• Введение стр 3
• Цели и задачи стр 4
• Обзор литературы стр 4
• Методика исследования стр 5
• Результаты исследования стр 5
Влияния севофлурана на ПОКД стр 5
ПОКД при воздействии изофлураном
• Заключение стр 17
• Выводы стр 17
• Список литературы
Послеоперационная когнитивная дисфункция(ПОКД) – это нарушения сознания, возникающие из-за перенесенного оперативного вмешательства и анестезиологического пособия. Термин ПОКД введен Рассмусеном (Rasmussen,2003) чтобы определить нарушения сознания, проявляющиеся в раннем послеоперационном периоде спустя семь дней после операции и которые могут продолжаться в позднем послеоперационном периоде спустя 3 месяца. Сейчас термин послеоперационная когнитивная дисфункция используют для определения расстройств одной или нескольких когнитивных функций, оцениваемых с помощью нейропсихологического тестирования, проведенного как до, так и после оперативного вмешательства(Овезов,2003).Нужно отметить что достижение антераградной амнезии является необходимым анестетическим эффектом, который должен заканчиваться вместе с оперативным вмешательством и не влить на последующий период.
Ингаляционный наркоз - распространенный способ общей анестезии, заключающийся в использовании газообразных и летучих анестетиков для ингаляции через маску или эндотрахеальную трубку. Основные эффекты это обездвижение, амнезия и медикаментозный сон. Молекулярный механизм действия многих ингаляционных агентов связан не с воздействием на какой-либо один рецептор, а влиянием на многочисленные мишени, связываясь с амфифильными полостями протеинов. Иммболилизация возникает из-за воздействия на спинной мозг, тогда как седация и амнезия связана с активностью в отношении отделов головного мозга. Широко распространены такие анестетики как закись азота, ксенон, галотан, изофлуран, десфлуран и севофлуран. Проблема изучения данной тематики связанна со сложностью выбора модельных объектов, экспериментальные исследования которых могут быть адекватно перенесены на человека в целом, так и на различные возрастные группы: дети, взрослые и пожилые.
Актуальность проблемы послеоперационной когнитивной дисфункции связана с ростом числа проводимых хирургических вмешательств, в том числе и с использованием ингаляционных анестетиков. Также не менее важно, что увеличивается количество операций, выполняемых у пациентов старшей возрастной группы, имеющих отягощенный коморбидный фон и снижение когнитивных функций. Послеоперационная когнитивная дисфункция может приводить к ухудшению качества жизни из-за снижение памяти и познавательной способности, снижение работоспособности. В настоящий момент число публикаций по данной теме в информационной системе pudmed[поисковый запрос:cognitive dysfunction inhalation anesthesiarat] не превышает и сотни, хотя их число с каждым годом и растет. Все это определяет актуальность данной тематики и необходимость ее дальнейшего изучения.
Цели и задачи
В своим исследовании мы поставили перед собой цель: по данным литературных источников определить возможные механизмы влияние ингаляционных анестетиков на когнитивные дисфункции у крыс.
В результате проведенного анализа литературных источников можно отметить, что основным ингаляционными агентами, использующимися в исследовании ПОКД являются севофлуран и изофлуран. Это связано с их широким использованием в клинической практике и доступностью для исследователей. В тоже время не отмечено работ о связи ПОКД и закиси азота. Основные механизмы, связанные с развитием послеоперационной когнитивной дисфункции это нейровоспаление. Вместе с процессом нейродегенерации, сходным при таких заболеваниях ка болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона Сигнальный путь PI3K/Akt является одним из ключевых для развития ПОКД. Использование внутривенных инъекций ИФР-1 может предотвратить его ингибирование и снизить частоту развития ПОКД. Также немаловажную роль играют провоспалительные цитокины, активирующие апоптоз нейронов интерлейкины 1 и фактора некроза опухоли-α являются перспективными терапевтическими мишенями для профилактики и лечения ПОКД.
1. Овезов А.М., Пантелеева М.В., Князев А.В., Луговой А.В., Брагина С.В.Когнитивная дисфункция и общая анестезия: от патогенеза к профилактике и коррекции. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2016;8(3):101-105
2. Золотарева Л.С., Адлер А.В., Папонов О.Н., Степаненко С.М., Запуниди А.А. Влияние многократных анестезий на когнитивные функции у детей. Анестезиология и реаниматология. 2022;(1):54‑59.
3. Полушин Ю. С. , Полушин А. Ю., Юкина Г. Ю., Кожемякина М. В. Послеоперационная когнитивная дисфункция – что мы знать и куда двигаться дальше // Вестник анестезиологии и реаниматологии. – 2019. – Т. 16, № 1. – С. 19-28.
4. Rasmussen LS, Johnson T, Kuipers HM, Kristensen D, Siersma VD, Vila P, Jolles J, Papaioannou A, Abildstrom H, Silverstein JH, Bonal JA, Raeder J, Nielsen IK, Korttila K, Munoz L, Dodds C, Hanning CD, Moller JT; ISPOCD2 (International Study of Postoperative Cognitive Dysfunction) Investigators. Does anesthesia cause postoperative cognitive dysfunction? A randomized study of regional versus general anesthesia in 438 elderly patients. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 2003;47(3):260-266
5. Xie L, Fang Q, Wei X, Zhou L, Wang S. Exogenous insulin-like growth factor 1 attenuates sevoflurane anesthesia-induced cognitive dysfunction in aged rats. J Neurophysiol. 2021 Jun 1;125(6):2117-2124.
6. Cheng B, Mattson MP. IGF-I and IGF-II protect cultured hippocampal and septal neurons against calcium-mediated hypoglycemic damage. J Neurosci. 1992 Apr;12(4):1558-66.
7. Frater J, Lie D, Bartlett P, McGrath JJ. Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) as a marker of cognitive decline in normal ageing: A review. Ageing Res Rev. 2018 Mar;42:14-27.
8. Zhang X, Zhou Y, Xu M, Chen G. Autophagy Is Involved in the Sevoflurane Anesthesia-Induced Cognitive Dysfunction of Aged Rats. PLoS One. 2016 Apr 25;11(4):e0153505.
9. Yang LH, Xu YC, Zhang W. Neuroprotective effect of CTRP3 overexpression against sevoflurane anesthesia-induced cognitive dysfunction in aged rats through activating AMPK/SIRT1 and PI3K/AKT signaling pathways. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020 May;24(9):5091-5100.
10. Wang S, Zhou Y, Yang B, Li L, Yu S, Chen Y, Zhu J, Zhao Y. C1q/Tumor Necrosis Factor-Related Protein-3 Attenuates Brain Injury after Intracerebral Hemorrhage via AMPK-Dependent Pathway in Rat. Front Cell Neurosci. 2016 Oct 19;10:237.
11. Wu Z, Tan J, Lin L, Zhang W, Yuan W. microRNA-140-3p protects hippocampal neuron against pyroptosis to attenuate sevoflurane inhalation-induced post-operative cognitive dysfunction in rats via activation of HTR2A/ERK/Nrf2 axis by targeting DNMT1. Cell Death Discov. 2022 Jun 16;8(1):290.
12. Wang L, Zheng M, Wu S, Niu Z. MicroRNA-188-3p is involved in sevoflurane anesthesia-induced neuroapoptosis by targeting MDM2. Mol Med Rep. 2018 Mar;17(3):4229-4236.
13. Zheng JW, Meng B, Li XY, Lu B, Wu GR, Chen JP. NF-κB/P65 signaling pathway: a potential therapeutic target in postoperative cognitive dysfunction after sevoflurane anesthesia. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017 Jan;21(2):394-407.
14. Hao C, Duan X, Yang X, Huang Z, Li F, Yang J. Role of RGS2 in sevoflurane-induced cognitive dysfunction in aged rats. Pak J Pharm Sci. 2022 Jan;35(1):59-67.
15. Yin C, Zhang Q, Zhao J, Li Y, Yu J, Li W, Wang Q. Necrostatin-1 Against Sevoflurane-Induced Cognitive Dysfunction Involves Activation of BDNF/TrkB Pathway and Inhibition of Necroptosis in Aged Rats. Neurochem Res. 2022 Apr;47(4):1060-1072.
16. Zhang BJ, Yuan CX. Effects of ADAM2 silencing on isoflurane-induced cognitive dysfunction via the P13K/Akt signaling pathway in immature rats. Biomed Pharmacother. 2019 Jan;109:217-225.
17. Xu Z, Qian B. Sevoflurane anesthesia-mediated oxidative stress and cognitive impairment in hippocampal neurons of old rats can be ameliorated by expression of brain derived neurotrophic factor. Neurosci Lett. 2020 Mar 16;721:134785.
18. Zhang Q, Jiang Y, Zhang Y, Zhang J, Hu Y. GLP-1 Analog Alleviated Cognitive Dysfunction in Aged Rats Anaesthetized with Sevoflurane. Biomed Res Int. 2022 May 16;2022:9339824.
19. Cui RS, Wang K, Wang ZL. Sevoflurane anesthesia alters cognitive function by activating inflammation and cell death in rats. Exp Ther Med. 2018 May;15(5):4127-4130.
20. Wang YB, Xie JQ, Liu W, Zhang RZ, Huang SH, Xing YH. BACE1 gene silencing alleviates isoflurane anesthesia induced postoperative cognitive dysfunction in immature rats by activating the PI3K/Akt signaling pathway. Mol Med Rep. 2018 Nov;18(5):4259-4270.
21. Sanders RD, Maze M. Neuroinflammation and postoperative cognitive dysfunction: can anaesthesia be therapeutic? Eur J Anaesthesiol. 2010 Jan;27(1):3-5.
22. Li J, Zhu X, Yang S, Xu H, Guo M, Yao Y, Huang Z, Lin D. Lidocaine Attenuates Cognitive Impairment After Isoflurane Anesthesia by Reducing Mitochondrial Damage. Neurochem Res. 2019 Jul;44(7):1703-1714.
23. Wang JY, Feng Y, Fu YH, Liu GL. Effect of Sevoflurane Anesthesia on Brain Is Mediated by lncRNA HOTAIR. J Mol Neurosci. 2018 Mar;64(3):346-351.
24. Yin J, Zhao X, Wang L, Xie X, Geng H, Zhan X, Teng J. Sevoflurane-induced inflammation development: involvement of cholinergic anti-inflammatory pathway. Behav Pharmacol. 2019 Dec;30(8):730-737.
25. Cao Y, Li Z, Ma L, Yang N, Guo X. Isoflurane-Induced Postoperative Neurovascular and Cognitive Dysfunction Is Associated with VEGF Overexpression in Aged Rats. J Mol Neurosci. 2019 Oct;69(2):215-223.
26. Zhou Q, Zheng Z, Wang X, Li W, Wang L, Yin C, Zhang Q, Wang Q. taVNS Alleviates Sevoflurane-Induced Cognitive Dysfunction in Aged Rats Via Activating Basal Forebrain Cholinergic Neurons. Neurochem Res. 2023 Jun;48(6):1848-1863.
27. Dong P, Zhao J, Li N, Lu L, Li L, Zhang X, Yang B, Zhang L, Li D. Sevoflurane exaggerates cognitive decline in a rat model of chronic intermittent hypoxia by aggravating microglia-mediated neuroinflammation via downregulation of PPAR-γ in the hippocampus. Behav Brain Res. 2018 Jul 16;347:325-331.
28. Zhang S, Hu X, Guan W, Luan L, Li B, Tang Q, Fan H. Isoflurane anesthesia promotes cognitive impairment by inducing expression of β-amyloid protein-related factors in the hippocampus of aged rats. PLoS One. 2017 Apr 12;12(4):e0175654.
29. Zhu Y, Wang Y, Yao R, Hao T, Cao J, Huang H, Wang L, Wu Y. Enhanced neuroinflammation mediated by DNA methylation of the glucocorticoid receptor triggers cognitive dysfunction after sevoflurane anesthesia in adult rats subjected to maternal separation during the neonatal period. J Neuroinflammation. 2017 Jan 7;14(1):6.
30. Xu C, Niu JJ, Zhou JF, Wei YS. MicroRNA-96 is responsible for sevoflurane-induced cognitive dysfunction in neonatal rats via inhibiting IGF1R. Brain Res Bull. 2019 Jan;144:140-148.
31. Xin Y, Liu H, Zhang P, Chang L, Xie K. Molecular hydrogen inhalation attenuates postoperative cognitive impairment in rats. Neuroreport. 2017 Aug 2;28(11):694-700.
32. Zhou Q, Xie D, Chen T, Gao Y, Lin L, Lin X. The effects of dexmedetomidine on the cognitive function of mild cognitive impairment (MCI) rats. Ann Transl Med. 2022 Jun;10(12):667.
33. Yu X, Xie Y. Effect of dexmedetomidine combined with etomidate on IL-17A and S-100β expression levels in rats with postoperative cognitive dysfunction. Exp Ther Med. 2020 Dec;20(6):275.
34. Yoshida K, Murakawa M, Hosono A. Effects of anesthetics on expression of dopamine and acetylcholine receptors in the rat brain in vivo. J Anesth. 2022 Jun;36(3):436-440.
35. Liu H, Weng H. Up-regulation of Alzheimer's disease-associated proteins may cause enflurane anesthesia induced cognitive decline in aged rats. Neurol Sci. 2014 Feb;35(2):185-9.
36. Li SY, Xia LX, Zhao YL, Yang L, Chen YL, Wang JT, Luo AL. Minocycline mitigates isoflurane-induced cognitive impairment in aged rats. Brain Res. 2013 Feb 16;1496:84-93.
37. Luo X, Yang L, Chen X, Li S. Tau hyperphosphorylation: a downstream effector of isoflurane-induced neuroinflammation in aged rodents. Med Hypotheses. 2014 Jan;82(1):94-6.
38. Lin D, Zuo Z. Isoflurane induces hippocampal cell injury and cognitive impairments in adult rats. Neuropharmacology. 2011 Dec;61(8):1354-9.
39. Shao A, Fei J, Feng S, Weng J. Chikusetsu saponin IVa alleviated sevoflurane-induced neuroinflammation and cognitive impairment by blocking NLRP3/caspase-1 pathway. Pharmacol Rep. 2020 Aug;72(4):833-845.
40. Huang L, Huang K, Ning H. Hispidulin prevents sevoflurane- Induced memory dysfunction in aged rats. Biomed Pharmacother. 2018 Jan;97:412-422.
41. Tanino M, Kobayashi M, Sasaki T, Takata K, Takeda Y, Mizobuchi S, Morita K, Nagai T, Morimatsu H. Isoflurane Induces Transient Impairment of Retention of Spatial Working Memory in Rats. Acta Med Okayama. 2016 Dec;70(6):455-460.
42. Hu X, Luan L, Guan W, Zhang S, Li B, Ji W, Fan H. Hydrogen sulfide attenuates isoflurane-induced neuroapoptosis and cognitive impairment in the developing rat brain. BMC Anesthesiol. 2017 Sep 5;17(1):123.
43. Hou J, Shen Q, Wan X, Zhao B, Wu Y, Xia Z. REM sleep deprivation-induced circadian clock gene abnormalities participate in hippocampal-dependent memory impairment by enhancing inflammation in rats undergoing sevoflurane inhalation. Behav Brain Res. 2019 May 17;364:167-176.
44. Callaway JK, Jones NC, Royse AG, Royse CF. Memory impairment in rats after desflurane anesthesia is age and dose dependent. J Alzheimers Dis. 2015;44(3):995-1005.
45. Yan XB, Ouyang W, Li G, Duan KM. Involvement of neuronal nitric oxide synthase in cognitive impairment in isoflurane-treated rats. Neurosci Lett. 2012 Jan 11;506(2):240-4.
46. Kalenka A, Gross B, Maurer MH, Thierse HJ, Feldmann RE Jr. Isoflurane anesthesia elicits protein pattern changes in rat hippocampus. J Neurosurg Anesthesiol. 2010 Apr;22(2):144-54.
47. Stratmann G, Sall JW, May LD, Loepke AW, Lee MT. Beyond anesthetic properties: the effects of isoflurane on brain cell death, neurogenesis, and long-term neurocognitive function. Anesth Analg. 2010 Feb;110(2):431-7.
48. Kenny JD, Chemali JJ, Cotten JF, Van Dort CJ, Kim SE, Ba D, Taylor NE, Brown EN, Solt K. Physostigmine and Methylphenidate Induce Distinct Arousal States During Isoflurane General Anesthesia in Rats. Anesth Analg. 2016 Nov;123(5):1210-1219.
49. Qiu J, Shi P, Mao W, Zhao Y, Liu W, Wang Y. Effect of apoptosis in neural stem cells treated with sevoflurane. BMC Anesthesiol. 2015 Mar 7;15:25.
50. Zhang J, Tan H, Jiang W, Zuo Z. The choice of general anesthetics may not affect neuroinflammation and impairment of learning and memory after surgery in elderly rats. J Neuroimmune Pharmacol. 2015 Mar;10(1):179-89.
51. Li W, Zheng B, Xu H, Deng Y, Wang S, Wang X, Su D. Isoflurane prevents neurocognitive dysfunction after cardiopulmonary bypass in rats. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2013 Jun;27(3):502-9.
52. Goyagi T. The additional oxygen as a carrier gas during long-duration sevoflurane exposure ameliorate the neuronal apoptosis and improve the long-term cognitive function in neonatal rats. Brain Res. 2018 Jan 1;1678:220-230.
53. Yamamoto N, Kimura T, Niiyama Y. Influence of Different Sevoflurane Concentrations on Postoperative Cognitive Function in Aged Rats. Anesth Analg. 2023 Apr 1;136(4):772-778.