作者：王爱华，李灵敏，王剑飞，解放军总医院第七医学中心
围术期神经
炎性应激反应是一种复杂的生物学过程，通常发生在机体遭受外界损伤或感染时，在手术过程中，因组织创伤、失血、药物使用等多种因素的作用，患者常会出现不同程度的炎性应激反应，通过炎性因子如C反应蛋白、白细胞介素系列因子和肿瘤坏死因子等释放增加，直接损伤神经细胞或干扰神经递质的正常功能，进而引发认知功能障碍。
炎性应激反应还可激活机体免疫反应，导致免疫细胞过度活化，进而产生更多的炎性介质，形成恶性循环，加剧认知功能障碍程度。炎性应激反应还可影响脑血管的通透性和血流动力学，导致
1. 炎性应激反应的生物学机制及其在手术中的作用
在手术过程中，由于组织损伤、失血和异物入侵等因素，机体迅速启动炎性应激反应以对抗这些外界刺激；而手术创伤导致细胞释放多种炎性介质，通过信号传导途径激活免疫细胞，进而引发一系列的免疫反应。其次，炎性因子释放是炎性应激反应的重要步骤，一旦炎性因子产生，通过血液循环到达全身各个部位，而在大脑中，这些炎性因子可与神经细胞、胶质细胞等相互作用，影响神经元的正常功能。有研究称，在中枢神经系统中，炎性因子可通过影响神经递质的合成和释放、调节神经突触的可塑性及干扰神经元的电生理活动等方式来影响认知功能。
2. PND临床表现与发病机制
流行病学资料显示，PND发生率为18%～45%。PND患者主要表现为记忆力明显减退，语言理解能力受损，导致沟通及社交能力下降，集中注意力困难，影响与他人建立或维护社会关系，上述症状均会影响患者日常生活质量，导致患者住院治疗时间延长，给家庭及社会带来沉重的经济负担。实际上，麻醉及手术过程加重了患者病痛的风险，手术刺激、神经炎症、大脑能量代谢异常等因素均与PND的发生密切相关。手术过程的组织损伤、失血等刺激均可引发机体炎性应激反应，导致炎性因子释放，不仅参与机体免疫反应，还可对中枢神经系统产生负面影响。
3. 炎性应激反应与PND的关联性
炎性应激反应的强度与PND的发生率存在正相关关系。有研究报道在某些大型手术中，患者体内炎性因子水平常显著升高，而其发生PND的风险也相应增加。炎性应激反应是由多种因素触发的，如麻醉、应激状态、病原体感染、身体创伤及肠道微生物菌群紊乱等，上述因素共同作用，促使外周炎性介质释放，随后穿透受损的血脑屏障，进而渗透到中枢神经系统内部，触发中枢炎症反应。
在机体正常的生理功能下，适度的炎性应激反应对于抵抗外部损伤具有积极意义；然而，一旦炎性应激反应变得过于强烈或失控，可能会扰乱免疫系统的平衡状态，逐渐演变为全身性的炎性应激反应综合征；在这一过程中，大脑的炎症反应也被激活，可能导致神经毒性作用的发生，损伤神经系统的正常功能，诱发PND。
临床研究表明，术后相当长一段时间内，PND患者血液中仍可检测到高水平的炎性标志物，包括高迁移率族蛋白B1(high mobility group box-1 protein, HMGB1)及S100钙结合蛋白β(calcium-binding protein, S100-β)等，证明PND患者体内存在长期的炎性应激反应，且血脑屏障可能也遭受破坏。
麻醉和手术应激可促使内皮细胞和吞噬细胞释放炎性标志物，如白细胞介素-1(interleukin-1, IL-1)及肿瘤坏死因子-α，便会加剧中枢神经系统的炎症级联反应，增加PND发生风险。IL-1对海马神经元具有直接的强烈作用，能够引起膜电位的过度兴奋，从而导致神经元功能障碍，甚至可能引发神经元的不可逆损伤或死亡。另一方面，肿瘤坏死因子-α通过调控凋亡相关蛋白caspase-3表达，启动细胞凋亡的级联反应，诱导内皮细胞凋亡，加剧神经系统损伤，促进PND的发展。
手术后实验动物海马内白细胞介素-6表达水平显著上升，且伴随术后记忆功能明显下降，进一步证实了炎性因子在PND发生中的重要作用。S100-β在脑组织中含量丰富，对于细胞的多种生物学过程具有关键作用。因此，S100-β被视为一种重要的生物学标志物，可有效评估患者中枢神经系统损伤。此外，脂多糖和核酸等炎症相关分子需要HMGB1的存在才能表达其完全的毒性，提示HMGB1在炎症反应的调节中扮演着重要角色，其异常表达或功能失调易导致炎症反应的过度激活或抑制不足，从而加重神经系统炎症并升高PND发生率。
4. 炎性应激反应对PND的影响机制
炎性应激反应对PND的影响机制是一个复杂且多层面过程，涉及神经元功能、突触可塑性及神经递质传递等多方面变化。首先，炎性应激反应会致炎性因子释放，直接作用于神经元，影响其正常功能。而神经元是神经系统基本单元，负责信息接收、传递和发射，当炎性因子与神经元相互作用时，干扰神经元代谢过程，致神经元功能紊乱，表现为神经元兴奋性改变及神经元间信息传递障碍，从而影响认知功能。
其次，突触作为神经元间的连接点，其形态和功能改变对神经信息传递至关重要。突触可塑性是指突触连接强度和形态可调节性，对学习和记忆等认知功能至关重要，而炎性应激反应可影响突触可塑性，致突触可塑性降低，使得突触连接不稳定或功能减弱，进而使神经信息传递效率下降，影响认知功能。
5. 炎性应激反应的调控与PND的防治策略
调控炎性应激反应是预防和治疗PND的重要策略。目前，已有一些抗炎药物、免疫调节策略和其他干预措施应用于实践，在改善PND方面具有一定的潜在效果，但临床发现上述干预措施也存在着局限性。抗炎药物作为调控炎性应激反应的常用手段，可抑制炎性因子的产生和释放，从而减轻炎性应激反应对神经系统的损伤，但药物均存在一定的不良反应，长时间使用易增加其他健康风险。
免疫调节策略是调控炎性应激反应的重要途径，通过调节免疫系统的功能，可减少炎性因子的产生，从而缓解炎性应激反应对神经系统的损伤，然而免疫调节策略常需长时间治疗，且对少数患者效果不佳，同时免疫调节药物易引起免疫系统过度抑制，增加感染等风险。除药物治疗外，非药物干预措施也可用于调控炎性应激反应和预防PND;良好的睡眠及饮食习惯有助于维持患者免疫系统的平衡和稳定；心理治疗有利于缓解患者焦虑及压力，减轻炎性应激反应水平。
来源：王爱华,李灵敏,王剑飞.炎性应激反应与围术期神经认知障碍相关性研究进展[J].临床误诊误治,2024,37(17):98-100.
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