围手术期神经认知障碍严重影响老年手术患者的转归,延缓康复过程,影响远期生存。通过改善围手术期管理方法,合理使用麻醉以及其他相关药物来减少患者术后神经认知功能障碍的发生是麻醉学领域和神经科学领域的主要研究热点之一。右美托咪定是临床麻醉和重症医学领域常用的镇静药物,研究发现其能够减少患者围手术期神经认知功能障碍的发生,并且对外周炎症反应具有抑制作用。而另一临床麻醉常用的镇静药物-丙泊酚,也被报道具有抑制外周炎症反应的作用。但研究发现,在保护围手术期神经认知功能方面,右美托咪定较丙泊酚具有一定的优势。作为中枢神经系统的炎症反应的效应放大器,小胶质细胞激活后释放大量致炎因子,损伤血管内皮细胞,增加血脑屏障的通透性,进一步加重中枢的炎症反应,恶化神经认知功能的损伤。值得注意的是,右美托咪定是通过激动中枢神经系统蓝斑核的α2肾上腺素受体发挥镇静作用,外周应用后,能够很好地透过血脑屏障进入中枢。体外研究证实,右美托咪定对小胶质细胞功能有直接的调节作用。因此我们推测,除了对外周炎症的抑制作用外,右美托咪定的神经认知功能保护作用具有直接的中枢机制,通过抑制小胶质细胞的激活,减轻血脑屏障的损伤可能是其直接中枢作用的主要机制之一。在本研究中,我们首先在临床试验中观察右美托咪定和丙泊酚两种药物对接受膝关节手术的老年患者的围手术期神经认知功能的影响,并比较两种镇静药物对外周和中枢炎症反应的影响。其次,我们利用小鼠脓毒血症模型,观察右美托咪定对脓毒血症后小鼠神经认知功能的影响,并对这一作用的外周和中枢机制进行探讨。研究目的1.在临床研究中,探讨在围手术期神经功能保护作用方面,相较于丙泊酚,右美托咪定的优势是否是因其具有更好的外周炎症反应抑制作用,明确右美托咪定的神经认知功能的保护作用是否具有潜在的中枢机制。2.在动物实验中,探讨右美托咪定神经认知功能保护作用的外周和中枢机制,通过中枢神经系统内注射α2肾上腺素受体阻断剂,了解右美托咪定对中枢炎症反应的直接调节作用,了解抑制小胶质细胞介导的血脑屏障损伤是否是右美托咪定神经认知功能保护作用的重要机制之一。研究方法:1.两种不同镇静药物对老年患者围手术期神经认知功能,外周以及中枢炎症反应的影响。65岁以上在蛛网膜下腔阻滞下接受膝关节置换术的患者被随机啊分为丙泊酚镇静组和右美托咪定镇静组,术后谵妄的发生率为首要观察指标,通过老年谵妄测定量表来评定,并利用简易智力量表评定手术后神经认知功能障碍发生率。留取血液标本,测定血浆TNF-α,IL-6以及S100-β浓度。2.右美托咪定对脓毒血症后小鼠神经认知功能,以及外周和中枢炎症反应的影响及其机制的研究。利用6-8周CD1小鼠建立盲肠结扎穿孔致脓毒血症模型,并通过侧脑室注射α2和α2A肾上腺素受体阻断剂进行研究。共分为四部分,第一部分:对照组,假手术组,脓毒血症组;第二部分:假手术组,脓毒血症组,右美托咪定+脓毒血症组,和右美托咪定+假手术组;第三部分:脓毒血症组,右美托咪定+脓毒血症组,侧脑室注射阿替美唑(选择性α2肾上腺素受体阻断剂)+右美托咪定+脓毒血症组和侧脑室注射阿替美唑+脓毒血症组;第四部分:脓毒血症组,右美托咪定+脓毒血症组,侧脑室注射BRL44408(选择性α2A肾上腺素受体阻断剂)+右美托咪定+脓毒血症组和侧脑室注射BRL44408+脓毒血症组。通过巴恩斯迷宫和条件恐惧试验进行行为学评定,尾静脉注射伊文氏蓝测定血脑屏障功能,免疫印迹法测定海马组织HMGB 1和RAGE表达情况,免疫荧光法染色Ibα-1 了解小胶质细胞表达情况,并通过免疫荧光双标了解小胶质细胞的α2肾上腺素受体的亚型表达情况,酶联免疫法测定外周和中枢海马脑区炎症因子(TNF-α,IL-6,和 IL-1β)浓度。研究结果1.相较于丙泊酚,术中右美托咪定降低了接受膝关节置换术的老年患者术后谵妄发生率,改善了患者术后神经认知功能,降低了患者血浆S100-β浓度;但是,两种镇静药物对血浆中的TNF-α和IL-6浓度的影响并没有差异。2.脓毒血症导致了小鼠外周和中枢海马脑区炎症反应,以及海马脑区小胶质细胞激活程度的升高,促进了海马脑区的HMGB1和RAGE表达,引起了血脑屏障通透性的增加和神经认知功能障碍。外周应用右美托咪定能够减轻脓毒血症后小鼠外周和海马脑区的神经炎症反应,降低了小胶质细胞激活的程度,降低了海马脑区的HMGB1和RAGE表达,保护血脑屏障的功能,并促进了小鼠在脓毒血症后神经认知功能的恢复。除了降低外周炎症反应外,侧脑室注射阿替美唑抑制了右美托咪定以上作用。小胶质细胞表面只表达α2A肾上腺素受体,并且侧脑室注射α2A肾上腺素受体阻断剂削弱了右美托咪定的减轻中枢炎症反应以及对血脑屏障和神经认知功能的保护作用。研究结论:右美托咪定对围手术期神经认知功能发挥保护作用,抑制外周炎症反应不是其神经认知功能保护作用的唯一机制。右美托咪定能够通过激动中枢α2肾上腺素受体直接抑制中枢炎症反应,发挥对血脑屏障和神经认知功能的保护作用。通过激动小胶质细胞α2A肾上腺素受体抑制小胶质细胞激活可能是右美托咪定的神经认知功能保护作用的重要机制之一。