赵钧慧 孔雯雯 孙美艳 赵晓勇 周垂贤
1.潍坊医学院麻醉学院，山东潍坊 261053；
2.潍坊市中医院麻醉科，山东潍坊 261000；
3.潍坊市中医院神经外科，山东潍坊 261000
麻醉手术后患者会出现甚至是持久存在的记忆力、定向力等方面的障碍及社会活动能力的减退，称作术后认知功能障碍（postoperative cognitive dysfunction，POCD），其主要表现为人格或社交能力及技巧等方面的改变，而不是智商的改变。轻度POCD 患者仅在认知功能上表现出与正常人的差异，且持续时间短，可自愈，仅给生活、工作带来些许不便；
重度POCD 患者则表现出严重记忆损害，包括语言概括或判断能力的丧失及人格改变，可持续3个月以上甚至长期存在，从而导致患者的社会活动及生活自理能力减退甚至丧失，给个人、家庭和社会带来负担，因此寻找有效干预术后认知障碍的方法是目前研究的热点。
POCD 的产生与多种因素有关，其中年龄较大者较其他人更易发生。研究发现，年龄＞60 岁的患者经历非心脏大手术，术后1 周及3 个月的POCD发生率分别为26%和10%。由此可见，寻找干预老年患者麻醉术后早期POCD 的药物具有重要意义。近年来，中药注射剂在我国的应用越来越广泛，以黄酮类和酚类化合物为主要成分的丹红注射液（danhong injection，DHI）作为我国传统的中药材，主要从丹参、红花中提炼获取，已有研究表明其在抑制血栓、清除血瘀、减轻氧化损伤等方面具有重要价值。本研究通过建立大鼠POCD 模型，探讨DHI 对术后认知功能障碍的影响，为临床麻醉中应用药物改善术后早期认知功能障碍提供依据。
1.1 实验动物
选取健康老年雄性SD 大鼠30 只，无特定病原体（specific–pathogen free，SPF）级别，体重250～300g，均由济南朋悦实验动物繁育有限公司提供，动物许可证号：SCXK（鲁）20 190003；
动物合格证号：3707262101083423.0。饲养于潍坊医学院实验动物中心SPF 级动物饲养房。
1.2 动物分组及POCD 模型建立
采用随机区组法将大鼠随机分为对照组、POCD组和实验组，每组各10 只。POCD 组和实验组建立POCD 模型。简单来说，大鼠腹腔麻醉后，依次对肠道、脾、肝、肾等脏器进行探查，完成腹腔探查术。实验组大鼠于手术结束前30min 及术后第1、2天分别予2ml/kg DHI，POCD 组大鼠在相同时间点给予与实验组相同剂量的生理盐水；
对照组不进行手术，但在相同时间点给予相同剂量的生理盐水。
1.3 大鼠的认知功能评价
通过Morris 水迷宫的定位航行试验和空间探索试验检测各组大鼠的空间学习记忆能力，以评估各组大鼠的认知功能，在成功建模1d 后对大鼠进行行为学测试。水池被均匀分成4 个象限，在第4 象限内放一平台，平台距离池壁20cm 且平台顶低于水面2cm。迷宫外参照物在训练期间始终保持不变。
1.3.1 定位航行实验 连续5d 记录大鼠找到平台的时间作为大鼠的逃逸潜伏期，若大鼠在120s 内仍未找到平台，则潜伏期记为120s。
1.3.2 空间探索实验 训练结束后次日进行空间探索实验，去除平台后记录大鼠120s 内穿过原平台位置的次数记作大鼠的空间记忆成绩。
1.4 分子生化指标检测
分别于术前及术后6、24、48h 取大鼠静脉血，放入含有促凝剂的生化试管中，用离心机3000 转/min离心20min，分离血清，–70℃保存。血清S–100β蛋白、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、肿瘤坏死因子–α（tumor necrosis factor–α，TNF–α）、白细胞介素–6（interleukin–6，IL–6）和白细胞介素–1β（interleukin–1β，IL–1β）水平采用酶联免疫吸附试验（enzyme–linked immunoadsordent assay，ELISA）进行测定。
1.5 统计学方法
2.1 Morris 水迷宫实验评价各组大鼠认知功能
POCD 组大鼠逃逸潜伏期较对照组显著延长，且穿越平台次数减少，差异均有统计学意义（＜0.05）；
与POCD 组比较，实验组大鼠逃逸潜伏期缩短，穿越平台次数增加，差异均有统计学意义（＜0.05）；
与对照组比较，实验组大鼠的逃逸潜伏期延长，穿越平台次数减少，差异均有统计学意义（＜0.01），表明DHI 能够提高大鼠的学习记忆能力，在一定程度上改善大鼠的认知功能障碍，但无法完全治愈大鼠的术后认知功能障碍，见表1。
表1 各组大鼠逃避潜伏期和穿越平台次数比较（）
2.2 各组大鼠不同时间点血清中S–100β 蛋白、NSE水平比较
各组大鼠术前血清中S–100β 蛋白、NSE 水平比较，差异无统计学意义（＞0.05）。与对照组比较，POCD 组大鼠术后不同时间点血清中S–100β 蛋白、NSE 水平均增加，差异均有统计学意义（＜0.05）；
与 POCD 组比较，实验组大鼠术后不同时间点S–100β 蛋白、NSE 水平均降低，差异均有统计学意义（＜0.05）；
但与对照组比较，实验组大鼠术后不同时间点S–100β 蛋白、NSE 水平均增加，差异均有统计学意义（＜0.01），表明DHI 能减轻大鼠麻醉术后神经功能的损伤，但不能完全逆转POCD 造成的损伤，见表2。
表2 各组大鼠不同时间点血清中S–100β 蛋白、NSE 水平比较（，μg/L）
2.3 各组血清中TNF–α、IL–6、IL–1β 水平比较
与对照组比较，POCD 组大鼠术后24h 血清中TNF–α、IL–6、IL–1β 水平均增加，差异均有统计学意义（＜0.05）；
与POCD 组比较，实验组大鼠术后24h 血清中TNF–α、IL–6、IL–1β 水平均降低，差异均有统计学意义（＜0.05）；
但实验组大鼠的炎症因子水平较对照组有所增加，差异有统计学意义（＜0.01），见表3。
表3 术后24h 各组大鼠血清中TNF–α、IL–1β、IL–6水平比较（，pg/ml）
老年人术后常见的神经并发症之一就是POCD，目前认为POCD 可能是由于患者大脑在手术和麻醉的刺激下发生损伤所致。目前检测POCD 的分子生物学指标主要有S–100β 蛋白、NSE、ox–LDL、同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）、TNF–α、IL–6、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和血液流变学指标（血浆黏度、全血黏度、血浆纤维蛋白原水平）等，因此，这些标志性分子被研究人员与POCD 联系起来，旨在探讨其中潜在的关系，其中S–100β蛋白和NSE水平可反映神经系统的损伤程度。Hcy是一种含硫基氨基酸，ox–LDL是由血浆LDL经化学氧化修饰等方式氧化而成，其水平的增高可引起内皮细胞的损伤及凋亡。有研究发现，降低血浆中Hcy、ox–LDL 水平可改善患者的认知功能。许多研究表明，分子生物学指标能从不同的机制方面反映或提示脑功能状态的变化，是研究认知功能常用的相对较成熟的重要指标。因此本研究选用S–100β 蛋白、NSE、TNF–α、IL–6 及IL–1β 作为检测指标，以探讨DHI 是否可改善POCD 大鼠的神经功能损伤情况及能否减轻POCD 带来的炎性反应，旨在观察DHI 对改善大鼠术后认知功能障碍产生的影响。
3.1 POCD 相关分子生物学指标的作用及在POCD发生后的改变
S–100β 蛋白是神经元与神经胶质细胞相互关联的桥梁，主要存在于中枢神经胶质细胞、星型细胞、小胶质细胞及大胶质细胞，被认为是神经系统的特异性蛋白。作为一种神经营养因子，它的适量表达对脑组织的营养保护起到重要作用。研究发现，与年龄相近、性别相同且S–100β 蛋白表达水平正常的患者比较，轻度脑损伤患者血清中的S–100β 蛋白水平显著升高，同时还发现S–100β 蛋白水平的高表达与认知功能紊乱呈现出一定的相关性，因此该蛋白的表达水平对改善轻微脑损伤患者的预后有重要意义。另外，由于血清中的S–100β 蛋白不受年龄、温度、某些药物等因素影响，故其是判断神经损伤的一个较灵敏的指标。由此可见，在神经科学的研究中可通过检测S–100β 蛋白水平的高低判断脑组织或中枢损伤程度。NSE 在神经系统里含量较高，脑组织损伤患者由于血脑屏障被破坏及缺氧、细胞肿胀等因素的共同作用，增加了血脑屏障的通透性，使NSE 进入血液循环，随后被运送至外周血和脑脊液中，最终导致外周血中NSE 水平升高。因此NSE的表达水平可反映中枢神经系统破坏的程度，NSE水平越高则说明神经系统的损伤越严重，且可导致患者认知功能出现紊乱。本研究结果显示，与对照组比较，POCD 组大鼠的血清中S–100β 蛋白及NSE 水平升高，大鼠的认知功能出现障碍，给予DHI后其水平降低，减轻神经系统的损伤。炎性反应及氧化应激是POCD 常见严重并发症。TNF–α 是炎性反应中最早升高和最重要的细胞因子之一，是反映组织损伤严重程度的敏感指标。IL–6 可引起急性炎性反应，是反映脑组织早期损伤程度的重要指标。本研究结果表明，DHI 可降低TNF–α、IL–6 及IL–1β水平，减轻炎性反应对细胞和组织带来的损伤，对大鼠脑组织具有保护作用。
3.2 POCD 大鼠学习记忆能力及认知功能的评价
研究动物大脑学习记忆机制的常用实验方法是Morris 水迷宫实验，其在评价空间学习记忆功能、老年痴呆及海马功能研究中的重要作用被广泛认同。其中通过定位航行实验测得的逃避潜伏期用于评估大鼠的空间学习记忆能力；
通过在空间探索实验中得到的穿越平台次数评价大鼠获取空间信息的记忆保持能力。本研究通过建立大鼠POCD 模型来模拟老年患者POCD，进而探讨DHI 能否改善POCD大鼠的认知功能，结果显示，给予DHI 后大鼠的逃逸潜伏期缩短，穿越平台次数增加，由此得出，DHI 可改善POCD 大鼠的学习记忆能力和术后认知功能。
综上所述，老年患者麻醉POCD 的发生可影响患者的预后，严重者导致患者社会活动、工作及生活自理能力的减退甚至丧失，给个人、家庭和社会带来负担。本研究发现，DHI 能降低S–100β 蛋白、NSE、TNF–α、IL–6 及IL–1β 水平，具有保护脑细胞的作用，在一定程度上能够改善POCD 大鼠的学习记忆能力和术后认知功能，为临床麻醉中应用中草药改善麻醉术后老年患者认知功能障碍提供理论依据，对术后认知障碍的防治及改善患者的生活质量具有重要意义。
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