孫繼輝,陸志俊,辛怡純,于布為(.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院,上海 0009;.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院麻醉科,上海 0005;.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院盧灣分院麻醉科,上海 0000)
?論著?
七氟醚麻醉對新生鼠學(xué)習(xí)與記憶的影響
孫繼輝1,陸志俊2,辛怡純3,于布為2(1.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院,上海 200092;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院麻醉科,上海 200025;3.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院盧灣分院麻醉科,上海 200020)
目的探索用七氟醚麻醉發(fā)育期小鼠是否會(huì)引起成長過程中學(xué)習(xí)記憶障礙。方法實(shí)驗(yàn)包括122只新生鼠(出生后7 d)。其中72只分別經(jīng)七氟醚1.0或0.5最低肺泡有效濃度(m inimum alveolar concentration,MAC)麻醉或吸入40% O2 2 h,4周或12周行水迷宮實(shí)驗(yàn),記錄訓(xùn)練各天潛伏期和游泳速度,以及探索期平臺(tái)滯留時(shí)間和平臺(tái)穿越次數(shù)。另外50只小鼠用于測定七氟醚麻醉(1.0或0.5 MAC)過程(0、1、2 h)中動(dòng)脈血血?dú)夥治?。結(jié)果新生鼠在整個(gè)麻醉過程中,pH值、PaCO2、PaO2和SaO2均保持穩(wěn)定,P>0.05。麻醉后4周,訓(xùn)練期后3 d,對照組小鼠潛伏期明顯低于麻醉組,且后2 d,0.5 MAC組小鼠的潛伏期明顯短于1.0 MAC組。探索期,對照組小鼠平臺(tái)停留時(shí)間和平臺(tái)穿越次數(shù)均明顯高于2組麻醉組。麻醉后12周,1.0 MAC組小鼠在訓(xùn)練第5天潛伏期仍明顯延長。探索期,對照組小鼠平臺(tái)停留時(shí)間和(或)平臺(tái)穿越次數(shù)均明顯高于麻醉組。結(jié)論七氟醚麻醉引起新生鼠成長過程中學(xué)習(xí)與記憶障礙,其程度與藥物濃度有關(guān),且隨時(shí)間推移減弱。
新生鼠;七氟醚;Morris水迷宮;學(xué)習(xí)記憶
小兒外科學(xué)的發(fā)展使越來越多的疾病能在嬰幼兒、甚至新生兒期通過手術(shù)方式予以早期治療,以減少病癥對患兒日后生長發(fā)育的影響。近年來的一些回顧性研究發(fā)現(xiàn),小兒在4歲前接受全身麻醉,可能會(huì)引起日后的行為異常和學(xué)習(xí)障礙[1,2]。
吸入麻醉藥是全身麻醉中最常用的藥物,臨床中常用的吸入麻醉藥都對發(fā)育期大腦具有損傷作用,誘導(dǎo)神經(jīng)元程序性死亡[3,4]。目前研究表明,不同吸入麻醉藥對新生鼠大腦的影響不同。Kodama等[5]發(fā)現(xiàn)地氟醚和異氟醚都能引起新生鼠神經(jīng)元凋亡,但地氟醚還能導(dǎo)致成年后記憶能力障礙,異氟醚則不會(huì)。
七氟醚起效迅速,對氣道沒有刺激性,適用于小兒麻醉吸入誘導(dǎo),部分廠商甚至根據(jù)小兒的喜好,在七氟醚罐中加入糖果等香味,以緩解患者在麻醉前的緊張情緒,增加誘導(dǎo)的平穩(wěn)性。因此,七氟醚已經(jīng)成為小兒麻醉的最佳選擇。七氟醚能引起發(fā)育期大腦多個(gè)部位的神經(jīng)退變[6],但對成長過程學(xué)習(xí)記憶能力的影響尚不清楚。因此,我們擬給予新生鼠不同濃度的七氟醚麻醉,然后在其成長過程中用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)來評價(jià)小鼠學(xué)習(xí)記憶能力是否受到抑制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 本實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院盧灣分院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審核同意。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為出生后7 d(P7)的雄性小鼠(C57BL/6品系),由南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所提供。
實(shí)驗(yàn)小鼠飼養(yǎng)于中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院營養(yǎng)與代謝研究所小動(dòng)物房(SPF級),環(huán)境溫度22℃,濕度55%。實(shí)驗(yàn)小鼠對食物和飲水的獲得不受限制。動(dòng)物房實(shí)施燈光管制,每天亮燈12 h(7:00至19:00),即光照12 h與黑暗12 h循環(huán)。為避免小鼠在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生觸摸恐懼,在水迷宮實(shí)驗(yàn)前5 d,每天由實(shí)驗(yàn)者撫摸小鼠2 min。
1.2 實(shí)驗(yàn)小鼠分組 將122只小鼠分為A(n=72)、B(n=50)兩部分。第一部分小鼠參加水迷宮實(shí)驗(yàn),這些小鼠在出生后第7天接受七氟醚(2.6%或1.3%以及40%O2)麻醉2 h,然后分別在4周或12周后進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),對照組僅吸入40%O2。實(shí)驗(yàn)分組詳見表1。第二部分小鼠(n=50)分為5組,為評估幼鼠在七氟醚麻醉過程中是否會(huì)缺氧,將10只P7幼鼠在七氟醚(2.6%或1.3%)麻醉過程中處死,剖胸取胸主動(dòng)脈血作血?dú)夥治觯瑴y定pH值、PaO2、PaCO2和SaO2。實(shí)驗(yàn)分組見表2。
表1 實(shí)驗(yàn)分組A(水迷宮,n=72)
表2 實(shí)驗(yàn)分組B(血?dú)夥治?,n=50)
1.3 小鼠麻醉 實(shí)驗(yàn)前訂制透明塑料材質(zhì)麻醉箱,長65 cm×寬52 cm×高45 cm。從頂部開蓋,由此放入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。麻醉氣體由頂部小孔進(jìn)入箱內(nèi),在箱側(cè)壁留一小孔,可與麻醉氣體檢測儀相連,該小孔的位置位于小鼠活動(dòng)平面。當(dāng)所有設(shè)備連接好以后,整個(gè)系統(tǒng)處于密封狀態(tài),與大氣不相通。麻醉箱分為上、下兩層,下層鋪有鈉石灰,吸收CO2,防止箱內(nèi)CO2蓄積。
麻醉機(jī)(OMEDA-DETAX,USA)螺紋管與麻醉箱頂部小孔相連接,麻醉氣體分析儀(OMEDADETAX S/5,USA)采樣管一端與麻醉箱側(cè)壁小孔相連接,監(jiān)測箱內(nèi)麻醉氣體的濃度,另一端與儲(chǔ)氣皮囊連接,收集廢氣,定時(shí)排空。在放入實(shí)驗(yàn)小鼠前,先以10 L/min混合氣體(5%七氟醚-40%O2)預(yù)沖麻醉箱至箱內(nèi)七氟醚濃度達(dá)到5%,然后打開頂蓋,將實(shí)驗(yàn)小鼠迅速放入。因此,當(dāng)箱內(nèi)置入小鼠后,七氟醚蒸發(fā)罐刻度置于5%保持1 min,然后將最低肺泡有效濃度(m inimum alveolar concentration,MAC)調(diào)至1 MAC(2.6%)或0.5 MAC(1.3%),新鮮氣體流量降至3 L/m in,維持120 m in,而后關(guān)閉七氟醚蒸發(fā)罐,將小鼠放回原先的鼠籠。麻醉箱底部放置電熱毯,外部以取暖器加熱,保持箱內(nèi)溫度在37~38℃。對照組小鼠亦放在相同形狀的箱內(nèi),給予40%O2,流量為3 L/min,維持120 min。
1.4 Morris水迷宮實(shí)驗(yàn) Morris水迷宮系統(tǒng)(DigBehv-MG,通用型)由上海吉量軟件科技有限公司設(shè)計(jì)制造。水槽為圓形,直徑122 cm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作電腦所在的位置,在水槽邊上設(shè)4個(gè)點(diǎn),東(E)、南(S)、西(W)和北(N),以E-W、N-S連線將水槽分為4個(gè)象限,逆時(shí)針排列,以東北(EN)象限為I象限,NW象限為Ⅱ象限,WS象限為Ⅲ象限,SE象限為Ⅳ象限。平臺(tái)置于Ⅱ象限中央,由透明有機(jī)材料制成,直徑為10 cm。本實(shí)驗(yàn)采用暗臺(tái)方式進(jìn)行水迷宮訓(xùn)練,調(diào)節(jié)水槽內(nèi)水位高度,使得平臺(tái)上表面位于水面下0.5~1.0 cm,實(shí)測水深約45 cm。實(shí)驗(yàn)前加入二氧化鈦粉末,使水槽中的清水變成白色,肉眼通過水面無法看到平臺(tái)位置,水溫維持在22~24℃。攝像機(jī)置于圓形水槽中心水面上方約70 cm處。整套系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)記錄分析,通過捕捉白色水面上黑色小鼠的運(yùn)動(dòng)軌跡分析記錄各種數(shù)據(jù)。為了適應(yīng)嚙齒類動(dòng)物的趨暗性,整個(gè)水槽周圍以白色布圍住,其內(nèi)部無燈光照射。此外,整個(gè)水迷宮實(shí)驗(yàn)過程中,保持現(xiàn)場安靜,防止小鼠根據(jù)聲音來判斷平臺(tái)方位。
整個(gè)水迷宮實(shí)驗(yàn)共需6 d,前5 d為訓(xùn)練,第6天撤去平臺(tái),進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)。訓(xùn)練期,每只小鼠每天進(jìn)行4次水迷宮訓(xùn)練,為避免小鼠對起點(diǎn)位置的記憶,同一天內(nèi)小鼠4次水迷宮訓(xùn)練從不同的起點(diǎn)出發(fā)。平臺(tái)設(shè)在Ⅱ象限,訓(xùn)練起點(diǎn)則設(shè)在另外3個(gè)象限區(qū)域內(nèi),即E點(diǎn)、S點(diǎn)、EN點(diǎn)(E與N的中點(diǎn))和WS點(diǎn)(W與S的中點(diǎn))。通過半隨機(jī)化方式設(shè)定每天每只小鼠從不同起點(diǎn)進(jìn)入水迷宮的順序,以避免小鼠對起點(diǎn)順序的記憶。第6天進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)時(shí),為確保所得出的結(jié)果是反映小鼠所記住的是平臺(tái)的空間位置,而非記住了特定路線,所有小鼠均從一個(gè)新的起點(diǎn)即SE點(diǎn)(S與E中點(diǎn))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。關(guān)于起點(diǎn)位置的半隨機(jī)化設(shè)定詳見表3。
表3 Morris水迷宮小鼠起點(diǎn)位置半隨機(jī)化表
實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練期,實(shí)驗(yàn)者持鼠尾位于某一起點(diǎn)位置,然后將小鼠面向水槽壁放入水中,同時(shí)打開攝像程序,預(yù)先設(shè)置軟件程序,當(dāng)小鼠四肢均接觸暗臺(tái)>1 s,攝像程序自動(dòng)停止,并給出潛伏期。若小鼠在90 s內(nèi)不能找到暗臺(tái),則攝像程序自動(dòng)停止。無論小鼠是否能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)找到平臺(tái),每次訓(xùn)練完成后,小鼠均在平臺(tái)上停留15 s。第1~5天,重復(fù)上述步驟,第6天移除平臺(tái)進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)。
Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中需記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在訓(xùn)練期,測量2項(xiàng)數(shù)據(jù):①潛伏期:從小鼠放入水中至小鼠四肢均觸及平臺(tái)(時(shí)間>1 s),若小鼠在90 s內(nèi)無法完成任務(wù),則該小鼠的潛伏期為90 s;②平均速度:小鼠每天在水中游泳的平均速度,本實(shí)驗(yàn)采用的是4次訓(xùn)練的平均速度。在探索實(shí)驗(yàn)中,測量2項(xiàng)數(shù)據(jù):①小鼠穿越平臺(tái)位置的次數(shù);②小鼠在平臺(tái)區(qū)域的停留時(shí)間。所有數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)記錄,以避免人為干擾。
2.1 小鼠存活情況 所有P7小鼠七氟醚麻醉后均存活。麻醉后4周和12周,每一組均有2只小鼠在成長過程中死亡。
2.2 七氟醚麻醉對P7小鼠呼吸的影響 為評估七氟醚麻醉過程中小鼠是否有缺氧和CO2蓄積,我們在麻醉過程中采動(dòng)脈血進(jìn)行血?dú)夥治?,結(jié)果顯示,無論是1.0 MAC還是0.5 MAC濃度七氟醚,小鼠在整個(gè)麻醉過程中,pH值、PaCO2、PaO2和SaO2均保持相對穩(wěn)定,P>0.05,詳見表4。
表4 P7小鼠七氟醚麻醉中血?dú)夥治觯╪=10,±SE)
表4 P7小鼠七氟醚麻醉中血?dú)夥治觯╪=10,±SE)
麻醉濃度及階段pH值PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)SaO2(%)麻醉前7.411±0.008 105±2 21.8±0.8 99.0±0.3 1.0 MAC麻醉1 h 7.411±0.008 103±2 23.6±0.7 98.3±0.4 1.0 MAC麻醉2 h 7.403±0.008 98±1 23.0±0.9 97.4±0.6 0.5 MAC麻醉1 h 7.403±0.010 103±2 23.9±0.7 98.1±0.4 0.5 MAC麻醉2 h 7.406±0.007 99±1 23.3±0.9 97.2±0.6
2.3 七氟醚麻醉對幼鼠成長中記憶力的影響 小鼠在出生后第7天接受七氟醚麻醉,然后分別在之后第4周和第12周進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),以明確小鼠記憶能力是否受到影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在麻醉后第4周,小鼠在訓(xùn)練期的第3、4、5天,對照組小鼠潛伏期明顯短于麻醉組,而且在第4、5天,0.5 MAC組小鼠的潛伏期明顯短于1.0 MAC組,詳見表5。在隨后的探索實(shí)驗(yàn)中,對照組小鼠平臺(tái)停留時(shí)間和平臺(tái)穿越次數(shù)均明顯高于兩組麻醉組。1.0 MAC、0.5MAC和對照組小鼠探索期平臺(tái)停留時(shí)間分別為(0.038±0.026)、(0.188±0.093)和(0.875±0.212)s,P=0.001;平臺(tái)穿越次數(shù)分別為(0.25±0.16)、(0.63±0.32)和(2.38±0.65)次,P=0.003。
在麻醉后第12周,小鼠在訓(xùn)練期第5天,1.0 MAC組小鼠潛伏期仍然明顯高于對照組和0.5 MAC組,詳見表6。在隨后進(jìn)行的探索實(shí)驗(yàn)中,對照組小鼠平臺(tái)停留時(shí)間明顯高于兩組麻醉組。1.0MAC、0.5MAC和對照組小鼠探索期平臺(tái)停留時(shí)間分別為(0.233±0.107)、(1.000±0.273)和(15.322±3.622)s,P<0.001。對照組和0.5 MAC組小鼠平臺(tái)穿越次數(shù)明顯多于1.0 MAC組。1.0 MAC、0.5 MAC和對照組小鼠探索期平臺(tái)穿越次數(shù)分別為(0.67±0.33)、(2.63±0.71)和(4.67±1.18)次,P=0.006。
為避免小鼠游泳速度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,我們在水迷宮實(shí)驗(yàn)中記錄了各組小鼠的游泳速度。結(jié)果顯示,在麻醉后4周和12周進(jìn)行的水迷宮實(shí)驗(yàn)中,各組小鼠的游泳速度沒有明顯差異。詳見表7、8。
表5 麻醉后4周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的潛伏期比較(n=10,±SE)
表5 麻醉后4周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的潛伏期比較(n=10,±SE)
*P<0.05,與對照組比較;#P<0.05,與0.5MAC組比較
組別潛伏期(t/s)第1天第2天第3天第4天第5天對照組82.58±4.15 78.61±4.03 50.19±5.72 45.55±4.87 35.97±4.49 0.5MAC 73.94±4.98 74.98±4.85 65.99±5.34*67.22±4.89*63.27±6.14*1.0MAC 84.56±3.02 85.66±2.70 76.48±4.85*85.50±2.52*#69.17±5.56*#
表6 麻醉后12周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的潛伏期比較(n=10,±SE)
表6 麻醉后12周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的潛伏期比較(n=10,±SE)
*P<0.05,與1.0MAC組比較
組別潛伏期(t/s)第1天第2天第3天第4天第5天對照組72.61±5.29 67.75±5.16 60.81±5.59 42.09±5.42 32.73±5.12*0.5MAC 77.27±4.88 53.39±4.92 44.25±5.53 36.68±4.49 27.34±4.14*1.0MAC 81.68±3.58 54.40±5.19 55.23±5.48 53.23±5.84 52.42±5.46
表7 麻醉后4周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的游泳速度比較(n=10,±SE)
表7 麻醉后4周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的游泳速度比較(n=10,±SE)
組別游泳速度(v/m?s-1)第1天第2天第3天第4天第5天對照組0.180±0.012 0.138±0.011 0.148±0.010 0.151±0.009 0.160±0.007 0.5MAC 0.192±0.013 0.180±0.014 0.180±0.013 0.161±0.014 0.169±0.015 1.0MAC 0.161±0.012 0.166±0.012 0.176±0.013 0.185±0.012 0.200±0.012
表8 麻醉后12周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的游泳速度比較(n=10,±SE)
表8 麻醉后12周各組小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)各訓(xùn)練期中的游泳速度比較(n=10,±SE)
組別游泳速度(v/m?s-1)第1天第2天第3天第4天第5天對照組0.210±0.010 0.175±0.012 0.156±0.011 0.172±0.011 0.157±0.009 0.5MAC 0.234±0.012 0.198±0.012 0.193±0.014 0.200±0.013 0.182±0.013 1.0MAC 0.239±0.011 0.158±0.013 0.161±0.012 0.181±0.013 0.164±0.013
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,新生鼠(出生后7 d)經(jīng)七氟醚麻醉后4周和12周,水迷宮實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練期后半階段,潛伏期明顯延長。探索實(shí)驗(yàn)中,麻醉組小鼠平臺(tái)區(qū)域停留時(shí)間和穿越平臺(tái)次數(shù)亦顯著下降。
3.1 七氟醚麻醉對小鼠發(fā)育期大腦日后學(xué)習(xí)與記憶能力的影響 麻醉對發(fā)育期中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響一直受到關(guān)注,尤其是學(xué)習(xí)與記憶能力的改變更是研究的熱點(diǎn)[8-13]。Morris水迷宮是評價(jià)空間學(xué)習(xí)和記憶能力的經(jīng)典行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,能較為準(zhǔn)確地評價(jià)海馬功能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定,重復(fù)性好[14]。在不同遺傳背景的嚙齒類動(dòng)物中,C57BL/6品系小鼠擅長游泳,能在較短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)水迷宮環(huán)境,但是,雌性小鼠的行為學(xué)表現(xiàn)容易受到雌激素周期的影響[14],因此,本實(shí)驗(yàn)選用雄性C57BL/6品系小鼠作為研究對象。
幼鼠經(jīng)七氟醚麻醉后,是否對日后的學(xué)習(xí)與記憶能力產(chǎn)生影響,仍然存在爭議。Zheng等[15]給予W istar幼鼠(P7)七氟醚麻醉(1%~3%,2~4 h),在麻醉后5周、8周和14周,對幼鼠進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些幼鼠訓(xùn)練各天的潛伏期以及探索期(訓(xùn)練結(jié)束后24 h)各項(xiàng)指標(biāo)均沒有明顯改變,提示早期七氟醚麻醉不影響日后學(xué)習(xí)記憶能力。而Ramage等[16]同樣用大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在出生后第7天接受七氟醚麻醉(2%~3%,4 h),然后在第83天(約麻醉結(jié)束后12周)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),這些大鼠的早期長時(shí)程(訓(xùn)練結(jié)束后4 h)記憶有缺陷。本實(shí)驗(yàn)分別在幼鼠七氟醚麻醉后4周和12周行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)。麻醉組小鼠探索實(shí)驗(yàn)(訓(xùn)練結(jié)束后24 h)平臺(tái)區(qū)域停留時(shí)間均明顯低于對照組,說明小鼠的長時(shí)程記憶受損。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持Ramage等的結(jié)論,卻與Zheng等不同。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異可能與水迷宮實(shí)驗(yàn)方法存在差異有關(guān):①Ramage等將探索實(shí)驗(yàn)放在訓(xùn)練結(jié)束后4 h進(jìn)行,而Zheng等的探索實(shí)驗(yàn)在訓(xùn)練結(jié)束后24 h才進(jìn)行,記憶的不同階段所需的調(diào)節(jié)因子不同,受藥物的影響亦會(huì)不同。②Zheng等在探索實(shí)驗(yàn)中將小鼠在平臺(tái)象限停留時(shí)間作為評價(jià)指標(biāo)之一,而本實(shí)驗(yàn)采用小鼠在平臺(tái)滯留時(shí)間作為評價(jià)指標(biāo),由于區(qū)域更小,所以能更準(zhǔn)確地反映小鼠對平臺(tái)位置的記憶能力。由于記憶的形成機(jī)制十分復(fù)雜,因此,一些微小的實(shí)驗(yàn)條件的改變亦可能對結(jié)果產(chǎn)生明顯影響。
3.2 不同濃度七氟醚對小鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的影響 1.0 MAC七氟醚可以達(dá)到臨床麻醉深度,而采用復(fù)合麻醉技術(shù)可以使七氟醚降至0.5 MAC(1.3%),也能達(dá)到很好的麻醉效果。本實(shí)驗(yàn)觀察較低濃度的七氟醚是否能降低甚至消除其對新生鼠大腦的影響。麻醉后4周,在訓(xùn)練期第4、第5天,1.0 MAC組小鼠潛伏期明顯較0.5 MAC組延長。麻醉后12周,訓(xùn)練期第5天,1.0 MAC組小鼠潛伏期亦明顯較0.5 MAC組延長。24 h后進(jìn)行的探索實(shí)驗(yàn)中,1.0 MAC小鼠平臺(tái)穿越次數(shù)也明顯低于0.5 MAC組。說明新生鼠接受較高濃度的七氟醚麻醉,成長過程中表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)記憶障礙更加嚴(yán)重。同樣,盡管小鼠學(xué)習(xí)記憶障礙可以延續(xù)到麻醉后12周,但受損的程度逐漸下降,麻醉后4周,兩麻醉組小鼠在訓(xùn)練期第3~5天,潛伏期均延長。而在麻醉后12周,僅訓(xùn)練期第5天1.0 MAC組小鼠潛伏期延長。因此,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,七氟醚對小鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的影響與濃度有關(guān),同時(shí),隨著時(shí)間的延長,小鼠學(xué)習(xí)與記憶能力逐步恢復(fù)。
3.3 七氟醚對新生鼠大腦損傷的可能機(jī)制 七氟醚對小鼠發(fā)育期大腦的損傷機(jī)制還未十分清楚。一些研究表明,七氟醚可以誘發(fā)發(fā)育期大腦出現(xiàn)廣泛的神經(jīng)元退變,從而出現(xiàn)持續(xù)性的學(xué)習(xí)與記憶障礙[5,6,8]。這種神經(jīng)毒性可能與七氟醚興奮GABA受體(γ-氨基丁酸受體)和抑制NMDA受體(N-甲基-D-天冬氨酸受體)有關(guān)[17,18]。本實(shí)驗(yàn)僅從行為學(xué)方面研究七氟醚對新生鼠的不良反應(yīng),卻沒有進(jìn)行相關(guān)的機(jī)制研究,這也是本實(shí)驗(yàn)的缺陷。我們將在以后的研究中加以完善。
已有的研究結(jié)果表明,缺氧能激活細(xì)胞凋亡信號通路,也能干擾神經(jīng)營養(yǎng)因子介導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育[19]。而在麻醉過程中,若不能很好地控制呼吸,保持呼吸道通暢,有可能引起缺氧。我們在麻醉中測定新生鼠的血?dú)夥治?,結(jié)果顯示,pH值、PaCO2、PaO2和SaO2均沒有明顯變化,表明新生鼠在麻醉過程中沒有發(fā)生缺氧和CO2蓄積。
3.4 結(jié)論 根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以得出以下結(jié)論:①新生鼠七氟醚麻醉后,成長過程中會(huì)出現(xiàn)學(xué)習(xí)與記憶障礙;②七氟醚對新生鼠大腦的損傷,與藥物濃度有關(guān),且隨著時(shí)間的推移,這種損傷作用逐漸減弱。
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The effects of sevofluraneon learning and memory of neonatalm ice
SUN Jihui1,LU Zhijun2,Xin Yichun3,Yu Buwei2(1.Schoolof Medicine,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.Department of Anesthesia,Ruijin Hospital,Schoolof Medicine,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200025,China;3.Department of Anesthesia,Luwan Branch of Ruijin Hospital,School of Medicine,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200020,China)
ObjectiveTo evaluate the effects of sevoflurane on learning and memory of neonatal m ice.Methods122 neonatalm ice(7 days postnatal)were included in this study.72 of them were exposed to sevoflurane(1.0 or 0.5MAC,minimum alveolar concentration)or 40%O2 for 2 h(hours).Morriswatermazewas performed 4 and 12 weeks after anesthesia.Latency and sw imming speed during training,time on island and times across island during the research were recorded.The rest 50 m ice was used in artery blood analysis during sevoflurane(1.0 or 0.5MAC,0,1,2 h).ResultspH,PaO2,PaCO2,SaO2 were stable during anesthesia.Latency in controlgroup were significantly shorter than the two anesthesia groups 4 weeks after anesthesia and 3 days after the training.During the last2 training days,the latency in 1.0 MAC sevoflurane-exposedmicewere significantly longer than that of the 0.5 MAC group.12 weeks after anesthesia,the latency was still significantly longer in 1.0 MAC sevoflurane-exposedmice on the last training day.The time on island and/or times across island were significantly decreased in anesthesiagroupsduring theresearch performed 4 weeks and 12 weeksafter anesthesia.ConclusionEarly exposure to sevoflurane leads to a concentration and time-depended persistent learning andmemory deficits to neonatalmice.
neonatalmice;sevoflurane;Morris watermaze;learning and memory
R971.2;R965
A
1006-0111(2015)04-0341-06
10.3969/j.issn.1006-0111.2015.04.014
2014-06-04
2014-10-27[本文編輯]李睿旻
上海市自然科學(xué)課題基金項(xiàng)目(11ZR1423200)
孫繼輝,本科,醫(yī)師.Tel:13651666909;E-mail:bullets_ 333cn@163.com
陸志俊,副主任醫(yī)師.研究方向:吸入麻醉藥對學(xué)習(xí)記憶的影響.E-mail:lusamacn@126.com