不同濃度七氟烷麻醉對糖尿病模型大鼠Morris水迷宮測試成績的影響

倫明輝，孫曉峰

（沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院麻醉科，遼寧 沈陽 110024）

大量的研究證實(shí)麻醉手術(shù)可以引起術(shù)后認(rèn)知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction，POCD）的發(fā)生，尤其是術(shù)后早期。POCD病因復(fù)雜，機(jī)制尚未明確。POCD可致并發(fā)癥增多、康復(fù)延遲、住院時間延長和病死率增加［1］。術(shù)前存在糖尿病的患者可能因疾病本身也可引起神經(jīng)遞質(zhì)紊亂、高血糖等，手術(shù)麻醉的應(yīng)激更易誘發(fā)精神神經(jīng)功能紊亂［2］。七氟烷因其起效迅速，蘇醒快，目前是臨床上常用的吸入麻醉藥。最近的研究表明，在正常生理?xiàng)l件下適度的吸入七氟烷不會引起動物的認(rèn)知障礙。然而在糖尿病的情況下，七氟烷對認(rèn)知功能的影響沒有定論［3］。本實(shí)驗(yàn)擬觀察糖尿病模型大鼠吸入不同濃度七氟烷麻醉后Morris水迷宮成績變化，評價其對糖尿病模型大鼠獲取空間學(xué)習(xí)記憶功能的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物 選取健康成年SPF級雄性SD大鼠36只，體重200～260 g，由遼寧省實(shí)驗(yàn)動物資源中心提供，許可證號：No.211002300003081。

1.2 方法 分組方法：將大鼠隨機(jī)分為對照組（C組）和不同濃度七氟烷麻醉組（S1組和S2組），其中C組吸入氧氣3 h，氧流量為2 L/min，S1組和S2組在與C組相同吸氧條件下分別吸入濃度2%及3.5%七氟烷（日本丸石制藥株式會社）3 h。

糖尿病模型建立：大鼠腹腔注射2%鏈脲佐菌素（Sigma公司）53 mg/kg建立糖尿病模型。72 h后，尾靜脈采血檢測隨機(jī)血糖，血糖≥16.7 mmol/L為糖尿病模型建立成功［4］。糖尿病模型造模成功后正常飼養(yǎng)并監(jiān)測血糖，2周后行Morris水迷宮訓(xùn)練及測試。

Morris水迷宮測試：大鼠在吸入七氟烷干預(yù)前6 d進(jìn)行Morris水迷宮定位航行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，每日將大鼠頭朝池壁按東、南、西、北4個入水點(diǎn)放入水池，訓(xùn)練中若動物在120 s內(nèi)找到平臺，讓其在平臺上停留20 s；若動物未能找到平臺，計算機(jī)停止跟蹤，記錄時間為120 s，將其在平臺上停留20 s。每日上午、下午固定時間各訓(xùn)練一次，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，共6 d。之后行吸入干預(yù)；干預(yù)后第1、2及3天分別進(jìn)行測試：先行Morris水迷宮定位航行實(shí)驗(yàn)，記錄大鼠尋找到平臺的時間，即逃避潛伏期；之后行反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)，即將平臺放在對側(cè)象限，記錄大鼠在原平臺有效區(qū)逗留時間。1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。Morris水迷宮測試成績采用單因素方差分析和LSD法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 大鼠干預(yù)后各時間點(diǎn)Morris水迷宮定位航行測試逃避潛伏期比較 S1組吸入七氟烷麻醉干預(yù)后大鼠各時間點(diǎn)定位航行測試逃避潛伏期與C組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；S2組吸入七氟烷麻醉干預(yù)后第1天測試逃避潛伏期與C組和S1組比較延長（P＜0.05）；S2組第2、3天逃避潛伏期較第1天相比縮短（P＜0.05），見表1。

表1 各組大鼠吸入干預(yù)后不同時間點(diǎn)定位航行測試逃避潛伏期比較

2.2 大鼠干預(yù)后各時間點(diǎn)Morris水迷宮反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)原平臺有效區(qū)逗留時間比較 S1組大鼠吸入七氟烷麻醉干預(yù)后各時間點(diǎn)反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)原平臺有效區(qū)逗留時間與C組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；S2組大鼠吸入七氟烷麻醉干預(yù)后第1天反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)原平臺有效區(qū)逗留時間與C組和S1組比較減少（P＜0.05）；S2組第2、3天原平臺有效區(qū)逗留時間較第1天相比增加（P＜0.05），見表2。

表2 各組大鼠吸入干預(yù)后不同時間點(diǎn)反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)原平臺有效區(qū)逗留時間的比較

3 討論

糖尿病是臨床上常見的慢性病之一，其發(fā)病率呈逐年上升的趨勢，且已達(dá)到了流行病的程度［5］。POCD的易發(fā)因素中，除了老齡外，合并糖尿病患者可能因體內(nèi)自身代謝紊亂，在外源性應(yīng)激下更容易對大腦造成損害。據(jù)流行病學(xué)調(diào)查顯示糖尿病是輕度認(rèn)知功能損害（mild cognitive impairment，MCI）的危險因素［6］。

Morris水迷宮是嚙齒類動物神經(jīng)認(rèn)知模型研究中普遍公認(rèn)的工具，同時也是評價神經(jīng)遞質(zhì)、分子轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及藥物之間作用的手段之一［7］。本實(shí)驗(yàn)在吸入七氟烷麻醉干預(yù)后第1、2、3天分別進(jìn)行Morris水迷宮定位航行測試逃避潛伏期和反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)測試在原平臺有效區(qū)所停留的時間，兩者均為評估大鼠獲取空間記憶能力的指標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示，與C組比較，S2組干預(yù)后第1天水迷宮測試逃避潛伏期明顯延長，反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)在原平臺有效區(qū)逗留時間明顯減少，表明糖尿病模型大鼠若行高濃度3.5%七氟烷吸入麻醉干預(yù)后第1天其獲取空間的記憶能力受到影響；S2組干預(yù)后第2、3天較第1天測試逃避潛伏期縮短，反轉(zhuǎn)空間探索實(shí)驗(yàn)原平臺有效區(qū)逗留時間增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，說明大鼠只是在干預(yù)后第1天產(chǎn)生了一定的短暫的空間學(xué)習(xí)記憶能力下降，第2、3天兩指標(biāo)恢復(fù)至對照組水平（P＞0.05），此影響可能具有可逆性。S1組大鼠各時間點(diǎn)水迷宮測試成績與C組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，表明糖尿病模型大鼠若行低濃度2%七氟烷吸入干預(yù)后其獲取空間記憶能力未受到明顯影響。S2組大鼠吸入干預(yù)后第1天水迷宮測試成績與S1組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義，表明在糖尿病大鼠相同的易損傷性基礎(chǔ)上，空間記憶能力的影響程度取決于傷害性刺激的大小，若過度的傷害性刺激作用在易損傷性對象上可能使原本能夠被耐受的麻醉產(chǎn)生誘發(fā)神經(jīng)細(xì)胞凋亡或其他形式的細(xì)胞病理性改變，從而出現(xiàn)行為學(xué)上的改變［8］。

綜上所述，不同濃度七氟烷麻醉對糖尿病模型大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響可能存在差異，但此影響具有短暫性、可逆性等特點(diǎn)，其具體分子機(jī)制有待進(jìn)一步研究。