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背景:
术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction，POCD)是指麻醉和手术后出现的记忆能力下降、注意力不能集中等认知功能改变。心脏手术后认知功能障碍(POCD)发病率高、持续时间长，影响术后病人的恢复及预后，甚至与死亡率密切相关，因此研究其发病机制具有重要意义。多数研究认为体外循环(cardiopulmonary bypass CPB)是造成心脏术后POCD的重要原因，但也有报道显示体外循环未对病人认知功能造成影响。异氟醚广泛应用于心脏手术，与术后认知功能障碍有密切关系，可近年来更多研究表明异氟醚具有神经保护作用。异氟醚究竟对体外循环后的认知功能影响如何还未有报道。异氟醚作用于中枢系统，而中枢乙酰胆碱系统对认知功能具有重要作用。因此本实验将首次研究异氟醚对体外循环大鼠认知功能的影响，并进一步探讨其作用机制是否与中枢胆碱能系统有关。
目的:
通过建立大鼠体外循环模型，研究异氟醚对体外循环大鼠认知功能的影响，并进一步研究异氟醚的作用机制与中枢胆碱能系统的关系。
方法:
1.首先建立大鼠体外循环模型。SD大鼠60只，随机分为五组，每组12只(n=12)，分别为:Normal组:正常大鼠，无任何处理因素;Chl-sham组:水合氯醛麻醉（10％水合氯醛4ml/100g腹腔注射），只做CPB置管术，但不行CPB转流;Chl-CPB组:水合氯醛麻醉（10％水合氯醛4ml/100g腹腔注射），CPB转流1h;Iso-sham组:3-4％异氟醚（混合50％氧氮混合气）吸入麻醉诱导，以1.5-2％异氟醚吸入术中维持。只做CPB置管术，但不行CPB转流;Iso-CPB组:3-4％异氟醚（混合50％氧氮混合气）吸入麻醉诱导，以1.5-2％异氟醚吸入术中维持，CPB转流1h。比较各组间生理参数及血气分析指标，各组死亡率比较。
2.SD大鼠60只，随机分为五组，分组同上。分别于CPB后第3天（近期认知）和第30天（远期认知）开始行Y迷宫（包括自发活动、空间识别和空间交替任务）以测定认知功能，比较各组间近远期认知功能的变化。
3.以上5组大鼠(n=12):每组6只在完成近期Y迷宫测试后，剩余6只则在远期Y迷宫测试结束后行断头取脑，分别测定脑内CHAT和ACHE的活性和含量，比较各组间差异。
结果:
1.大鼠体外循环模型稳定，转流期间基本保持MAP＞80mmHg，血糖在正常值范围，各组间比较无显著性差异。转流30min时，体外循环组较手术对照组HCT显著下降(P＜0.05)，转流1h，转流结束后1h各组间也无显著差异。肛温比较体外循环组较手术对照组无明显差异。血气分析各参数在转流前后均在正常范围，各组间比较无显著性差异。
2.术后3天Y迷宫结果显示:
①自发性活动实验:与正常组相比，水合氯醛手术组及异氟醚麻醉两组自发活动转换率均无显著差异(P＞0.05);但水合氯醛体外组较其它四组则均明显下降（与Normal组P＜0.01，与Chl-sham组，Iso-ham组及Iso-CPB组P＜0.05）;其中体外循环因素效应显著(P=0.041)，麻醉因素效应也显著(P=0.037)，而两者无交互效应(P=0.410)。进臂次数五组无显著差异(P＞0.05)。说明体外循环因素可造成大鼠短时记忆及自主活动的明显下降，而异氟醚麻醉后未出现短时记忆和自主活动下降。
②空间识别实验:各组间比较无显著差异(P＞0.05)，但组内比较显示，在正常组及水合氯醛麻醉两组留在引导臂的时间明显长于其他两臂(Normal组P＜0.05，Chl-sham组P＜0.01，Chl-CPB组P＜0.01);而异氟醚麻醉的两组组内比较在三个臂的时间无显著差异（Iso-sham组P＞0.05，Iso-CPB组P＞0.05）。
③空间交替任务实验:各组第二天的错误率比第一天明显降低(P＜0.01)，水合氯醛体外循环组第二天的错误率明显高于其它四组（Normal组P＜0.05，Chl-sham组P＜0.01，Iso-sham组P＜0.05，Iso-CPB组P＜0.05），其它几组则无显著变化;记忆存留率水合氯醛体外循环组明显低于其他四组(Normal组P＜0.01，Chl-sham组P＜0.05，Iso-sham组P＜0.05，Iso-CPB组P＜0.05)，其它各组比较无明显差异。水合氯醛体外循环后大鼠学习记忆力下降，但异氟醚体外循环后大鼠学习记忆力无变化。术后30天Y迷宫结果显示:自发性活动各组间转换率差异消失(P＞0.05)，空间识别实验各组间无显著差异(P＞0.05)，组内比较显示正常组、水合氯醛手术及体外循环组大鼠留在引导臂的活动时间仍大于其他两臂(P＜0.05)，而异氟醚麻醉两组组内比较无差异(P＞0.05)，空间交替任务中各组第二天的错误率仍均低于第一天(P＜0.01)，但各组间差异消失(P＞0.05)，记忆存留率五组间无显著差异(P＞0.05)。体外循环对远期认知功能无影响。
3.无论近期远期各组间乙酰胆碱酯酶(AChE)和乙酰胆碱转移酶(CHAT)活性无统计学差异(P＞0.05)。而AChE含量在近期各组间比较有差异:与正常对照组相比，异氟醚两组均明显降低(Iso-sham P＜0.05，Iso-CPB P＜0.01);与水合氯醛体外循环组比较，异氟醚吸入的两组也明显降低(Iso-sham P＜0.01，Iso-CPB P＜0.01)，远期这种差异消失。ChAT含量各组间无统计学差异(P＞0.05)。
结论:
体外循环可引起大鼠近期的认知能力下降，但无远期效应。异氟醚对体外循环大鼠认知功能具有一定的神经保护作用，使大鼠体外循环后未出现认知功能障碍。异氟醚吸入降低ACHE含量，增强乙酰胆碱作用，这可能是异氟醚影响认知功能作用机制之一。