肠道菌群在氯胺酮减轻小鼠术后认知功能障碍中的作用：与膈下迷走神经的关系

作者：容雄飞; 杨亚利; 王广治; 张继兵^*

来源：中华麻醉学杂志, 2023, 43(11).

• 氯胺酮
• 术后认知并发症
• 胃肠道微生物组
• 迷走神经

目的评价肠道菌群在氯胺酮减轻小鼠术后认知功能障碍(POCD)中的作用及其与膈下迷走神经的关系。方法 SPF级健康雄性C57BL/6J小鼠144只, 18月龄, 体质量32～35 g, 采用随机数字表法分为8组(n=18):假手术组(Sham组)、手术组(S组)、氯胺酮+手术组(SK组)、氯胺酮+手术+膈下迷走神经切除组(SK+SDV组)、伪无菌小鼠+生理盐水组(GM+V组)、伪无菌小鼠接受S组小鼠粪菌移植组(GM+S组)、伪无菌小鼠接受SK组小鼠粪菌移植组(GM+SK组)和伪无菌小鼠+膈下迷走神经切断+接受SK组小鼠粪菌移植组(GM+SDV+SK组)。吸入2.0%异氟烷麻醉下行胫骨离断髓内固定手术。SK组于缝皮开始时腹腔注射氯胺酮50 mg/kg。术后24 h时收集S组和SK组小鼠的新鲜粪便, 制备成粪菌滤液。SK+SDV组于氯胺酮给药前、GM+SDV+SK组于粪菌移植前切断膈下迷走神经。伪无菌小鼠模型:于粪菌移植或膈下迷走神经神经切断前2周将广谱抗生素混合液加入小鼠饮用水中, 每2 d更换1次。GM+SK组、GM+SDV+SK组经抗生素干预14 d后, 每天固定时间灌胃给予相应小鼠粪菌滤液200 μl, GM+V组给予生理盐水溶剂, 连续14 d。胫骨离断髓内固定术后或粪菌移植完成后24 h, 收集小鼠粪便, 行16S rRNA基因高通量测序, 采用ELISA法检测海马IL-6、IL-17、TNF-α、IL-4和IL-10的含量, 采用Morris水迷宫实验评价小鼠学习和记忆能力。结果与Sham组比较, S组术后肠道菌群Simpson多样性指数、Shannon指数、Ace指数降低, 海马IL-6、IL-17和TNF-α含量增加, 海马IL-4和IL-10含量降低, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离延长, 目标象限停留时间缩短(P<0.05);与S组比较, SK组术后肠道菌群Simpson多样性指数、Shannon指数、Ace指数升高, 海马IL-6、IL-17和TNF-α含量降低, 海马IL-4和IL-10含量增加, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离缩短, 目标象限停留时间延长(P<0.05);与SK组比较, SK+SDV组术后肠道菌群Simpson多样性指数、Shannon指数、Ace指数降低, 海马IL-6、IL-17和TNF-α含量增加, 海马IL-4和IL-10含量降低, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离延长, 目标象限停留时间缩短(P<0.05)。与GM+V组比较, GM+S组海马IL-6、IL-17和TNF-α含量增加, IL-4和IL-10含量降低, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离延长, 目标象限停留时间缩短(P<0.05);与GM+S组比较, GM+SK组海马IL-6、IL-17和TNF-α含量降低, 海马IL-4和IL-10含量增加, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离缩短, 目标象限停留时间延长(P<0.05);与GM+SK组比较, GM+SDV+SK组海马IL-6、IL-17和TNF-α含量增加, 海马IL-4和IL-10含量降低, 训练阶段逃避潜伏期、测试阶段逃避潜伏期和游泳距离延长, 目标象限停留时间缩短(P<0.05)。结论氯胺酮可改善肠道菌群紊乱, 减轻小鼠POCD, 其机制可能与膈下迷走神经传导有关。

• 单位
  郑州大学; 河南省人民医院