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据联合国统计全球老年人口迅速增加,到上世纪末已达14亿。我国1982年60岁以上老人占全国人口的7.6%;1995年60岁以上者已达1.2亿,占总人口9.76%。预测我国老年人每年以3.37%的速度增长,到2025年老年人口将达到2.8亿,占全国人口比例将超过16%。老年人口的增多,带来手术几率增加的问题,老年手术患者术前常并存有冠心病、糖尿病、高血压、慢性呼吸系统、肝脏、肾脏疾病,对老年患者已经减退的器官储备功能有严重影响。老年结直肠肿瘤患者由于术前营养不良、手术创伤大、术后早期禁食,免疫功能下降等原因更易发生各种术后并发症,影响患者的转归和预后。 术后认知功能障碍(POCD)是老年人术后常见神经系统并发症之一,患者特征是术前无精神异常,术后发生认知功能下降、焦虑、人格改变,精神错乱等,常持续数周至数月。POCD可导致手术患者康复延迟,医疗费用增加,影响术后生活质量。已知POCD与中枢神经系统退化、氧化应激、炎症反应、内分泌及免疫功能减退有关。 早些年研究者更多地关注心脏手术后POCD,认为与脑低灌注和微小栓子有关,Shaw证实心脏手术后7天POCD发病率79%,术后3月POCD发病率11%-13%,体外循环对POCD的影响使得人们发现CPB下心脏手术和非CPB下心脏手术术后POCD发病率的差异。如上所述,老年结直肠肿瘤术后并发症多,其中POCD的发病率、预测与防治和机制还不明确,故本研究拟观察老年结直肠肿瘤患者早期POCD的发生率同时进行危险因素分析、血清生物学标志物筛选并在动物手术模型上探讨部分机制。 第一部分老年结直肠肿瘤患者早期POCD的危险因素分析 研究目的:观察老年结五肠肿瘤患者早期POCD的发生率和危险因素分析。 研究方法:选65-79期行BMI20-25患者80名(试验组组)和非手术者30名(正常对照组),年龄65-79岁,BMI20-25。排除术前MMSE评分<17分、术前及术后未完成神经心理学测试和随访者。手术患者均采用统一的全凭静脉麻醉方法。记录围手术期数据和术后并发症发生情况。于术前1d、术后第7d分别完成2次神经心理学测试,采用“Z计分法”判定认知功能障碍,采用Logistic多元回归分析确定与POCD发生相关的危险因素。 结果:77例完成了认知功能测试,其中19例发生POCD(POCD组),总发病率24.7%。POCD组中糖尿病患者所占比例明显高于非POCD组(P<0.05)。糖尿病史(OR=8.391,95%CI=2.208-31.882,P=0.012)、术后禁食天数(OR=5.236,95%CI=1.998-13.721,P=0.001)、术后第2天SIRS评分(OR=6.995,95%CI=1.948-25.111,P=0.003)为增加老年结直肠肿瘤患者术后发生POCD的危险因素。 结论:老年结直肠肿瘤患者术后第7d的POCD发生率约为24.7%。糖尿病史、术后禁食时间长和术后第2天SIRS评分高可能是老年结直肠肿瘤患者术后早期POCD发生的危险因素。 第二部分老年结直肠肿瘤患者早期POCD相关血清生物标志物筛选 研究目的:筛选老年结直肠肿瘤患者早期POCD相关的血清生物标志物并验证部分因子。 研究方法:在上述研究对象中分别于术前24h(T0)、术后4h(T1)抽取手术患者静脉血4ml,分离血清。非POCD患者中“复合Z分”最高的5名患者术前血清等体积混合作为S1样本,术后血清等体积混合作为S2样本;POCD患者中“复合Z分”最低的5名患者术前血清等体积混合作为S3样本,术后血清等体积混合作为S4样本。使用细胞因子抗体芯片检测这4份混合血清样本中120种细胞因子的表达量,计算样本间抗体表达的差异倍数。将高通量筛选出的5倍以上高表达和0.2倍以下低表达细胞因子等生物标志物采用ELISA法验证。 结果:S3/S1高表达至2倍以上细胞因子14个,低表达至0.5倍以下因子1个。S4/S2高表达至2倍以上细胞因子30个,低表达至0.5倍以下因子8个。POCD患者术前IL-17、Fas、MIP-3alpha水平明显高于非POCD患者(P<0.05),leptin明显低于非POCD患者(P<0.05)。POCD患者术后4h的IL-6、IL-11、IL-17、MCP3、CKbeta8-1、MIP-3alpha明显高于非POCD患者(P<0.05),BDNF明显低于非POCD患者(P<0.05)。POCD患者术后4h的IL-6明显高于术前(P<0.01),IL-17、MCP3、CKbeta8-1明显高于术前(P<0.05),非POCD患者术后4h IL-6、IL-17明显高于术前(P<0.05),Fas、BDNF明显低于术前(P<0.01)。 结论:全麻下老年结直肠肿瘤术后早期认知功能障碍患者血清出现异常变化的生物标志IL-6、IL-11、IL-17、Fas、 MIP-3alpha、 MCP3、 CKbeta8-1、Leptin和BDNF,与POCD发生有关。 第三部分老年小鼠部分肝切除术后学习记忆力下降与海马炎症和神经元改变的关系 研究目的:探讨外周手术致动物行为学和中枢炎症及神经改变的实验依据。 研究方法:筛选40只老年C57BL/6小鼠(20-25g),16月龄,均为雄性,随机分为C组(Control组,仅接受相同的麻醉处理不手术),O组(Operation组,接受麻醉下70%肝切除术),每组20只。采用Morris水迷宫测试小鼠逃避潜伏期、游泳速度、穿台次数、原平台象限探索时间以判断小鼠术后早期学习记忆能力的改变。行为学测试结束后即刻取小鼠海马组织(每组10只)行IL-6、IL-1β和GFAP免疫荧光染色。余下的每组10只小鼠取脑组织做透射电镜样本行神经元、突触结构观察。 结果:C组术后第2、3、4天逃避潜伏期(36.5±7.0,31.4±5.8,26.7±5.5)与术后第1天比较均明显缩短(55.9±4.9,P<0.01),且显著短于O组各时点(58.5±2.7,47.9±6.7,48.8±7.0,P<0.01);C组术后第2、3、4天游泳速度(168.42±10.42,173.53±14.15,176.93±12.45)与术后第1天比较均明显加快(142.67±11.87,P<0.01),且明显快于O组(142.55±13.53,153.55±13.65,154.65±16.53,P<0.01);O组小鼠60s内平均穿台次数(0.67±0.22)明显少于C组(2.3±0.28,P<0.01),在原平台象限探索时间(13.8±6.11)明显少于C组(31.3±6.10,P<0.01)。与C组比较,O组海马组织IL-6、IL-1β表达明显增多(P<0.05)、星形胶质细胞增多(P<0.05),海马组织神经元、突触结构破坏。 结论:70%肝切除小鼠术后学习及记忆能明显下降;这与术后早期海马炎症反应增强,星型胶质细胞活化和神经元及突触结构破坏有关,提示外周手术致中枢炎症和神经元改变是老年人术后早期POCD发生的机制之一。