术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是老年患者经历麻醉手术后常见的并发症，表现为手术麻醉后数天至数周出现记忆障碍,对信息的学习和回忆能力下降；精神集中能力扰乱；语言障碍理解力受损；决策功能、社会适应能力下降。迄今为止，POCD发生的病理生理机制尚不明确。目前认为是由手术和麻醉诱发多种因素协同作用的结果，如何防治 POCD仍需进一步深入探讨。右美托咪定是选择性α2肾上腺受体激动剂，具有麻醉、镇痛和脑保护作用，因此特性可以推测其神经保护作用可能会减少术后认知功能障碍的发生。基于文献报道术后认知功能障碍发病机制的研究结果和右美托咪定特殊的神经保护作用，本实验拟模拟临床手术常规的静吸复合麻醉方式应用于老龄小鼠，进一步证实POCD的发病的相关因素，探讨POCD发生的病理生理机制，并旨在通过右美托咪定的预处理减少 POCD的发生，寻求探索治疗方法及筛选新的有效治疗药物建立一条可行性强、效果明确的早期干预方案，最终能改善术后认知功能障碍。本课题研究共分三部分：第一部分是术后认知功能障碍动物模型建立。第二部分是右美托咪定预处理对老龄小鼠术后认知功能障碍的影响及相关机制。第三部分右美托咪定预处理对体外循环心脏手术老年患者术后认知功能障碍的影响。　　第一部分术后认知功能障碍动物模型建立及神经行为学研究　　目的：　　NMDA受体拮抗剂、GABA受体激动剂单用都可导致神经元毒性。本研究模拟临床复合老龄、麻醉药物、手术创伤多种治病因素建立了术后认知功能障碍动物模型。分析麻醉药物、手术创伤对小鼠神经行为学影响，并将其应用于术后认知功能障碍发病机制及其药物预防方面的研究。　　方法：　　健康老龄BALB/c小鼠随机分为三组：空白对照组(con组)；麻醉药物组(anesthesia组)；手术组(SP组)。术后第1天、第3天行Y迷宫试验观察神经行为学改变，记录小鼠迷路分辨学习达到学会标准所需要的训练次数，潜伏期，主动逃避率。　　结果：　　麻药组术后1天，手术组术后1、3天学习记忆能力受损，与对照组相比，潜伏期延长，错误率增加，训练次数增加，主动逃避率减少(P<0.05)。均出现明显的学习、记忆功能减退现象,差异有统计学意义。　　小结：　　麻醉和手术会加重随着年龄增长中枢神经系统经历的退行性改变，老龄、麻醉药物、手术与P0CD的发生有着重要联系。联合采用复合全麻药物及手术创伤方法制备的术后认知功能障碍小鼠模型，能有效重现术后认知功能障碍患者的发病特点,可将其进一步应用于发病机制及其药物预防方面的研究。　　第二部分右美托咪定预处理对老龄小鼠术后认知功能障碍的影响及相关机制的研究　　目的：　　右美托咪定是选择性α2肾上腺受体激动剂，具有麻醉、镇痛和脑保护作用，本研究拟分析麻醉、手术创伤影响老龄大鼠认知功能的分子机制及探讨右美托咪定是否能减少老龄小鼠中枢神经系统的炎性反应及减轻神经细胞的凋亡程度，从而降低术后认知功能障碍(POCD)的发生。　　方法：　　健康老龄BALB/c小鼠随机分为：（1）空白对照组(con组,n=42)不给予麻醉药物和进行手术；（2）麻醉药物组(anesthesia组,n=42)实验动物接受1.5-2％异氟烷诱导1-2min，然后腹腔注射氯胺酮100mg/kg，持续吸入异氟烷30min达到相应手术最大刺激无痛、生命体征维持正常麻醉深度。（3）右美托咪定药物组（D15组，D25组， n=42/剂量）实验动物只给予右美托咪定（15μg/kg、25μg/kg）腹腔内注射；（4）麻醉药物手术组(sp组，n=42)本组小鼠给予复合麻醉药物后实施剖腹探查脾切除手术。术后待老鼠麻醉恢复后放回笼子里各自饲养。（5）右美托咪定干预组（SP+D15组，SP+D25组，n=42/剂量）本组小鼠麻醉前30min预先给予右美托咪定（15μg/kg、25μg/kg）腹腔内注射，然后实施同样的麻醉和手术。术后第1天、第3天行Y迷宫试验观察神经行为学改变，记录小鼠迷路分辨学习达到学会标准所需要的训练次数。荧光定量 RT-PCR和Western-blotting检测海马组织IL-1β、TNF-α、Casepase-3、Bax的转录和表达；免疫组织化学观察casepase-3、Bax阳性细胞表达数量。　　结果：　　1、Y迷宫行为测试结果提示：与con组相比，anesthesia组术后第1天、SP组术后第1、3天学习记忆能力受损，潜伏期延长，训练次数增加，主动逃避率减少(P<0.05)；D组(15,25μg/kg)两种剂量与对照组比较无统计学差异(P>0.05)。anesthesia组术后第3天学习记忆能力恢复与对照组比较无统计学差异(P>0.05)；右美托咪定预处理组(SP+D)的错误率减少，与con组比较，第1天、第3天无统计学差异(P>0.05)，术后第3天与手术组比较，25μg/kg预处理剂量组有统计学差异(P<0.05)。　　2、与 con组比较，anesthesia组术后第1天、第3天小鼠海马 IL-1β、TNF-αmRNA及 protein表达无统计学差异(P>0.05)；SP组术后第1天、第3天IL-1β、TNF-αmRNA及 protein表达上调，存在统计学差异(P<0.01或 P<0.05)；SP+D组(15 or25μg/kg)第3天小鼠海马组织 IL-1β、TNF-αmRNA及protein表达，与con组比较无统计学差异(P>0.05)，与SP组第3天比较，有统计学差异(P<0.05)。　　3、与 con组相比，anesthesia组尤其 SP组术后第1天、第3天小鼠海马Caspase-3、Bax protein表达上调(P<0.05或P<0.01)；右美托咪定预处理组(15 or25μg/kg)第3天小鼠海马组织Caspase-3、Bax表达下调，与con组相比无统计学差异(P>0.05)；与SP组第3天比较，有统计学差异(P<0.05或P<0.01)。IHC结果显示：与con组相比，anesthesia组、SP组第1天、第3天小鼠海马组织Caspase-3、Bax阳性神经元细胞计数增加(P<0.05或 P<0.01))；右美托咪定预处理组(15 or25μg/kg)第3天下降，与con组比较无统计学差异(P>0.05)，与SP组第3天比较，有统计学差异(P<0.05或P<0.01)。　　小结：　　1、麻醉药物可能促使部分神经细胞凋亡，改变神经细胞蛋白质表达，诱导小鼠发生中枢神经系统退化性改变。　　2、外科手术创伤所致全身炎性反应综合征和细胞因子释放在POCD发生中起重要作用。　　3、右美托咪定预处理能降低术后海马IL-1β、TNF-αmRNA及蛋白的表达量，大剂量组与空白对照组无差异。　　4、右美托咪定预处理能降低术后海马Casepase-3、Bax蛋白的表达量及阳性细胞数，大剂量组与空白对照组无差异。　　5、右美托咪定预处理通过降低老年小鼠麻醉手术后海马组织的炎性反应及神经细胞的凋亡，减少认知功能障碍的发生。　　第三部分右美托咪定预处理对体外循环心脏手术老年患者术后认知功能障碍的影响　　目的：　　术后认知功能障碍是老龄患者经历麻醉手术后常见的并发症，本研究拟探讨右美托咪定预处理是否能减少体外循环心脏手术术后认知功能障碍发生率。　　方法：　　随机选取择期体外循环下心脏手术的老年患者60例,男性36例，女性24例;ASAⅡ～Ⅲ级,年龄60岁～75岁,无神经、精神系统疾病史。术前均签署知情同意书。入选者按区组随机的方法分为右美托咪定组（D组）和安慰剂组（C组），每组30例。预处理组麻醉前给予负荷量右美托咪定1ug/kg,15分钟给完，术中持续泵注0.5ug/kg/h至手术结束。安慰剂组30例注射等容量(1mL)的生理氯化钠溶液。分别于术前1 d和术后3天、1周、1月对两组患者进行MMSE测评。于麻醉诱导前(T1)和转机前(T2)、停机后10分钟(T3)、术毕1 h(T4)、6h(T5)、12h(T6)、24h(T7)取颈静脉球部血，双抗体夹心ABC-ELISA法检测血清S100β蛋白水平及神经元特异性烯醇化酶。记录手术时间、麻醉时间、转机时间、术中失血量、液体输入量;观察并记录术后苏醒情况，躁动发生情况以及恶心、呕吐和寒战等并发症。　　结果：　　1、;D组术后3 d和C组术后3d、1周的MMSE评分与术前比较有统计学差异（P<0.05）； D组术后1周、1月和C组术后1月的MMSE评分与术前比较无统计学差异（P>0.05）；在术后各时段，C组的MMSE评分均显著低于D组（P<0.05）。　　2、术前D组和C组血清S100β蛋白水平分别为(79.2±21.1) pg/mL和(74.1±16.7) pg/mL，差异无统计学意义（P>0.05）；与T1时比较，C组T3-T6、D组T3-T5时血浆S100β蛋白浓度升高((P<0.01或 P<0.05)，T3、T4时达高峰；与C组比较，D组T3-T6时血浆S100β蛋白浓度均降低（P<0.01或P<0.05）。　　3、术前D组和C组血清NSE水平分别为(1.4±0.6) ng/mL和(1.6±0.7) ng/mL，差异无统计学意义（P>0.05）；与T1时比较，C组T3-T7、D组T3-T6时血清NSE水平升高((P<0.01或 P<0.05)，T3、T4时达高峰；与C组比较，D组T3-T7时血清NSE浓度均降低(P<0.01或 P<0.05)。D组于术后6h、C组于术后12h开始下降，D组术后24h后与术前无差异。　　4、MMSE与血清S100β蛋白及血清神经元特异性烯醇化酶（NSE）的关系:根据MMSE结果对受试对象重新分组， MMSE>24分的为认知功能正常组；MMSE<24分为认知功能危险组。抽取血清比较二组间的神经元特异性烯醇化酶及S100β蛋白浓度，结果显示二组间存在统计学差异（P<0.01），危险组S100β蛋白及血清神经元特异性烯醇化酶水平高于正常组。　　小结：　　1、右美托咪定预处理可降低老年体外循环下心脏手术患者术后血清S100β蛋白的水平及血清神经元特异性烯醇化酶( NSE)水平，降低中枢神经系统损伤,减少术后认知功能障碍的发生率。　　2、术后血清 S100β蛋白的水平及血清神经元特异性烯醇化酶( NSE)水平和POCD的发生有一定关联性，可作为预测POCD发生有意义的生物学标记。　　全文总结：　　1.麻醉药物可能促使部分神经细胞凋亡、改变神经细胞蛋白质表达诱导小鼠发生中枢神经系统退化性改变。　　2、外科手术创伤所致全身炎性反应综合征和细胞因子释放在POCD发生中起重要作用。　　3、右美托咪定预处理通过降低老年小鼠麻醉手术后海马组织的炎性反应及神经细胞的凋亡，减少认知功能障碍的发生。　　4、右美托咪定预处理可降低老年体外循环下心脏手术患者血清S100β蛋白的水平及血清神经元特异性烯醇化酶( NSE)水平，降低中枢神经系统损伤,减少术后认知功能障碍的发生率。　　5、术后血清S100β蛋白的水平及血清神经元特异性烯醇化酶( NSE)水平和POCD的发生有一定关联性，可作为预测POCD发生有意义的生物学标记。