依托咪酯对老年大鼠认知功能的影响

【摘要】 目的 探讨依托咪酯对老年大鼠学习记忆功能及海马神经元凋亡的影响。方法 选择12月龄SD大鼠54只,随机分为依托咪酯组(E组)、脂肪乳组(L组)、空白对照组(N组),n=18。3组均行水迷宫测试,连续4 d,1次/d,记录潜伏期(入水时至找到平台的时间)及穿越中点次数。第5天E、L组分别以20 mg/kg的剂量腹腔注射依托咪酯,连续3 d,N组不予任何处理。于停药1 d后行4次水迷宫测试,末次测试结束后1h处死大鼠,用免疫组化法检测海马神经元中天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(caspase-3)表达。结果 与注射药物前水迷宫测试比较,停药后E、L组水迷宫侧试潜伏期及穿越中点次数无明显变化(P>0.05),与N组比较,注药后E、L组水迷宫测试潜伏期及穿越中点次数无明显变化,免疫组化法检测E、L组海马神经元caspase-3表达,与N组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 依托咪酯对老年大鼠认知功能无明显影响,注射依托咪酯后老年大鼠海马神经元无发生明显凋亡。

【关键词】 依托咪酯;认知功能;水迷宫;caspase-3;海马

作者单位:528000徐州医学院江苏省麻醉学重点实验室(冯舒韵);

佛山市第一人民医院麻醉科(杨承祥 李恒)

术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是指手术麻醉后数天内发生的一种可逆的、具有波动性的急性精神紊乱综合征,表现为精神错乱、焦虑、人格的改变以及记忆受损。年龄因素是发生术后认知功能障碍的主要原因[1,2]。近来研究发现,围术期物对老年患者术后认知功能障碍的发生也有着密切的联系。不同的静脉对POCD的影响尚无定论。而依托咪酯作为一种快速静脉全麻药,有着对心血管系统影响小的突出优点,尤其适用于老年患者。本研究拟探讨依托咪酯对老年大鼠认知功能的影响及可能机制,为临床提供依据。

1 资料与方法

1.1 材料 药品:依托咪酯(批号20031105,贝朗药业有限责任公司生产),50%脂肪乳(批号031001,贝朗药业有限责任公司生产)。动物选择及分组:12个月龄的老年SD大鼠54只(徐州医学院动物中心提供),体重(400±50)g,雌雄各半。大鼠行1次水迷宫测试,剔除有明显运动障碍的大鼠。随机分为照组(N组,n =18),依托咪酯组(E组,n=18),脂肪乳组(L组,n=18)。

1.2 给药方法 给药:给药前三组均行水迷宫测试,4次/d,连续4 d,记录潜伏期(入水时至找到平台的时间)及穿越中点次数。第5d 起E、L组分别以20 mg/kg的剂量腹腔注射依托咪酯,连续3 d,N组不予任何处理。于停药1 d后(即第9 d)行水迷宫测试。

1.3 水迷宫测试[3] 通过Morris水迷宫(徐州医学院麻醉学实验室提供)测试,圆池高约80 cm,直径150 cm,分成4个象限,将平台置于第4象限没人水中约1 cm,水及平台表面预先被染黑,水深14 cm;依次选择4个不同象限将大鼠人水,通过自动图象拍摄系统记录游泳轨迹,以人水时至找到平台的时间为潜伏期,取其平均值。停药1 d,于第9天行水迷宫测试。平台置于第4象限,大鼠依次于各象限入水,记录大鼠找到平台位置的时间及穿越中点的次数,取平均值;测试结束1 h后处死大鼠。

1.4 海马神经元凋亡分析 腹腔注射10%水合氯醛350 mg/kg,待3~5 min大鼠完全麻醉后,断头处死,取出完整大脑组织,予4%甲醛浸没固定。3 h后取出脑组织置于滤纸上,冠状切取海马组织(2~5 mm),继续固定24~48 h;系列乙醇脱水、二甲苯透明、石蜡包埋连续冠状切片(片厚5 μm,隔10张取2张),常规脱蜡。用免疫组化法进行测定。其主要试剂均由上海晶天生物有限公司提供,R&D公司生产的caspase-3免疫组化试剂盒。抗原修复为高压热修复,SP法免疫组化染色,抗体比例为1:150。

1.5 统计学处理 用SPSS13.0统计软件进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间及组内比较采用单因素方差分析,P

2 结果

水迷宫测试结果的比较注射依托咪酯前,与水迷宫测试第1天比较,E、L、N组水迷宫测试第4d潜伏期缩短及穿越中点次数增加(P0.05);注射依托咪酯后,与N组比较,E组水迷宫测试潜伏期及穿越中点次数无明显变化(P>0.05),见表1。

海马CA1区神经元caspase-3表达情况(显微镜倍数×400,高倍镜视野下每个标本观察10个视野,取总和)。与N组比较,E、L组海马神经元caspase-3表达无明显增加(P>0.05),见表2。

表1

3组水迷宫不同时间点潜伏期与穿越中点次数的比较(n=18,x±s)

指标 组别1 d4 d 9 d

潜伏期 E组35.2±4.5 8.2±2.2* 7.9±2.5*

(s) L组40.6±4.2 7.5±1.6*7.6±2.1*

N组38.5±5.3 9.2±3.1* 8.3±1.8*

穿越E组 023*

中点L组032*

(次)N组023*

注:与第1天比较,*P

表2

3组海马CA1区神经元caspase-3表达情况的比较 (n=18,x±s)

组别表达caspase-3细胞个数

E组32±3

L组28±4

N组30±2

图N 海马CA1区神经元400×

图E 海马CA1区神经元400×

3 讨论

全麻药的靶器官是脑,关于全麻药对记忆认知的影响及其机制,已有了大量的研究,表明有许多全麻药影响记忆认知功能、改变或损害大脑可能是POCD病因的依据[4]。依托咪酯是咪唑类衍生物,属于一种快速催眠性静脉全麻药,静脉注射后很快进入脑和其他血流灌注丰富的器官。在催眠作用开始时导致新皮质睡眠,降低皮质下抑制。由于其对血流动力学影响小,在临床上一直主张用于有脑缺血风险的神经外科手术麻醉和老年体弱及危重患者的麻醉中。依托咪酯对老年患者术后认知功能是否有影响的研究比较少。Dixon CE等研究发现依托咪酯对大脑受伤的大鼠并不增加海马神经元的损伤。但Martin等的研究表明依托咪酯可引起记忆缺失并可以被γ-氨基丁酸受体拮抗剂所逆转。麻醉诱导时单次应用依托咪酯不会损害神经元。依托咪酯实施麻醉对术后认知功能是否有影响仍存在争议,尚需大量临床和动物实验佐证。

POCD的发病机制至今尚未明确,目前认为老年患者的术后认知功能障碍可能与胆碱能功能的减退,多巴胺,去甲肾上腺素和谷氨酸释放过度,五羟色胺和GABA的活性增强及降低有关,最终导致与学习记忆、空间定位的重要中枢海马(hippocampus)结构和形态发生改变。在与学习记忆有关的脑区中,海马结构的作用显得特别突出,现已证明,海马CA1区与学习记忆密切相关,它的突触是神经信息传递的关键部位。在动物实验研究中,人们发现全身物作用于发育中的大鼠后,可通过药物对神经元的毒性作用,诱发炎性细胞因子的释放等使脑部神经元的凋亡增强。Jevtovic-Todorovic等发现吸入麻醉后发育期的鼠脑产生广泛的神经退行性变,并导致海马神经元突触传递功能损害,进而产生持久的学习、记忆功能缺失。根据本实验免疫组化结果,E组表达caspase-3的神经元个数为(32±3),与N组相比差异无统计学意义(P>0.05),故笔者认为单次注射依托咪酯不增加老年大鼠海马神经元凋亡的发生。

本研究结果表明,在注射依托咪酯后, E组第9天与第1天比较,潜伏期明显缩短,差异有统计学意义(P0.05),提示单次注射依托咪酯不增加老年大鼠海马神经元凋亡的发生,笔者认为单次注射依托咪酯并不损伤大鼠海马神经元。

综上所述,单纯应用依托咪酯进行麻醉,对老年大鼠学习记忆功能无明显影响。但对于临床上的应用,仍需要更多研究。

参 考 文 献

[1] Moller J T, Cluitmans P,Rasmussen LS,et al.Long-term post-operative cognitive dysfunction in the elderly : ISPOCD1 study.Lancet,1998,351:857-861.

[2] 王春燕, 吴新民.全身麻醉术后对中老年患者认知功能的影响.中华麻醉学杂志, 2002,22: 332-335.

[3] Pan R,Qiu S, Lu DX, et al. Curcumin improves learning and memory ability and its neuroprotective mechanism in mice. Chin Med J, 2008,121(9):832-839.

[4] 刘毓和, 吴新民, 杜敏逸.咪唑安定、异丙酚和氯胺酮对老年大鼠认知功能的影响.中华麻醉学杂志, 2006,26:315-317.