱含量结果比较( 表 1) 组内比较，S1 和 S2 组大鼠海马乙酰胆碱含量七氟醚吸入前、第1、4 d 时呈下降趋势，第7 d 时呈上升趋势，不同时点间差别均具有统计学意义( S1 组: F = 7. 66，P ＜ 0. 01; S2 组: F = 13. 04，P ＜ 0. 01) 。对照组大鼠海马乙酰胆碱含量不同时点间差别无统计学意义( F =2. 12，P = 0. 14) 。组间比较，七氟醚吸入前及第 1 d，S1、S2 组与对照组比较，海马乙酰胆碱含量差别均无统计学意义; 第 4、7 d，S1、S2 组海马乙酰胆碱含量均明显低于对照组( 第 4 d: F =30. 67，P ＜0. 01; 第 7 d: F = 24. 38，P ＜ 0. 01) 。

3 讨 论

POCD 的患者术后定向力、学习和记忆等认知功能下降，是手术麻醉后中枢神经系统的并发症之一，严重的患者可出现痴呆，给患者和社会带来的负担很重。POCD 的发生机制目前尚不清楚，本研究以临床常用的吸入麻醉药七氟醚为处理因素，观察其在 POCD 发生机制中的作用; 结果表明，连续5 d七氟醚吸入后，随训练时间的延长，大鼠的认知能力增强，潜伏期和总路程缩短; 但七氟醚吸入大鼠较正常大鼠认知能力增强得较慢，潜伏期和总路程较正常大鼠缩短程度偏小，其中 2% 七氟醚吸入较1% 七氟醚吸入表现更明显，可见七氟醚吸入可损害大鼠的认知功能。海马是探讨中枢神经系统认知功 能 改 变 的 经 典 脑 区，也 是 最 易 受 损 的 脑区; 乙酰胆碱是认知过程中重要的神经递质，是迄今发现的与学习记忆关系最密切的一种神经递质。海马组织中乙酰胆碱的表达水平随学习、记忆、空间定位等认知活动的发生而随之改变; 本研究结果表明，正常组大鼠乙酰胆碱含量随认知能力的增强逐渐增加，七氟醚吸入导致海马乙酰胆碱含量下降，2%的七氟醚吸入较 1% 的七氟醚吸入表现更明显; 提示海马组织乙酰胆碱含量的改变可能是七氟醚损伤大鼠认知功能的机制之一。水迷宫测试第4 d，大鼠海马乙酰胆碱含量达到最低点，第 7 d 较第4 d 的表达水平有所回升，但与第4 d 的表达水平差别无统计学意义，此变化趋势与大鼠认知功能的改变不一致，原因可能是样本量偏小，也可能是观察时间不够长，七氟醚吸入损伤的认知功能恢复中。综上所述，七氟醚可能是通过改变老年大鼠海马乙酰胆碱的含量损伤其认知功能，这为老年患者 POCD 的预防和处理提供了理论依据，但具体作用途径尚需进一步研究证实。