右美托咪定联合浅低温对脓毒症相关性脑病大鼠认知功能的影响

毛银泉

(江西省高安市人民医院麻醉科，高安 330800)

脓毒症相关性脑病(SAE)是指由脓毒症引起的中枢神经系统功能障碍，是由于感染引起全身炎性反应继而导致弥漫性大脑功能障碍，其主要临床表现为精神状态的急剧恶化，如人格改变、记忆受损、定向力障碍、认知功能减退、意识障碍或昏迷等[1]，目前仍缺乏有效的治疗药物及治疗手段，其治疗方法主要以控制感染、治疗神经系统症状等对因治疗为主。右美托咪定为临床麻醉常用的α2受体激动剂，大量研究报道其可减轻认知障碍。随着近年来浅低温技术的发展以及在临床的逐步应用，使得浅低温技术在许多领域已备受关注，然而浅低温是否可以改善SAE大鼠认知功能尚不清楚。本研究拟通过盲肠结扎穿孔（CLP）复制大鼠SAE模型，比较右美托咪定联合浅低温治疗与单一方法治疗后对大鼠认知功能的影响。

1 材料与方法

1.1 临床资料 实验动物选择及分组健康雄性SD大鼠80只，体重约300-350g，由南昌大学实验动物科学部提供，采用随机数字表法，将其随机分为5 组（n=16）：假手术组（S 组）、脓毒症组（CLP 组）、右美托咪定组（D组）、浅低温组（T组）、和右美托咪定联合浅低温组（DH组）。

1.2 方法 SAE模型的制备参照文献[3]介绍的方法采用盲肠结扎穿孔法（CLP）制备大鼠SAE模型。腹腔注射10%水合氯醛500mg/kg麻醉下，仰卧位固定，腹部备皮消毒，沿腹部正中线纵行作长约2cm切口，分离肠系膜和盲肠，轻轻挤压升结肠，使肠内容物充满盲肠，用丝线于回盲瓣下方环形结扎盲肠根部。用20G穿刺针贯穿已结扎端盲肠2次，自穿刺孔挤出肠内容物入腹腔，然后将肠管还纳腹腔，逐层缝合腹部切口。术后皮下注射生理盐水10ml/kg补液。S组仅暴露盲肠。CLP模型制备前，S组、CLP组和D组大鼠置于恒温箱中维持颞肌温度37.5℃，T组和DH组大鼠参照文献[4]采用冰袋覆盖大鼠体表暴露部位，冰量按比例100g/100mg体质量进行计算，降温至颞肌温度约35℃（采用TE-3温度测量仪，微细探针测颞肌温度反应脑温），温度稳定后维持30min，30min后D组和DH组腹腔注射右美托咪定100μg/kg。

1.3 观察指标 指标的测定分别于CLP前（T0）、CLP 术后 4、5 和6d（T1～T3）时采用 Morris水迷宫进行认知功能测试并进行神经功能缺陷评分（NDS评分），术后第7d进行空间探索实验，行为学测试结束后取大鼠海马组织，采用化学比色法检测海马区 SOD、MDA活性，Elisa法检测海马 TNF-α、IL-6及IL-10水平。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0统计软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

S组CLP术后7d存活率为100%，CLP组为56.3%，D组为 75%，T组为 68.8%，DT组为 87.5%。

与S组比较，其余各组大鼠逃避潜伏期延长，穿越平台次数减少，（P＜0.05）； 与 CLP组比较，D组、T组及DT组大鼠逃避潜伏期缩短，穿越平台次数增加（P＜0.05）；与 DT组比较，D组及 T组大鼠逃避潜伏期延长，穿越平台次数减少（P＜0.05），见图 1，2。

图1 各组大鼠各时点逃避潜伏期的比较

图2 各组大鼠穿越平台次数的比较

与S组比较，其余各组大鼠NDS评分升高（P＜0.05）；与CLP组比较，D组、T组及DT组大鼠NDS评分降低（P＜0.05）；与 DT组比较，D组及 T组大鼠 NDS 评分升高（P＜0.05），见图 3。

与S组比较，其余各组大鼠海马区SOD活性降低，MDA 活性升高（P＜0.05）；与 CLP 组比较，D组、T组及DT组大鼠海马区SOD活性升高，MDA活性降低（P＜0.05）；与 DT组比较，D组及 T组大鼠海马区 SOD活性降低，MDA活性升高 （P＜0.05），见图 4，5。

图3 各组大鼠各时点NDS评分的比较

图4 各组大鼠海马区SOD活性的比较

图5 各组大鼠海马区MDA活性的比较

与S组比较，其余各组大鼠海马TNF-α、IL-6及 IL-10水平升高（P＜0.05）；与 CLP组比较，D 组、T组及DT组大鼠海马IL-10水平升高，TNF-α及IL-6水平降低 （P＜0.05）；与DT组比较，D组及T组大鼠海马IL-10水平降低，TNF-α及IL-6水平升高（P＜0.05），见图 6，7，8。

图6 各组大鼠海马TNF-α含量的比较

图7 各组大鼠海马IL-6含量的比较

图8 各组大鼠海马IL-10含量的比较

3 讨论

盲肠结扎穿孔致腹腔感染是制备脓毒症模型的经典方法，目前已成为国内外公认的制备脓毒症模型的方法，本研究参照文献[2]介绍的方法制备脓毒症模型。研究结果显示，CLP组大鼠模型制备后开始出现精神萎靡，呼吸急促，活动减少及食欲减退等症状，提示脓毒症模型制备成功。同时与S组比较，CLP组大鼠CLP术后水迷宫实验显示逃避潜伏期延长，穿越平台次数减少，NDS评分升高，提示CLP组大鼠学习及记忆功能下降，脓毒症相关性脑病大鼠模型制备成功。

Morris水迷宫试验是一种用于研究实验动物相关脑区空间学习记忆功能的研究手段，在评价空间学习记忆功能以及海马功能的研究中被广泛认可，其中定位航行实验记录逃避潜伏期可用于反映获取空间信息的记忆能力；空间探索实验中记录穿越平台次数可用于反映获取空间信息的记忆存储能力[3，4]。本研究结果表明，与 CLP组比较，D组、T组及DT组大鼠逃避潜伏期缩短，穿越平台次数增加，NDS评分降低，提示腹腔注射右美托咪定或浅低温治疗均可减轻脓毒症相关性脑病大鼠认知功能；与DT组比较，D组及T组大鼠逃避潜伏期延长，穿越平台次数减少，NDS评分升高，提示右美托咪定联合浅低温治疗改善脓毒症相关性脑病大鼠认知功能的效果较单用右美托咪定或浅低温效果更佳。

海马区被认为是参与学习和记忆形成的关键部位，海马区神经元损伤是阿尔兹海默症、痴呆等疾病的特征性表现之一[5，6]。在脑组织中，超氧化物歧化酶（SOD）是重要的抗氧化酶，丙二醛（MDA）是在细胞膜磷脂的破坏过程中形成的氧化应激的产物，两者活性可反映脑组织氧化应激水平，而炎性细胞因子TNF-α、IL-6及IL-10等水平升高均与认知功能障碍有着密切关系[7]，因此本研究选择检测海马区 SOD、MDA、TNF-α、IL-6 及 IL-10。 研究结果显示，与S组比较，其余各组大鼠海马区SOD活性降低，MDA活性、TNF-α、IL-6及 IL-10水平升高；与CLP组比较，D组、T组及DT组大鼠海马区SOD活性及IL-10水平升高，MDA活性、TNF-α及IL-6水平降低；与DT组比较，D组及T组大鼠海马区SOD活性及IL-10水平降低，MDA活性、TNF-α及IL-6水平升高，提示脓毒症相关脑病大鼠海马可产生大量氧化应激因子及炎性细胞因子而致脑损伤，单纯给予右美托咪定或浅低温治疗后可减轻海马区氧化应激水平及降低炎性反应，而同时给予右美托咪定联合浅低温治疗后效果更佳。

右美托咪定是α2肾上腺受体激动剂，具有剂量依赖性的镇静镇痛及催眠作用，同时还有抗交感、抑制应激反应、稳定血流动力学以及减少麻醉剂用量的作用，且无呼吸抑制，研究显示，右美托咪定可减轻炎性反应并且具有神经保护作用，从而改善术后认知功能障碍[8]。本研究结合预实验结果并参照文献[9]选择腹腔注射右美托咪定100μg/kg，研究结果显示，右美托咪定可通过减轻脓毒症相关性脑病大鼠海马区氧化应激水平及降低炎性反应，从而减轻认知障碍。其降低炎性反应机制主要包括：其可能机制为：⑴右美托咪啶可抑制环氧合酶-2、诱导型一氧化氮合酶、TNF-a及IL-6等的表达[10]；⑵右美托咪啶可抑制凋亡蛋白半胱氨酸蛋白酶-3的表达，从而降低TNF-a及IL-6的浓度[11]。

本研究参照文献[3]介绍的方式实施浅低温治疗，研究结果显示浅低温治疗也可减轻脓毒症相关性脑病大鼠海马区氧化应激水平及降低炎性反应，从而减轻认知障碍，其机制可能是低温可降低脑氧代谢，降低组织氧耗，保护血脑屏障，减少炎性细胞因子产生，调节机体炎性反应，调节兴奋毒性神经递质过度释放，抑制钙超载，减少神经元凋亡，进而改善认知障碍[12，13]。