术后大脑功能的保护剂

　　

中国科学院大学宁波眼科医院和华美医院的专家对手术患者面临的一个关键问题:术后认知功能障碍(POCD)进行了深入研究。

术后认知功能障碍，通常简称为POCD，是一些患者在接受需要麻醉的外科手术后出现的一种神经系统并发症。它表现为认知能力的明显下降，特别是影响学习、记忆、集中力等领域，甚至导致性格变化。

根据《Bosnian Journal of Basic Medical Sciences》发表的一篇文章，POCD的传统治疗方法主要侧重于调节营养和体液平衡、维持电解质和提供心理支持。一些患者还给予神经营养药物以支持神经生长和健康。

目前的问题是:麻醉后的认知风险

麻醉是一种医学实践，包括在手术或诊断过程中使用药物来阻断感觉，使患者失去知觉或对疼痛不敏感。实践包括多种形式:全身麻醉用于全身无意识，局部麻醉用于阻断身体特定区域的感觉，局部麻醉用于麻痹特定部位。

麻醉剂作用于中枢神经系统，通过靶向特定的神经递质受体来抑制神经冲动，从而改变感知、运动功能和意识。虽然麻醉对手术中的疼痛管理至关重要，但它也不是没有风险的。

七氟醚是一种广泛使用的麻醉剂，被认为是导致术后认知功能障碍(POCD)的重要因素。七氟醚属于氟醚类麻醉剂，常用于诱导和维持全身麻醉。它的快速发作和偏移使它适用于各种外科手术。

虽然七氟醚通常被认为是安全有效的，但它与某些神经认知缺陷有关，包括POCD。研究表明，七氟醚暴露可引起大脑的病理改变，如淀粉样蛋白- β (Aβ)沉积和海马纤维蛋白缠结，这些与认知障碍有关。令人震惊的是，在怀孕期间暴露于该药物的大鼠的后代中也观察到这些影响。

鉴于这些发现，减轻POCD的风险因素或症状，特别是由七氟醚引起的风险因素或症状，已成为临床医生和研究人员的当务之急。

白藜芦醇:天然的大脑保护剂

白藜芦醇，通常缩写为RES，是一种生物活性化合物，存在于花生、葡萄和蓝莓等某些食物中。它具有穿越血脑屏障的能力，这意味着它可以直接与中枢神经系统(CNS)相互作用。该化合物因其多方面的生物效应而受到关注，包括其抗炎、抗氧化和抗凋亡(细胞死亡预防)特性。

在神经科学和医学领域，RES是一种已知的沉默信息调节因子1 (SIRT1)的激动剂，SIRT1是一种具有多种神经保护作用的蛋白质。

通过结合并激活SIRT1, RES可以对大脑产生保护作用。例如，它有助于调节神经元的生长和分化，可以防止细胞死亡，并在对抗阿尔茨海默病等疾病方面显示出希望。此外，RES已经证明其调节cAMP/AMPK/SIRT1等通路的能力，这在卒中情况下提供神经保护作用尤其相关。它还可以调节炎症，对衰老和与年龄有关的疾病有潜在的好处。

先前的研究表明，RES可以改善暴露于七氟醚(SEV)的新生小鼠的认知障碍。然而，这种影响尚未在成年动物模型中进行研究。

这项研究的目的是填补这一知识空白。该研究探讨了SIRT1/RhoA信号通路在长期暴露于SEV引起的神经毒性作用中的作用。此外，该研究还研究了手术前后给予RES如何可能减轻暴露于SEV的成年大鼠的认知障碍。

实验程序和方案

这项研究使用了76只成年雄性大鼠，它们是一种特殊的Sprague-Dawley大鼠。SD大鼠是科学家用于研究的一种常见的实验室大鼠。选择它们是因为它们易于处理，并且具有众所周知的生物学特性，这使得它们很适合研究疾病如何起作用或不同的治疗方法如何起作用。当科学家们在考虑在人类身上进行试验之前，需要在生物身上进行试验时，可以把它们看作是“标准模型”。

这些老鼠体重在280-320克之间，8-10周龄。它们被放在一个特殊的、受控的环境中，符合动物研究的伦理准则。

SEV模式是如何运作的

“SEV模型”是研究七氟醚(SEV)对大鼠影响的一种方法。在这个实验中，老鼠被放在特殊的盒子里，在3%七氟醚和40%氧气的混合物中呼吸6小时。在此期间，科学家们仔细观察老鼠，以确保它们呼吸正常，没有表现出任何压力的迹象。

六个小时后，老鼠被允许醒来，并被送回它们平常的生活空间。这个模型帮助研究人员了解长期暴露在这种麻醉气体中是如何影响大脑和身体其他部位的。

由于研究人员对RES感兴趣，他们将其溶解在一种叫做二甲基亚砜(DMSO)的化学物质中，然后用生理盐水稀释，这样就可以很容易地注射到大鼠体内。二甲基亚砜是一种化学物质，经常被用作“载体”，帮助其他物质到达它们需要去的地方。他们在SEV暴露的前一天或一小时后，以三种不同的剂量将其注射到老鼠的体腔中。

在鼠身上进行的试验类型

在SEV暴露两天后，研究人员使用负地向性测试来检查老鼠的平衡和协调能力。在这个测试中，一只老鼠被头朝下放在一个倾斜的板上。我们的目标是看老鼠能多快地把自己朝右翻转过来。这有助于评估老鼠的大脑和肌肉的协调情况。

在SEV暴露两周后，研究人员将老鼠放在一根旋转棒上，看它们能在上面呆多久。这就是所谓的旋转体测试。

Rotarod测试本质上是对老鼠的跑步机挑战。在这个测试中，一只老鼠被放在一根旋转的杆子上，目的是测量老鼠能在杆子上呆多久而不掉下来。这有助于研究人员衡量老鼠的平衡、协调和运动技能。它可以作为一种检查大鼠长期神经问题的方法，特别是在暴露于某些治疗或条件之后。

记忆和学习测试:在SEV暴露大约三周后，研究人员使用了一个被称为莫里斯水迷宫的测试。这个测试评估老鼠在水池中记忆和找到隐藏平台的能力。在莫里斯水迷宫中，一只老鼠被放进一个水池里，水池里有一个它看不见的水下平台。老鼠必须游来游去，直到找到这个隐藏的平台并爬上去。

研究人员追踪老鼠定位平台的速度，以及在随后的测试中它对平台位置的记忆程度。这为我们了解老鼠的记忆和学习能力提供了线索。

检查大脑中的蛋白质水平

最后，研究人员使用Western Blotting进行生化分析。这项技术测量了大鼠脑组织中特定蛋白质的水平，特别是那些与细胞死亡和信号通路有关的蛋白质，从而可以在分子水平上详细了解SEV和RES如何影响大脑。

把Western Blotting想象成一种血液测试，旨在检测某种疾病的特定标记或指标。就像血液测试可以识别胆固醇或葡萄糖水平来诊断或监测某些疾病一样，免疫印迹法可以识别特定的蛋白质来了解细胞过程。

在将大鼠暴露于SEV和/或白藜芦醇之后，研究人员提取了大鼠脑组织的小样本，并将它们分离成单独的成分。利用Western Blotting，他们能够识别出作为各种过程(如细胞死亡或存活)标记的特定蛋白质。通过这样做，他们对大鼠脑细胞内发生的分子事件有了更深入的了解。

使用的统计工具和研究结果

研究人员使用了专门的统计测试，如单向和双向方差分析，来理解数据。简单地说，这些测试就像高级计算器一样，可以弄清楚老鼠身上的变化是由于治疗还是随机的。一个关键值是“p < 0.05”，这意味着低于这个数字的结果可能不是随机的，并且具有统计意义。

在这项研究中，76只老鼠接受了测试，所有老鼠都在不同的治疗中幸存下来。白藜芦醇给药三次，中剂量效果最好。在暴露于七氟醚(SEV)之后，大鼠出现了定向和体重减轻的问题，但白藜芦醇帮助它们恢复。

测试还表明，白藜芦醇改善了老鼠的平衡能力、运动技能、学习能力和记忆力。在分子水平上，白藜芦醇就像一个“急救箱”，逆转了SEV暴露引起的变化。总的来说，白藜芦醇似乎有望对抗SEV对大鼠行为和细胞健康的负面影响。

该研究旨在评估白藜芦醇是否可以减轻SEV(一种常见的麻醉剂)引起的脑损伤。SEV暴露导致大鼠脑细胞损伤和学习记忆受损。

白藜芦醇有效地预防了这些问题，特别是在SEV暴露之前预先使用。这意味着使用白藜芦醇作为预防措施可能被证明对易患术后认知功能障碍(POCD)的个体特别有利。然而，尽管这项研究产生了有价值的见解，但仍有进一步调查的途径。例如，鉴于这项研究只关注雄性老鼠，有必要扩大研究范围，将雌性老鼠纳入研究对象。

总之，白藜芦醇在保护大鼠免受SEV暴露引起的大脑和认知损伤方面具有重要的潜力。在暴露前使用它似乎可以增强其保护作用，可能是通过SIRT1/RhoA途径。

由波黑联邦基础医学协会提供