麻醉药物的脑损害作用及应对
上海交通大学医学院附属第九人民医院 姜虹
全球每年外科手术量逾3亿例,麻醉药物对中枢神经系统的影响已成为围术期医学的关注焦点。发育期儿童与老年人的中枢神经系统对全麻药物尤为敏感,其潜在的神经毒性及认知功能障碍风险已成为麻醉学领域亟需解决的重要科学问题。本团队围绕上述两类极端年龄人群,系统开展了临床与基础机制研究。
一、全麻与儿童发育脑损伤
多项国外临床研究表明,3岁以下婴幼儿重复或长时间(>3 h)全身麻醉暴露可能导致神经发育障碍,尤其表现为精细运动能力下降。本团队发现,多次使用七氟烷麻醉可导致婴幼儿血清叶酸水平降低。通过非人灵长类及小鼠模型研究进一步揭示,叶酸不足通过髓鞘形成关键基因ERMN启动子高甲基化抑制其表达,进而导致髓鞘发育异常。补充叶酸或脑内过表达ERMN,可逆转髓鞘损伤与行为障碍。同时,m6A阅读蛋白YTHDF1下调阻碍突触素翻译,进一步损害认知与精细运动功能,过表达YTHDF1则能够有效逆转这些神经功能缺陷。上述研究为临床精准干预提供了潜在的分子靶点。
二、全麻与老年脑损伤
老年患者术后神经认知障碍发生率高,严重影响患者的康复和长期生活质量。本研究通过建立老年非人灵长类动物长时间七氟烷麻醉模型,发现麻醉后前额叶皮层中糖酵解通路异常激活,乳酸生成显著增加,而脂质代谢未见明显改变,提示全麻药物可能特异地干扰脑内能量代谢稳态。进一步研究发现,老年患者术后血清中果糖-1-磷酸水平显著下降。动物实验表明,果糖代谢通路的过度激活是乳酸堆积及认知功能减退的关键因素。上游机制分析发现,麻醉手术可诱导炎症因子IL-6上升,进而启动果糖代谢异常;同时,FKBP5-小胶质细胞炎症通路的激活进一步加剧神经炎症与认知损伤。抑制果糖代谢或特异性敲除小胶质细胞中的FKBP5可明显改善认知行为表型。
三、应对与展望
目前该领域研究仍面临临床异质性大、机制尚未完全阐明及缺乏高效监测手段等挑战。为此,我们提出以下策略:(1)建立中国婴幼儿多次麻醉多中心前瞻性队列,识别易感人群,制定个体化麻醉方案;(2)基于机制研究开发靶向神经保护剂,如叶酸及抗炎药物;(3)研发电化学生物传感器,实现PND血液标志物(如NEFL、IL-6)的床旁快速检测与早期干预;(4)针对全麻药物的分子靶点及神经环路机制,设计新型高效低毒麻醉药物。
综上,全身麻醉药物对发育期脑及老年脑的损害涉及多系统、多层次的复杂机制。通过整合临床大样本研究、深入机制探索与创新技术应用,未来有望实现更为安全、精准的围术期脑健康保护策略。

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