機械通氣為何引發認知障礙或多巴胺阻斷劑所致

在重症監護室接受過機械通氣的患者通常會某種形式的精神損傷。現在，科學家為這一現象發生的原因找到了可能的分子機制。 《美國呼吸與重症醫學雜誌》發表的這項新研究由來自西班牙奧維耶多大學，加拿大聖邁克爾醫院及賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究者合作完成。
研究者稱，至少有30%的重症監護室（ICU）患者會經歷某些形式的精神紊亂，例如焦慮，抑鬱等，其中最常見的是譫妄。接受過機械通氣的患者發生譫妄的機率約為80%。研究者推測，這一種現象的原因一部分可能歸於海馬區的損傷。但是機械通氣如何導致這種損傷還並不清楚。
多巴胺引起細胞凋亡
研究者以小鼠為研究對象，實驗組小鼠進行低或高壓通氣90分鐘，對照組小鼠則不進行機械通氣。
取兩組小鼠的大腦進行對比分析發現，與對照組小鼠相比，機械通氣的小鼠腦部海馬區神經細胞出現死亡，神經細胞死亡是由細胞凋亡（一種程序性的細胞主動死亡過程）導致的。
研究者發現，多巴胺通過抑制Akt分子的活性引發這一細胞凋亡過程。通常情況下，Akt分子可組織神經細胞的細胞凋亡。


接受通氣的小鼠大腦內，海馬區Akt分子的抑制情況十分明顯，且與這一區域多巴胺增高水平相聯繫。實驗組小鼠酪氨酸羥化酶的基因表達也呈現出升高，酪氨​​酸羥化酶是多巴胺合成過程的關鍵酶之一。多巴胺水平的增高使得海馬區多巴胺受體的激活強度也增高。
為了進一步確認實驗結果，研究者們將2型多巴胺受體阻斷劑注射入實驗組小鼠的腦室內，結果顯示，多巴胺阻斷劑顯示降低了由通氣引發的海馬區域的細胞凋亡。
Dysbindin-1蛋白保護神經細胞免於細胞凋亡
研究者接下來考察了機械通氣及海馬區多巴胺升高對於dysbindin-1蛋白的影響。 Dysbindin-1蛋白可影響細胞表面2型多巴胺受體的水平，還與機體認知能力，精神病潛在風險相關。
結果顯示，經歷高壓機械通氣的小鼠dysbindin-1C的基因表達水平增高。隨後，這些小鼠dysbindin-1C蛋白表達水平也增高。
對海馬區切片組織進行分析發現，多巴胺對dysbindin-1c的影響也與上述類似​​，且這種影響效果可被2型多巴胺受體抑制。
研究者稱，由於dysbindin-1可減少細胞表面的2型多巴胺受體，保護細胞免於凋亡程序。通氣小鼠dysbindin-1表達增高可能是通氣所致的海馬區細胞凋亡激發的“代償性反應”。
研究者表示，這一發現或許可外推應用於ICU患者，介於越來越多的證據表明，去世的通氣患者海馬區神經元總dysbindin-1水平升高，而未通氣人群則未發現這一增高現象。
藥物應用的新思路
研究者稱，這些發現可能拓展已有藥物的新用途，同時也可促進新藥的研發以激活特定分子通路逆轉ICU通氣所致的大腦功能損傷。
賓夕法尼亞大學精神病學系副教授KonradTalbot博士表示：“這一研究發現提示我們，應該重新評估2型多巴胺拮抗劑在最小化ICU患者機械通氣所致的認知功能副作用上的作用，同時，應考察一種新的思路，即通過升高dysbindin-1c表達水平來降低這種副作用。”

來源﹕家庭醫生