背景术后认知功能障碍(POCD)是麻醉和手术后出现的一种中枢神经系统并发症,主要表现为记忆力下降、注意力不能集中、执行功能下降等认知功能改变,严重者还会出现人格改变和社会行为能力下降。POCD能够增加发病率和死亡率,影响患者的日常生活,增加了家庭和社会经济负担。虽然老龄是POCD目前唯一明确的危险因素,但其导致POCD发病率增加的机制还不清楚。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)是一种非常重要的细胞外基质酶,参与多种疾病过程。MMP-9的升高与脑缺血后神经元损伤、氧化应激及血脑屏障通透性增加有关。血脑屏障(BBB)的完整性对维持中枢内环境的稳态起着重要作用。因此,本课题拟证明MMP-9致BBB损伤在老年小鼠POCD发生中起着重要作用,为临床防治POCD提供新的靶点。方法与结果1.手术对2月龄成年小鼠认知功能及MMP-9表达的影响方法:选取2月龄成年小鼠麻醉后分别行脾脏切除术和阑尾切除术,术后第3天用Morris水迷宫检测小鼠的空间学习和记忆能力,行为学结束后取海马组织检测MMP-9的蛋白表达量。结果:脾脏切除术和阑尾切除术均不引起成年小鼠的空间学习和记忆能力下降。手术不改变成年小鼠海马MMP-9的蛋白表达量。2.手术对老年小鼠认知功能的影响以及MMP-9在其中的作用方法:24只老年小鼠麻醉后行阑尾切除术,术后第3天行Morris水迷宫评估小鼠认知功能;另外36只老年小鼠分别于术后6、12、24、48和72小时取材,检测外周血和海马的MMP-9表达水平,同时检测海马血脑屏障紧密连接蛋白ZO-1、Occludin和Claudin 5的表达情况。结果:与对照组小鼠相比,手术组老年小鼠空间学习和记忆能力下降。术后6小时血浆总MMP-9即明显上升且持续到72小时;血浆中活性MMP-9亦于术后6小时显著上升,48小时达高峰。手术后海马中MMP-9的表达水平明显上升,而紧密连接蛋白ZO-1、Occludin和Claudin 5的蛋白表达则降低。3.老年患者血浆中MMP-9含量变化与POCD发生的关系方法:30例60岁以上老年患者,择期行髋关节或膝关节置换术。术前和术后7天收集病人血样本,用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血浆中MMP-9的浓度。分别在术前1-3天、术后7天和2个月行认知功能测试。采用Z分数的方法定义病人是否发生POCD,分为POCD组和非POCD组。分析血浆中MMP-9的浓度和认知测试分数的相关性。结果:30例病人中8例在术后7天发生POCD,发病率为26.67%;4例在术后2个月发生POCD,发生率为13.33%。POCD组患者术后7天血浆MMP-9浓度较术前升高25.85±15.72ng/ml,而非POCD组患者则降低1.34±5.67ng/ml,血浆MMP-9含量术前术后变化值(△MMP-9)两组相比有显著差异。血浆△MMP-9浓度与术后7天数字广度测试Z分数成负相关,和术后2个月认知测试Z分数不相关。结论:1.手术不引起成年小鼠认知功能和海马MMP-9表达量的改变。2.手术导致老年小鼠血浆中MMP-9水平上调,破坏血脑屏障完整性,参与老年小鼠术后认知功能障碍的发生。3.行髋关节或膝关节置换术的老年患者术后7天POCD的发病率为26.67%,术后2个月发生率为13.33%。病人血浆中△MMP-9的浓度与术后7天认知功能减退相关。