沈黎瑋，金玲艷，延泉德，龔艷玲，莊倩倩，吳丹紅*

1.復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，上海 200240 2.復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院麻醉科，上海 200240 3.上海交通大學(xué) Bio-X研究院，上海 200030

術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction，POCD)的發(fā)生與許多因素有關(guān)，其發(fā)生不僅是年齡相關(guān)的，全身麻醉藥物的應(yīng)用也被認(rèn)為是重要因素之一[1]。丙泊酚是目前臨床上普遍用于麻醉誘導(dǎo)、麻醉維持的一種新型快速、短效靜脈麻醉藥，具有起效快、蘇醒迅速、不良反應(yīng)小等特點(diǎn)[2-3]。丙泊酚麻醉可損害大鼠空間記憶能力，尤其是短期記憶[3]。且丙泊酚可增加小鼠腦內(nèi)tau蛋白磷酸化的程度，引起多個(gè)位點(diǎn)的tau蛋白過度磷酸化，降低磷酸酶2A的活性[4]。然而有meta分析顯示對于老年患者，丙泊酚麻醉比氣體麻醉出現(xiàn)術(shù)后早期認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率低[5]。還有研究發(fā)現(xiàn)，丙泊酚麻醉可增強(qiáng)大鼠的記憶能力[6]，提示丙泊酚對于動(dòng)物認(rèn)知功能的影響仍有爭議。為了探討丙泊酚麻醉對于小鼠行為學(xué)的影響，本研究采用老年小鼠作為研究對象，通過放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn)研究丙泊酚麻醉對老年小鼠空間學(xué)習(xí)記憶的影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物來源及分組 由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供的健康SPF級(jí)雄性C57BL/6小鼠18只，小鼠在上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心分籠飼養(yǎng)至15個(gè)月齡。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在光/暗交替間隔周期為12 h，光照時(shí)間為7：00至19：00 的條件下飼養(yǎng)。18只小鼠隨機(jī)分為2組，丙泊酚麻醉組9只，對照組9只。

1.2 轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn) 小鼠在轉(zhuǎn)棒儀(美國Med Associates Inc.)上行轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)，小鼠放置于轉(zhuǎn)棒上，轉(zhuǎn)棒以4～40 r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸加速，以小鼠從轉(zhuǎn)棒上落下為實(shí)驗(yàn)終止的時(shí)間，設(shè)定5 min為最長的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。記錄小鼠運(yùn)動(dòng)的平均速度和在轉(zhuǎn)棒上的時(shí)間，每只小鼠重復(fù)實(shí)驗(yàn)5次。

1.3 丙泊酚麻醉 采用1%的丙泊酚注射液(北京費(fèi)森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司)，給予小鼠1次250 mg/kg的丙泊酚注射液進(jìn)行腹腔注射麻醉，以小鼠翻正反射消失作為進(jìn)入麻醉狀態(tài)的標(biāo)志，小鼠麻醉后被放置在加熱墊上維持體溫。對照組采用相當(dāng)于丙泊酚注射劑量的20%中/長鏈脂肪乳注射液(西安力邦制藥有限公司)腹腔注射。

1.4 放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn) 放射狀水迷宮放置在1個(gè)四面墻壁有不同幾何圖形的房間內(nèi)，這些幾何圖形作為小鼠的視覺線索。放射狀水迷宮的直徑為110 cm，水池中放置6個(gè)放射狀臂道，水迷宮的水溫維持在22～24℃。實(shí)驗(yàn)共2 d，第1天，每只小鼠需行15次實(shí)驗(yàn)，前12次實(shí)驗(yàn)平臺(tái)1次露出，1次隱藏在水下，相互交替，最后3次實(shí)驗(yàn)平臺(tái)隱藏在水下。平臺(tái)露出水面和隱藏在水下時(shí)距離水面的垂直距離均為1 cm。第2天，共15次實(shí)驗(yàn)，平臺(tái)隱藏在水下。每只小鼠每次出發(fā)的臂道不同，同1只小鼠每次的目標(biāo)平臺(tái)相同。小鼠找到平臺(tái)后在平臺(tái)上停留15 s作為訓(xùn)練。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將小鼠輕輕用干紙巾擦干，放回籠中，用加熱的燈泡照射取暖。每3次實(shí)驗(yàn)更換1只小鼠。研究人員計(jì)算小鼠進(jìn)入錯(cuò)誤臂道的次數(shù)，如果小鼠15 s內(nèi)不能進(jìn)入臂道算是1次錯(cuò)誤。每個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)1 min，計(jì)算總的錯(cuò)誤次數(shù)。每3次實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤次數(shù)取平均值作為一組錯(cuò)誤次數(shù)，2 d實(shí)驗(yàn)共有10組數(shù)據(jù)[7]。2 d的水迷宮實(shí)驗(yàn)由同一研究人員完成。研究人員對小鼠的分組情況不知情。

2 結(jié) 果

2.1 轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn) 兩組小鼠在腹腔注射藥物前進(jìn)行轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)，以了解小鼠的運(yùn)動(dòng)能力。丙泊酚麻醉組5次實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)棒時(shí)間的均值為(57.77±28.42) s，對照組為(44.67±11.09) s，兩組小鼠5次轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)的時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明兩組小鼠麻醉前的運(yùn)動(dòng)能力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn) 兩組小鼠在注射丙泊酚和脂肪乳劑24 h后行放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn)，小鼠每天行15次實(shí)驗(yàn)，每3次實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤次數(shù)的均數(shù)作為1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每日有5組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)第2天最后1組數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤次數(shù)在1次和1次以下作為小鼠學(xué)習(xí)達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。丙泊酚組9只小鼠中3只小鼠未達(dá)到學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，占30%；對照組9只小鼠中3只小鼠未達(dá)到學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，占30%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(圖1)顯示：兩組小鼠第2天5組實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤次數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.089)。然而在第2天第8個(gè)實(shí)驗(yàn)組，兩組的錯(cuò)誤次數(shù)有差異，對照組較丙泊酚組的錯(cuò)誤次數(shù)增多(P=0.023)。

圖1 丙泊酚麻醉組和對照組小鼠放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤次數(shù)

3 討 論

本研究采用放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn)來檢測老年小鼠的空間記憶能力。檢測小鼠空間記憶能力的常用方法是Morris水迷宮，但該實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)是耗時(shí)長，常需要1周甚至更久的時(shí)間，對于沒有學(xué)會(huì)尋找平臺(tái)的小鼠則需要進(jìn)一步延長訓(xùn)練時(shí)間。本研究應(yīng)用的2 d放射狀水迷宮實(shí)驗(yàn)主要用于檢測小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力。其優(yōu)點(diǎn)是耗時(shí)短，大大提高了實(shí)驗(yàn)的效率，同時(shí)也不需要像其他行為學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢油ㄟ^食物剝奪和電刺激小鼠足部等對動(dòng)物產(chǎn)生一定損害的方法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[8]。

丙泊酚是臨床上常用的靜脈麻醉藥物，可以抑制NMDA受體激活，從而對學(xué)習(xí)記憶產(chǎn)生影響。以往對于丙泊酚對動(dòng)物認(rèn)知功能的研究有不同的看法，部分研究認(rèn)為丙泊酚會(huì)損害大鼠的記憶能力，也有研究發(fā)現(xiàn)對大鼠的記憶能力無影響[9]。另外有研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚可以增強(qiáng)大鼠的記憶能力。這些結(jié)果與研究中采用的丙泊酚劑量、麻醉次數(shù)和行為學(xué)評(píng)價(jià)方法不同等因素也有相關(guān)性。本研究選擇了目前較為常用的麻醉劑量進(jìn)行麻醉，使得結(jié)果與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)更有可比性。

本研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚麻醉組小鼠與對照組小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力無差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以往的研究中也有類似的結(jié)果。Mardini等[10]同樣用250 mg/kg劑量的丙泊酚給予平均月齡11個(gè)月的中老年小鼠和3xTgAD轉(zhuǎn)基因小鼠一次腹腔注射，并將麻醉組的小鼠分成2組，一組給予盲腸切除術(shù)，一組作為對照，在3周和15周行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)丙泊酚注射組的中老年3xTgAD轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)空間記憶能力損害。另外甚至有研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚對老年小鼠的空間記憶能力有改善作用。Shao等[11]的研究顯示每周腹腔注射50 mg/kg的丙泊酚，連續(xù)注射8周，老年小鼠的空間記憶能力有改善，連續(xù)注射16周，老年AD轉(zhuǎn)基因鼠的空間記憶能力有改善。也有研究顯示丙泊酚可以減少caspase-3的激活和Aβ寡聚體的產(chǎn)生[12]。由此可見，丙泊酚作為一種靜脈麻醉藥物與老年小鼠和AD小鼠的認(rèn)知功能存在著密切的關(guān)系，值得作進(jìn)一步深入研究。

本研究未發(fā)現(xiàn)丙泊酚組和對照組的空間記憶能力有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，分析原因可能是行為學(xué)實(shí)驗(yàn)小鼠的樣本量偏小，進(jìn)一步可以擴(kuò)大樣本量進(jìn)行研究。丙泊酚麻醉對于老年小鼠和成年小鼠認(rèn)知功能影響有不同的結(jié)論，進(jìn)一步的研究可以比較丙泊酚麻醉對于老年小鼠及成年小鼠認(rèn)知功能影響的差異。丙泊酚對于動(dòng)物認(rèn)知功能的作用受劑量、次數(shù)等多種因素的影響，因此可以采用文獻(xiàn)中多次反復(fù)注射的方法來探究多次丙泊酚注射對于動(dòng)物認(rèn)知功能的影響。丙泊酚對于動(dòng)物認(rèn)知功能的影響存在短期和長期認(rèn)知功能的影響，由于本研究條件的限制，所以未能進(jìn)行慢性實(shí)驗(yàn)的觀察，需要在今后的研究中進(jìn)行補(bǔ)充。