局部使用右美托咪定對老年患者髖部手術(shù)術(shù)后認知功能及Toll樣受體4表達的影響

于 健 單士強 聶 宇 王 雷

摘? ?要：目的? 探討右美托咪定局部用藥對老年患者髖部手術(shù)術(shù)后認知功能和單核細胞Toll樣受體4表達的影響。方法? 擇期股骨上段骨折行動力髖螺釘植入系統(tǒng)內(nèi)固定術(shù)60例，采用隨機數(shù)字表法分為羅哌卡因組（R組）和右美托咪定混合羅哌卡因組（RD組），每組30例。所有患者均采用神經(jīng)刺激儀引導(dǎo)腰叢+坐骨神經(jīng)阻滯法麻醉，R組注射0.5%羅哌卡因，RD組注射含右美托咪定1.5 μg/kg的0.5%羅哌卡因，腰叢20 ml、坐骨神經(jīng)10 ml。于術(shù)前1 d（T0）、術(shù)畢即刻（T1）、術(shù)后1 d（T2）、術(shù)后3 d（T3）取靜脈血，觀察單核細胞TLR4的表達，并于T0、T1、T2、T3、術(shù)后7 d（T4）測定白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α水平。于T0、T2、T3、T4應(yīng)用MoCA評估認知功能，記錄術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生情況。結(jié)果? 與T0比較，兩組患者T2～T3時MoCA評分降低，T1～T3時血漿TNF-α、IL-1β水平升高（P<0.05）;與R組比較，RD組T2～T3時MoCA評分均高于R組， T1～T2時TLR4表達下調(diào)，T1～T3時TNF-α、IL-1β水平降低（P<0.05）。RD組術(shù)后認知功能障礙發(fā)生率低于R組（P<0.05）。結(jié)論? 右美托咪定局部用藥可能預(yù)防老年患者術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生，機制可能與抑制TLR4蛋白的表達，減少炎性因子釋放有關(guān)。

關(guān)鍵詞：右美托咪定;認知障礙;Toll樣受體4;炎性因子

中圖分類號：R614.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.21.020

文章編號：1006-1959（2018）21-0075-05

Effects of Local Use of Dexmetomidine on Cognitive Function and Expression of Toll Like Receptor 4 after Hip Surgery in Elderly Patients

YU Jian，SHAN Shi-qiang，NIE Yu，WANG Lei

（Department of Anesthesiology，Subject One，Central Hospital of Cangzhou，Cangzhou 061001， Hebei，China）

Abstract：Objective? To investigate the effects of dexmetomidine on cognitive function and monocyte Toll like receptor 4 expression in elderly patients after hip surgery.Methods? 60 patients with elective upper femoral fractures were treated with hip screw fixation system. They were randomly divided into ropivacaine group （R group） and dexmedetomidine mixed ropivacaine group （RD group）. 30 cases in each group. All patients underwent a lumbar plexus + sciatic nerve block anesthesia with a neurostimulator， 0.5% ropivacaine in the R group， and 0.5% ropivacaine containing dexmedetomidine 1.5 μg/kg in the RD group.20 ml of lumbar plexus and 10 ml of sciatic nerve. Venous blood was taken 1 d（T0），venous blood was taken immediately after surgery（T1）， 1 day after surgery （T2）， and 3 days after surgery（T3）. The expression of TLR4 in monocytes was observed at T0， T1， T2， T3， and 7 days after surgery （T4）. The levels of interleukin-1β and tumor necrosis factor-α were measured. MoCA was used to evaluate cognitive function at T0， T2， T3， and T4， and the incidence of postoperative cognitive dysfunction was recorded.Results? Compared with T0， the MoCA scores decreased in T2～T3， and the levels of plasma TNF-α and IL-1β in T1～T3 increased（P<0.05）.Compared with R group， the MoCA scores of T2～T3 in RD group were higher than those in R group. The expression of TLR4 was down-regulated at T1～T2， and the levels of TNF-α and IL-1β were decreased at T1～T3 （P<0.05）. The incidence of postoperative cognitive dysfunction in the RD group was lower than that in the R group（P<0.05）. Conclusion? The local administration of? Dexmetomidine may prevent the occurrence of cognitive dysfunction in elderly patients after operation， and the mechanism may be related to the inhibition of TLR4 protein expression and the reduction of inflammatory factor release.

Key words：Dexmedetomidine;Cognitive impairment;Toll-like receptor 4;Inflammatory factor

術(shù)后認知功能障礙（post operative cognitive dysfunction，POCD）是老年髖部手術(shù)患者術(shù)后常見的中樞神經(jīng)并發(fā)癥，表現(xiàn)為精神錯亂、焦慮、記憶力減退。研究顯示[1]，海馬區(qū)炎性反應(yīng)與POCD的發(fā)生密切相關(guān)，故降低圍術(shù)期炎性介質(zhì)的產(chǎn)生對預(yù)防POCD的發(fā)生具有指導(dǎo)意義。Toll樣受體4（Toll like receptor 4，TLR4）是識別病原體相關(guān)的重要分子，在非感染性免疫炎性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。手術(shù)創(chuàng)傷刺激可上調(diào)動物模型海馬區(qū)TLR4的表達，誘發(fā)POCD的產(chǎn)生[2]。右美托咪定混合局麻藥可避免因線粒體腫脹造成的神經(jīng)元損傷，抑制神經(jīng)膠質(zhì)細胞的活化，從而減少炎性因子的分泌[3]。而Prinz M[4]等研究發(fā)現(xiàn)，TLR4在小膠質(zhì)細胞參與的炎癥反應(yīng)中尤為重要。本研究選擇在神經(jīng)阻滯麻醉下行股骨頭置換術(shù)的老年患者作為研究對象，探討右美托咪定局部用藥對老年患者TLR4表達的影響，觀察TLR4表達水平及炎癥反應(yīng)與POCD的關(guān)系。

1資料與方法

1.1一般資料? 選擇2016年7月～2017年4月在河北省滄州市中心醫(yī)院住院因“股骨頸骨折或粗隆間骨折”需行動力髖螺釘植入系統(tǒng)（dynamic hip screw implant system，DHS）內(nèi)固定術(shù)的患者60例，研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準，告知患者及家屬并簽署知情同意書。納入標(biāo)準：年齡≥62歲，體重54～79 kg，ASA分級Ⅰ或Ⅱ級;排除標(biāo)準：①有中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心理疾病者;②術(shù)前長期飲酒、服用鎮(zhèn)靜劑、抗抑郁藥、激素者;③有精神疾病史;④肝腎功能損害;⑤存在竇性心動過緩、心臟傳導(dǎo)阻滯者;⑥有嚴重的視力或聽力障礙;⑦文盲、術(shù)前蒙特利爾認知評估量表（MoCA）評分<26分。采用隨機數(shù)字表法分為羅哌卡因組（R組）和右美托咪定混合羅哌卡因組（RD組），每組30例。

1.2麻醉方法? 術(shù)前簽署麻醉知情同意書，同時行MoCA評分。手術(shù)當(dāng)日患者均未使用術(shù)前用藥。入室后建立靜脈通路，靜脈輸入乳酸鈉林格氏液6～8 ml/kg，持續(xù)面罩吸氧，常規(guī)監(jiān)測ECG、HR、SpO2和MAP。神經(jīng)刺激儀正極與患者腿部皮膚的一個電極相連，負極連接神經(jīng)刺激針（0.8 mm×100 mm）。刺激強度：起始電流為1 mA，刺激頻率2 Hz，脈沖0.1 ms。腰叢阻滯采用腰大肌間隙阻滯，患者側(cè)臥屈膝屈髖，阻滯側(cè)位于上方。將腰椎各棘突連線形成的中線與經(jīng)髂后上嵴做中線的平行線之間的垂直線等分為3份，進針點為中外1/3點偏頭側(cè)1 cm處，誘發(fā)運動反應(yīng)為股四頭肌收縮。坐骨神經(jīng)阻滯采用后路法，患者取改良西姆斯臥位，在髂后上嵴和大轉(zhuǎn)子后緣之間的連線作垂直平分線，進針點即此線延長3～5 cm至與大轉(zhuǎn)子和骶裂孔連線相交處，誘發(fā)運動反應(yīng)為踝跖曲足內(nèi)翻或踝背曲足外翻。若相應(yīng)誘發(fā)反應(yīng)明顯，可逐漸調(diào)低電流強度至0.3～0.4 mA，若仍有持續(xù)的誘發(fā)運動反應(yīng)，檢查阻滯針尾端連接的注射器回吸無血后，R組注射0.5%羅哌卡因（AstraZeneca公司，瑞典;批號：NATA）、RD組注射含右美托咪定（江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司，批號：20170103）1.5 μg/kg的0.5%羅哌卡因，藥物藥量為腰叢20 ml、坐骨神經(jīng)10 ml。術(shù)中發(fā)生低血壓（SP<80 mmHg或降低幅度>基礎(chǔ)值30%）時靜脈注射麻黃堿5～10 mg;發(fā)生高血壓（SP>180 mmHg或升高幅度>基礎(chǔ)值30%）時靜脈輸注烏拉地爾15～25 mg;發(fā)生竇緩（HR<50次/min）時靜脈注射阿托品0.2～0.3 mg。記錄術(shù)中低血壓和竇性心動過緩的發(fā)生情況，記錄腰叢、坐骨神經(jīng)阻滯的持續(xù)時間（阻滯完成至膝、踝關(guān)節(jié)運動功能恢復(fù)的時間）。

1.3標(biāo)記物檢測? 于術(shù)前1 d（T0）、術(shù)畢即刻（T1）、術(shù)后1 d（T2）、術(shù)后3 d（T3）取靜脈血樣2 ml，乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝后，分離血漿，1000 r/min離心10 min，棄上清液，用100 μl移液器吸取中層細胞層細胞100 μl，加入APC-anti-CD14、PE-anti-TLR4各10 μl，吹打混勻，室溫避光放置20 min。加人紅細胞裂解液2 ml，混勻避光放置15 min，1000 r/min離心10 min，磷酸鹽緩沖液（PBS）混勻洗滌，1000 r/min離心10 min，棄去上清液，以PBS液調(diào)整細胞液濃度為109/L，4℃保存待測。流式細胞儀選擇APC-anti-CD14陽性為門，觀察門內(nèi)10000個單核細胞TLR4的表達水平。利用Cell Quest統(tǒng)計軟件進行分析。于T0、T1、T2、T3、術(shù)后7 d（T4）另外抽取2 ml靜脈血注入促凝管，3000 r/min離心15 min，收集上清液于-20 ℃冰箱中保存，采用ELISA方法測定白細胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（Tumour necrosis factor-α，TNF-α） （試劑盒由南京建成生物科技有限公司提供）。所有標(biāo)本化驗由中心試驗室統(tǒng)一完成。

1.4 MoCA評分? 分別于T0、T2、T3、T4應(yīng)用MoCA評估認知功能，由同一名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)過的醫(yī)師執(zhí)行，評估時間固定于17∶00～18∶00。認知評定標(biāo)準：采用MoCA測評患者認知功能，MoCA量表總分30分，包括注意與集中、執(zhí)行功能、記憶、語言、視結(jié)構(gòu)技能、抽象思維、計算和定向力8個認知領(lǐng)域的11個檢查項目。計算所有患者術(shù)前1 d各個測試項目的標(biāo)準差，將每例患者術(shù)前得分與術(shù)后得分值與該項測驗的標(biāo)準差相比，若降低≥1個標(biāo)準差則認為該項測驗出現(xiàn)術(shù)后認知功能惡化，術(shù)后若有≥2個測試項目出現(xiàn)認知功能惡化， 則診斷該患者出現(xiàn)POCD。記錄兩組認知功能障礙發(fā)生率。

1.5統(tǒng)計學(xué)方法? 采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析，計量資料以（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析;組內(nèi)不同時間點比較采用重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析;計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組患者一般資料比較? 兩組患者性別、年齡、ASA分級、BMI比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

2.2兩組患者IL-1β、TNF-α濃度和TLR4表達的比較? 與T0比較， T1～T3時血漿TNF-α、IL-1β水平均升高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;與R組比較，RD組T1～T3時TNF-α、IL-1β水平降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。與R組比較，RD組T1～T2時TLR4表達下調(diào)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.3兩組患者MoCA評分和POCD發(fā)生率比較? 兩組患者術(shù)前MoCA評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。兩組患者T2～T3時MoCA評分低于術(shù)前（P<0.05）;RD組T2～T3時MoCA評分均高于R組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。RD組患者術(shù)后POCD發(fā)生率低于R組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表3。

2.4兩組麻醉時間及并發(fā)癥情況? RD組腰叢神經(jīng)阻滯持續(xù)時間（814.31±157.72）min、坐骨神經(jīng)阻滯持續(xù)時間（716.43±218.58）min相應(yīng)的比R組（342.46±69.91）min、（319.37±72.86）min延長，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。術(shù)中未見鎮(zhèn)靜過度、心動過緩等麻醉并發(fā)癥。

3討論

術(shù)后認知功能障礙表現(xiàn)為精神錯亂、焦慮、人格的改變以及記憶受損，人格、社交能力及認知能力下降，老年人更易發(fā)生。而因“股骨頸骨折或粗隆間骨折”需要行髖關(guān)節(jié)置換的患者中老年人居多。術(shù)中擴髓創(chuàng)傷大，而手術(shù)創(chuàng)傷刺激、術(shù)中缺血等因素作用下腦內(nèi)產(chǎn)生許多炎癥細胞因子，進而激活小膠質(zhì)細胞，分泌大量的炎性介質(zhì)，引起中樞炎癥反應(yīng)均可造成術(shù)后認知功能障礙[5]。故該類患者術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生率較高于一般手術(shù)[6]。

本文研究對象為老年患者，參考徐宏偉等研究結(jié)果[7]，采用神經(jīng)刺激器定位腰叢-坐骨神經(jīng)阻滯麻醉行DHS內(nèi)固定術(shù)，因其阻滯范圍小，對循環(huán)和呼吸系統(tǒng)影響小，應(yīng)用于老年患者相對安全，故本研究采用該方法進行麻醉。本研究采用1.5 μg/kg右美托咪定復(fù)合羅哌卡因進行神經(jīng)阻滯麻醉，該方法安全有效，可延長手術(shù)區(qū)域神經(jīng)阻滯時間，延遲手術(shù)應(yīng)激反應(yīng)[8]，保證術(shù)中血流動力學(xué)盡量平穩(wěn)，機制與超極化激活環(huán)核苷酸門控陽離子通道有關(guān)[9]，與于健等研究結(jié)果一致[10]。

本研究采用MoCA 評分方法對老年患者術(shù)后認知功能進行評估，因其信度良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以快速而敏感地評估輕度認知功能障礙，排除了情緒和神志異常等因素的影響，評估得分<26分提示患者認知功能改變[11]。TLR4是機體最重要的免疫識別受體，在非感染性免疫炎性反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。中樞內(nèi)炎癥因子主要是由小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生，而激活小膠質(zhì)細胞后合成、分泌的主要促炎因子是IL-1β、TNF-α。TNF-α可激活TNF-α/ NF-κB信號通路，損傷內(nèi)皮細胞，影響中樞神經(jīng)突觸連接功能，最終導(dǎo)致動物學(xué)習(xí)記憶功能障礙[12];Prinz M[4]等研究亦發(fā)現(xiàn)，TLR4活性被抑制的多發(fā)性硬化癥小鼠體內(nèi)注射脂多糖引起中樞內(nèi)小膠質(zhì)細胞IL-1β、TNF-α的表達減弱，表明TLR4作為小膠質(zhì)細胞表面識別病原分子模式的主要受體在小膠質(zhì)細胞參與的炎癥反應(yīng)中尤為重要。而Abraham J等[13]研究報道，手術(shù)創(chuàng)傷引起大鼠海馬內(nèi)IL-1β含量增加，使得大鼠在水迷宮內(nèi)測試成績降低，空間學(xué)習(xí)能力受損，影響了海馬的學(xué)習(xí)和記憶能力。本研究結(jié)果顯示，老年患者術(shù)后TLR4表達上調(diào)，IL-1β、TNF-α炎性因子分泌增加，與R組相比，RD組術(shù)后1 d、3 d時MoCA評分升高，POCD發(fā)生率降低，T1～T2時TLR4表達下調(diào)，提示右美托咪定復(fù)合羅哌卡因進行神經(jīng)阻滯維持時間延長，可延遲手術(shù)應(yīng)激反應(yīng)，可能預(yù)防老年患者POCD的發(fā)生，其機制可能與抑制單核細胞TLR4的表達有關(guān)。

本研究中RD組與R組比較，老年患者股骨頭置換術(shù)后IL-1β、TNF-α分泌減少，POCD發(fā)生率下降，這與Huang XZ[3]等研究報道相一致，其研究表明右美托咪定聯(lián)合羅哌卡因不但延長神經(jīng)阻滯鎮(zhèn)痛時間，還可避免因線粒體腫脹造成的神經(jīng)元損傷，抑制神經(jīng)膠質(zhì)細胞的活化，從而減少炎性因子的分泌。Wang Y等[14]亦在研究發(fā)現(xiàn)，POCD的老年大鼠海馬小膠質(zhì)細胞中，TLR4蛋白表達上調(diào)，激活下游的核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB），導(dǎo)致IL-1β、TNF-α表達增高，進而損害學(xué)習(xí)記憶功能，因此降低TLR4蛋白的表達，可降低炎癥介質(zhì)的釋放，抑制炎癥反應(yīng)，POCD癥狀得以緩解。

綜上所述，右美托咪定局部用藥可能是通過抑制TLR4蛋白的表達，減少炎性因子釋放，從而預(yù)防老年患者POCD的發(fā)生。因此，通過調(diào)控TLRs信號途徑調(diào)控海馬神經(jīng)，可能對預(yù)防POCD的發(fā)生有積極作用。

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