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研究背景：术后认知功能障碍(POCD)是手术后中枢神经系统并发症之一,重度则出现严重记忆损害的痴呆。老龄是POCD惟一明确的危险因素,麻醉药物的作用可能是重要的影响因素之一。海马是学习、记忆关键脑区,其突触长时程增强效应(LTP)被认为是神经突触可塑性和突触传递的一种表现形式,是学习记忆的神经细胞学基础。中枢胆碱能系统在学习、记忆等认知功能中起重要作用,中枢神经元α4β2亚型烟碱受体参与大脑学习、记忆等功能。吸入麻醉药异氟醚在老年病人能够引起POCD等副作用,但其机制目前还不十分清楚。因此,本研究探讨异氟醚对海马LTP的影响及其与海马内中枢神经元α4β2亚型烟碱受体的关系,为进一步阐明异氟醚影响POCD的机制奠定基础。目的：观察吸入麻醉药异氟醚对不同年龄大鼠空间学习记忆能力的影响,探讨异氟醚对不同年龄大鼠海马LTP的影响及其与海马内中枢神经元α4β2亚型烟碱受体的关系。方法：(1)异氟醚对不同年龄大鼠记忆功能的影响。21只健康雄性青年SD大鼠,月龄2个月,质量200～250g,随机分为3组(n=7)：青年对照组,青年异氟醚单次组,青年异氟醚重复组；21只健康雄性老年SD大鼠,月龄20个月,质量500～620 g,随机分为3组(n=7)：老年对照组,老年异氟醚单次组,老年异氟醚重复组。各对照组吸入30%的氧气和70%的氮气混合气体2h；各单次组吸入1.4%异氟醚2h,各重复组每天吸入1.4%异氟醚2h,连续5天。各组大鼠异氟醚麻醉后24 h行Morris水迷宫进行认知功能检测。(2)异氟醚对不同年龄大鼠海马突触长时程增强效应的影响。70只健康雄性青年SD大鼠,月龄2个月,质量为200～250g。70只健康雄性老年SD大鼠,月龄20个月,质量500～620g。各组大鼠断头后取出海马组织,制备厚400μm的海马脑片。取35张青年大鼠脑片,随机分为5组(n=7)：青年对照组、青年异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5组。各组脑片分别灌流人工脑脊液(ACSF)、异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5 mmol·L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区细胞外群体峰电位(PS)的变化；取35张青年大鼠脑片,随机分为5组(n=7)：青年异氟醚LTP组、青年异氟醚LTP0.0625、0.125、0.25、0.5组。各组脑片分别灌流ACSF、异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5 mmol·L-1。海马脑片记录PS 30 min后,施以100Hz的高频强直刺激(HFS),诱发LTP,观察各组脑片HFS后PS幅值的变化；另取35张老年大鼠脑片,随机分为5组(n=7)：老年对照组、老年异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5组。各组脑片分别灌流ACSF、异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5 mmol·L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区PS的变化；取35张老年大鼠脑片,随机分为5组(n=7)：老年异氟醚LTP组、老年异氟醚LTP0.0625、0.125、0.25、0.5组。各组脑片分别灌流ACSF、异氟醚0.0625、0.125、0.25、0.5 mmol·L-1。海马脑片记录PS 30 min后,施以100Hz的HFS,诱发LTP,观察各组脑片HFS后PS幅值的变化。(3)中枢神经元α4β2亚型烟碱受体活化对异氟醚抑制大鼠海马突触长时程增强效应的影响。98只雄性SD大鼠,月龄2个月,体重200～250g,断头后取出海马组织,制备厚400μm的海马脑片。取98张脑片,随机分为14组(n=7)：LTP组、异氟醚0.125、0.25、0.5组、A85380 1.0、10.0组、A85380 1.0+异氟醚0.25组、A85380 10.0+异氟醚0.25组、地棘蛙素0.1、1.0组、地棘蛙素0.1+异氟醚0.25组、地棘蛙素1.0+异氟醚0.25组、DhβE组、DhβE+异氟醚0.125组。各组脑片分别灌流ACSF、异氟醚0.125、0.25、0.5 mmol.L-1、A85380 1.0、10.0 mmol·L-1、A85380 1.0 mmol·L-1+异氟醚0.25 mmol·L-1、A85380 10.0 mmol·L-1+异氟醚0.25 mmol·L-1、地棘蛙素0.1、1.0 mmol·L-1、地棘蛙素0.1 mmol·L-1+异氟醚0.25mmol·L-1、地棘蛙素1.0 mmol·L-1+异氟醚0.25 mmol·L-1、DhβE 0.1 mmol·L-1、DhβE 0.1 mmol·L-1+异氟醚0.125 mmol·L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区细胞外PS的变化。海马脑片记录PS 30 min后,施以100Hz的HFS诱发LTP,观察各组(?)HFS后PS幅值的变化。结果：(1)异氟醚对不同年龄大鼠记忆功能的影响。各组大鼠麻醉过程中血氧饱和度、心率、血压均在正常范围；青年对照组和老年对照组逃避潜伏期比较差异无显著性(P＞0.05)。与青年对照组比较,青年异氟醚单次组逃避潜伏期差异无显著性(P>0.05),青年异氟醚重复组逃避潜伏期延长(P＜0.05)。与老年对照组比较,老年异氟醚单次组和老年异氟醚重复组逃避潜伏期均延长(P＜0.05)；青年对照组和老年对照组探索时间、穿越平台次数比较差异无显著性(P＞0.05)。与青年对照组比较,青年异氟醚单次组探索时间、穿越平台次数差异无显著性(P＞0.05),青年异氟醚重复组探索时间缩短、穿越平台次数减少(P＜0.05)。与老年对照组比较,老年异氟醚单次组和老年异氟醚重复组探索时间均缩短、穿越平台次数均减少(P＜0.05)。(2)异氟醚对不同年龄大鼠海马突触长时程增强效应的影响。与青年对照组比较,青年异氟醚0.0625组给药后PS幅值无明显变化(P＞0.05),青年异氟醚0.125、0.25和0.5组给药后PS幅值明显降低(P＜0.05或0.01)。与老年对照组比较,老年异氟醚0.0625组给药后PS幅值无明显改变(P＞0.05),老年异氟醚0.125、0.25和0.5组给药后PS幅值明显降低(P＜0.01)；青年LTP组HFS后PS幅值显著增高,较刺激前增加(52±12)%(P＜0.01),即成功诱发LTP。与青年LTP组比较,青年异氟醚LTP0.125、0.25、0.5组HFS后其PS幅值均明显降低(P＜0.01)。老年LTP组HFS后PS幅值增高,较刺激前增加(34±11)%(P＜0.01),即成功诱发LTP。与老年LTP组比较,老年异氟醚LTP 0.0625、0.125、0.25和0.5组HFS后其PS幅值均明显降低(P＜0.05或0.01)。(3)中枢神经元α4β2亚型烟碱受体活化对异氟醚抑制大鼠海马突触长时程增强效应的影响。与LTP组比较,A853801.0、10.0组HFS后PS的幅值明显增加(P＜0.01)。与异氟醚0.25组比较,A85380 1.0+异氟醚0.25组和A85380 10.0+异氟醚0.25组HFS后PS的幅值明显增加(P＜0.01)。与LTP组比较,地棘蛙素0.1、1.0组HFS后PS的幅值明显增加(P＜0.01)。与异氟醚0.25组比较,地棘蛙素0.1+异氟醚0.25组和地棘蛙素1.0+异氟醚0.25组HFS后PS的幅值明显增加(P＜0.01)。与LTP组比较,DhβE组HFS后其PS的幅值明显降低(P＜0.01),但与异氟醚0.125组比较,DhβE组HFS后其PS幅值差异无统计学意义(P>0.05)。与异氟醚0.125组比较,DhβE+异氟醚0.125组HFS后PS的幅值明显降低(P＜0.05)结论：吸入麻醉药异氟醚能够对不同年龄大鼠的记忆功能产生损害,特别是对老年大鼠的记忆损害作用更严重；异氟醚影响记忆的机制与抑制海马LTP的形成而有关；异(?)醚抑制海马LTP的机制与抑制大鼠海马中枢神经元α4β2亚型烟碱受体有关。本研究的创新点：本研究系统地观察了吸入麻醉药异氟醚对不同年龄大鼠空间学习记忆能力的影响,并探讨异氟醚对不同年龄大鼠海马LTP的影响及其与海马内中枢神经元仪α4β2亚型烟碱受体的关系,试图阐明异氟醚对不同年龄大鼠空间学习记忆能力和海马LTP的影响及其作用机制,以揭示异氟醚影响POCD的机制。为预防全麻中知晓、全麻后回忆障碍和认知损害提供新思路,并可能推动对麻醉机理的研究,同时也为临床麻醉用药及新型全麻药的研发提供科学指导和理论依据。