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肠道微生物对术后参考记忆的影响

【摘要】:以往的研究表明,肠道微生物组影响认知功能和行为,且围术期相关因素,包括手术本身、抗生素、阿片类药物或诱导酸的药物等,都会影响肠道微生物组。图7-6-1麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆在异氟烷麻醉的18个月大的C57BL/6小鼠中进行胫骨骨折内固定以建立POCD模型。为了证实肠道微生物组在POCD中的作用,用复合抗生素或混合益生菌预处理小鼠。麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆和诱发肠道菌群失调。

该研究利用16SrRNA测序揭示麻醉手术后肠道细菌的详细变化。然后,给予复方抗生素和益生菌以证实肠道菌群在术后认知功能障碍(POCD)发展中的作用。

术后认知功能障碍(POCD)与发病率和死亡率增加有关,并已成为患者和护理人员的主要关注点。POCD在老年患者中最常见。以往的研究表明,肠道微生物组影响认知功能和行为,且围术期相关因素,包括手术本身、抗生素、阿片类药物或诱导酸的药物等,都会影响肠道微生物组。因此,麻醉手术或许会引起的肠道菌群失调而导致POCD。

图7-6-1 麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆

在异氟烷麻醉的18个月大的C57BL/6小鼠中进行胫骨骨折内固定以建立POCD模型。在麻醉手术后,使用Morris水迷宫测量参考记忆。来自粪便样品的16SrRNA的高通量测序用于研究麻醉手术后肠细菌丰度的变化。为了证实肠道微生物组在POCD中的作用,用复合抗生素或混合益生菌(VSL#3)预处理小鼠。麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆和诱发肠道菌群失调。16SrRNA测序数据显示37个细菌属(18科)在麻醉手术后显著变化。用复合抗生素或混合益生菌(VSL#3)预处理小鼠可防止麻醉手术引起的学习和记忆缺陷。进一步对37种常见类型的细菌进行了定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR),以验证麻醉手术后细菌菌群变化的结果,发现麻醉手术后8种细菌的数量发生了变化,但在用益生菌混合治疗后恢复正常。结论表明,麻醉手术引起的参考记忆缺陷是由肠道菌群失调引起的。

图7-6-2 麻醉手术引起的肠道菌群失调

图7-6-3 通过LEfSe分析对照组和手术小鼠组中不同菌种的组成(www.chuimin.cn)

图7-6-4 复方抗生素减轻了麻醉手术对参考记忆的影响,降低了肠道中炎症因子的表达

图7-6-5 益生菌预处理(VSL#3)减轻了麻醉手术对参考记忆的影响

图7-6-6 qRT-PCR用于量化8种细菌,这些细菌在麻醉手术后数量发生变化,并且在用益生菌预处理后数量变为正常

图7-6-7 Morris 水迷宫测试老年小鼠麻醉/手术后的记忆力