作者:袁卫萍,长兴第二医院麻醉科
术后
老年患者中POD 的风险更高,可能与衰老导致的脑组织结构和功能变化有关,如神经网络的退化、神经递质调控紊乱以及血脑屏障功能减退。POD 对患者的短期和长期健康均具有深远影响,短期内可能延长患者的住院时间,增加并发症发生率,而长期随访研究也发现POD 与认知功能的持久性下降相关,部分患者甚至发展为
近年来,随着老龄化社会的加速,老年手术患者比例逐年增加,POD 的高发生率引起了临床医师和研究学者的广泛关注。目前临床已提出多种POD 防治措施,包括术前风险评估、优化麻醉方式、术后早期活动等,但疗效有限。药物干预对POD 具有一定的预防效果,但尚无一种药物被明确推荐,一些传统的药物如
如何有效防治POD,尤其是在老年人群中的发生,是目前围术期管理的重点和难点。
1. POD 的病理生理机制
POD 是围术期患者常见的急性中枢神经系统功能紊乱,其发生机制复杂,由多种病理生理过程共同作用,包括神经炎症、神经递质失衡、脑灌注不足、氧化应激、睡眠觉醒周期紊乱及脑网络功能异常。以下从多个角度探讨POD 的病理生理机制。
1.1 神经炎症:核心病理机制
手术创伤和围术期干预会引发全身性炎症反应,该过程是POD 核心的病理生理基础。手术引发的组织损伤释放了损伤相关分子模式,如高迁移率族蛋白B1、热
①破坏血脑屏障。炎症因子增加血脑屏障通透性,诱导外周循环中的炎症因子和免疫细胞进入脑内,激活小胶质细胞和星形胶质细胞,形成局部神经炎症。血脑屏障的损伤还允许毒性代谢产物进入脑组织,加重神经元损伤。
②小胶质细胞的过度活化。小胶质细胞作为中枢神经系统的固有免疫细胞,在炎症状态下过度活化,释放更多的促炎因子和活性氧化物质如超氧化物和
③系统炎症与脑功能失调的联系。研究发现,术后血液中C 反应蛋白水平与POD 的发生风险相关,提示全身性炎症可能通过多种途径影响脑功能。
1.2 神经递质失衡:认知功能紊乱的生物学基础
神经递质系统的功能紊乱在POD 的发生中起关键作用,主要涉及乙酰胆碱、
①胆碱能系统功能障碍。胆碱能系统与认知功能密切相关,术后乙酰胆碱合成减少或释放不足是POD 的重要机制。手术和麻醉药物可能通过抑制胆碱乙酰转移酶的活性,减少乙酰胆碱的生成。老年患者由于胆碱能系统功能本身衰退,更易因乙酰胆碱缺乏而出现认知功能障碍。
②多巴胺系统过度激活。多巴胺系统的过度活跃与注意力紊乱、妄想和谵妄症状的出现密切相关。术后应激反应激活去甲肾上腺素系统,进而刺激多巴胺分泌增加,多巴胺过量可能导致前额叶皮层功能失调,削弱对外界刺激的适应能力,从而加剧谵妄症状。
③其他神经递质的作用。γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是主要的抑制性神经递质,其功能紊乱可能与POD 的焦虑和
1.3 睡眠觉醒周期紊乱:POD 的重要特征
POD 患者常表现为明显的昼夜节律紊乱和睡眠结构异常。
①昼夜节律紊乱。手术、麻醉及重症监护病房(ICU)环境因素可能干扰松果体
②睡眠结构的破坏。术后患者的慢波睡眠时间缩短,而REM 睡眠的延迟或缺失可能导致情绪和记忆功能的紊乱。研究表明,POD 患者的多导睡眠图显示慢波活动减少,提示睡眠质量下降与POD 的发生密切相关。
1.4 氧化应激与线粒体功能障碍
手术应激、麻醉药物及炎症反应均会导致活性氧(reactive oxygen species,ROS)过量产生,引发氧化应激反应。①氧化应激的作用。ROS 可损伤神经元膜蛋白、脂质和DNA,直接引起神经元死亡。氧化应激还可通过激活丝裂原活化蛋白激酶信号通路,促进小胶质细胞活化,加重神经炎症。②线粒体功能障碍。线粒体是神经元能量代谢的核心,功能障碍会导致ATP 生成不足,影响神经元的正常活动,且其释放的细胞因子如
1.5 脑灌注不足与微循环障碍
围术期血流动力学的变化对脑灌注的影响是POD 的重要机制之一。
①脑血流减少。术中低血压、低氧血症及
②微循环障碍。手术应激可能引起脑血管微循环障碍,进一步加剧局部缺血缺氧。微循环障碍还可能影响脑代谢废物的清除,导致毒性物质累积,增加神经损伤的风险。
2. DEX 的药理学特性及作用机制
DEX 是一种高选择性α2肾上腺素能受体激动剂,其独特的药理学特性使其在POD 的防治中具有重要作用。DEX 不仅具备镇静、镇痛和抗焦虑的多重效果,还因其低迷走性镇静和对炎症反应的调控能力,被认为是一种理想的围术期用药。在POD 的防治中,DEX 的作用机制涉及神经递质调节、炎症反应抑制、睡眠觉醒周期改善和氧化应激缓解等多方面。
2.1 药理学特性
DEX 具有多种药理学特性。
①高选择性α2肾上腺素能受体激动剂。DEX 对α2肾上腺素能受体的亲和力是α1受体的1 600 倍,作用高度特异。其激动α2受体后可通过负反馈机制抑制去甲肾上腺素的释放,降低交感神经活性,从而产生镇静、镇痛和抗焦虑的作用。
②低迷走性镇静。与传统镇静药物丙泊酚、地西泮不同,DEX 通过作用于蓝斑核中的α2肾上腺素能受体,诱导一种类似自然睡眠的低迷走性镇静状态。这种镇静不会导致呼吸抑制,使其在围术期患者中具有安全优势。
③镇痛作用。DEX 通过脊髓后角α2受体的激动作用,抑制
④循环系统稳定。通过降低交感神经
⑤抗炎与抗氧化特性。DEX 通过抑制炎症因子的释放和缓解氧化应激,在神经保护方面表现出潜在优势。
2.2 防治POD 的作用机制
2.2.1 调节神经递质调节
神经递质失衡是POD 的重要病理机制之一,DEX 通过调节神经递质水平,有助于恢复中枢神经系统的功能平衡。
①DEX 通过激活中枢神经系统的α2肾上腺素能受体,减少去甲肾上腺素的释放,从而减轻交感神经系统的过度激活。去甲肾上腺素的减少有助于降低患者的过度警觉状态,减轻认知功能障碍。
②胆碱能功能障碍是POD 的关键机制之一。研究表明,DEX 可以通过间接增强乙酰胆碱的活性,改善患者的认知功能。这种作用可能与DEX 降低炎症因子对胆碱能系统的抑制作用有关。
③DEX还可通过抑制兴奋性谷氨酸的释放和增强抑制性谷氨酸与GABA 的作用,缓解神经元的兴奋毒性,从而保护中枢神经系统。
2.2.2 抗炎作用
POD 的发生与全身和神经炎症反应密切相关。DEX 在抑制炎症方面的作用主要表现为:
①抑制炎症因子的释放。DEX 可通过下调核因子-κB 信号通路,减少炎症因子释放,从而减轻术后全身性炎症反应,不仅有助于保护中枢神经系统,还可降低炎症因子对血脑屏障的破坏。
②保护血脑屏障。DEX 通过抑制炎症因子的浸润和减少血脑屏障通透性,防止有害物质进入中枢神经系统,从而减轻神经炎症。
③调控小胶质细胞活性。小胶质细胞是中枢神经系统的主要免疫细胞,其过度活化会加剧炎症反应。DEX 可通过降低小胶质细胞的激活程度,抑制炎症因子的释放,同时减少神经元的继发性损伤。
2.2.3 改善睡眠觉醒周期
睡眠障碍是POD 的重要特征之一,DEX 在调节睡眠结构和改善昼夜节律紊乱方面具有重要作用:①促进自然睡眠结构的恢复。DEX 通过激活蓝斑核的α2受体,诱导类似生理睡眠的镇静状态,改善术后患者的睡眠质量,该种低迷走性镇静状态既能满足患者的镇静需求,又不会抑制呼吸功能,优于传统镇静药物。②调节昼夜节律。术后患者的褪黑激素分泌往往受到抑制,而DEX 可能通过间接作用恢复昼夜节律的正常状态,从而减少术后谵妄的发生风险。
2.2.4 缓解氧化应激与保护线粒体功能
POD 的病理过程中,氧化应激和线粒体功能障碍是重要环节。DEX 通过以下机制缓解氧化应激:①减少ROS 产生。DEX 通过调节细胞内抗氧化酶的活性,降低活性氧和活性氮的生成,从而减轻对神经元的氧化损伤。②保护线粒体功能。DEX 可通过抑制线粒体释放的细胞色素C,阻断细胞凋亡信号通路,维持线粒体正常功能,减少神经元死亡。③改善能量代谢。DEX 通过调节神经元代谢活动,有助于维持细胞能量供应,进一步增强神经保护作用。
3. DEX 防治老年患者POD 的临床研究
3.1 DEX 防治老年患者POD 的证据支持
目前已有多项研究表明DEX 可以减少老年患者POD。
袁溪等将149 例行髋部骨折术老年患者分为对照和观察组,分别静脉泵入0.9%
Long 等和Jacob 等也表明了相同的观点。但也有研究认为DEX 在老年患者POD 的预防中并不能发挥理想的效果。Hong 等发现,在骨科大手术老年患者术后镇痛中补充DEX,安慰剂组、DEX 组POD 发生率分别为7.3%、4.8%,差异无统计学意义,但改善了镇痛和睡眠质量,且不会引发不良事件。Deiner 等进行的一项多中心、双盲、随机、安慰剂对照试验中,DEX 组和安慰剂组之间的POD 发生率差异无统计学意义,可能与给药时机有关。因此,关于DEX 预防老年患者术后POD 的探索仍需大样本、多中心研究。
3.2 DEX 防治老年患者POD 的剂量探索
老年患者由于肾功能减退、药物代谢酶活性降低,对DEX 的敏感性较高,因此通常需要更加安全的剂量。崔真等的研究中,将
也有学者探索了更多的剂量梯度,其将
3.3 DEX 与其他药物的对比研究
3.3.1 与苯二氮类药物的比较
苯二氮类药物如
3.3.2 与丙泊酚的比较
丙泊酚是另一种常用的术后镇静药物,因强效镇静和快速代谢特点广泛应用于围术期。然而,丙泊酚可能引发低血压、呼吸抑制和长时间的镇静后认知功能恢复延迟。而DEX 在提供轻度镇静的同时,对循环和呼吸系统的影响较小,更适合老年患者及谵妄高危人群。且一项随机对照试验显示,在接受下肢骨科手术的健康老年人中,右美托咪定的POD发生率低于丙泊酚(3.0%比6.6%,P=0.036)。但Ekkapat 等发现,在预防接受髋部骨折手术的老年患者POD 时,低剂量右美托咪定和丙泊酚的发生率差异并没有统计学意义,但丙泊酚表现出相对较高的谵妄率(8.3%比22.2%)。
3.3.3 与
氟哌利多、
3.4 DEX 的安全性评估
总体而言,DEX 的安全性较高,其主要的不良反应为低血压和心动过缓。在老年患者中,这些不良反应通常与剂量过高或输注速度过快有关,通过合理调整剂量大多可以避免。对于轻微心动过缓的患者,多数无需特殊处理,严重心动过缓者可以考虑停止输注DEX,并使用
4. 目前研究的局限与未来展望
4.1 目前研究的局限性
(1)研究方法学问题。①样本量不足:许多研究由于受限于单中心或小样本设计,研究结果的统计学效能有限,难以推广至更广泛的人群。②随访时间较短:现有研究大多关注术后短期(如数小时至数天内)谵妄的发生率,而缺乏对DEX 对于长期认知功能保护效果的评估,例如其对术后痴呆和轻度认知功能障碍的影响。③研究设计的异质性:不同研究间在DEX 的剂量、给药方式、干预时间及入组标准等方面存在较大差异,导致结果的可比性降低。
(2)针对高危人群研究不足。①特殊人群数据缺乏:尽管DEX 在一般术后人群中的研究较多,但在高危人群如认知功能障碍患者、严重多器官疾病患者中的研究相对有限,特别是这些人群在DEX 使用时的不良反应和疗效尚不明确。②老年人群特异性研究不足:老年患者是POD 的高危人群,然而现有研究并未充分探讨年龄对DEX 药代动力学和药效学的影响,缺乏针对老年患者的个性化用药策略。
(3)作用机制研究的深度不足。目前研究更多聚焦于DEX 的临床效果,而对其作用机制的研究相对匮乏。例如,DEX 如何具体调节神经炎症、氧化应激及脑网络功能等关键病理环节仍需深入探索。
(4)缺乏真实世界数据。目前大多数研究以随机对照试验为主,但随机对照试验严格的入组标准往往难以全面反映实际临床情况。真实世界数据研究较少,导致DEX 在多样化临床环境中的适用性尚未得到充分验证。
(5)长期安全性评估不足。尽管DEX 在短期使用中的安全性已被较多研究证实,但关于其长期使用可能产生的不良反应,如对心血管、神经系统和免疫系统的潜在影响,尚缺乏深入研究。
(6)指南依据不足。目前,右美托咪定已获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于成人和儿童的镇静治疗,但并未专门批准用于POD 的治疗。FDA 批准的适应证包括短期镇静(如ICU 患者)和手术中的镇静。
在欧盟,右美托咪定也已获得批准用于ICU 患者的镇静治疗。类似于美国,欧盟并未明确批准其用于术后谵妄的治疗。美国麻醉学会和欧洲麻醉学会等的指南中,也未将右美托咪定列为POD 的首选药物。日本的批准情况类似,右美托咪定被批准用于重症患者的镇静治疗,但并未明确列为POD 的适应证。在中国,右美托咪定被广泛用于麻醉和镇静治疗,特别是在ICU 患者中。然而,国内的POD 治疗指南并未明确推荐右美托咪定作为POD 的标准治疗药物。部分医院在没有明确指导的情况下,可能会根据临床经验使用右美托咪定预防或治疗POD,但这种做法尚未成为常规。
4.2 未来研究方向
(1)改进研究方法学。
①多中心协作研究:建立国际或国内多中心研究网络,整合资源,扩大样本量。例如,可以参考“术后认知功能障碍多中心研究”的模式,开展大规模队列研究。
②分层随机化设计:在扩大样本量的同时,采用分层随机化方法,根据患者的年龄、基础疾病、手术类型等因素进行分层,确保各组间的均衡性,提高结果的可靠性。
③目前研究大多关注术后短期谵妄的发生率,未来研究应延长随访时间,评估DEX 对术后长期认知功能(如术后痴呆和轻度认知功能障碍)的影响。这有助于更全面地了解DEX 的长期疗效。
④生物标志物的动态监测:结合血液、脑脊液中的生物标志物(如Aβ、Tau蛋白、炎症因子等),动态监测DEX 对神经退行性病变的潜在影响。
⑤研究设计异质性的解决:由专业学会(如麻醉学会、老年医学会)牵头,制定DEX 防治POD 的标准化研究协议,明确剂量范围、给药方式(如静脉注射、持续输注)、干预时间(如术前、术中、术后)等关键参数;在现有异质性研究的基础上,开展高质量的Meta 分析,通过亚组分析和敏感性分析,探索不同研究设计对结果的影响,进一步明确DEX 在POD 防治中的应用价值,推动相关临床指南的更新和应用。
(2)针对高危人群的研究。
①特殊人群的研究:未来研究应更多关注高危人群,如认知功能障碍患者、严重多器官疾病患者等。这些人群在使用DEX 时的不良反应和疗效尚不明确,需要更多的临床数据来指导用药。
②老年人群的个性化用药策略:将老年患者进一步细分为“年轻老年”(65~75岁)、“中年老年”(>75~85 岁) 和“高龄老年”(>85岁),研究不同年龄段对DEX 的药代动力学和药效学差异;基于群体药代动力学模型,结合老年患者的生理特点(如肝肾功能下降、体脂比例增加),优化DEX 的剂量和给药方案。
(3)深入研究作用机制。
①神经炎症和氧化应激的调节机制:目前对DEX 如何调节神经炎症、氧化应激等关键病理环节的研究较为匮乏。未来研究应深入探讨DEX 在这些方面的作用机制,特别是其在分子和细胞水平上的作用。
②脑网络功能的影响:DEX 对脑网络功能的影响尚不明确,未来研究可以通过神经影像学技术[如功能性
(4)收集与分析真实世界的数据。目前大多数研究以随机对照试验为主,未来应加强真实世界数据的研究。通过收集和分析真实世界中的临床数据,更全面地评估DEX 在多样化临床环境中的适用性和疗效。真实世界研究可以弥补随机对照试验的局限性,提供更贴近临床实际的结果。
(5)长期安全性评估。
①长期不良反应的研究:尽管DEX 在短期使用中的安全性已被较多研究证实,但其长期使用可能产生的不良反应(如对心血管、神经系统和免疫系统的潜在影响)尚缺乏深入研究。未来研究应关注DEX 长期使用的安全性,特别是对老年患者的长期影响。
②多系统安全性评估:未来研究应系统评估DEX 对心血管、神经系统和免疫系统的长期影响,特别是对老年患者的多系统安全性。可以通过长期随访和多种生物标志物的检测来实现这一点。
(6)多学科合作与技术创新。
①多学科合作:未来研究应加强多学科合作,结合麻醉学、神经科学、药理学等多个领域的研究力量,共同探讨DEX 的作用机制和临床应用。多学科合作可以促进研究的深度和广度。
②技术创新:未来研究可以借助新技术(如人工智能、大数据分析等)优化研究设计和数据分析,提高研究的效率和准确性。例如,利用机器学习算法分析大规模临床数据,发现DEX 疗效和安全性相关的潜在生物标志物。
(7)个性化医疗与精准用药。
①基因多态性研究:未来研究可以探讨基因多态性对DEX 疗效和不良反应的影响,实现个性化医疗。通过基因检测,可以预测患者对DEX 的反应,从而制定个性化的用药方案。
②精准用药策略:基于患者的个体差异(如年龄、性别、基础疾病等),未来研究应制定精准用药策略,优化DEX 的剂量和给药方式,以提高疗效并减少不良反应。
5. 小结
DEX 作为一种高选择性α2肾上腺素能受体激动剂,在老年患者POD 的防治中展现出独特的药理学优势和临床价值。尽管DEX 的应用前景广阔,但当前研究仍存在一定局限,包括样本量不足、随访时间短、机制研究深度不够等问题。未来的大规模、多中心研究,以及对高危人群和特殊患者群体的探索,将有助于进一步明确其疗效和安全性。
此外,研究个体化用药策略、新型剂型开发以及联合用药方案将进一步优化其临床应用模式。综上所述,DEX 作为一种具有多重作用机制的药物,为POD 的防治提供了新的思路和选择。通过深入挖掘其潜在价值并克服现有研究的不足,DEX 有望成为老年患者围术期精准管理的重要工具,为POD 防治领域的发展注入更多活力。
来源:袁卫萍.右美托咪定防治老年术后谵妄的机制及研究进展[J].中国药物与临床,2025,25(13):877-884.