背景临床上很多手术或麻醉技术如严重颅脑外伤手术、冠状动脉旁路移植术、颈动脉血管移植术、控制性降压技术等都会发生短暂的全脑缺血现象,全脑缺血导致脑组织血液灌注不足或血流缺失,虽经过积极治疗或手术恢复脑组织的血液供应,但缺血后的脑在血流恢复时会加重脑组织损伤和功能障碍,这种现象称为脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia-reperfusion injury,CIRI)。一部分病人因此会遗留长期或严重的并发症,如认知功能障碍,这势必严重影响患者术后生活质量。因而减轻脑缺血造成的损伤,保护脑的功能,特别是认知功能,以促进患者的康复,改善患者的生存质量,减轻社会和家庭的负担,是当前国内外学者迫切需要解决的任务。早期研究发现短暂的缺血预处理可增强组织和细胞对随后较长时间缺血的耐受力,从而对组织细胞产生保护作用。但在实践工作中实施时有对心、脑等重要脏器产生损害的潜在风险,因而临床上并未普及。近年来某些麻醉药预处理模拟缺血预处理,发现麻醉药预处理也具有缺血预处理对缺血器官和细胞的保护效应。最近有学者研究发现,在组织细胞缺血后再灌注期间给予麻醉药干预即麻醉药后处理,同样可以减轻缺血再灌注对组织细胞的损伤,证实了麻醉药后处理也具有器官保护作用。后处理与预处理区别在于“处理”时机的差异:预处理发生在缺血前,旨在使脏器适应和耐受随后的缺血;后处理则针对的是已缺血脏器,旨在最大限度地减轻再灌注损伤。由于后处理与临床上救治患者时序一致,因此具有广阔的临床应用前景。瑞芬太尼是唯一通过非特异性血浆酯酶代谢的阿片类药物,其体内分布容积小,再分布快,半衰期短。瑞芬太尼在器官缺血再灌注损伤中的保护作用已较为明确,瑞芬太尼预处理对于心、脑等器官缺血再灌注损伤也具有普遍性的保护作用,但瑞芬太尼后处理是否能减轻脑缺血再灌注损伤从而发挥脑保护的作用以及其诱导脑保护机制尚不清楚。最近研究发现瑞芬太尼预处理通过激活tnf-α/tnfr1,jnk信号通路减轻脑缺血再灌注损伤。因而,我们推测瑞芬太尼后处理也能减轻大鼠全脑缺血再灌注损伤起到脑保护作用,从而改善全脑缺血再灌注后大鼠空间学习与记忆能力。为证实这一推测,本研究采用大鼠全脑缺血再灌注模型观察瑞芬太尼后处理(remifentanilpostconditioning,rp)对全脑缺血再灌注损伤后大鼠空间学习与记忆能力的影响,并探讨其发挥作用的机制。我们观察不同剂量瑞芬太尼后处理对大鼠全脑缺血/再灌注(i/r)损伤的影响,旨在观察瑞芬太尼后处理对大鼠海马神经元的保护作用,从而探讨瑞芬太尼后处理是否能改善缺血/再灌注后大鼠空间学习与记忆能力以及它们的量效关系,并且在此基础上进一步研究瑞芬太尼后处理是否通过pi3k/akt信号通路抑制海马神经元凋亡介导其神经保护作用。方法第一部分实验选择健康成年雄性sd大鼠40只随机分成5组,假手术组(sham组)、全脑缺血再灌注组(control组)、瑞芬太尼低剂量后处理组(rp1组,)、瑞芬太尼中剂量后处理组(rp2组)、瑞芬太尼高剂量后处理组(rp3组),每组8只。采用四血管阻断法建立大鼠全脑缺血再灌注模型,在大鼠全脑缺血后再灌注即刻经尾静脉给予0.2、0.6和1.8μg/kg.min速率泵注瑞芬太尼5min,全脑缺血再灌注后3-7天用morris水迷宫检测大鼠空间学习与记忆能力的改变;待行为学检测结束后通过he染色评价大鼠海马ca1区在脑缺血再灌注后神经元形态学改变,观察其中存活锥体神经元密度;并利用免疫组织化学法检测海马ca1区胆碱乙酰化转移酶(chat)含量的变化,观察不同剂量瑞芬太尼后处理减少全脑缺血再灌注后大鼠ca1区胆碱能神经元死亡的效应,从大鼠行为学和海马组织学的检测观察不同剂量瑞芬太尼后处理对全脑缺血再灌注后大鼠空间学习与记忆能力的影响及探讨瑞芬太尼后处理发挥效应可能的原因。在前期实验的基础上,第二部分实验我们研究瑞芬太尼后处理对海马ca1区神经元凋亡的影响,并探讨瑞芬太尼后处理发挥该效应的机制。选择健康成年雄性sd大鼠60只随机分成5组,假手术组(sham组)、全脑缺血再灌注组(model组)、瑞芬太尼后处理组(r组)、瑞芬太尼后处理+ly294002组(ly+r组)、ly294002组(ly组),每组12只。在全脑缺血前10分钟脑室内给予pi3k抑制剂ly294002,大鼠全脑缺血再灌注后3-7天行morris水迷宫行为学检测。待morris水迷宫行为学检测完成后,利用tunel法检测海马ca1区神经元细胞的凋亡情况,应用rt-pcr法观察海马ca1区凋亡相关基因bcl-2和bax的表达,westernblot法检测海马ca1区凋亡相关蛋白bcl-2和bax的表达。观察瑞芬太尼后处理是否通过pi3k/akt信号通路抑制海马ca1区神经元凋亡来改善全脑缺血再灌注损伤后大鼠空间学习与记忆能力。结果本实验发现:①大鼠全脑缺血再灌注后空间学习与记忆能力明显受损(p<0.05),海马ca1区锥体神经细胞和胆碱乙酰转移酶染色阳性细胞数明显减少(p<0.05)。高、中剂量瑞芬太尼后处理(rp)明显减少全脑缺血再灌注引起的海马ca1区锥体神经细胞的坏死数目(p<0.05),明显增加大鼠海马ca1区胆碱乙酰化转移酶(chat)的表达(p<0.05),同时我们发现高、中剂量瑞芬太尼后处理明显改善全脑缺血再灌注后大鼠的空间学习和记忆能力的减退(p<0.05),但两组海马ca1区锥体细胞数,chat含量和morris水迷宫行为学检测结果无差异(p>0.05)。然而低剂量瑞芬太尼后处理组海马ca1区锥体细胞数,chat含量和morris水迷宫行为学检测结果与全脑缺血再灌注组无差异(p>0.05)。②第二部分实验中,与假手术组比较,大鼠全脑缺血再灌注后空间学习与记忆能力明显受损(p<0.05),海马ca1区凋亡细胞数目明显增加(p<0.05),bcl-2/bax和bcl-2mrna/baxmrna比例明显下降(p<0.05)。瑞芬太尼后处理明显改善全脑缺血再灌注后大鼠空间学习与记忆能力(p<0.05),显著减少海马ca1区神经元凋亡数目(p<0.05),上调抗凋亡bcl-2基因和蛋白的表达而抑制了促凋亡bax基因和蛋白的表达(p<0.05)。然而预先给予pi3k抑制剂ly294002能够完全抑制瑞芬太尼后处理的这种保护效应,证实pi3k/akt通路抑制神经元凋亡介导了瑞芬太尼后处理改善大鼠全脑缺血再灌注后空间学习与记忆能力。结论①瑞芬太尼后处理明显减少海马ca1区锥体细胞和胆碱能神经元坏死,从而改善大鼠全脑缺血再灌注后空间学习与记忆能力。②PI3K/Akt信号通路介导神经元凋亡在瑞芬太尼后处理改善全脑缺血再灌注后大鼠空间学习与记忆能力的发挥重要作用。