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背景:术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)的分子机制迄今为止还未明了。而它的临床表现与早期阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)极为相似。本实验拟通过研究异氟醚对老年大鼠空间学习记忆能力的影响与淀粉样蛋白-β(amyloid-β,Aβ)和Tau蛋白的表达及代谢变化的关系,探讨麻醉后行为学表现与脑神经元分子水平变化的相关性,为深入研究POCD的发生机制提供参考。
方法:86只18-19月龄雄性SD大鼠分为5组:(1)空白组(Con,不进行麻醉和水迷宫训练,n=10),(2)麻醉D组(IsoD,麻醉前和麻醉后2天分别行5天水迷宫训练,n=31),(3)训练D组(TraD,不麻醉,与IsoD组水迷宫训练内容相同,n=9),(4)麻醉W组(IsoW,麻醉前和麻醉后2周分别行5天水迷宫训练,n=27),(5)训练W组(TraW,不麻醉,与IsoW组水迷宫训练内容相同,n=9)。麻醉给予1.4％异氟醚吸入麻醉2小时。计算每只大鼠每天训练的平均逃避潜伏期,将麻醉后老年大鼠与训练组大鼠进行比较,依据麻醉后5天训练的潜伏期是否比训练组大鼠延长1.96倍SD将大鼠分别分为两组:认知损害明显组(SD,SW)和认知损害不明显组(ND,NW)。行为学测试结束后,用ELISA方法测各组大鼠海马内Aβ40、Aβ42的表达水平,用Wetern blotting方法测海马内β内分泌酶(β-secretase,BACE)、胰岛素降解酶(insulin degradingenzyme,IDE)、中性内肽酶(neprilysin,NEP)、总Tau蛋白(total Tau,T-Tau)、磷酸化Tau蛋白Thr231(pT231)、磷酸化Tau蛋白Ser396(pS396)、糖原合成激酶3β(glycogen synthase kinase3β,GSK-3β)和蛋白磷酯酶2A(proteinphosphatase2A,PP2A)的表达。分析大鼠行为学变化与海马内分子水平变化的关系。统计软件为SPSS11.5 for Windows,P<0.05为差异有统计学意义。
结果:IsoD组中有6只大鼠认知功能明显损害,发生率为19.35％,IsoW组有3只大鼠认知功能明显损害,发生率为11.11％。在空间探索实验中,SD组的平台所在象限持续时间明显少于ND组(P<0.01)、TraD组(P<0.01),SW组的平台所在象限持续时间明显少于NW组(P<0.05)、TraW组(P<0.01)。而损害不明显组与相应的训练组比较没有明显的差异。SW组海马内IDE、GSK-3β的表达与TraW组比较明显增加(P<0.05),海马内其它蛋白的表达在各组之间没有显著差异。
结论:1.4％异氟醚麻醉2小时对部分老年大鼠的空间学习记忆能力有损害,并且可持续至麻醉后2周左右；其机制未发现与AD的病理性特征表现-海马Aβ表达和Tau蛋白磷酸化有联系。