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神经炎症与术后认知功能障碍的相关性研究进展

时间:2014-11-19 10:02来源:作者:点击:
  术后认知功能障碍(postoperative cognitive dys—function,POCD)广泛报道于各种外科手术之后。
 
  POCD使术后患者特别是老年人Et常活动能力下降,导致其自身生活质量下降,同时也增加了家庭和社会的负担。Catherine等研究发现在老年患者非心脏大手术后一周POCD的发生率为56% ,术后3个月发生率为24.9%。Newman 的研究显示心脏手术后2周POCD的发生率为52%,术后6周,6个月和5年发生率分别为36%,24%和42%。60~69岁年龄段患者手术后POCD的发生率为23% ;超过70岁患者发病率为29%,并且术后3个月仍有14%的患者表现出认知障碍 。年龄是POCD发病的一个危险因素。随着医疗技术及生活水平的提高,老龄人口所占总人口比重越来越大,接受手术麻醉的老年人将越来越多,由术后认知功能障碍所导致的医疗和社会问题日趋严重1 POCD的定义POCD是指术前精神正常的患者麻醉手术后出现记忆力、抽象思维、定向力的紊乱,同时伴有社会活动能力的减退,严重者可致工作及生活自理能力的下降。美国心脏病学会和美国心脏学会将心脏手术后的神经系统并发症分为两种类型。I一型神经功能缺陷包括中风、短暂性脑缺血发作(TIA)、昏迷以及致命的脑损伤,该类型可以明确诊断和定义;II型比较抽象且不好定义,包括谵妄、POCD,涉及记忆力、注意力和运动速度的下降。POCD目前常用韦氏成人记忆量表(WMS)、明尼苏达多项人格调查表(MM.PI)、简易智能状态检查量表(MMSE)等来评估,但存在一定的主观误差。
 
  2 可能的发病机制各种研究证明POCD是老年患者中枢神经系统功能退化后由一定因素诱发,多种作用联合所致的神经功能减退。POCD有许多易患因素和诱发因素,早期的研究主要集中于自身或与环境相关的精神心理因素,目前尚无确切的病理生理学机制 ,比较流行的说法有以下几种:(1)基因学说:载脂蛋白E(apoli.poproteinE,ApoE)是一种多态性蛋白,与神经系统的正常生长和损伤修复有关,其等位基因ApoEe4的表达产物能加速认知能力下降和正常老化的进程,因此学者推测ApoE可能与POCD相关;(2)脑损伤学说:
 
  大量研究证明脑组织细胞的直接损伤和凋亡能造成中枢神经系统功能紊乱,导致认知障碍;(3)神经递质学说:研究证明,中枢胆碱能系统的功能随着老龄化而逐渐减退,这种退行性变与POCD的发生可能有重要联系。另外,5一羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)能调节学习、睡眠、以及唤醒功能;谷氨酸(Glu)和v.氨基丁酸(GABA)参与脑的兴奋性调节,因此它们含量的变化以及受体的异常可能导致精神障碍;(4)p一淀粉样蛋白(~-amyloidprotein,AI3)学说:p淀粉样蛋白具有神经毒性作用,能引起神经细胞凋亡,许多研究证实AI3在认知障碍中发挥重要作用;(5)神经炎症学说:近年来大量研究发现POCD各种发病机制最终似乎都指向一个共同通路,即:神经炎症,以下将详细说明。
 
  3 POCD的神经炎症机制
 
  3.1 中枢神经炎症的产生脑细胞主要包括神经元和神经胶质细胞。神经胶质细胞包括小胶质细胞和星形胶质细胞等。小胶质细胞是具有吞噬和免疫活性的细胞;星形胶质细胞与血管内皮细胞是构成血脑屏障的基础,并且它能调控细胞外神经递质的水平和血液流动。通常大脑被认为是“免疫特赦器官”,因为非病理状态下一方面有血脑屏障的保护,另一方面神经胶质细胞维持在静息状态,抗原呈递被主动抑制,免疫活性较低下。当伤害性刺激导致的外周炎症反应发生时,大量炎症因子通过各种途径进入脑组织,激活神经胶质细胞,产生一系列免疫反应。这样,中枢神经内过量的炎症物质(IL一113,IL一6、INF— 、INF.Y、COX一2、补体等)产生。外周炎症因子进入脑组织的途径 可能有:(1)血脑屏障受损,通透性增强;(2)血脑屏障中的免疫分子直接激活产生炎性物质;(3)血脑屏障特异性受体(如CD200受体等)主动转运炎症因子;(4)神经通路。炎症因子通过级联效应(主要由核因子.hi3信号转导通路介导),进一步引起致炎物质的大量产生。炎症反应本身是机体的一种保护机制,包括致炎和抗炎两个方面,致炎因素大于抗炎因素,机体表现出炎性状态。过量的炎症物质作用于神经细胞,引起神经炎症。研究显示,老年人特别是合并有心血管疾病和糖尿病等疾病的患者更易发生神经炎症。另外大量炎症因子的释放引起诱导型一氧化氮合酶(iNOs或NOS2)表达,释放具有神经毒性的自由基如NO等,导致强烈的氧化应激反应,造成神经细胞的损伤、死亡 ]。
 
  3.2 神经炎症与POCD 郭浩翔等 指出外周和中枢系统,中枢和免疫系统之间交流引起的中枢炎症参与了POCD的发生。众所周知,学习和记忆的过程与海马组织高度相关,当海马组织神经元被破坏而凋亡以及突触联系被阻断后,其正常生理功能必将紊乱。
 
  海马组织本身存在很多炎性物质受体,并且正常的学习和记忆过程还需要一定的IL.16,但其水平较高时能引起认知能力下降 。 。推测高水平的炎性物质引起神经元的损害和凋亡,打破其突触联系,干扰电活动和兴奋的正常传递,引起认知功能的紊乱。对动物和人的大量研究都证实了随着炎性物质水平的升高,实验对象往往表现出认知能力的下降。Cibelli M等口对小白鼠的研究指出外周手术导致固有免疫系统激活而触发的海马区由IL.1B介导的炎症反应,成为记忆损害的基础。LiYc等n 在对37例行全髋置换手术的患者,结果发现老年患者血清中炎性标志IL一6和S.100/3蛋白水平增加,并指出这些物质量的增加可以作为POCD发生的预测参数。Wan等” 也发现神经安定麻醉下行脾切除手术的老鼠术后认知能力下降,这种改变与胶质细胞激活释放的促炎性因子引起的海马组织炎性反应相关。Young等n 指出严重的全身炎症反应可以导致脑及多器官功能衰竭,引起一系列包括谵妄和败血症在内的临床后果,伴随症状可能是从认知障碍到昏迷。另外对阿尔茨海默氏症(AD)、帕金森氏症(PD)的研究均发现这些疾病的特点是初期的急性神经炎症反应无法消除病因,导致炎症反应恶性循环,形成长久的慢性炎症,Hu等n 认为炎症反应是联系POCD和AD的桥梁。
 
  4 抗炎策略在POCD治疗中的情况目前POCD针对炎性反应进行的治疗有许多。
 
  这些治疗包括两个方面:一是通过抑制外周炎性反应来减轻中枢炎症;另一途径是直接抑制中枢炎症反应。Barrientos等研究发现脑池内的IL.Ira能阻止老年大鼠认知功能下降和神经炎症反应。Xiong等口通过实验发现经皮刺激迷走神经能通过胆碱能抗炎通路减少炎性物质的产生和释放,从而减少POCD在老年患者中的发生。Cauli等把布洛芬用于门体分流术后出现肝性脑病的大鼠,结果发现大鼠的学习能力有了明显改善。此外还发现雷公藤红素、磷酸二酯酶抑制剂、糖皮质激素等都能减轻实验动物或人神经系统的炎症反应,从而改善认知功能。
 
  5 小结鉴于POCD的危害,进一步研究它是非常必要的,而只有搞清楚其发病机制才能从根本上治疗它。
 
  就目前研究来看,各种机制最终似乎都与神经炎症存在一定关联,因此,研究POCD的神经炎症机制,拓展针对炎症反应的治疗途径,找到有效的阻断神经炎症的治疗方法和药物,或许能有效减少POCD的发生。
 
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