右美托咪定聯合淺低溫對膿毒癥相關性腦病大鼠認知功能的影響

毛銀泉

(江西省高安市人民醫院麻醉科，高安 330800)

膿毒癥相關性腦病(SAE)是指由膿毒癥引起的中樞神經系統功能障礙，是由于感染引起全身炎性反應繼而導致彌漫性大腦功能障礙，其主要臨床表現為精神狀態的急劇惡化，如人格改變、記憶受損、定向力障礙、認知功能減退、意識障礙或昏迷等[1]，目前仍缺乏有效的治療藥物及治療手段，其治療方法主要以控制感染、治療神經系統癥狀等對因治療為主。右美托咪定為臨床麻醉常用的α2受體激動劑，大量研究報道其可減輕認知障礙。隨著近年來淺低溫技術的發展以及在臨床的逐步應用，使得淺低溫技術在許多領域已備受關注，然而淺低溫是否可以改善SAE大鼠認知功能尚不清楚。本研究擬通過盲腸結扎穿孔（CLP）復制大鼠SAE模型，比較右美托咪定聯合淺低溫治療與單一方法治療后對大鼠認知功能的影響。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 實驗動物選擇及分組健康雄性SD大鼠80只，體重約300-350g，由南昌大學實驗動物科學部提供，采用隨機數字表法，將其隨機分為5 組（n=16）：假手術組（S 組）、膿毒癥組（CLP 組）、右美托咪定組（D組）、淺低溫組（T組）、和右美托咪定聯合淺低溫組（DH組）。

1.2 方法 SAE模型的制備參照文獻[3]介紹的方法采用盲腸結扎穿孔法（CLP）制備大鼠SAE模型。腹腔注射10%水合氯醛500mg/kg麻醉下，仰臥位固定，腹部備皮消毒，沿腹部正中線縱行作長約2cm切口，分離腸系膜和盲腸，輕輕擠壓升結腸，使腸內容物充滿盲腸，用絲線于回盲瓣下方環形結扎盲腸根部。用20G穿刺針貫穿已結扎端盲腸2次，自穿刺孔擠出腸內容物入腹腔，然后將腸管還納腹腔，逐層縫合腹部切口。術后皮下注射生理鹽水10ml/kg補液。S組僅暴露盲腸。CLP模型制備前，S組、CLP組和D組大鼠置于恒溫箱中維持顳肌溫度37.5℃，T組和DH組大鼠參照文獻[4]采用冰袋覆蓋大鼠體表暴露部位，冰量按比例100g/100mg體質量進行計算，降溫至顳肌溫度約35℃（采用TE-3溫度測量儀，微細探針測顳肌溫度反應腦溫），溫度穩定后維持30min，30min后D組和DH組腹腔注射右美托咪定100μg/kg。

1.3 觀察指標 指標的測定分別于CLP前（T0）、CLP 術后 4、5 和6d（T1～T3）時采用 Morris水迷宮進行認知功能測試并進行神經功能缺陷評分（NDS評分），術后第7d進行空間探索實驗，行為學測試結束后取大鼠海馬組織，采用化學比色法檢測海馬區 SOD、MDA活性，Elisa法檢測海馬 TNF-α、IL-6及IL-10水平。

1.4 統計學處理 采用SPSS 20.0統計軟件進行統計分析，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

S組CLP術后7d存活率為100%，CLP組為56.3%，D組為 75%，T組為 68.8%，DT組為 87.5%。

與S組比較，其余各組大鼠逃避潛伏期延長，穿越平臺次數減少，（P＜0.05）； 與 CLP組比較，D組、T組及DT組大鼠逃避潛伏期縮短，穿越平臺次數增加（P＜0.05）；與 DT組比較，D組及 T組大鼠逃避潛伏期延長，穿越平臺次數減少（P＜0.05），見圖 1，2。

圖1 各組大鼠各時點逃避潛伏期的比較

圖2 各組大鼠穿越平臺次數的比較

與S組比較，其余各組大鼠NDS評分升高（P＜0.05）；與CLP組比較，D組、T組及DT組大鼠NDS評分降低（P＜0.05）；與 DT組比較，D組及 T組大鼠 NDS 評分升高（P＜0.05），見圖 3。

與S組比較，其余各組大鼠海馬區SOD活性降低，MDA 活性升高（P＜0.05）；與 CLP 組比較，D組、T組及DT組大鼠海馬區SOD活性升高，MDA活性降低（P＜0.05）；與 DT組比較，D組及 T組大鼠海馬區 SOD活性降低，MDA活性升高 （P＜0.05），見圖 4，5。

圖3 各組大鼠各時點NDS評分的比較

圖4 各組大鼠海馬區SOD活性的比較

圖5 各組大鼠海馬區MDA活性的比較

與S組比較，其余各組大鼠海馬TNF-α、IL-6及 IL-10水平升高（P＜0.05）；與 CLP組比較，D 組、T組及DT組大鼠海馬IL-10水平升高，TNF-α及IL-6水平降低 （P＜0.05）；與DT組比較，D組及T組大鼠海馬IL-10水平降低，TNF-α及IL-6水平升高（P＜0.05），見圖 6，7，8。

圖6 各組大鼠海馬TNF-α含量的比較

圖7 各組大鼠海馬IL-6含量的比較

圖8 各組大鼠海馬IL-10含量的比較

3 討論

盲腸結扎穿孔致腹腔感染是制備膿毒癥模型的經典方法，目前已成為國內外公認的制備膿毒癥模型的方法，本研究參照文獻[2]介紹的方法制備膿毒癥模型。研究結果顯示，CLP組大鼠模型制備后開始出現精神萎靡，呼吸急促，活動減少及食欲減退等癥狀，提示膿毒癥模型制備成功。同時與S組比較，CLP組大鼠CLP術后水迷宮實驗顯示逃避潛伏期延長，穿越平臺次數減少，NDS評分升高，提示CLP組大鼠學習及記憶功能下降，膿毒癥相關性腦病大鼠模型制備成功。

Morris水迷宮試驗是一種用于研究實驗動物相關腦區空間學習記憶功能的研究手段，在評價空間學習記憶功能以及海馬功能的研究中被廣泛認可，其中定位航行實驗記錄逃避潛伏期可用于反映獲取空間信息的記憶能力；空間探索實驗中記錄穿越平臺次數可用于反映獲取空間信息的記憶存儲能力[3，4]。本研究結果表明，與 CLP組比較，D組、T組及DT組大鼠逃避潛伏期縮短，穿越平臺次數增加，NDS評分降低，提示腹腔注射右美托咪定或淺低溫治療均可減輕膿毒癥相關性腦病大鼠認知功能；與DT組比較，D組及T組大鼠逃避潛伏期延長，穿越平臺次數減少，NDS評分升高，提示右美托咪定聯合淺低溫治療改善膿毒癥相關性腦病大鼠認知功能的效果較單用右美托咪定或淺低溫效果更佳。

海馬區被認為是參與學習和記憶形成的關鍵部位，海馬區神經元損傷是阿爾茲海默癥、癡呆等疾病的特征性表現之一[5，6]。在腦組織中，超氧化物歧化酶（SOD）是重要的抗氧化酶，丙二醛（MDA）是在細胞膜磷脂的破壞過程中形成的氧化應激的產物，兩者活性可反映腦組織氧化應激水平，而炎性細胞因子TNF-α、IL-6及IL-10等水平升高均與認知功能障礙有著密切關系[7]，因此本研究選擇檢測海馬區 SOD、MDA、TNF-α、IL-6 及 IL-10。 研究結果顯示，與S組比較，其余各組大鼠海馬區SOD活性降低，MDA活性、TNF-α、IL-6及 IL-10水平升高；與CLP組比較，D組、T組及DT組大鼠海馬區SOD活性及IL-10水平升高，MDA活性、TNF-α及IL-6水平降低；與DT組比較，D組及T組大鼠海馬區SOD活性及IL-10水平降低，MDA活性、TNF-α及IL-6水平升高，提示膿毒癥相關腦病大鼠海馬可產生大量氧化應激因子及炎性細胞因子而致腦損傷，單純給予右美托咪定或淺低溫治療后可減輕海馬區氧化應激水平及降低炎性反應，而同時給予右美托咪定聯合淺低溫治療后效果更佳。

右美托咪定是α2腎上腺受體激動劑，具有劑量依賴性的鎮靜鎮痛及催眠作用，同時還有抗交感、抑制應激反應、穩定血流動力學以及減少麻醉劑用量的作用，且無呼吸抑制，研究顯示，右美托咪定可減輕炎性反應并且具有神經保護作用，從而改善術后認知功能障礙[8]。本研究結合預實驗結果并參照文獻[9]選擇腹腔注射右美托咪定100μg/kg，研究結果顯示，右美托咪定可通過減輕膿毒癥相關性腦病大鼠海馬區氧化應激水平及降低炎性反應，從而減輕認知障礙。其降低炎性反應機制主要包括：其可能機制為：⑴右美托咪啶可抑制環氧合酶-2、誘導型一氧化氮合酶、TNF-a及IL-6等的表達[10]；⑵右美托咪啶可抑制凋亡蛋白半胱氨酸蛋白酶-3的表達，從而降低TNF-a及IL-6的濃度[11]。

本研究參照文獻[3]介紹的方式實施淺低溫治療，研究結果顯示淺低溫治療也可減輕膿毒癥相關性腦病大鼠海馬區氧化應激水平及降低炎性反應，從而減輕認知障礙，其機制可能是低溫可降低腦氧代謝，降低組織氧耗，保護血腦屏障，減少炎性細胞因子產生，調節機體炎性反應，調節興奮毒性神經遞質過度釋放，抑制鈣超載，減少神經元凋亡，進而改善認知障礙[12，13]。