全身麻醉可能会破坏儿童的大脑发育

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在小鼠中进行的一项研究发现,一种叫做异氟醚的常见全身麻醉剂会严重干扰发育中大脑中神经元的生长。这些令人担忧的发现支持了大量早期研究。

全身麻醉会改变婴儿的大脑发育吗?

在美国,每年有数十万儿童使用全身麻醉剂。但近年来,人们对此提出了一些担忧。因此,在20174月,美国食品和药物管理局(FDA)警告说,开发大脑的潜在风险。

他们写道,“重复或长时间使用全身麻醉和镇静药物[…]对于3岁以下儿童或孕妇在孕晚期可能会影响儿童大脑的发育。”

这项警告来自于暗示麻醉后儿童长期认知缺陷的研究。例如,回顾性研究发现接受手术的儿童在语言和认知测试中表现较差,并且与学习障碍相关的医疗补助计费代码增加。

全身麻醉和发育中的大脑

就其本身而言,早期研究并未证明是直接联系。当孩子接受手术时,必须有潜在的医疗条件,当然,外科手术本身可能是罪魁祸首。还有其他因素也可能发挥作用,例如父母的压力。

除了回顾性的人体研究之外,越来越多的动物研究得出了类似的结论。例如,2015年发表的一项研究调查反复麻醉剂暴露于婴儿恒河猴,发现6个月时焦虑相关行为的频率增加。

最近,一组研究人员着手了解大脑中可能发生的情况,以便在婴儿中产生这些认知变化。为此,他们使用了小鼠模型和全身麻醉剂异氟烷。

该小组由Eunchai KangDavid Mintz博士领导,他们都是位于马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯医学院,他们的研究结果发表在本周的PLOS Biology上。

异氟醚于1979年首次获准在美国使用。它经常用于儿童,通常被认为是安全有效的。

研究人员特别想知道它对海马齿状回的影响。这个大脑区域对于学习和形成新的记忆至关重要。海马体中存在大量神经元,这些神经元在出生后不久发育。

15日龄小鼠暴露于4小时剂量的异氟烷,相当于儿童使用的剂量。随后记录了他们的海马体的发育。

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特别是,齿状回颗粒细胞受麻醉剂的显着影响; 它们的树突或树枝的长度几乎是未经处理的对照小鼠的两倍。

众所周知,齿状回中的颗粒细胞在记忆形成中很重要,但发育得特别晚。例如,在大鼠中,大约85%是在出生后产生的。

研究小组还发现成熟的树突棘数量减少,即结构突触的结构。

在研究的下一阶段,研究人员调查了这些变化对学习和行为的影响。使用物体位置识别测试和Y迷宫测试,小鼠完成他们的步伐。

给予异氟醚的小鼠在两个试验中都表现得“显着恶化”。

在研究的最后一部分,研究人员收集了一些关于麻醉剂如何产生这些负面变化的见解,并且一种名为mTOR的蛋白质似乎也参与其中。

mTOR充当集线器,整理来自多个来源的信号。它被科学家们选为本研究的潜在目标,因为它与其他神经发育障碍有关,如自闭症谱系障碍和精神分裂症。

雷帕霉素,一种抑制免疫系统的化合物,也抑制mTOR通路; 他们发现,当雷帕霉素与麻醉剂一起给药时,可以防止大脑中的负面认知影响和发育变化。这推断mTOR可能参与改变大脑发育背后的分子机制。作者写道:

“总的来说,我们的研究结果表明,异氟醚导致mTOR通路活性持续增加,导致树突生长加速,突触损失或DGCs突触形成减少[齿状回颗粒细胞]。”

该研究早期得出的结论是,在发育期间对全身麻醉药的重大接触会对正在发育的大脑产生负面影响。由于该研究的广泛影响,更多的研究无疑将紧随其后。

了解全身麻醉如何影响智力。“


 

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