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术后认知功能障碍在老年人群中有较高发生率,而体外循环心脏外科手术的术后认知功能障碍发生率远高于其他类型手术。体外循环手术后认知功能障碍、脑卒中、偏瘫等中枢神经系统并发症发生率较高。目前的研究认为,体外循环后中枢神经系统并发症主要由脑栓塞,脑灌注障碍,中枢神经系统炎症所导致。脑栓塞、脑灌注障碍等导致的中枢神经系统损害都与全脑或者局部脑组织的缺氧密切相关。因此我们猜想,术后认知功能障碍作为体外循环手术后中枢神经系统损害的一种,其发生机制与脑组织缺氧存在密切联系。目的:通过建立体外循环大鼠模型,研究大鼠术后认知功能改变,脑组织缺氧改变和炎症反应以及血脑屏障破坏等病理改变,探讨脑组织梗死缺氧与术后认知功能障碍的关系,以及梗死缺氧导致术后认知功能障碍发生的相关机制。方法:选择健康成年雄性SD大鼠（250g300g）90只,随机分为体外循环组和假手术组,每组45只,体外循环组接受体外循环手术操作,假手术组接受假手术操作。每组大鼠手术后随机分为三批,每批15只,分别与手术后第一天,第三天,第七天进行Y迷宫自发交替反应实验,每批大鼠Y迷宫实验结束后立即处死取材,免疫荧光检测脑组织hypoxyprobe-1、Iba-1;Western blot检测海马hypoxyprobe-1含量;ELISA检测海马和血浆IL-1β,IL-6,TNF-α含量;伊文思蓝染色观察血脑屏障完整性。结果:（1）Y迷宫自发交替实验发现在第一天、第三天、第七天体外循环组Y迷宫自发交替反应率均高于假手术组（P<0.05）;体外循环组不同时间点Y迷宫自发交替反应率有差异（F=26.083,P<0.001）,体外循环组大鼠手术后第三天、第七天Y迷宫自发交替反应率均大于术后第一天（P<0.05）。（2）免疫荧光检测发现体外循环组大鼠海马CA3区hypoxyprobe-1阳性,而假手术组海马CA3区hypoxyprobe-1阴性。在第一天、第三天、第七天体外循环组缺氧探针相对含量均高于假手术组（P<0.05）;体外循环组大鼠不同时间点大鼠海马组织缺氧探针相对含量有差异（F=46.508,P<0.001）,术后第一天、第三天、第七天大鼠海马组织缺氧探针相对含量依次递减（P<0.05）。（4）免疫荧光检测发现体外循环组Iba-1阳性,假手术组Iba-1阴性。（5）ELISA检测发现两组大鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量均具有差异性(FIL-1β=63.512,P<0.001;FIL-6=14.106,P=0.003;FTNF-α=92.332,P<0.001),在第一天、第三天、第七天体外循环组IL-1β和TNF-α相对含量均高于假手术组（P<0.05）;在第一天、第七天体外循环组IL-6相对含量均大于假手术组（P<0.05）;不同时间点大鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量均无差异性(FIL-1β=0.545,P=0.594;F IL-6=1.194,P=0.337;FTNF-α=1.757,P=0.214)。ELISA检测发现两组大鼠血浆IL-1β、IL-6和TNF-α含量均有差异性(FIL-1β=40.849,P<0.001;FIL-6=37.924,P<0.001;FTNF-α=107.750,P<0.001),在第一天、第七天体外循环组IL-1β相对含量均高于假手术组（P<0.05）,在第一天体外循环组IL-6相对含量大于假手术组（P<0.05）,在术后第一天、第三天、第七天体外循环组TNF-α相对含量均高于假手术组（P<0.05）;不同时间点大鼠血浆IL-1β、IL-6、TNF-α含量均无差异性(FIL-1β=1.573,P=0.247;FIL-6=0.739,P=0.498;FTNF-α=0.047,P=0.955)。（6）伊文思蓝染色发现在第一天、第三天、第七天体外循环组脑组织伊文思蓝含量均高于假手术组（P<0.05）;体外循环组不同时间点体外循环组大鼠脑组织伊文思蓝含量有差异（F=82.919,P<0.001）,体外循环组大鼠手术后第一天、第七天脑组织伊文思蓝含量均大于术后第三天（P<0.05）。结论:（1）体外循环后大鼠出现认知功能障碍并导致脑组织出现缺氧灶,体外循环手术还导致大鼠发生炎症反应和血脑屏障破坏;（2）体外循环术后认知功能障可能与脑组织缺氧有关;（3）脑组织缺氧可能通过引发中枢神经系统炎症和血脑屏障破坏而导致术后认知功能障碍。