磷酸肌酸钠对老年患者全身麻醉术后认知功能障碍的影响

杨君君, 彭 生, 张晓庆

(同济大学附属同济医院麻醉科,上海 200065)



·临床研究·

磷酸肌酸钠对老年患者全身麻醉术后认知功能障碍的影响

杨君君, 彭 生, 张晓庆

(同济大学附属同济医院麻醉科,上海 200065)

目的 探讨磷酸肌酸钠对老年患者全身麻醉下行全髋关节置换术后认知功能障碍的影响。方法 选择全身麻醉下择期行全髋关节置换手术ASA1～2级的老年患者80例,年龄70～90岁,随机分为两组,磷酸肌酸钠组(40例)和对照组(40例)。磷酸肌酸钠组分别在全麻插管后、术后24、48、72h分别将磷酸肌酸钠1g溶入100ml的生理盐水中30min内静脉点滴完毕,对照组在同样的时间点静脉点滴等容积生理盐水。两组麻醉诱导方法及维持用药相同。两组所有患者分别于术前、术毕30min和术毕12h从颈内静脉抽取3ml血液,采用ELISA法测定血清NSE和S100β蛋白含量。并于麻醉前和术后第4d和7d应用简易智力状态量表(MMSE)和韦氏记忆量表(WMS)评估术后认知功能。结果 两组患者术前血清NSE和S100β蛋白含量组间差异无统计学意义(P>0.05)。磷酸肌酸钠组术毕30minS100β蛋白含量和术毕12h血清NSE含量均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术前MMSE和WMS评分组间差异无统计学意义(P>0.05)。磷酸肌酸钠组MMSE和WMS评分在术后第4d和7d时均明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 应用磷酸肌酸钠能提高老年患者全身麻醉下行全髋关节置换术后早期认知功能。

磷酸肌酸钠； 老年患者； 全身麻醉； 术后认知功能障碍

术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction， POCD)是老年患者术后常见的中枢神经系统并发症。可导致患者康复延迟,住院天数和医疗费用增加,病死率增加[1],严重影响患者术后生活质量,加重家庭和社会的负担[2]。有研究报道老年患者髋关节置换术后POCD发生率为27.3%[3]。因此探讨POCD有效的防治措施意义重大。POCD具体的病因与发病机制尚未明确,可能是多种因素共同作用的结果。但其根本机制是大脑神经元细胞能量代谢障碍,发生细胞凋亡等导致的神经元细胞数量减少或功能受损。磷酸肌酸(CP)是参与神经元细胞能量代谢的重要物质之一。它是一种高能磷酸键的贮能化合物,供能效力强,对血脑屏障的通透性强,能穿过细胞膜释放高能磷酸键,合成ATP补充细胞内能量[4]。能否外源性补充CP,减轻手术和麻醉导致的神经元细胞损伤,进而降低POCD的发生,尚少见报道。本研究拟通过术中和术后外源性补充CP,观察其对老年患者术后早期POCD的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择择期行全髋关节置换术的患者80例,ASA分级1～2级,年龄70～90岁。随机数字表法分为两组,磷酸肌酸钠组(40例)和对照组(40例)。排除标准: 简易智能量表MMSE基础评分<24分；受教育<9年；严重心、肝、肾、肺等疾病史；酗酒；术前有明确的精神系统和神经系统疾病史或服用抗抑郁药、镇静剂等相应药物者；手术时间超过4h；严重的视觉、听觉障碍或其他原因无法交流合作者。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法 患者术前禁食禁饮8h。无术前用药。入手术室后吸氧,开放上肢外周静脉,常规监测收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、心率(HR)、脉搏血氧饱和度(SpO2)、心电图(ECG)。行中心静脉穿刺,常规留置中心静脉导管。麻醉诱导: 依托咪酯0.2～0.3mg·kg-1、芬太尼2μg·kg-1、顺式苯阿曲库铵0.2～0.3mg·kg-1快速静脉诱导。气管插管成功后接麻醉呼吸机,设定呼吸参数: 潮气量8～10ml·kg-1,呼吸频率10～12次/min。维持呼气末二氧化碳分压(PETCO2)在35～45mmHg,术中维持脉搏血氧饱和度(SpO2)在100%。麻醉插管后磷酸肌酸钠组将磷酸肌酸钠1g溶于生理盐水100ml,并在30min内静脉点滴完毕,对照组则于相同时间内静点生理盐水100ml。麻醉维持: 术中持续吸入1%～1.5%七氟烷,微泵持续输注瑞芬太尼0.1～0.2μg·kg-1/min、丙泊酚2mg·kg-1/h,按需间断追加顺式苯阿曲库铵、芬太尼维持麻醉。术中根据需要静脉注射适量的血管活性药麻黄素调控血流动力学平稳,维持血压波动不超过基础值30%。麻醉苏醒: 以患者能睁眼,能握手,潮气量>300ml,呼吸频率15～22次/min,呼气末CO2分压为35～45mmHg,吸空气血氧饱和度>95%,吞咽反射恢复为拔管指征。术后均采用自控静脉镇痛泵,以芬太尼1.0mg加入生理盐水中配制成100ml。首剂2ml,持续1.0ml/h,单次1.0ml,锁定时间10min,镇痛时间48h。手术结束后24、48、72h磷酸肌酸钠组分别将磷酸肌酸钠1g溶于生理盐水100ml,在30min内静脉点滴完毕,对照组于相同时间点静点生理盐水100ml。

1.2.2 观察指标 所有患者分别于术前、术毕 30min 和术毕12h从颈内静脉抽取3ml血液,离心后取血清,冷藏保存。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清NSE和S100β蛋白含量。并于麻醉前、术后第4d和7d应用简易智力状态量表(MMSE)和韦氏记忆量表(WMS)评估术后认知功能。MMSE共分30小项,主要包括时间定向、地点定向、即刻记忆、计算能力、短时记忆、物体命名、语言复述、阅读理解、语言理解、语言表达和看图描画等有关内容。各小项记分之和为MMSE总分,其范围0～30分。WMS共分10个分测验,包括对长时记忆(个人经历、时间和空间定向、数字顺序关系)、短时记忆(图片回忆、视觉再认、逻辑记忆、视觉再生、触觉记忆和联想学习)和瞬时记忆(顺背和倒背数字)三方面的测定。将分测验的原始分相加,根据量表,查得相应的记忆商(MQ)。记忆商值小于90为记忆功能障碍。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料比较

两组患者性别、年龄、体质量、受教育年限、合并高血压糖尿病、术中麻黄素用量、手术时间、麻醉时间、出血量等差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

2.2 两组患者血清NSE和S100β蛋白含量比较

两组患者术前血清NSE和S100β蛋白含量组间差异无统计学意义(P>0.05)。磷酸肌酸钠组术毕30minS100β蛋白含量和术毕12h血清NSE含量均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

2.3 两组患者MMSE评分比较

术前两组患者组间评分差异无统计学意义(P>0.05)。术后第4天、第7天时磷酸肌酸钠组明显高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)，见表3。

2.4 两组患者WMS评分比较

术前WMS评分两组患者组间差异无统计学意义(P>0.05)。术后第4天、第7天时磷酸肌酸钠组WMS评分明显高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)，见表4。

*P>0.05,与对照组比较

*P<0.05,与对照组比较

表3 两组患者MMSE评分比较

*P<0.05,与对照组比较

表4 两组患者WMS评分(MQ)比较

*P<0.05,与对照组比较

3 讨 论

术后认知功能障碍(POCD)是老年患者术后常见的并发症。可导致患者康复延迟,住院天数和医疗费用增加,死亡率增加。POCD可存在数天或数月,甚至持续数年,发生永久性认知功能障碍,严重影响患者术后生活质量,加重家庭和社会负担。一项多中心研究表明,全麻下行非心脏大手术的老年患者,术后一周认知功能障碍发生率为25.8%。有研究报道老年患者髋关节置换术后POCD发生率为27.3%。探讨POCD有效的防治意义重大。

POCD的病因与发病机制尚未明确,是多种因素相互作用的结果。有关危险因素有年龄、手术、麻醉时间,术中低氧和低血压等。高龄、受教育年限、高血压、糖尿病为POCD的独立危险因素[5]。Bekker[6]等研究发现术中各种原因导致的低血压均可增加术后认知功能障碍的发生率。手术患者术前合并有高血压、糖尿病病史术后POCD的发生率增加[7]。高血压患者脑内微动脉中膜增厚,脑动脉硬化,导致脑血流自动调节功能下降。糖尿病患者存在脑微血管结构变化,毛细血管基底膜增厚,管腔狭窄,并多伴有自主神经病变,可导致脑血流自动调节功能受损。在手术刺激和麻醉药物的作用下容易发生脑血流减少,大脑氧供不足,脑氧代谢率下降,从而导致POCD的发生[8]。全髋关节置换术手术创伤大时间长,术中不能用止血带,术中出血相对较多,血压波动明显,易发生术中低血压,使脑血流减少。行全髋关节置换术的老年患者术前多合并高血压、糖尿病病史,脑血流自动调节功能下降。当血压降低时容易造成脑血供不足,从而引起大脑缺氧,脑氧代谢率下降,脑组织细胞受损,诱发POCD的产生。高龄患者脑神经元能量储备极少,脑代谢功能减弱,对缺血、缺氧更加敏感。正常情况下,脑组织几乎没有能量储备,大脑依靠血液循环来提供氧和葡萄糖等营养物质来维持正常的功能和结构的完整性。脑细胞缺血引起认知异常的机制可能与脑细胞能量耗竭和酸中毒有关。在缺血、缺氧状态下,细胞的能量代谢转为无氧酵解,无氧酵解生成ATP的效率低,细胞内高能磷酸盐含量下降,尤以磷酸肌酸最为显著[9]。缺血区乳酸堆积还可引起神经胶质和内皮细胞的水肿和坏死,加重缺血性脑功能损害,导致POCD发生。磷酸肌酸(CP)是一种高能磷酸化合物,是高能磷酸基的暂时贮存形式。它参与细胞能量代谢,在机体能量不足的情况下迅速供能。供能效力强,对血脑屏障的通透性强,能穿过细胞膜释放高能磷酸键,合成ATP补充细胞内能量,提高脑氧代谢率,提高脑组织对缺氧缺血损伤的抵抗力,具有明显的脑神经保护作用[10]。同时,CP支持Ca2+泵抑制无氧酵解,减少酸中毒对脑细胞的损伤。且CP还可以直接参与脑磷脂及氨基酸的合成,CP分子与相邻脑细胞膜磷脂分子紧密结合,使膜脂分子得到稳定而维持细胞膜的完整性,减少脑细胞的过氧化损害,保护细胞膜,促进脑神经细胞和脑血管的修复和再生,改善脑组织的损伤,预防POCD发生[11]。

临床上用于评价POCD的方法很多,但主要依靠神经心理学检查,如简易智力状态量表(MMSE)和韦氏记忆量表(WMS)等,以记忆力测试最为敏感。最常用的方法为MMSE,该量表是一种筛选试验,简便易操作,通过对受测者记忆力、计算力、理解与行为能力的综评,评估受试者的认知功能。有研究表明,MMSE法评估认知功能特异性为82%,敏感性为87%,适合于老年患者术后认知功能的评估。WMS通过对受试者长时记忆、短时记忆和瞬时记忆的评估,最后将总量表分换算为记忆商(MQ),表示受试者总的记忆水平,评估受试者综合记忆能力。

血清神经元特异性烯醇酶(NSE)和S100β蛋白水平变化能反映脑损伤严重程度,是较早用于POCD脑损伤研究的2个血清指标。NSE是参与糖酵解途径的烯醇化酶中的一种,存在于神经组织和神经内分泌组织中,在脑组织细胞的活性最高。在脑细胞受损的情况下,大量NSE从受损的神经元漏出进入脑脊液,通过血—脑屏障进入血液。因此测定NSE含量可以反映脑损伤的程度,是反映中枢神经系统损伤特异性的生化指标之一[12]。S100β蛋白是一类分子量较小的钙结合蛋白,在中枢神经系统的神经胶质细胞、星形细胞中存在,具有一系列重要的神经生物学功能,与脑损伤程度紧密相关。当中枢神经系统细胞损伤时,S100β蛋白从损伤部位渗出进入脑脊液,再通过血—脑屏障进入血液。因此检测血清S100β蛋白水平可以作为脑损伤的诊断指标。血清NSE水平高峰期在术后12h,术后48h降至术前水平。S100β蛋白水平仅在术毕显著升高,并很快降至术前水平。血清NSE和S100β蛋白可作为评估老年患者手术后发生POCD的重要指标,其中血清NSE水平测定时间为术毕至术后24h,而S100β蛋白水平测定时间以术毕为佳,二者可作为一个有价值的预警指标帮助早期诊断老年人POCD[13]。

在本研究中,选择全身麻醉下行全髋关节置换术的老年患者对其术后认知功能进行研究。考虑到许多因素对认知功能有影响,本研究严格控制了患者的年龄、体重、文化程度、术前认知状态、术前合并症、麻醉用药、术中生理状态等可能影响术后认知功能的因素。研究结果显示,磷酸肌酸钠组术毕30minS100β蛋白含量和术毕12h血清NSE含量均明显低于对照组,提示对照组脑损伤程度更加严重,更易发生POCD。在本研究中,磷酸肌酸钠组MMSE和WMS评分在术后第4天、第7天时均明显高于对照组。提示外源性补充CP,能够减轻手术和麻醉导致的神经元细胞损伤,进而降低POCD的发生。

综上所述,应用磷酸肌酸钠能提高老年患者全身麻醉下全髋关节置换术后认知功能,有利于POCD的防治。

[1] Sclnes OA, Mckhann GM. Cognitive changes after coronary after bypass surgery[J]. Curr Opin Psychiatry, 2012,15(3): 285-290.

[2] Funderk S, Steinmetz J, Rasmussenl S.Methodological issues of postoperative cognitive dysfunction research[J]． Semin Cardiothorac Vasc Anesth, 2010,14(2): 119-122．

[3] Ji MH, Yuan HM, Zhang GF, et al. Changes in plasma and cerebrospinal fluid biomarkers in aged patients with early postoperative cognitive dysfunction following total hip-replacement surgery[J]. J Anesth, 2013,27(2): 236-242.

[4] 占世坤,孙伯民.外源性磷酸肌酸对难治性强迫症术后认知功能的疗效观察[J].中国医药导报,2012,9(30): 159-161.

[5] 陈政文,丁顺才,张玲.全麻老年病患者术后认知功能障碍的危险因素[J].中华麻醉学杂志,2013,33(1): 31-33.

[6] Bekker AY, Weeks EJ. Cognitive function after anaesthesia in the elderly[J]. Best Pract Res Clin Anaesthesiol, 2003,17: 259-272.

[7] 王彬,张其亮,李军,等.老年患者髋关节置换术后谵妄和认知功能障碍的危险因素[J].临床麻醉学杂志,2013,29(8): 785-788.

[8] Evered LA, Silbert BS, Scott DA. Postoperative cognitive dysfunction and aortic atheroma[J]. Ann Thorac Surg, 2010,89(4): 1091-1097.

[9] 石佳,袁素,李立环,等. 冠心病患者围术期应用磷酸肌酸的心肌保护作用研究[J]．中国分子心脏病学杂志,2010,10(1): 44-47．

[10] 徐康清,杨李轩,陈慕瑶,等.磷酸肌酸钠对颅脑手术患者术后早期认知功能障碍的影响[J].中国实用医药,2011,6(13): 3-5.

[11] 高晶,周伟,吕国义.磷酸肌酸钠对老年全麻患者术后认知功能的影响[J].中国老年学杂志,2012,10(32): 4407-4408.

[12] 赵国梁,丁明.血清NSE、S100β和Aβ蛋白与老年患者术后认知功能障碍关系的临床研究[J].临床麻醉学杂志,2013,29(10): 979-982.

[13] 彭义,熊华,董莉萍,等.老年患者血清NSE和S-100β蛋白水平变化与术后认知障碍的关系[J].南昌大学学报: 医学版,2010,50(9): 21-23.

Creatine phosphate sodium improves postoperative cognitive function in elderly patients undergoing total hip joint replacement under general anesthesia

YANGJun-jun,PENGSheng,ZHANGXiao-qing

(Dept. of Anesthesiology, Tongji Hospital, Tongji University, Shanghai 200065, China)

Objective To evaluate the effects of creatine phosphate sodium on postoperative cognitive function in elderly patients undergoing total hip joint replacement under general anesthesia. Methods Eighty ASA 1-2 elderly patients scheduled for selective total hip joint replacement under general anesthesia, aged 70-90 years, were randomly divided into creatine phosphate sodium group (CPS group) and control group (n=40 in each): patients in CPS group were given 1.0g of creatine phosphate sodium intravenously 30 min after endotracheal intubation, at 24, 48，72h postoperatively; patients in control group were given the same-volume of saline instead. Anesthesia was maintained with the same inhalation and intravenous anesthetics in both groups. The levels of serum NSE and S100β were detected in all patients preoperatively and at 30min and 12h postoperatively. All patients were tested with mini-mental state examination (MMSE) and WMS, preoperatively and on d 4 and d 7 postoperatively. Results There was no significant difference in the levels of serum NSE and S100β between CPS group and control group preoperatively (P>0.05).Compared with control group, the level of serum NSE at 12h after operation and the level of serum S100β at 30min after operation in CPS group were significantly lower (P<0.05). There was no significant difference in the scores of MMSE and WMS between two groups preoperatively (P>0.05). Compared with control group, the scores of MMSE and WMS in CPS group was significantly higher on d 4 and d 7 postoperatively (P<0.05). Conclusion Creatine phosphate sodium can reduce the incidence of postoperative cognitive dysfunction in elderly patients undergoing total hip joint replacement under general anesthesia.

creatine phosphate sodium; elderly patients; general anesthesia； postoperative cognitive dysfunction

10.16118/j.1008-0392.2015.03.021

2014-09-17

杨君君(1983—),女,硕士研究生.E-mail: sifashixi@126.com

张晓庆.E-mail: xq_820175@163.com

R 614

A

1008-0392(2015)03-0096-05