鄭 雪，朱昭瓊，張 超，張 帆 (遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院麻醉科，貴州遵義 563000)

術(shù)后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction，POCD)是指術(shù)前無精神障礙的患者受圍手術(shù)期各種因素的影響，出現(xiàn)術(shù)后大腦功能紊亂，導(dǎo)致認知、行為、意志的改變及記憶力受損。其發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果，目前麻醉方式與藥物是重要的危險因素［1］。而海馬是學(xué)習(xí)、記憶和情緒行為功能密切相關(guān)的重要腦區(qū)，也是易累積受損的主要靶區(qū)［2］。本實驗擬借助動物行為學(xué)實驗，研究國產(chǎn)異氟醚吸入后對成年大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。

1 材料與方法

1.1 動物分組

健康10周齡Sprag-Dawley(SD)雄性大鼠36只，體質(zhì)量250～280 g，由第三軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供。采用隨機數(shù)字表法，將大鼠隨機分為空白對照組(A組，即空氣組)、陽性對照組(O2組，即氧氣組)、麻醉組(T1、T2、T3、T4 四個亞組，即異氟醚吸入30 min 蘇醒后2 h、1 d、7 d、14 d 組)。

1.2 實驗方法

麻醉前所有大鼠行Morris水迷宮適應(yīng)性訓(xùn)練，其中前5 d行定位航行實驗，每天4次，即:分別將大鼠頭朝池壁按東、南、西、北4個入水點分次放入水池中，記錄①總路程大鼠從入水點到四肢爬上平臺經(jīng)過的路程(cm);②逃避潛伏期大鼠從入水點至四肢爬上平臺所需的時間(s)。第6天進行空間搜索實驗，即除去平臺，任選一入水點將大鼠放入水中，記錄①大鼠120 s內(nèi)在平臺象限停留的時間(s);②平臺游泳路程占總游泳路程百分比(%);③120 s內(nèi)大鼠游泳的平均速度(cm/s);④經(jīng)過平臺的次數(shù)(次)。水迷宮適應(yīng)性訓(xùn)練完成后，A組大鼠不做任何處理，O2組大鼠于自制麻醉箱中吸入純氧30 min，T1、T2、T3、T4組大鼠分別吸入異氟醚(ISO)30 min。該麻醉箱是一自制的(75 cm×30 cm×15 cm)的密閉容器，箱內(nèi)鋪墊厚2 cm的鈉石灰，兩側(cè)分別有進氣口與出氣口，將其用螺紋管與麻醉機回路相連。適當(dāng)調(diào)節(jié)ISO揮發(fā)罐刻度使大鼠在吸入麻醉期間進氣口與出氣口ISO濃度始終維持在1.8% ～2.0%。A、O2、T1組分別在吸入空氣、O2、ISO 30 min后完全蘇醒2 h進行定位航行實驗和空間搜索實驗;T2、T3、T4 組分別在吸入 ISO 30 min 后完全蘇醒1 d、7 d、14 d進行定位航行實驗和空間搜索實驗，所有記錄數(shù)據(jù)同麻醉前。

2.3 統(tǒng)計處理

2 結(jié)果

水迷宮適應(yīng)性訓(xùn)練完成后，將每只大鼠每天四個方向的成績進行均數(shù)計算，得到每只大鼠每天訓(xùn)練總平均成績(表1、表2)。隨著時間的推移，大鼠逃避潛伏期和總路程縮短，說明從第2天開始產(chǎn)生了學(xué)習(xí)記憶，第4天產(chǎn)生了良好的學(xué)習(xí)記憶，提示模型建立成功。大鼠麻醉前，呼吸次數(shù)為(83.0±7.1)次/分;麻醉30 min，呼吸次數(shù)為(63.3±10.4)次/分，翻正反射消失時間為(5.7 ±1.2)min，翻正反射恢復(fù)時間為(5.5 ±1.6)min，夾尾反射消失時間為(10.9 ±1.3)min，完全蘇醒時間為(9.2 ±1.2)min;麻醉完全蘇醒后的呼吸次數(shù)為(83.8±5.0)次/分。麻醉后定位航行實驗見表3。麻醉后空間搜索實驗，麻醉維持30 min后完全蘇醒2 h、1 d、7 d、14 d，分別按組行空間搜索實驗(表4)。

表1 麻醉前各組大鼠空間探索試驗結(jié)果分組平臺象限停留±s，n=36)

表1 麻醉前各組大鼠空間探索試驗結(jié)果分組平臺象限停留±s，n=36)

*:與 O2組比較，P ＜0.05

表2 水迷宮訓(xùn)練定位航行實驗逃避潛伏期、總路程(±s，n=36)

表2 水迷宮訓(xùn)練定位航行實驗逃避潛伏期、總路程(±s，n=36)

*:與第1天比較，P ＜0.01;#:與第2 天比較，P ＜0.01;△:與第3天比較，P ＜0.01。

表3 麻醉后定位航行實驗潛伏期、總路程(±s，n=36)

表3 麻醉后定位航行實驗潛伏期、總路程(±s，n=36)

*:與 T1、T3、T4 組比較，P ＜0.05;﹟:與 A、O2組比較，P ＜0.01

表4 麻醉后各組大鼠空間探索試驗結(jié)果 (±s，n=36)

表4 麻醉后各組大鼠空間探索試驗結(jié)果 (±s，n=36)

*:與 A、O2、T1、T3 組比較，P ＜0.01

3 討論

POCD是精神功能變化的表現(xiàn)之一，指患者在麻醉手術(shù)后出現(xiàn)的焦慮、記憶受損、認知能力、語言理解能力和社會融合能力減退等中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。POCD的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果，其中老齡是唯一明確的發(fā)病因素。研究表明，POCD的發(fā)生率隨著年齡的增長而不斷增加［3］，但也有研究證實POCD的病因與麻醉藥的作用密切相關(guān)［4］，尤其是吸入麻醉藥可能影響老年大鼠的學(xué)習(xí)記憶功能，國內(nèi)外許多專家對其發(fā)病機制進行了研究，但尚無定論［5］。

異氟醚是目前臨床上廣泛應(yīng)用的吸入麻醉藥，具有誘導(dǎo)和蘇醒迅速、肌松良好、對循環(huán)系統(tǒng)影響小、無致畸等優(yōu)點。異氟醚可通過多種機制對大腦學(xué)習(xí)記憶產(chǎn)生影響，而目前臨床上出現(xiàn)的POCD被認為可能與異氟醚所致的學(xué)習(xí)記憶功能障礙有關(guān)［6］。一方面，異氟醚增強GABA受體活性，抑制海馬長時程增強，影響突觸傳遞的可塑性，可能是術(shù)后產(chǎn)生認知功能障礙的基礎(chǔ);另一方面，中樞膽堿能系統(tǒng)被認為是引起POCD的一個可能作用和損害的位點。Wang等［7］認為乙酰膽堿在學(xué)習(xí)記憶中扮演著重要的角色。異氟醚通過減少腦內(nèi)乙酰膽堿含量來抑制中樞膽堿能系統(tǒng)，從而可能引起學(xué)習(xí)、記憶、注意力等認知功能的下降。而記憶是人類重要的生命活動形式之一，分為感覺記憶、短時記憶和長時記憶。其中長時記憶中的情景和語義記憶與海馬密切相關(guān)，幾乎完全依賴于海馬系統(tǒng)，并且對全身麻醉藥的作用非常敏感［8-9］。而海馬則通過腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及皮質(zhì)下行纖維接受來自視、聽、觸、痛等多種感覺信息，并參與內(nèi)分泌活動的調(diào)節(jié)，是研究最早和最多的與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的腦區(qū)，同時也是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)［10］，是行為學(xué)觀察點。

目前，動物的學(xué)習(xí)記憶主要通過行為學(xué)進行判斷。Morris水迷宮是英國心理學(xué)家Morris于20世紀80年代初設(shè)計，并應(yīng)用于腦學(xué)習(xí)記憶機制研究的一種行為學(xué)實驗。該實驗操作簡單，能夠較為客觀地反映動物的認知水平，減少感覺、運動缺陷對實驗結(jié)果的干擾［11］，其較為經(jīng)典的測試程序主要包括定位航行試驗和空間搜索試驗兩部分。定位航行試驗反應(yīng)動物的學(xué)習(xí)記憶功能，空間搜索試驗反應(yīng)定位的空間理想和回憶探究能力。本實驗中，各組大鼠在吸入異氟醚前進行5 d的水迷宮適應(yīng)性訓(xùn)練，結(jié)果表明隨著訓(xùn)練天數(shù)的增加，逃避潛伏期和總路程進行性縮短。由實驗結(jié)果看出，隨著時間的推移，大鼠逃避潛伏期和總路程縮短，說明從第2天開始大鼠產(chǎn)生了學(xué)習(xí)記憶，第4天大鼠已經(jīng)產(chǎn)生了良好的學(xué)習(xí)記憶，提示前期造模成功。在吸入異氟醚后，第1天組大鼠的逃避潛伏期增加，而平均速度減少，說明此現(xiàn)象不僅是由于大鼠游動時平均速度的下降導(dǎo)致行為學(xué)變化，其可能原因是記憶的提取過程出現(xiàn)了障礙導(dǎo)致大鼠最終的行為學(xué)變化。但這種變化僅出現(xiàn)在吸入異氟醚后的第1天，記憶障礙是暫時的，隨著時間的推移，在吸入異氟醚后第7天、第14天后行為學(xué)逐漸恢復(fù)到麻醉前水平，提示學(xué)習(xí)記憶逐漸自行恢復(fù)。由此可以說明，吸入異氟醚只會造成短期的學(xué)習(xí)記憶障礙。本實驗的結(jié)果與Catherine等所做研究結(jié)果相似。Catherine等［12］將大鼠吸入異氟醚和氧化亞氮全身麻醉后，采用十二臂放射迷宮對其進行行為學(xué)觀察，青年大鼠學(xué)習(xí)記憶能力有所下降，但短期內(nèi)即可恢復(fù)。但是，Valentim等［13］研究顯示吸入低濃度的異氟醚才會對大鼠造成短期的空間學(xué)習(xí)障礙。將大鼠分別吸入0、1%、2%的異氟醚28 h后行T迷宮檢測發(fā)現(xiàn)，1%異氟醚會損壞大鼠空間學(xué)習(xí)記憶，而2%異氟醚卻沒有影響，這可能是因為兩個實驗吸入異氟醚的時間差異大有關(guān)，而吸入麻醉箱密閉性的差異也可能導(dǎo)致實驗結(jié)果的不同。本實驗只進行了持續(xù)吸入2%異氟醚30 min后，對大鼠蘇醒的不同時間段空間學(xué)習(xí)記憶能力的研究，如果設(shè)置不同的異氟醚濃度延長吸入時間是否會造成大鼠學(xué)習(xí)記憶的改變將是本實驗組接下來的研究計劃。

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