血清皮质醇水平与老年全髋关节置换患者围术期神经认知紊乱的关系

胡静，王群，张栋斌

1 山东省立第三医院麻醉科，济南250031；2 山东中医药大学附属医院麻醉科

围术期神经认知紊乱（PND）是指术前无精神障碍的患者行手术治疗，因手术、麻醉等多种因素的综合作用，术后出现大脑功能紊乱，常见症状为意识、记忆、认知、定向等功能障碍［1-2］。PND 发生可能与高龄、患者基础疾病及合并症、大脑功能状态、手术时长、术中用药及术后并发症等因素有关［3-5］。既往研究表明，皮质醇可能参与了阿尔茨海默病和轻度认知障碍的病理过程［6］。本研究选取在静吸复合麻醉下行全髋关节置换术后老年患者90 例，观察其PND 发生情况，同时检测其围术期血清皮质醇水平，以探讨PND发生与血清皮质醇水平的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2019年1月—2020年12月在山东省立第三医院全身麻醉下行全髋关节置换术患者90例，男43例、女47例，年龄65～85岁，ASA分级Ⅰ～Ⅱ级。纳入标准：①无高血压、糖尿病、脑血管病史；②无神经精神系统疾病及服用相应药物史，无严重内环境紊乱；③均为汉族，初中以上学历，能配合完成量表测试。排除标准：①术前简易精神状态量表（MMSE）评分＜27分；②受教育年限≤7年；③术前肝肾功能异常；④有神经系统或精神疾病史或有相关用药史；⑤有听力障碍、严重视力疾病等而影响交流；⑥有酗酒史；⑦有药物依赖史；⑧手术时长≥4 h，术中出血量≥800 mL；⑨手术期间使用抗精神病类药物。患者均知情同意；本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 麻醉方法 患者术前均常规禁饮、禁食，入手术室后测量血压、心率、脉搏血氧饱和度，开放静脉通路。面罩吸入纯氧5 min 后进行麻醉诱导和气管插管，用芬太尼5 μg/kg、丙泊酚2 mg/kg、顺式阿曲库铵0.2 mg/kg 行麻醉诱导。在气管插管成功后连接呼吸机，并设定呼吸参数：潮气量8～10 mL/kg，呼吸频率9～12 次/分，使呼吸末二氧化碳分压（PET-CO2）维持 35～45 mmHg。术中 使用丙 泊酚 3～4 mg/（kg·h）、瑞芬太尼 0.05～1 μg/（kg·min）维持麻醉深度，并根据术中情况间断静脉注射顺式阿曲库铵维持所需的肌松状态。术中维持心率在基础值 ± 20%，血压（包括SBP、DBP）维持在基础值 ±15%，脉搏血氧饱和度（SpO2）维持在95%以上。术中连续监测HR、SBP、DBP、脉搏血氧饱和度（SpO2）、呼气末二氧化碳浓度（PETCO2）和脑电双频指数（BIS）值，使BIS值维持在40～60，并根据BIS值调节术中麻醉用药。

1.3 认知功能评价及PND诊断 所有患者分别于术前1 d及术后1、2、7 d应用简易精神状态量表（MMSE）评价认知功能，MMSE评分0～18分为重度认知障碍，19～23 分为中度认知障碍，24～26 分为轻度认知障碍，27～30分为认知功能正常。MMSE评分＜27分定义为PND，并将患者分为PND组和非PND组。

1.4 血清皮质醇水平检测 分别于术前1 d及术后1、2、7 d 清晨 8：00 抽取患者外周静脉血 3 mL，加入抗凝管后混匀。血样采用常温低速离心后，取血清1 mL 放置-20 ℃冰箱冷冻保存。用ELISA 法检测血清皮质醇水平。

1.5 统计学方法 采用SPSS22.0 统计软件。符合正态分布计量资料以表示，组间比较采用重复测量方差分析，进一步两两比较采用LSD-t检验；用Pearson 线性相关分析血清皮质醇水平与MMSE 评分的关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PND 发生情况及两组临床特点 术后7 d，患者均完成认知功能评定，其中PND 组31 例、非PND组59例。PND组男14例、女17例，年龄（70.1±5.5）岁，BMI（27.2 ± 5.9）kg/m2；非 PND 组男 27 例、女 32例，年龄（69.5±5.3）岁，BMI（27.4±5.3）kg/m2。两组年龄、性别、BMI 比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。两组术中 SBP、DBP、SpO2、PETCO2以及手术时间、术中失血量、丙泊酚用量比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。见表1。

表1 两组手术相关指标（）

表1 两组手术相关指标（）

组别PND组非PND组n 31 59 SBP（mmHg）129.5±9.5 133.4±10.3 DBP（mmHg）67.7±5.9 69.9±5.4 SpO2（%）96.6±13.3 96.8±15.7 PETCO2（mmHg）37.5±3.2 38.2±4.1手术时间（min）78.1±17.6 81.5±14.6术中失血量（mL）510±56 529±60丙泊酚用量（mg）233.4±15.3 256.2±14.7

2.2 两组围术期MMSE评分比较 见表2。

表2 两组围术期MMSE评分比较（分，）

表2 两组围术期MMSE评分比较（分，）

注：与非PND组同时间点比较，*P＜0.05。

组别n MMSE评分术后1 d 22.2±1.7*27.7±1.4术后2 d 23.6±1.3*27.8±1.2术后7 d 24.2±1.0*28.0±1.4术前1 d 28.2±1.2 28.7±1.1 PND组非PND组31 59

2.3 两组围术期血清皮质醇水平比较 见表3。

表3 两组围术期血清皮质醇水平比较（nmol/L，）

表3 两组围术期血清皮质醇水平比较（nmol/L，）

注：与同组术前1 d比较，*P＜0.05；与非PND组同时间点比较，#P＜0.05。

组别PND组非PND组血清皮质醇术后7 d 346.19±104.23*#289.37± 78.62*n 术后1 d 389.26±120.32*#337.66±110.57*术前1 d 301.86±117.21 297.93±110.31术后2 d 374.32±105.82*#315.79± 96.12*31 59

2.4 90 例围术期血清皮质醇水平与MMSE 评分的关系 Pearson 线性相关分析结果显示，患者血清皮质醇水平与MMSE 评分呈负相关（r=-0.671，P＜0.05）。

3 讨论

PND 主要表现为患者经麻醉或手术治疗后出现认知功能、注意力、记忆力损伤以及社交能力降低，这些症状在术后可持续数天、数月甚至数年［7］。MMSE 评分能有效反映患者的认知情况，MMSE 评分＜27 分定义为PND。结果显示，两组术前1 d 血清皮质醇水平比较无统计学差异；与术前1 d 比较，两组术后1、2、7 d 血清皮质醇水平均明显升高；非PND 组患者术后1、2、7 d 血清皮质醇水平低于PND组；血清皮质醇水平与MMSE 评分呈负相关。提示静吸复合麻醉下行全髋关节置换术后老年患者发生PND与围术期血清皮质醇水平升高有一定关系。

目前，高龄是导致PND 的唯一明确因素。老年患者手术后易发生PND 与其组织器官功能衰退、合并较多基础疾病、对麻醉或手术的耐受降低有关［8］。此外，应激反应、创伤、血压波动、麻醉药物及术中出血量等也可能是导致PND 的因素。研究表明，丙泊酚的用量越大，术后PND的发生率也就越高［9］；这可能与丙泊酚抑制乙酰胆碱诱导的某些神经元烟碱受体兴奋有关。也有研究表明，术中失血量越多，手术时间越长，患者术后认知功能越差，PND 的发生率高且程度较重。全髋关节置换手术创伤较大，术中出血多。大量失血可使患者大脑的氧化应激反应增加，引起慢性脑灌注不足及炎症性神经退行性病变，同时使脑白质疾病进展加快，导致患者PND 的发生。但是，本研究显示两组年龄、血压、手术时间以及术中失血量、丙泊酚用量比较差异均无统计学意义，此结果可能与研究样本小及观察时间较短有关。

研究表明，手术会导致机体产生强烈的应激反应，促进血清皮质醇和炎性因子的大量释放，从而造成机体免疫系统的过度激活。老年人微血管内皮细胞老化，大脑和其他重要脏器对血清皮质醇和炎性因子水平的变化更敏感，炎症的影响更易出现功能异常［10-11］。衰老本身使机体长期处于低水平的慢性炎症状态，一旦外界刺激触发免疫系统，就可导致机体发生急性全身性炎症反应，其中神经系统的炎症反应易导致PND 的发生。全髋关节置换术是对患者的强烈刺激，可引起机体产生应激反应，表现为血清皮质醇、血糖等应激因子水平升高；不断升高的血糖会进一步加重脑部血管的损伤，导致脑部血管对皮质醇的清除能力降低，而较高浓度的皮质醇又会进一步加重中枢神经的损伤［12］。动物实验发现，在PND 大鼠的前额叶皮质、下丘脑和海马等广泛脑区的糖皮质激素受体（GR）的表达减少，从而使得在应激时GR 对皮质醇应答低下，出现反馈性地增加皮质醇分泌增多的现象［13］。此结果进一步阐明了PND 患者血液中皮质醇浓度升高及其二者相互影响的可能机制。近年来还有研究显示，围术期应用非甾体类抗炎镇痛药减轻应激反应，降低血清皮质醇、血糖等应激因子水平，可减少患者术后PND 的发生［14］。提示早期检测血清皮质醇水平并采取临床干预，降低应激反应可能对老年患者术后预防PND的发生具有一定作用。