不同全麻药对老年大鼠学习记忆及脑内乙酰胆碱含量的影响

姜梅 魏之先 颜红军 吴秀英

·实验研究·

不同全麻药对老年大鼠学习记忆及脑内乙酰胆碱含量的影响

姜梅 魏之先 颜红军 吴秀英

目的 研究不同全麻药对老年大鼠学习记忆以及脑内乙酰胆碱含量的影响。方法 60只老年SD大鼠，随机分6组，未麻醉第1天组(N1组)和第7天组(N2组)，七氟醚第1天组(S1组)和第7天组(S2组)，丙泊酚第1天组(P1组)和第7天组(P2组)。第1天和第7天开始连续5 d进行水迷宫测试。并检测脑内乙酰胆碱含量。结果 S1组和P1组大鼠的定位航行试验和空间探索实验的成绩均明显低于N1组(P<0.05)，P1组的学习成绩较S1组差(P<0.05)。S1组和P1组Ach含量较对照N1组降低，差异有统计学意义(P<0.001)。结论 麻醉药可以使老年大鼠的学习记忆能力可逆性下降，影响脑内学习记忆的神经递质乙酰胆碱，使之含量下降，从而影响学习记忆能力。

七氟醚；丙泊酚；老年大鼠；学习记忆；乙酰胆碱

临床上常有患者麻醉手术后认知能力下降，尤以老年人多见。全麻药与麻醉后学习记忆能力下降的关系尚不确定。本实验以老年SD大鼠为研究对象，通过水迷宫测试和检测海马区脑组织中神经递质乙酰胆碱(Ach)含量，观察七氟醚吸入麻醉后和丙泊酚静脉麻醉后对老年大鼠的学习能力和记忆功能的变化和影响，探讨麻醉药导致老年人认知障碍的可能机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选用实验动物健康SD大鼠60只，雌雄各半，月龄大于20个月，体重300～400 g，用MIRRIS水迷宫实验筛选出记忆能力良好的老年大鼠进行实验。记录潜伏期，平台象限活动时间与总游泳时间的百分比及撤去平台后的游泳轨迹。将其中学习能力差或是完全找不到平台的大鼠剔除。

1.2 实验过程和分组 将大鼠随机分6组(n=10)，未麻醉第1天组(N1组)，第7天组(N2组)，七氟醚第1天组(S1组)，第7天组(S2组)，静脉全麻第1天组(P1组)，第7天组(P2组)。七氟醚组吸入2%七氟醚2 h后的第1天和第7天开始连续5 d进行水迷宫测试静脉组经尾静脉泵注丙泊酚0.5 mg/(kg·min)，在麻醉后第1天和第7天开始连续5 d进行水迷宫测试。未麻醉组做为对照组，进行从第1天和从第7天开始连续5 d进行水迷宫测试。

1.3 水迷宫测试 定位航行实验：测试5 d，4次/d，上下午各2次，每次将大鼠从4个不同的象限入水，面向水迷宫壁放入水中。记录大鼠从入水到寻找固定平台的时间(潜伏期)，让其在平台上休息120 s再次入水。每天算数平均数就为当天的学习成绩。空间探索实验：在训练周期的最后一次，将固平台撤除，记录大鼠在120 s内游泳通过平台位置的次数，作为其空间探索能力。

1.4 乙酰胆碱的测定 于最后1次水迷宫实验结束后60 min立即断头处死大鼠，在冰冷的金属平台上迅速分离海马，准确称重，置于冰冷的0.2 mol/L高氯酸溶液中匀浆20 s去蛋白，高速低温离心,取上清夜为样本，-80℃低温保存备测。采用高效液相色谱分析法检测Ach。

2 结果

2.1 SD大鼠麻醉后1 d学习记忆成绩比较 各组第1天的定位航行实验成绩没有明显差异。从第2天起，S1组和P1组大鼠的定位航行试验和空间探索实验的成绩均明显低于N1组大鼠(P<0.05)，P1组的成绩较S1组差(P<0.05)。7 d后学习记忆成绩比较：大鼠的定位航行和空间探索实验的成绩较对照组变化不明显，差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 Ach含量检测 S1组Ach含量[(549.1±150.3)ng/g脑重]、P1组Ach含量[(479.2±159.9)ng/g脑重]较对照N1组[(973.1±152.4)ng/g脑重]降低，差异有统计学意义(P<0.001)。第七天的各组差异不明显。

3 讨论

在中枢神经系统内海马是研究认知功能的经典脑区，在全身麻醉应激反应中,海马是最易受损的脑区,其病理生理变化是认知功能改变的物质基础。乙酰胆碱是学习和记忆回路以及认知过程中重要的神经递质[1]。动物实验采用Moris水迷宫工具测试认知功能变化。Morris水迷宫实验由美国科学家Richard GM Morris 于1981年建立。最初用于研究脑内结构对学习和记忆的调节作用，后来逐步发展成为目前最为常用的评价动物学习与记忆的模型,水迷宫实验的最大优点在于，动物具有更大的、逃离水环境的动机。而且不必禁食，特别适合老年动物的测试，加上它对衰老引起的记忆减弱尤其敏感[2]，因此，水迷宫最常用于老年动物记忆的研究。

通过采用SD老年大鼠模型，观察了不同全麻药对其学习记忆功能的影响。结果表明，七氟醚吸入全麻后和丙泊酚静脉全麻后的1～5 d内，都可以引起老年大鼠学习记忆功能下降，但丙泊酚组较七氟醚组学习成绩更差，两组都在7～12 d内上述抑制作用消失。说明全麻药可以引起麻醉后老年大鼠学习记忆功能下降，并且这种影响是短暂的。七氟烷是临床常用的挥发性麻醉药之一，新型的卤族类麻醉药,其理化性质稳定,血气分配系数小，诱导苏醒快，可控性强等优点。丙泊酚以其诱导和代谢快的特点，广泛地应用于临床麻醉和ICU镇静，取得良好的效果。目前有关麻醉对学习记忆功能的影响是抑制或增强则有不同的报道[3]，对老年患者的学习记忆能力是否有影响更缺乏研究。

术后认知功能障碍(POCD)是指手术麻醉后发生的定向力、学习、记忆、注意等方面的认知功能下降,是手术后中枢神经系统并发症之一,重度则出现严重记忆损害的痴呆。关于POCD发生的机制目前尚不清楚。麻醉手术后发生的认知和记忆功能障碍在成年和老年患者中均可发生,且部分发展为慢性病变,严重影响患者的康复和参与社会与家庭生活的能力。麻醉药在POCD发生中的作用近年来受到关注。麻醉药的作用机制非常复杂,对中枢神经系统的影响表现在很多方面,其中包括使胆碱乙酰转移酶活力下降和(或)胆碱酯酶活力增强，有实验[4]认为麻醉药是老年人发生POCD的主要原因之一。

脑内海马组织是学习记忆的高级神经活动中枢，脑内乙酰胆碱仅作为神经递质存在于胆碱能神经元的囊泡中，是迄今发现的与学习记忆关系最为密切相关的一种神经递质[5]，一旦释出则在细胞间隙内被胆碱酯酶迅速水解，故脑组织内的乙酰胆碱含量可被作为胆碱能结构和功能的一项特异性指标。本实验观察到全麻后第1天组老年大鼠学习记忆行为学下降的同时，脑内海马组织的乙酰胆碱含量也下降;但在全麻后第7天其对学习记忆能力抑制作用消失后，脑内海马中乙酰胆碱含量也恢复正常。老年大鼠学习记忆功能改变和脑内海马中乙酰胆碱含量变化相一致，我们推测脑内海马中乙酰胆碱含量的下降可能是全麻药引起老年大鼠学习记忆功能下降的原因之一。

总之，本实验结果显示全麻药能引起老年大鼠学习记忆能力短暂的下降，这种学习记忆的变化可能是与海马中乙酰胆碱含量有关。因此,可以提示麻醉影响大鼠已形成的空间参考记忆的提取过程[6]，可能是引起麻醉后早期POCD的原因之一。并且在乙酰胆碱含量七氟醚较丙泊酚高，能否提示静脉麻醉药丙泊酚较七氟醚对学习记忆影响更强，这一结论来自于动物实验。但是全麻没有术后中长期的认知功能产生明显的不利影响，至于引起短暂的POCD及海马中乙酰胆碱下降发生机制及预防治疗，需要进一步的研究。

[1] 杜敏逸,刘毓和,吴新民.反复吸入七氟烷对老年大鼠认知功能的影响.中华麻醉杂志,2009,29(3):233-235.

[2] 陈松芳,黄汉津,王小同.NMDA受体NR1亚单位与学习记忆.中国行为医学科学,2006,15(1):91-92.

[3] 赖新生,王黎,唐纯杰.点针对实验性血管性痴呆大鼠学习记忆及SOD和MDA的影响.中国康复医学杂志,2000,20(8):497-500.

[4] 李双玲,吴新民,左萍萍.异氟烷对东莨菪碱致空间认知障碍大鼠脑受体和ChAT酶活性的影响.中华麻醉学杂志,2005,25(1):22-25.

[5] 岳云,冯春生.全身麻醉药物影响记忆机制的研究.首都医科大学学报,2006,27(1):39.

[6] Ancelin ML, De Roquefeuil G, Ritehie K. Anesthesia and postoperative cognitive dysfunction in the elderly: a review of clinical and epidemiological observations. Rev Epidemiol Same Publique, 2000,45(8): 459-472.

110002沈阳医学院沈洲医院麻醉科(姜梅 魏之先 颜红军);中国医科大学盛京医院麻醉科(吴秀英)