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目的通过观察短链脂肪酸（short-chain fatty acids SCFA）对体外循环（cardiopulmonary bypass,CPB）致大鼠术后认知功能障碍（post-operative cognitive dysfunction POCD）的影响及其对大鼠海马5羟色胺受体（5-HTR）特别是5-HT1AR、c AMP/PKA/CREB途径及Erk1/2信号通路相关分子、BDNF蛋白表达的影响,探讨SCFA对大鼠体外循环致术后认知功能障碍中的作用及其可能机制。方法选用清洁级成年雄性SD大鼠24只,体重300～350g,由医学实验动物科提供。所有大鼠均在本院动物实验科进行饲养,饲养期间动物自由饮水、自由摄食。24只大鼠按随机数字表法分成4组,每组6只,分别为假手术组（S组）、体外循环组（C组）、SCFA+体外循环组（F组）、SCFA+迷走神经切断+体外循环组（V组）。F组大鼠手术前一周用SCFA（丁酸钠）进行灌胃（800mg/kg）,V组大鼠膈下迷走神经切断在术前两周进行,手术前一周用SCFA（丁酸钠）进行灌胃（800mg/kg）。各组大鼠在进行所有干预前行连续5天,每天4次的水迷宫训练。利用水迷宫进行定位航行试验,剔除智能低下或者不会游泳者,同时确保在实验开始前所有组别大鼠的认知功能无统计学差异。各组大鼠均麻醉后机械通气行动静脉穿刺,假手术组不行体外循环;其余各组行体外循环1h。各组大鼠于术后7天行水迷宫测试,用SUPER MAZE小动物行为记录分析系统自动采集轨迹图像及数据后,立即麻醉下处死大鼠,分离左侧海马,并用4%多聚甲醛溶液固定制作切片供光镜检测使用,取出右侧海马组织放入冻存管置-80℃冰箱内保存,用Western-blot分析海马中5-HT1AR、p-CREB、p-Erk1/2、BDNF的蛋白定量表达,及POCD相关蛋白Aβ及Tau蛋白的变化。所有数据采用SPSS 25.0统计软件处理,正态分布计量资料以均数±标准差（±S）表示,多组设计的实验结果分析采用单因素方差分析,LSD法进行两两比较,以P<0.05为差异有统计学意义。结果一、各组大鼠Morris水迷宫结果（一）术前Morris水迷宫结果在定位巡航实验中,各组大鼠的潜伏期及游泳速度无显著差异（P>0.05）。在空间探索实验中,各组大鼠目标象限游泳距离与总游泳距离比值、停留时间及穿越平台的次数无明显差异（P>0.05）。（二）术后Morris水迷宫结果在定位巡航实验中,术后7天各组大鼠平均游泳速度无显著差异（P>0.05）。与S组相比,术后7天C组、F组、V组大鼠平均潜伏期均延长,其差异有统计学意义（P<0.05）。与C组相比,术后7天F组大鼠平均潜伏期明显缩短,其差异有统计学意义（P<0.05）,V组平均潜伏期均略有延长,但无显著差异（P>0.05）。在空间探索实验中,与S组相比,术后7天C组、F组、V组目标象限游泳距离/总游泳距离比值明显减小,穿越平台次数明显减少,在目标象限停留时间明显缩短、首次穿越平台时间明显延长,且差异均有统计学意义（P<0.05）。与C组相比,F组术后7天在目标象限游泳距离/总游泳距离比值有所增大,穿越平台次数有所增加,在目标象限停留时间明显延长,首次穿越平台时间有所缩短,其差异均有统计学意义（P<0.05）,V组术后7天在定位巡航实验中目标象限游泳距离/总游泳距离比值略有减小,穿越平台次数略有减少,目标象限停留时间略有延长,但无显著差异（P>0.05）。二、各组大鼠海马病理形态学变化术后7天S组海马中可见锥体细胞排列紧密,层次清楚,胞体较大,胞质丰富,圆形或者椭圆形,核仁清晰可见。与S组相比,C组、F组、V组术后7天大鼠海马锥体细胞排列松散,胞体形状不规则,可见核固缩、深染。与C组相比,术后7天F组大鼠海马锥体细胞排列明显紧密,可见细胞层次,胞体呈圆形,核固缩及深染明显减少。V组大鼠海马锥体细胞排列松散,核固缩、深染略有增多。三、各组大鼠海马Aβ和Tau蛋白表达的比较与S组相比,C组、F组、V组术后7天Tau蛋白及Aβ前体蛋白表达均显著升高,且差异均有统计学意义（P<0.05）。与C组相比,术后7天F组Tau蛋白及Aβ前体蛋白表达明显降低,其差异有统计学意义（P<0.05）,V组Tau蛋白及Aβ前体蛋白表达未见显著差异（P>0.05）。四、各组大鼠海马5-HT1AR、p-CREB、p-Erk1/2、BDNF蛋白表达的比较与S组相比,C组、F组、V组术后7天大鼠海马中5-HT1AR表达量显著升高,p-Erk1/2和BDNF蛋白表达均明显降低,且差异均有统计学意义（P<0.05）,与C组相比,术后7天F组大鼠海马中5-HT1AR表达量明显降低,p-Erk1/2及BDNF表达量均显著升高,且差异均有统计学意义（P<0.05）,V组中大鼠海马的5-HT1AR表达略有升高,p-Erk1/2、BDNF蛋白表达略有降低,但未见显著差异（P>0.05）。术后7天各组大鼠海马中p-CREB的表达相似,未见显著差异（P>0.05）。结论一、SCFA可以减轻CPB后POCD,并上调海马中BDNF表达。二、SCFA减轻CPB后POCD可能机制是通过激活迷走神经减少海马中5-HT1AR,进而激活海马中Erk1/2信号通路并上调BDNF表达,从而减轻CPB后POCD。