老年患者術(shù)后認(rèn)知障礙的神經(jīng)元電生理功能障礙機(jī)制

王紅梅 朱建國(guó) 韓敬哲 紀(jì) 葉 甄 娜

(哈勵(lì)遜國(guó)際和平醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)一科，河北 衡水 053000)

老年患者術(shù)后認(rèn)知障礙的神經(jīng)元電生理功能障礙機(jī)制

王紅梅 朱建國(guó) 韓敬哲 紀(jì) 葉 甄 娜

(哈勵(lì)遜國(guó)際和平醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)一科，河北 衡水 053000)

目的 從神經(jīng)元電生理功能障礙探討老年患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)的機(jī)制。方法 40例因急性腦血管病住院的老年患者作為發(fā)病組，另選同期40例老年全身麻醉術(shù)后患者作為對(duì)照組。入院后均給予常規(guī)治療。治療前、治療開始后2、7、14 d分別利用熒光探針經(jīng)過(guò)JC-1熒光染色對(duì)白細(xì)胞內(nèi)線粒體進(jìn)行染色標(biāo)記后進(jìn)行流式細(xì)胞儀測(cè)定線粒體膜電位。記錄發(fā)病組治療前及治療后14 d及對(duì)照組相對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的事件相關(guān)電位P300及N200。結(jié)果 與對(duì)照組相比，發(fā)病組治療前、治療后2、7 d線粒體膜電位下降(P<0.05)；治療后14 d時(shí)兩組比值基本相同(P>0.05)。發(fā)病組P300和N200潛伏期治療前比對(duì)照組明顯延長(zhǎng)(P<0.05)，治療后14 d發(fā)病組P300和N200的潛伏期比治療前明顯縮短(P<0.05)；發(fā)病組P300和N200波幅在治療前比對(duì)照組明顯降低(P<0.05)，治療后14 d發(fā)病組P300和N200的波幅比治療前明顯升高(P<0.05)。結(jié)論 麻醉手術(shù)的強(qiáng)應(yīng)激刺激導(dǎo)致神經(jīng)元線粒體膜氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致神經(jīng)元損害；事件相關(guān)電位P300、N200可作為早期反映POCD的神經(jīng)電生理指標(biāo)。

電生理；神經(jīng)元；線粒體；認(rèn)知功能障礙

術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)是指術(shù)前無(wú)認(rèn)知功能障礙的病人在全身麻醉術(shù)后出現(xiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，多在經(jīng)歷重大手術(shù)或急診手術(shù)后發(fā)生，最常見于老年患者，多數(shù)呈現(xiàn)可逆性和波動(dòng)性，但臨床上仍可見部分患者遺留永久性POCD〔1，2〕。研究顯示，老年患者經(jīng)歷心臟手術(shù)后POCD發(fā)生率可高達(dá)10%～50%，部分70歲以上老年患者術(shù)后3個(gè)月時(shí)POCD發(fā)生率仍高達(dá)14%，最終導(dǎo)致患者預(yù)后不良〔3，4〕。普遍觀點(diǎn)認(rèn)為POCD是多因素協(xié)同所導(dǎo)致的結(jié)果，其發(fā)病機(jī)制仍未探明。本研究從神經(jīng)元電生理功能障礙探討老年患者POCD的機(jī)制。

1 資料與方法

表1 兩組一般資料比較

1.2 方法 患者入院后給予常規(guī)治療，包括：生命體征檢測(cè)，進(jìn)行對(duì)癥處理、糾正水電酸堿平衡、進(jìn)行吸氧、靜脈給予維生素及氨基酸治療。對(duì)于表現(xiàn)為重度興奮性精神癥狀患者可給予氟哌啶醇、氯丙嗪治療。輕癥患者應(yīng)用鎮(zhèn)靜藥物治療。對(duì)患者進(jìn)行心理疏導(dǎo)。兩組于治療開始前、治療開始后2、7、14 d晨起后8時(shí)乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝經(jīng)肘靜脈取外周靜脈血2 ml，置入4℃冰箱內(nèi)保存，血液標(biāo)本應(yīng)在采集后2 h內(nèi)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，避免過(guò)久放置。取80 μg外周血進(jìn)行離心分離提純其中的白細(xì)胞，經(jīng)磷酸鹽緩沖液 (PBS)多次洗滌提純后將提純后的白細(xì)胞放入4℃冰箱內(nèi)保存待檢測(cè)。再利用熒光探針經(jīng)過(guò)JC-1熒光染色對(duì)白細(xì)胞內(nèi)線粒體進(jìn)行染色標(biāo)記后進(jìn)行流式細(xì)胞儀測(cè)定，線粒體膜電位經(jīng)過(guò)流式細(xì)胞儀測(cè)定后形成反映JC-1熒光染色強(qiáng)度變化的流式圖，JC-1在線粒體內(nèi)形成的聚合物在流式細(xì)胞檢測(cè)中主要表現(xiàn)為紅色熒光染色。當(dāng)線粒體膜電位去極化發(fā)生異常改變時(shí)線粒體以綠色熒光染色為主。然后對(duì)檢測(cè)得到的白細(xì)胞流式圖進(jìn)行卡門的設(shè)置，進(jìn)一步將分離提純后白細(xì)胞中所含有的淋巴細(xì)胞分離出來(lái)，再次進(jìn)行流式細(xì)胞分析繪制流式圖，通過(guò)對(duì)比染色呈現(xiàn)紅色與綠色熒光線粒體的熒光強(qiáng)度來(lái)反映外周血內(nèi)淋巴細(xì)胞中線粒體的膜電位情況。

采用Neuroscan公司生產(chǎn)的事件相關(guān)電位儀記錄發(fā)病組治療開始前及治療后14 d及對(duì)照組相對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)事件相關(guān)電位P300及N200，將記錄電極放置在Fz/Cz/Pz處，A2為參考電極，F(xiàn)pz接地，設(shè)置濾波范圍在0.5～100 Hz，分析時(shí)間設(shè)定為500 ms。ERP測(cè)試采用雙耳聽覺(jué)odd-ball范式，經(jīng)入耳式耳機(jī)進(jìn)行刺激，刺激強(qiáng)度為70 dB。非靶刺激的頻率設(shè)置為1 kHz，刺激平臺(tái)期持續(xù)50 ms，上升期、下降期各持續(xù)10 ms，出現(xiàn)率占80%。靶刺激頻率設(shè)置為2 kHz，出現(xiàn)率占20%。兩種刺激規(guī)律交替進(jìn)行，時(shí)間間隔為1 s，疊加50～100次，重復(fù)檢測(cè)2次。選擇靶刺激引出的事件相關(guān)電位作為分析對(duì)象。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行t、χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 兩組線粒體膜電位的比較 與對(duì)照組相比，發(fā)病組治療前、治療后2、7、14 d線粒體膜電位下降(P<0.05)；治療后14 d時(shí)兩組比值基本相同(P>0.05)。見表2。

2.2 兩組事件相關(guān)電位的比較 發(fā)病組Cz、Pz事件相關(guān)電位P300和N200的潛伏期在治療前比對(duì)照組時(shí)間明顯延長(zhǎng)(P<0.05)，經(jīng)治療后14 d發(fā)病組Cz、Pz事件相關(guān)電位P300和N200的潛伏期比治療前明顯縮短(P<0.05)；發(fā)病組Cz、Pz事件相關(guān)電位P300和N200的波幅在治療前比對(duì)照組明顯降低(P<0.05)，經(jīng)治療后14 d發(fā)病組Cz、Pz事件相關(guān)電位P300和N200的波幅比治療前明顯升高(P<0.05)；治療后兩組Fz、Cz、Pz P300和N200的潛伏期和波幅均無(wú)顯著差異(P>0.05)。治療前兩組Fz P300和N200潛伏期無(wú)明顯差異，治療前波幅差異明顯。見表3。

表2 兩組治療前后各時(shí)間段線粒體 膜電位比較

與治療前比較：1)P<0.05；下表同

表3 治療前后兩組P300、N200變化比較

3 討 論

POCD是指麻醉術(shù)后臨床表現(xiàn)為精神錯(cuò)亂、焦慮、人格異常、記憶力受損，甚至表現(xiàn)為癡呆〔5～7〕。POCD屬于嚴(yán)重并發(fā)癥，尤其是持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)者應(yīng)引起重視。麻醉手術(shù)的創(chuàng)傷性應(yīng)激直接導(dǎo)致人體產(chǎn)生大量的氧自由基，并誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重鈣超載，線粒體則屬于自由基氧化應(yīng)激損傷的重要亞細(xì)胞靶標(biāo)。POCD的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的病理生理過(guò)程，氧化應(yīng)激所導(dǎo)致神經(jīng)元線粒體發(fā)生氧化應(yīng)激和電生理異常是導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的核心環(huán)節(jié)〔8～10〕。線粒體經(jīng)過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化環(huán)節(jié)而產(chǎn)生的氧化應(yīng)激產(chǎn)物丙二醛的含量隨神經(jīng)元缺血時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸上升。全麻手術(shù)過(guò)程中氧自由基產(chǎn)生速度明顯增加，過(guò)高的氧化應(yīng)激水平能夠?qū)е戮€粒體滲透性轉(zhuǎn)換孔的持續(xù)開放〔10～12〕。

神經(jīng)電生理檢查自出現(xiàn)之日起就以對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行功能檢測(cè)為目的，研究表明意識(shí)障礙病人的腦電活動(dòng)是與其意識(shí)障礙程度的密切相關(guān)的，事件相關(guān)電位屬于特殊類型的腦神經(jīng)誘發(fā)電位，它反映了認(rèn)知過(guò)程中大腦的神經(jīng)電生理的變化，也被稱為認(rèn)知電位，其中P300是目前學(xué)界公認(rèn)的能夠客觀反映選擇注意力、記憶力、判斷力、思維能力、認(rèn)知活動(dòng)、感覺(jué)等高級(jí)心理活動(dòng)的指標(biāo)，可以作為窺探心理活動(dòng)的窗口〔11，12〕。P300的潛伏期能夠代表神經(jīng)系統(tǒng)外源性刺激進(jìn)行分類、編碼和識(shí)別的速度，P300的波幅則反映出神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行信息整合過(guò)程調(diào)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)量的多少。N200是發(fā)生在P300之前的一個(gè)負(fù)波，它由一個(gè)刺激序列中偶然出現(xiàn)的偏差刺激所誘發(fā)的，反映大腦對(duì)不匹配事件的記錄。

綜上，麻醉手術(shù)的強(qiáng)應(yīng)激刺激導(dǎo)致神經(jīng)元線粒體膜氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致神經(jīng)元受到損害；事件相關(guān)電位P300、N200可作為早期反映POCD的神經(jīng)電生理指標(biāo)。

1 劉淑云，叢 麗，劉湘萍，等.海馬腺苷酸活化蛋白激酶水平與老齡大鼠脾切除術(shù)后認(rèn)知功能障礙的關(guān)系〔J〕.中華麻醉學(xué)雜志，2013；33(7)：832-4.

2 Yamamuro K，Ota T，Iida J，etal.Event-related potentials correlate with the severity of child and adolescent patients with attention deficit/hyperactivity disorder〔J〕.Neuropsychobiology，2016；73(3)：131-8.

3 陳 勇，孫 靜，杜曉紅.星狀神經(jīng)節(jié)阻滯對(duì)老齡大鼠術(shù)后認(rèn)知功能的影響 〔J〕.中華麻醉學(xué)雜志，2013；33(1)：37-9.

4 Starks I，Wainwright TW，Lewis J，etal.Older patients have the most to gain from orthopaedic enhanced recovery programmes〔J〕.Age Ageing，2014；43(5)：642-8.

5 Wang X，Pinto-Duarte A，Behrens MM，etal.Characterization of spatio-temporal epidural event-related potentials for mouse models of psychiatric disorders〔J〕.Sci Reports，2015；5(10)：367-70.

6 畢燕琳，王 彬，尹 曾，等.星狀神經(jīng)節(jié)阻滯對(duì)老齡大鼠術(shù)后海馬神經(jīng)元腺苷酸活化蛋白激酶和星形膠質(zhì)細(xì)胞的影響〔J〕.中華醫(yī)學(xué)雜志，2014；94(28)：2222-6.

7 Weber SU，Koch A，Kankeleit J，etal.Hyperbaric oxygen induces apoptosis via a mitochondrial mechanism〔J〕.Apoptosis，2009；14(1)：97-107.

8 Sun X，Xu H，Shen J，etal.Real-time detection of intracellular reactive oxygen species and mitochondrial membrane potential in THP-1 macrophages during ultrasonic irradiation for optimal sonodynamic therapy〔J〕.Ultrason Sonochem，2015；22(1)：7-14.

9 Bai X，Song Z，Zhou Y，etal.The apoptosis of peripheral blood lymphocytes promoted by hyperbaric oxygen treatment contributes to attenuate the severity of early stage acute pancreatitis in rats〔J〕.Apoptosis，2014；19(1)：58-75.

10 趙若聰，劉 瓊，何曉陽(yáng).線粒體動(dòng)力學(xué)失衡和環(huán)境神經(jīng)毒物對(duì)阿爾茨海默病病理進(jìn)程影響的研究進(jìn)展〔J〕.中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2013；27(1)：101-5.

11 Anne Stetler R，Leak RK，Yin W，etal.Mitochondrial biogenesis contributes to ischemic neuroprotection afforded by LPS pre-conditioning〔J〕.J Neurochem，2012；123(s2)：125-37.

12 Sharma J，Johnston MV，Hossain MA.Sex differences in mitochondrial biogenesis determine neuronal death and survival in response to oxygen glucose deprivation and reoxygenation〔J〕.BMC Neurosci，2014；15(1)：9-14.

〔2015-11-18修回〕

(編輯 苑云杰)

王紅梅(1979-)，女，醫(yī)學(xué)碩士，主治醫(yī)師，主要從事老年神經(jīng)內(nèi)科研究。

R741.02

A

1005-9202(2017)03-0691-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.03.074