作者：刘鹏，张敏，杜约翰，孙永涛，山东第一医科大学第一附属医院(山东省千佛山医院)麻醉科

围术期神经认知障碍( perioperative neurocognitive disorder，PND) 是指围术期一系列认知问题，包括术前的认知障碍、术后谵妄( postoperative delirium，POD) 、延迟神经认知恢复( delayed neurocognitive recovery，DNR) 和术后认知功能障碍( postoperativecognitive dysfunction，POCD) 。这些问题可持续至术后12 个月，最常见表现为术后谵妄，在60 岁以上老年患者中的发生率可高达40%，通常在术后1 周内或出院时出现，表现为注意力、意识或精神状态的波动。

在过去20 年中，接受手术的老年患者增长速度超过了人口老龄化速度。PND 显著影响老年患者的生活质量，表现为自主生活能力下降、情绪问题增加、康复减慢和再入院风险增高，因此早期监测和干预对改善其预后尤为重要。衰弱是老年患者常见的综合征，也是PND 的危险因素之一。衰弱患者由于多系统功能下降，对应激源的反应能力降低，常伴认知障碍，且氧化应激水平显著升高，表现为自由基代谢紊乱。

研究显示，血清中超氧化物歧化酶( superoxide dismutase，SOD) 水平是评估衰弱及认知障碍风险的重要指标，且此类患者的SOD 水平显著低于健康老年人群，提示氧化应激可能是其共同病理机制。在临床中，早期识别和干预氧化应激、保护胆碱能神经系统功能有助于改善衰弱患者的认知功能，减少PND 发生。因此，对老年衰弱患者进行术前认知评估，便于围术期采取预防与治疗措施。本文拟综述PND 中SOD 的研究进展，以为其预测和诊断提供参考。

1. PND

1.1 PND 的定义和临床表现

PND 涵盖术前认知功能障碍、POD、DNR 以及POCD 等多种表现形式。

目前谵妄主要根据《精神障碍诊断与统计手册》第五版( DSM － 5) 的诊断标准，谵妄是指住院期间发生的新发事件，需满足DSM － 5 的诊断标准。DNR 则是在手术后30 d 内的新发认知功能下降，替代了传统的“早期POCD”的术语。

1.2 PND 的高危因素－ 老年衰弱

老年衰弱指因多种慢性疾病、年龄相关生理功能下降与心理社会因素共同作用，导致老年人应对外界压力能力显著下降的综合状态。老年衰弱患者常表现为体力、活动能力、认知功能和心理状态的显著下降，容易发生多种并发症和不良健康结局。老年衰弱患者常见的生理特征包括免疫功能下降与氧化应激水平的升高。免疫功能减弱常表现为C － 反应蛋白、白细胞介素－ 6 和肿瘤坏死因子α 水平增高，这些标志物提示老年人更易发生慢性炎症反应。

氧化应激水平的升高与细胞内抗氧化酶活性的降低有关，这种变化导致体内自由基的积累，进一步损伤细胞功能。此外，老年衰弱患者还常伴有肌肉质量和力量的减少，骨密度的降低以及认知功能的减退。这些生理变化共同加速了老年人的功能衰退和疾病风险的增加。

1.3 PND 的病理机制

深入理解PND 对老年患者的影响需探讨其病理机制，为预防和干预提供理论依据。PND 的主要机制包括炎症反应和氧化应激。手术创伤可引发系统性炎症，尤其在海马区，引起微胶质细胞激活及促炎细胞因子释放，损害认知功能。手术和麻醉的缺血－ 再灌注则会产生大量活性氧( ROS) 和氮( RNS) ，导致氧化应激。脑组织因含脂量高且抗氧化能力低，易受损。

氧化应激导致线粒体功能障碍，影响能量代谢，加剧神经细胞损伤。尽管机体有SOD、GSH-Px和CAT 等抗氧化酶中和自由基参与，但在PND 患者中这些酶水平不足，导致自由基积累和损伤。理解这些机制对开发PND 防治措施尤为重要。

2. SOD

2.1 SOD 的基本功能和生物学特性

PND 的病理机制主要涉及炎症反应和氧化应激，因而抗氧化应激成为PND 预防和治疗的重要策略之一。SOD 作为关键抗氧化酶，通过催化超氧阴离子自由基( O －2) 的歧化反应生成H2O2和O2，减少自由基对细胞的损伤。SOD 不仅能清除细胞内的O －2，显著减轻氧化损伤，还可保护线粒体功能，维持细胞能量代谢，防止线粒体功能障碍。

通过调节自由基水平，SOD 在细胞生长、分化和凋亡等过程中也发挥重要作用，增强细胞整体抗氧化能力，减少由氧化应激引起的损伤和疾病。这些机制表明，SOD 在保护细胞免受氧化应激损伤中具有不可替代的重要作用。在抗氧化应激中，SOD 发挥着至关重要的作用，按主要存在部位及功能分类主要有三种类型。

2.2 SOD 在神经系统中的作用

SOD 除在全身抗氧化中的关键作用外，其在神经系统中也尤为重要。神经系统对氧化应激高度敏感，因此SOD 在神经元的分布和功能具有重要意义。根据相关研究，SOD，特别是铜锌超氧化物歧化酶( Cu /Zn-SOD) 和锰超氧化物歧化酶( Mn-SOD) ，是在细胞中负责处理O －2的关键酶。O －2是一种在氧化还原反应中形成的自由基，具有极高的反应性，可以引发一系列的氧化应激反应，包括对神经系统细胞的损害。

在神经系统中，SOD 主要分布于线粒体和细胞质中。线粒体是氧化应激的主要场所，SOD在这里的作用尤为重要。研究表明，SOD 能够有效清除由线粒体呼吸链产生的O －2，减少神经细胞的氧化损伤。

3. SOD 与PND 的关系

3.1 研究现状

近年来，PND 的发生机制及其与氧化应激关联的研究日益增多，SOD 的潜在保护作用尤其受到重视。研究表明，SOD 作为体内重要的抗氧化酶，能够有效清除自由基，减轻氧化应激，进而在保护术后认知功能中发挥关键作用。研究表明，新斯的明在老年非心脏手术患者中具有显著的认知保护作用。该药物显著降低了术后第1 天DNR 发生率，并提升了SOD 水平，表明通过抑制氧化应激改善了术后认知功能。

同样，亚甲蓝在大型非心脏手术中通过增强抗氧化能力，提高SOD 水平，降低了POCD 的发生率。依达拉奉作为神经保护剂，在老年髋关节置换术后可减少术后炎症反应并提高SOD 浓度，从而改善认知功能。右美托咪定在胃癌根治术的老年患者中同样表现出认知保护作用，通过调控TGF-β /Smad 通路，显著提升SOD 水平并减轻术后氧化应激和炎症，降低POCD 的发生率。且右美托咪定联合乌司他丁在ERAS 腹腔镜手术中对老年患者POD 具有预防效果，发现该联合用药可显著降低POD 发生率。

一项髋关节置换术研究显示，术前低SOD 水平与POD 相关，而术前SOD 升高是谵妄的保护因素。七氟烷静吸复合麻醉在宫颈癌腹腔镜根治术中相较丙泊酚全凭静脉麻醉，能维持较高的术后SOD 水平，减轻氧化应激对认知的损害，降低POCD 发生率。

在老年慢性心力衰竭患者中，Mn-SOD 作为抗氧化酶，水平低与认知障碍相关，提示Mn-SOD 不足会降低清除自由基的能力，削弱抗氧化防御，导致神经元损伤并影响认知。另有研究指出，轻度认知功能障碍( mild cognitive impairment，MCI) 是阿尔茨海默病( alzheimer's disease，AD) 研究热点。SOD 活性可反映氧自由基水平，而维生素E( vitamin E，VitE) 则作为主要脂溶性抗氧化剂共同作用，清除自由基并保护细胞膜。

MCI 患者血清中SOD 与VitE 水平均显著低于健康组，表明氧化应激在MCI 发病中的作用，并显示对二者需求增加。有文章考察了帕金森病患者轻度认知功能障碍与小非编码RNA( miR-19b-3p) 、Mn-SOD、氮氧化物与内源性缩血管肽－ 1的比值( NO/ET-1) 水平之间的关系。研究发现，在帕金森病患者中，miR-19b-3p 水平升高与认知功能障碍呈正相关，而Mn-SOD 和NO/ET-1 水平降低与认知功能障碍呈负相关。miR-19b-3p 可能是认知功能障碍的危险因素，而Mn-SOD 和NO/ET-1 则可能是保护因素。

这些生物标志物可以用于预测和早期干预帕金森病患者的认知功能障碍。综上所述，多项研究均表明，SOD 在PND 的预防中发挥了关键作用。新斯的明、亚甲蓝、依达拉奉和右美托咪定等药物通过提高SOD 水平，抑制氧化应激反应，明显减少了PND 的发生率。此外，SOD的活性与慢性心力衰竭和MCI 密切相关，较低的SOD 水平可能导致氧化应激增强，进而引发认知功能障碍。

这些发现提示，通过调节SOD 和相关抗氧化酶的水平，可以有效减少POCD 的发生，并为未来临床干预措施提供了重要的依据。SOD 作为PND 的潜在生物标志物具有重要应用前景。早期识别和干预氧化应激可能有助于改善老年患者的认知功能，特别是对于术前已处于衰弱状态的老年患者，减少PND 的发生。

3.2 机制探讨

老年衰弱患者因免疫功能减弱和氧化应激升高，在围术期更易出现认知功能障碍，影响术后康复。研究表明，氧化应激过度反应和自由基毒性是认知障碍的关键机制。在正常情况下，体内自由基生成和清除处于平衡，当平衡被破坏时，过量自由基引发过氧化损伤。由于衰弱患者体内SOD 等抗氧化物酶活性降低无法维持自由基处于正常平衡状态，使得氧化应激反应进一步过度。且脑组织因代谢活跃和富含易氧化脂肪酸，衰老过程中自由基生成增加，易损伤中枢神经系统。自由基通过损害细胞膜、DNA 及蛋白质合成，最终导致认知功能障碍。

4. SOD 在老年衰弱患者中的应用

老年衰弱患者通常氧化应激水平升高，SOD 作为关键抗氧化酶，在这些患者的诊断和治疗中具有重要作用。氧化应激是神经退行性疾病和认知障碍的关键因素之一。检测血清SOD 水平可早期识别出氧化应激状态及潜在认知障碍的患者，尤其是老年衰弱者。在临床中，通过定期检测SOD 水平并采取干预措施( 如补充抗氧化剂VitE) ，可提高SOD 水平，减少氧化损伤，从而延缓认知障碍进展。亚甲蓝也显示出降低大型非心脏手术老年患者术后早期认知障碍的潜力，副作用少，前景良好。且老年患者在手术过程中可适当应用右美托咪定，减少PND 的发生风险。

5. 未来研究方向

尽管SOD 作为PND 的生物标志物在应用中展现出广泛的前景，但现有的研究仍存在一定的局限性，因此，未来需要更多的研究来验证SOD 的有效性和可靠性。未来研究需重点关注：( 1) 大规模临床试验，以验证SOD 水平作为PND 生物标志物的准确性与可靠性；( 2) 干预措施效果，评估SOD 或其他抗氧化剂在降低氧化应激及改善认知功能方面的疗效；( 3) 尽管已有研究表明SOD 在认知功能障碍中的作用，尚不清楚其在老年衰弱患者中的特异性，有必要进一步探讨SOD 作为特异性生物标志物的潜力；( 4) 多因素评估模型，结合其他生物标志物与临床指标，构建多因素风险评估模型，以提升预测准确性。

6. 结语

SOD 作为PND 生物标志物在老年患者中的应用前景广阔，特别是在衰弱患者中，其参与的氧化应激机制对衰弱和PND 均有影响，提示氧化应激可能是其共同病理机制，具有重要临床意义。通过早期诊断与风险评估，可及时发现并干预氧化应激及认知功能障碍，进而提高老年患者的生活质量与健康预后。未来的研究将进一步验证SOD 在临床应用中的有效性，并探索其在其他健康评估中的潜力。

来源：刘鹏,张敏,杜约翰,等.超氧化物歧化酶在老年衰弱患者围术期神经认知障碍中的研究进展[J].麻醉安全与质控,2025,7(02):175-179.

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