电针对术后认知功能障碍模型大鼠炎症反应和铁死亡影响的研究

摘要

背景 术后认知功能障碍（POCD）是增加患者术后发病率和死亡率的重要原因之一。炎症反应和铁死亡是POCD发生的重要机制假说，而电针改善POCD患者学习和记忆功能机制尚不明确。目的 观察电针对老年POCD大鼠学习记忆及炎性细胞因子和海马神经元铁死亡的影响，探讨电针改善POCD的作用机制。方法 2022年1月—2023年2月选取18～20月龄SD大鼠72只，按照随机数字表法分为3组：对照组（n=24）、模型组（n=24）和电针组（n=24）。根据术后3、7 d两个观察时间点将每组大鼠分为2个亚组（对照组术后3 d亚组、对照组术后7 d亚组，模型组术后3 d亚组、模型组术后7 d亚组，电针组术后3 d亚组、电针组术后7 d亚组），每组12只。采用剖腹探查手术建立POCD模型，选取电针组大鼠百会穴和内关穴进行电针刺激。采用Morris水迷宫装置检测大鼠行为学表现，酶联免疫吸附试验检测血清、海马中白介素（IL）6、IL-10、肿瘤坏死因子α（TNF-α）的水平，海马组织脂质过氧化物（LPO）、Fe²⁺，免疫印迹法检测海马酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）、铁蛋白重链1（FTH1）、血磷脂酰胆碱酰基转移酶3（LPCAT3）蛋白表达水平。采用透射电镜观察海马区神经细胞超微结构。结果 术后3、7 d大鼠组别与时间对大鼠术前认知功能训练逃避潜伏期均不存在交互作用(P_交互>0.05)，训练时间对逃避潜伏期主效应均显著(P_时间<0.05)，组别对逃避潜伏期主效应均不显著(P_组间>0.05)。模型组术后3 d亚组逃避潜伏期高于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，穿越平台次数、目标象限停留时间低于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，电针组术后3 d亚组穿越平台次数低于对照组术后3 d亚组（P<0.05）。模型组术后7 d亚组逃避潜伏期高于对照组术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组，穿越平台次数低于对照组术后7 d亚组，目标象限停留时间低于对照组术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组（P<0.05）。模型组术后3 d亚组血清IL-6、TNF-α高于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，电针组术后3 d亚组TNF-α高于对照组术后3 d亚组，IL-10高于对照组术后3 d亚组、模型组术后3 d亚组（P<0.05）。模型组术后7 d亚组血清IL-6高于对照组术后7 d亚组，TNF-α高于对照组术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组，电针组术后7 d亚组IL-10高于对照组术后7 d亚组、模型组术后7 d亚组（P<0.05）。模型组术后3 d亚组海马IL-6、TNF-α高于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，电针组术后3 d亚组IL-6、TNF-α高于对照组术后3 d亚组，IL-10高于对照组术后3 d亚组、模型组术后3 d亚组（P<0.05）。模型组术后7 d亚组海马IL-6、TNF-α高于对照组术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组，电针组术后7 d亚组IL-10高于对照组术后7 d亚组、模型组术后7 d亚组（P<0.05）。模型组术后3 d亚组Fe²⁺、LPO、ACSL4、LPCAT3高于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，电针组术后3 d亚组高于对照组术后3 d亚组，模型组术后3 d亚组FTH1低于对照组术后3 d亚组、电针组术后3 d亚组，电针组术后3 d亚组低于对照组术后3 d亚组（P<0.05）。模型组术后7 d亚组Fe²⁺、LPO、ACSL4、LPCAT3高于对照组术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组，FTH1低于术后7 d亚组、电针组术后7 d亚组（P<0.05）。模型组术后3、7 d亚组海马组织视野内细胞核双核膜结构清晰，核周隙未见明显增宽，形态不规则，表面凹凸不平；核内染色质浓缩边集；胞质内少量线粒体膜破裂，膜结构消失；部分内质网明显扩张；并可见部分髓鞘断裂，排列紊乱；电针组术后3、7 d亚组较模型组明显改善。结论 炎性细胞因子失衡和神经元铁死亡可能是POCD发生的重要病因机制；电针能够改善POCD老年大鼠的学习记忆能力，其发挥脑保护作用机制可能与其调控全身和中枢炎性细胞因子水平以及神经元细胞铁死亡途径有关。

关键词

认知功能障碍 / 术后认知并发症 / 电针 / 百会 / 内关 / 炎症 / 铁死亡

基金资助

国家自然科学基金资助项目（82260973）; 甘肃省科技计划项目（20YF3FA020）; 兰州市科技计划项目（2022-3-31）