炎癥在七氟烷引起的成年小鼠術后認知功能障礙中的作用研究

鄒言+薛冰心

【摘要】 目的 觀察麻醉前應用地塞米松對吸入七氟烷引起的成年小鼠術后認知功能障礙（POCD）的影響及可能機制。方法 60只成年雄性C57BL/6小鼠， 隨機分為吸氧+生理鹽水組（O組）、七氟烷麻醉+生理鹽水組（S組）、七氟烷+地塞米松組（SD組）及吸氧+地塞米松組（OD組）， 各15只。觀察各組臨床效果。結果 水迷宮測試中， 四組麻醉前潛伏期差異無統計學意義（P>0.05）。麻醉后， 與其他三組比較， S組潛伏期明顯延長（P<0.05）， 穿越平臺次數明顯減少（P<0.05）， 突觸結合蛋白-1（Sty-1）含量明顯降低（P<0.05）， 白細胞介素-1β（IL-1β）和S100A8蛋白表達明顯增加（P<0.05）。結論 單次吸入較高濃度七氟烷可導致小鼠發生術后認知功能障礙和Sty-1表達減少， 地塞米松可提高Sty-1表達水平， 改善POCD， 其機制可能與抑制海馬組織炎癥反應有關。

【關鍵詞】 術后認知功能障礙；成年小鼠 ；炎癥；七氟烷

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.14.213

POCD是患者接受麻醉及手術后出現的中樞神經系統并發癥， 發病機制尚不清楚， 缺乏有效的防治措施。七氟烷是臨床常用的吸入麻醉藥， 血氣分配系數低， 誘導迅速， 蘇醒快， 血流動力學穩定[1]。術中應用七氟烷會導致短期術后POCD， 并且與吸入濃度成正比[2]。本次研究主要探討七氟烷麻醉導致的POCD與炎癥的關系及其機制。現報告如下。

1 材料與方法

1. 1 動物選擇與分組 雄性C57BL/6小鼠60只， 16周齡， 18～22 g， 隨機分為吸氧+生理鹽水組（O組）、七氟烷麻醉+生理鹽水組（S組）、七氟烷+地塞米松組（D組）及吸氧+地塞米松組（OD組）， 各15只。麻醉前連續進行Morris水迷宮訓練5 d， 在麻醉前1 h分別注射地塞米松2 mg/kg或等容生理鹽水。

1. 2 實驗方法 將S組和D組成年小鼠置于透明半封閉呼吸環路麻醉箱中， 呼氣回路末端連接鈉石灰以吸收水分和二氧化碳。箱內通入3%七氟烷+4 L/min O2， 待監護儀上七氟烷濃度穩定后， 將小鼠放入其中。待小鼠翻正反射消失后， 取右側臥位， 避免誤吸， 保持呼吸道通暢， 持續吸入3 h， 監測其血氧飽和度， 使其維持在98%～100%（麻醉箱中氣體濃度和血氧飽和度監測由Detax-Ohmeda監護儀進行連續監測）。皮下注射溫生理鹽水30 ml/kg ， 補充水分丟失， 將其放回籠中， 通入100% O2， 直至其意識恢復。O組和OD組則在麻醉箱中通入4 L/min O2， 待氧濃度穩定后將小鼠放入， 3 h后取出放回籠中。而后進行Morris水迷宮試驗和Western Blot 檢測。

1. 3 統計學方法 采用SPSS18.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗；計數資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗；組間比較采用單因素方差分析， 兩兩比較采用LSD法。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2. 1 水迷宮實驗

2. 1. 1 潛伏期 吸入氣體前， O組潛伏期為（28.62±1.32）s， S組潛伏期為（23.40±1.62）s， SD組潛伏期為（26.41±1.35）s， OD組潛伏期為（20.40±2.62）s， 四組間比較差異無統計學意義（P>0.05）； 吸入相應氣體后， O組潛伏期為（25.40±2.80）s、SD組（27.88±0.82）s和OD組（26.10±1.01）s， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）， S組的潛伏期明顯延長為（35.61±1.80）s， 與其他三組比較， 差異有統計學意義（P<0.05）。

2. 1. 2 穿越平臺次數 O組穿越平臺次數為（3.75±0.50）次、SD組為（3.98±0.33）次、OD組為（3.52±0.38）次， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。與其他三組比較， S組在吸入七氟烷后穿越平臺次數明顯減少為（2.24±0.21）次， 差異有統計學意義（P<0.05）。

2. 1. 3 目標象限內游泳時間和距離占總時間和總距離的百分比 O組在目標象限內游泳時間占總時間百分比（39.12±3.95）%、SD組（43.18±2.38）%和OD組（45.31±3.28）%， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。與其他三組比較， S組在目標象限內游泳時間占總時間百分比顯著減少為（20.12%±1.34）%，差異有統計學意義（P<0.05）。

2. 2 Western Blot結果 以β-actin為內參， 與其他三組相比， S組S100A8蛋白表達增加（0.12±0.01）， 差異有統計學意義（P<0.05）， O組為（0.01±0.01）、SD組為（0.03±0.01）、OD組為（0.03±0.02）， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）；與其他三組相比S組IL-1β表達增加（0.81±0.08）， 差異有統計學意義（P<0.05）， O組IL-1β表達增加（0.31±0.04）、SD組（0.41±0.07）和OD組（0.29±0.04）， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）；S租Sty-1蛋白表達減少（0.13±0.03）， 差異有統計學意義（P<0.05）， O組（0.27±0.02）、SD組（0.30±0.02）和OD組（0.27±0.04）， 三組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。

3 討論

Acharya 等[3]研究發現， 17～19個月齡的老年大鼠在接受七氟烷吸入全身麻醉24 h后， 可見術后譫妄和認知功能減退， 可能與其血腦屏障受損， 破壞腦內穩態有關。七氟烷吸入全身麻醉后可導致術后短期內的認知功能障礙， 幼年期的連續吸入七氟烷也會造成成年后的記憶損害， 提示七氟烷與認知功能損害有關[4]。

炎癥能造成認知功能損害， 地塞米松是一種臨床常用藥， 常與止吐藥聯合使用增強其止吐效果[5]。心臟手術術中應用地塞米松可減少術后感染[6]。有研究表明， TNF-α、IL-6、S-100β等炎癥因子表達也顯著降低， 提示術前應用激素可改善七氟烷麻醉后的POCD[7]。

總之， Sty-1表達減少可能參與七氟烷導致的POCD的發生， 使用地塞米松可改善吸入七氟烷后的小鼠的認知功能， 其機制可能與抑制S100A8蛋白及IL-1β的表達有關。

參考文獻

[1]左蕾， 李琪英， 劉丹彥.不同濃度七氟醚對老年大鼠認知功能的影響.重慶醫科大學學報， 2013， 38（3）：239-243.

[2]高燁， 張鄧新， 季永， 等.七氟烷對老年患者血清同型半胱氨酸與術后認知功能的影響.南京醫科大學學報， 2011， 31（11）： 1632-1635.

[3]Acharya NK ， Goldwaser EL ， Forsberg MM ， et al. Sevoflurane and Isoflurane induce structural changes in brain vascular endothelial cells and increase blood-brain barrier permeability： Possible link to postoperative delirium and cognitive decline.Brain Research， 2015， 1620：29-41.

[4]Han T， Hu Z， Tang Y， et al. Inhibiting Rho kinase 2 reduces memory dysfunction in adult rats exposed to sevoflurane at postnatal days 7-9. Biomed Reports， 2015， 3（3）：361-364.

[5]Kim HJ， Shin SW . Ramosetron versus ondansetron in combination with aprepitant and dexamethasone for the prevention of highly emetogenic chemotherapy-induced nausea and vomiting： A multicenter， randomized phase Ⅲ trial， KCSG PC10-21. Oncologist， 2015（1）：28.

[6]Jan M， Dieleman， Arno P， et al. Intraoperative high-dose dexamethasone for cardiac surgery： A randomized controlled trial. The Journal of the American Medical Association， 2012， 308（17）：1761-1767.

[7]Qiao y， Feng H . Postoperative cognitive dysfunction after inhalational anesthesia in elderly patients undergoing major surgery： the influence of anesthetic technique， cerebral injury and systemic inflammation. BMC Anethesiol， 2015， 15（1）：154.

[收稿日期：2016-01-07]