手术对异氟醚麻醉下老龄大鼠术后认知功能的影响

目的 探讨手术对老龄大鼠异氟醚麻醉下术后认知功能的影响.方法 健康雄性老龄SD大鼠72只,年龄20月,体重500～600 g,随机分为3组(n=24):对照组(C组)、异氟醚麻醉组(I组)和手术组(O组).C组吸入30%氧气2 h,I组吸入1.5%异氟醚和30%氧气的混合气体2 h,O组吸入1.5%异氟醚和30%氧气的混合气体2 h,并实施腹部手术.于麻醉结束后或术后24 h时随机取8只大鼠,取海马组织,采用免疫组织化学法和RT-PCR法分别测定神经元胆碱乙酰转移酶(ChAT)及ChAT mRNA的表达水平,其余大鼠进行Morris水迷宫实验,测定认知功能.结果 与C组比较,I组和O组逃避潜伏期延长,原平台象限停留时间缩短,穿越原平台次数减少,海马神经元ChAT mRNA及其蛋白表达水平降低(P<0.05);与I组比较,O组术后第4、5天逃避潜伏期延长,原平台象限停留时间缩短,海马神经元ChAT mRNA及其蛋白表达水平降低(P<0.05);与麻醉结束后或术后第3天比较,C组第4、5天逃避潜伏期差异无统计学意义(P>0.05),I组和O组逃避潜伏期延长(P<0.05);I组和O组麻醉结束后或术后第4、5天逃避潜伏期差异无统计学意义(P>0.05).结论 手术操作可加重异氟醚引起的老龄大鼠术后认知功能障碍,其机制可能与海马胆碱能神经元受损有关.     

异氟醚对老龄大鼠海马CA3区突触结构的影响

目的 探讨异氟醚对老龄大鼠海马CA3区突触结构的影响.方法 雌性SD大鼠66只,22月龄,体重580～700 g,随机分为2组(n=33):对照组(C组)和异氟醚组(Ⅰ组).C组吸入含70%氧气的空气2 h,Ⅰ组通过异氟醚挥发罐的调节使麻醉箱内异氟醚浓度为3%,待翻正反射消失后将异氟醚浓度降至1.2%,维持2 h.2组随机取30只大鼠,进行Y型迷宫测试,连续测试3 d.于麻醉结束后1、3 d(即Y型迷宫测试结束当天)2组随机取3只大鼠,取海马CA3区组织,电镜下观察突触界面结构.结果 与C组比较,Ⅰ组第1天和第2天时正确反应次数和主动回避次数均降低,第2天时全天总反应时间延长,学习能力降低,麻醉结束后第1天突触间隙宽度升高,突触后膜致密物质厚度降低(P＜0.05或0.01).结论 异氟醚可导致老龄大鼠认知功能减退,与海马CA3区突触后膜致密物质和突触间隙发生改变有关,但这些改变在麻醉结束后第3天均有所恢复.     

吸入不同浓度异氟醚对老龄大鼠海马细胞色素c表达的影响

目的 评价吸入不同浓度异氟醚对老龄大鼠海马细胞色素c(Cyt c)表达的影响.方法 健康雄性老龄SD大鼠63只,月龄20月,体重500～600 g,随机分为3组(n=21),对照组(C组):吸入30%氧气2 h;0.75%异氟醚组(L组):吸入0.75%异氟醚和30%氧气的混合气体2 h;1.5%异氟醚组(I2组):吸入1.5%异氟醚和30%氧气的混合气体2 h.分别于麻醉30 min、1和2 h时,各组取5只大鼠,取动脉血样行血气分析.于麻醉结束后24 h时,各组取8只大鼠,测定认知功能;取8只大鼠,分别采用免疫组化法和Western blot法测定海马Cyt c 的表达水平.结果 与C组比较,Ⅰ1组和Ⅰ2组逃避潜伏期延长,原平台象限停留时间缩短,穿越原平台次数减少,海马Cyt c表达上调(P＜0.05);与Ⅰ1组比较,Ⅰ2组逃避潜伏期、原平台象限停留时间缩短和穿越原平台次数差异无统计学意义(P＞0.05),海马Cyt c表达上调(P＜0.05).结论 吸入异氟醚可通过上调海马Cyt c的表达导致老龄大鼠认知功能障碍.     

孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响

目的 探讨孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响.方法 孕14 d的SD大鼠10只,体重220～250 g,采用随机数字表法,将孕鼠随机分为对照组和异氟醚组,每组5只.对照组大鼠每天单纯机械通气2 h,异氟醚组大鼠每天吸入1.3%异氟醚2 h,至大鼠分娩.子代大鼠出生后4周,采用Morris水迷宫实验测定认知功能,测定结束后处死子代大鼠取脑,分离海马,采用透射电镜观察海马CA1区神经元突触的超微结构,计数海马神经元突触数量,测定突触后致密物质厚度.结果 与对照组相比,异氟醚组子代大鼠逃避潜伏期延长,穿越平台次数减少,海马神经元突触数量减少,突触后致密物质厚度降低(P<0.05).结论 孕期吸入异氟醚可通过抑制子代大鼠海马神经元突触的可塑性而降低其认知功能.     

孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响

目的 探讨孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响.方法 孕14 d的SD大鼠10只,体重220～250 g,采用随机数字表法,将孕鼠随机分为对照组和异氟醚组,每组5只.对照组大鼠每天单纯机械通气2 h,异氟醚组大鼠每天吸入1.3%异氟醚2 h,至大鼠分娩.子代大鼠出生后4周,采用Morris水迷宫实验测定认知功能,测定结束后处死子代大鼠取脑,分离海马,采用透射电镜观察海马CA1区神经元突触的超微结构,计数海马神经元突触数量,测定突触后致密物质厚度.结果 与对照组相比,异氟醚组子代大鼠逃避潜伏期延长,穿越平台次数减少,海马神经元突触数量减少,突触后致密物质厚度降低(P<0.05).结论 孕期吸入异氟醚可通过抑制子代大鼠海马神经元突触的可塑性而降低其认知功能.     

毒扁豆碱对异氟醚麻醉大鼠炎性反应和认知功能的影响

目的探讨毒扁豆碱对异氟醚麻醉大鼠认知功能的影响及其机制。方法 2月龄SD大鼠80只,随机分为四组,每组20只。对照组(C组)吸入含有30%氧气的空氧混合气体6h;异氟醚组(I组)吸入1.4%的异氟醚6h;毒扁豆碱+异氟醚组(PI组)与毒扁豆碱组(P组)腹腔注射毒扁豆碱100μg/kg,每8小时一次,共3次。首次给药后,PI组吸入1.4%异氟醚6h;P组吸入同浓度载气6h。麻醉结束行动脉血气分析,12h后取海马组织,ELISA法检测TNF-α、IL-1β、IL-6含量,RTPCR法检测capase-3mRNA的表达。光镜下观察海马CA1区锥体细胞形态学变化。麻醉后第2~7天评估认知功能。结果四组大鼠动脉血气指标、血糖和海马TNF-α含量差异均无统计学意义。与C组和P组比较,I组和PI组大鼠海马IL-1β、IL-6含量、capase-3mRNA明显升高,第4~6天逃避潜伏期明显延长,探索时间明显缩短(P0.05)。与I组比较,PI组大鼠海马IL-1β、IL-6含量、caspase-3mRNA表达明显降低,第4~6天逃避潜伏期明显缩短,探索时间明显延长(P0.05)。结论毒扁豆碱改善了异氟醚麻醉引起的大鼠认知功能损害,其机制可能与抑制海马炎性反应及神经元凋亡有关。     

褪黑素对异氟醚麻醉诱发老龄大鼠认知功能障碍的影响

目的 探讨褪黑素对异氟醚麻醉诱发老龄大鼠认知功能障碍的影响.方法 雄性SD大鼠75只,18 ～20月龄,体重350-400 g,采用随机数字表法,将其随机分为5组(n=15):对照组(C组)吸入含有30％氧气的空氧混合气体4h;异氟醚麻醉组(Ⅰ组)吸入1.5％异氟醚4h;褪黑素5 mg/kg组(M1组)、褪黑素10 mg/kg组(M2组)、褪黑素20 mg/kg组(M3组)分别于麻醉前15 rin和麻醉开始后3h时腹腔注射褪黑素5、10、20 mg/kg(溶解于含1％ DMSO的生理盐水中),吸入1.5％异氟醚4h.麻醉结束即刻每组取5只大鼠,进行动脉血气分析,测定血糖水平和海马磷酸化Tsu(p-Tsu)蛋白的表达.麻醉结束后14 d时,每组取10只大鼠测定认知功能,然后处死大鼠,取海马组织,采用Westernblot法检测-Tsu蛋白的表达.结果 五组间动脉血气指标和血糖水平差异无统计学意义(P＞0.05).与C组比较,Ⅰ组和M1组第3-5天时逃避潜伏期延长,探索时间缩短,海马p-Tsu蛋白表达上调(P＜0.05),M2组和M3组逃避潜伏期、探索时间和海马p-Tsu蛋白表达差异无统计学意义(P＞0.05);与Ⅰ组和M1组比较,M2组和M3组第2-5天时逃避潜伏期缩短,探索时间延长,海马p-Tsu蛋白表达下调(P＜0.05);Ⅰ组与M1组间、M2组与M3组间逃避潜伏期、探索时间和海马p-Tsu蛋白表达比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 褪黑素(10和20 mg/kg)可改善异氟醚麻醉诱发老年大鼠认知功能障碍,其机制可能与其抑制海马Tsu蛋白过度磷酸化有关.     

异氟醚对老年大鼠脑组织神经元凋亡的影响

目的 探讨异氟醚对老年大鼠脑组织神经元凋亡的影响.方法 健康雌性老年SD大鼠90只,月龄22～24月,体重497～593 g,随机分为对照组(C组)、1.2%异氟醚组(Ⅰ1组)和1.8%异氟醚组(Ⅰ2组),每组30只.C组吸入含40%O2的空氧混合气体3 h;Ⅰ1组和Ⅰ2组分别吸入1.2%、1.8%异氟醚3 h维持麻醉.待翻正反射消失时各组随机取3只大鼠股动脉置管监测血液动力学,于股动脉置管后5 min、吸入异氟醚1、2、3 h时抽股动脉血行血气分析;大鼠苏醒后24 h时各组随机取12只行Morris水迷宫实验测试认知功能,历时7 d,记录逃避潜伏期;分别于苏醒后24、72 h及7 d时各组随机取5只大鼠断头处死取脑,采用TUNEL法检测海马及皮层区凋亡神经元,计算神经元凋亡率.结果 三组各时点血液动力学指标及血气分析结果 差异无统计学意义(P>0.05);与C组比较,Ⅰ1组和Ⅰ2组第2、3天逃避潜伏期延长(P<0.05或0.01),第4～6天差异无统计学意义(P>0.05),苏醒后24、72 h及7 d时皮层区神经元凋亡率升高(P<0.05或0.01).结论 吸入异氟醚可导致老年大鼠认知功能一过性降低,可能与其诱发大脑皮层区神经元凋亡有关.     

米诺环素对异氟醚麻醉后老年大鼠认知功能和海马炎症反应的影响

目的探讨米诺环素预处理对老年大鼠吸入异氟醚后认知功能和海马炎症反应的影响。方法健康雄性SPF级SD大鼠48只,约20月龄,体重350～400g,随机分为3组:生理盐水组(NS组)、异氟醚组(Iso组)、米诺环素预给药组(M组),每组16只。NS组腹腔注射等容量生理盐水;Iso组大鼠开始吸入2.5%异氟醚3min,随后1.5%异氟醚麻醉维持4h;M组于吸入异氟醚前30min腹腔注射米诺环素50mg/kg,余同Iso组。所有大鼠麻醉结束后24h立即进行认知功能测试,包括Morris水迷宫和旷场实验测试,认知功能测试完毕后立即处死大鼠,取海马组织,采用ELISA法测定大鼠海马IL-1、IL-6、TNF-α的浓度。结果与NS组比较,Iso组第2、3和4天逃避潜伏期明显延长(P0.05),第5天平台象限停留时间明显缩短、穿越平台象限次数明显减少(P0.05),第1、2和3天中心区停留时间明显缩短(P0.05)。与Iso组比较,M组第2、3和4天逃避潜伏期明显缩短(P0.05),第5天平台象限停留时间明显延长、穿越平台象限次数明显增多(P0.05),第1、2和3天中心区停留时间明显延长(P0.05)。与NS组比较,Iso组海马IL-1、IL-6、TNF-α浓度明显升高(P0.05),与Iso组比较,M组海马IL-1、IL-6、TNF-α浓度明显降低(P0.05)。NS组和M组不同时点各指标差异无统计学意义。结论米诺环素预处理可减轻异氟醚麻醉所致老年大鼠认知功能障碍,其机制可能与抑制海马炎症反应有关。     

异氟醚对老龄和成龄大鼠海马synaptotagmin-Ⅰ蛋白质的影响

目的探讨异氟醚对成龄及老龄大鼠海马synaptotagmin-Ⅰ(Syt-Ⅰ)蛋白表达的影响。方法用蛋白质印迹方法对吸入2h异氟醚的全身麻醉模型和吸氧对照的成龄及老龄大鼠,取24h后的海马组织检测Syt-Ⅰ蛋白的表达水平。结果异氟醚麻醉后24h老龄大鼠海马组织Syt-Ⅰ蛋白质与对照组比较表达量下调(P<0.05),而成龄大鼠海马组织Syt-Ⅰ蛋白质表达量与对照组比较没有明显变化。结论异氟醚麻醉后的老龄大鼠早期海马Syt-Ⅰ蛋白质可能参与异氟醚麻醉后延迟相大鼠的学习和记忆功能改变。     

褪黑素对异氟醚麻醉大鼠海马胆碱乙酰基转移酶的影响

目的 探讨褪黑素对异氟醚麻醉大鼠海马胆碱乙酰基转移酶(ChAT)的影响.方法雄性SD大鼠60只,体重390～440 g,采用随机数字表法,将大鼠随机分为5组(n=12):对照组(C组)、1%异氟醚组(Ⅰ组)、1%异氟醚+褪黑素组(IM组)、2%异氟醚组(J组)和2%异氟醚+褪黑素组(JM组).IM组和JM组腹腔注射褪黑素10 mg/kg,1次/d,连续7 d,C组、Ⅰ组和J组给予等容量生理盐水.Ⅰ组、IM组第7天吸入1%异氟醚4 h,J组、JM组第7天吸入2%异氟醚4 h.于麻醉次日行Morris水迷宫实验,测试逃避潜伏期及原平台象限探索时间;水迷宫实验结束后取血浆及脑组织,采用ELISA法测定血浆褪黑素浓度,Western blot法测定海马ChAT表达水平,采用比色法测定海马ChAT活性,采用免疫荧光法测定海马CA1区和齿状回的ChAT阳性神经元数量.结果 与C组比较,Ⅰ组血浆褪黑素浓度、ChAT表达水平和活性降低(P＜0.01);J组逃避潜伏期延长,原平台象限探索时间缩短,血浆褪黑素浓度、ChAT表达水平和活性降低(P＜0.05或0.01).与Ⅰ组比较,IM组逃避潜伏期缩短,原平台象限探索时间延长,褪黑素浓度升高,ChAT表达水平和活性升高(P＜0.05或0.01).与J组比较,JM组逃避潜伏期缩短,褪黑素浓度升高,ChAT活性升高(P＜0.05或0.01).海马CA1区和齿状回的ChAT阳性神经元数量与ChAT表达水平变化一致.结论 褪黑素可减轻异氟醚麻醉对ChAT表达水平及活性的抑制,从而改善异氟醚麻醉后大鼠的认知功能.

Abstract：

Objective To investigate the effects of melatonin on choline acetyltransferase (ChAT) in rat hippocampus after isoflurane anesthesia. Methods Sixty male SD rats weighing 390 - 440 g were randomized into 5 groups (n = 12 each): control group (group C), 1% isoflurane group (group Ⅰ), 1% isoflurane + melatonin group (group IM) , 2% isoflurane group (group J) and 2% isoflurane + melatonin group (group JM) . In IM and JM groups, melatonin 10 mg/kg was administered intraperitoneally once a day for 7 consecutive days, while equal volume of normal saline was given intraperitoneally instead of melatonin in C, I and J groups. Groups Ⅰ and IM inhaled 1% isoflurane and groups J and JM 2% isoflurane for 4 h on 7th day. All the rats underwent Morris water maze test on the day after anesthesia for assessment of learning and memory ability (escape latency and probe time) . The training test was performed 4 times a day for S days. Six rats randomly selected from each group were sacrificed the end of the test. The blood samples were collected for detection of plasma melatonin level by ELISA.The brain tissues were removed for determination of the expression and activity of ChAT in hippocampus by Western blot or colorimetric assay. The left rats were selected and sacrificed for determination of the number of ChAT positive neurons in hippocampal CA1 region and entate gyrus by immunofluorescence. Results The plasma melatonin level and expression and activity of ChAT were significantly lower in group I than in group C ( P ＜ 0.01) . The escape latency was significantly longer, the probe time was significantly shorter, and the plasma melatonin level and expression and activity of ChAT were significantly lower in group J than in group C ( P ＜ 0.05 or 0.01) . The escape latency was significantly shorter, the probe time was significantly longer, and the plasma melatonin level and expression and activity of ChAT were significantly higher in group IM than in group Ⅰ ( P ＜ 0.05 or 0.01). The escape latency was significantly shorter and the plasma melatonin level and ChAT activity were significantly higher in group JM than in group J ( P ＜ 0.05 or 0.01) . The results of immunofluorescent staining showed that the number of ChAT positive neurons in hippocampal CA1 region and dentate gyrus wag consistent with the changes in the measured ChAT expression. Conclusion Melatonin can reduce isoflurane-mediated inhibition of ChAT expression and activity and thus improve spatial memory impaired by isoflurane anesthesia in rats.     

孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响

目的 探讨孕期吸入异氟醚对子代大鼠海马神经元突触可塑性的影响.方法 孕14 d的SD大鼠10只,体重220～250 g,采用随机数字表法,将孕鼠随机分为对照组和异氟醚组,每组5只.对照组大鼠每天单纯机械通气2 h,异氟醚组大鼠每天吸入1.3%异氟醚2 h,至大鼠分娩.子代大鼠出生后4周,采用Morris水迷宫实验测定认知功能,测定结束后处死子代大鼠取脑,分离海马,采用透射电镜观察海马CA1区神经元突触的超微结构,计数海马神经元突触数量,测定突触后致密物质厚度.结果 与对照组相比,异氟醚组子代大鼠逃避潜伏期延长,穿越平台次数减少,海马神经元突触数量减少,突触后致密物质厚度降低(P<0.05).结论 孕期吸入异氟醚可通过抑制子代大鼠海马神经元突触的可塑性而降低其认知功能.

Abstract：

Objective To investigate the effect of isoflurane inhalation during gestation period on plasticity of hippo-campal synapses in offspring rats. Methods Ten healthy pregnant SD rats at 14 day gestation were randomly divided into 2 gorups ( n = 5 each): control group (group C) and isoflurane group (group I). The rats in group C were mechanically ventilated with O2 while in group I the rats inhaled 1.3% isoflurane in O2 for 2 h a day until labor. Four weeks after birth 4 offspring rats from each pregnant rats (2 male, 2 female) were tested for learning and memory abilities using Morris water maze. Then the offspring rats were sacrificed and hippocampi isolated. The synaptic structure of hippocampal CA1 area was examined by trans-electron microscopy. Results Morris water maze test showed that the escape latency was significantly shorter and the number of times of spanning flat roof greater in group C than in group I. The structure of hippocampus was intact in group C but incomplete in group I. Meanwhile the thickness of synaptic density was significantly decreased in group I. Conclusion Isoflurane anesthesia of pregnant rats may induce learning and memory disabilities in offspring rats by inhibiting the plasticity of synaptic structure in hippocampus.     

烧伤并发抑郁大鼠学习记忆能力与海马N-甲基天冬氨酸表达的关系

目的 了解烧伤大鼠并发抑郁后的学习记忆能力变化,探讨与海马N-甲基天冬氨酸(NMDA)表达的关系.方法 按照简单随机化法将36只大鼠分为烧伤组、抑郁组、烧伤并发抑郁组,其中烧伤并发抑郁组采用30%TBSA深Ⅱ度烧伤及慢性不可预见中度刺激制作模型.观察各组大鼠在水迷宫实验训练5 d中逃避潜伏期变化情况,利用免疫组织化学法分析海马CA1、CA3区及齿状回NMDA表达.另取10只大鼠作为健康对照组,检测指标同上.结果 训练第2天,健康对照组大鼠水迷宫逃避潜伏期时间为(22±20)s,与烧伤组(38±31)s、抑郁组(41±36)s、烧伤并发抑郁组(42±33)s比较,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);训练至第4天时,烧伤并发抑郁组大鼠潜伏期时间与其他3组比较,差异均有统计学意义(P<0.01).大鼠海马CA1、CA3区NMDA表达在4个组之间比较,差异无统计学意义(P>0.05).健康对照组大鼠齿状回NMDA阳性细胞为(224±23)个,烧伤组(219±25)个,抑郁组(198±14)个,烧伤并发抑郁组(191±6)个;与健康对照组比较,后2组差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01).结论 烧伤大鼠并发抑郁后学习记忆能力降低,可能与海马齿状回NMDA减少有关.     

乳化异氟醚对大鼠认知功能的影响

目的 评价乳化异氟醚对大鼠认知功能的影响.方法 成年雄性SD大鼠72只,8周龄,体重250 ～ 300 g,采用随机数字表法,将其随机分为3组:正常对照组(C组,n=12)、脂肪乳组(E组,n=12)和8％乳化异氟醚组(EI组,n=48).E组于给药后2h时进行水迷宫实验,EI组分别于给药后2h、1、7、14 d时取12只大鼠,进行水迷宫实验,记录逃避潜伏期、平台象限停留时间、穿过平台次数和游泳速度.每个时点水迷宫实验结束后,每组取6只大鼠,取眼眶血,测定血浆皮质醇浓度;然后处死大鼠,取海马组织,测定脑源性神经营养因子(BDNF)和神经生长因子(NGF)的含量;每组取剩余的6只大鼠,取脑组织,测定海马DG区、CA3区、CA2区和CA1区BDNF和NGF表达水平.结果 与C组比较,EI组给药后2h时逃避潜伏期延长,平台象限停留时间缩短,海马DG区和CA3区BDNF表达下调,给药后2h、1d时海马组织BDNF含量降低(P＜0.05或0.01);与给药后2h时比较,EI组给药后7、14 d时逃避潜伏期缩短,平台象限停留时间延长,给药后1、7、14 d时海马组织NGF含量升高,给药后1d时海马DG区和CA3区BDNF表达上调(P＜0.05或0.01);E组与C组上述指标比较差异无统计学意义(P＞0.05);三组血浆皮质醇浓度比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 乳化异氟醚可导致大鼠一过性认知功能障碍,其机制与下调海马BDNF表达有关,而与皮质醇和NGF无关.     

手术创伤对老龄大鼠海马CA3区突触结构的影响

目的 探讨手术创伤对老龄大鼠海马CA3区突触结构的影响.方法 健康SD大鼠56只,月龄18月,随机分为3组,对照组(C组,n=8)腹腔注射生理盐水0.8 ml/kg;麻醉组(A组,n=24)腹腔注射氯胺酮40 mg/kg;手术组(O组,n=24)腹腔注射氯胺酮40 mg/kg,翻正反射消失后行脾脏切除术.A组和O组于麻醉或术后1、3,7 d(T_(1～3))时取8只大鼠行Morris水迷宫实验测试认知功能,并测定海马CA3区突触结构各指标.结果 与C组和A组比较,O组T_(1,2)时通过原平台次数、突触数减少,突触间隙增宽,突触后膜致密物厚度变薄,突触活性带长度缩短,突触界面曲率减小(P<0.05或0.01).与C组比较,A组T_1时、O组T_(1,2)时潜伏期及游泳距离延长(P<0.01);与A组比较,O组T_(1,2)时潜伏期延长,T_2时游泳距离延长(P<0.05).结论 手术创伤导致老龄大鼠术后早期认知功能减退的机制与海马CA3区突触结构改变有关.