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5-HT1A受体拮抗剂对七氟烷致老年认知功能障碍模型大鼠突触可塑性的作用及其机制

发表时间:2024-01-20 访问次数:121

术后认知障碍(postoperativecognitive dysfunctionPOCD)是老年患者手术后常见的神经系统并发症,主要表现为学习、记忆力、注意力和执行能力下降。临床研究表明,POCD发病率和死亡率增加,术后恢复时间延长导致患者生活质量严重下降。麻醉是POCD的主要风险因素,七氟烷是吸入麻醉药物,广泛应用于各种手术,更容易引发认知功能障碍。
目前,POCD具体的发病机制仍不清楚,近些年公认的POCD发病机制认为与Aβ蛋白代谢、神经炎症、氧化应激、神经递质释放障碍以及突触可塑性的变化密切相关。突触可塑性具有维持神经元和神经回路稳定的作用,在学习、记忆、认知功能以及神经退行性疾病中意义重大。
近年来通过改善海马突触可塑性提高认知功能的策略得到广泛认同,其中环磷酸腺苷反应原件结合蛋白(cAMPresponse element binding proteinCREB/脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factorBDNF)信号通路尤为重要。

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine5-HT)主要分布于海马体,是一种常见的神经递质,参与认知功能与情绪调节等生物活动。5-HT1A受体在海马组织表达最多。


来自大连理工大学附属中心医院麻醉科及中国医科大学实验动物部的研究人员应用七氟烷构建老年认知功能障碍大鼠模型,将3018月龄Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组、模型组以及治疗组。通过一系列试验,对各小组的大鼠进行观察、数据检测及分析。

结果发现,与对照组比较,模型组大鼠逃避潜伏期显著延长;与模型组比较,治疗组大鼠逃避潜伏期显著缩短。HE、尼氏和高尔基染色显示,与对照组比较,模型组大鼠海马神经元形态不规则,排列松散,周围组织间隙扩大,细胞核固缩深染,部分神经元内尼氏体减少,树突分支数量以及树突棘密度明显减少;与模型组比较,治疗组大鼠海马神经元形态规则,结构相对完整,排列均匀,神经元内尼氏体数量增多,树突分支数量及树突棘密度显著增加。与对照组比较,模型组大鼠脑组织MeCP2PSD-95GAP-43Syn蛋白,PKACREB1BDNF mRNA和蛋白表达明显减少(P < 0.05),p250GAP蛋白表达明显增加(P < 0.05)。与模型组比较,治疗组MeCP2PSD-95GAP-43Syn蛋白,PKACREB1BDNF mRNA和蛋白表达明显增加(P < 0.05),p250GAP蛋白表达明显减少(P < 0.05)。


各组大鼠逃避潜伏期和平台穿越次数比较

 各组海马神经元的形态改变HE×400
各组海马神经元的形态改变 尼氏染色×400

这些数据充分说明5-HT1A受体拮抗剂通过激活CREB/BDNF通路,增强PSD-95GAP-43Syn表达,促进突触重塑,保护大鼠海马神经元细胞,从而改善七氟烷致老年认知功能障碍模型大鼠的学习记忆能力。


参考文献:
ZOU Jiarui, CHEN Keyan, ZHANG Zhen. Effects of the 5-HT1A receptor antagonist on synaptic plasticity in sevoflurane-induced cognitive dysfunction in aged rats and its mechanism[J]. Journal of China Medical University, 2024, 53(1): 60-66,74.