Общая анестезия и риск когнитивных нарушений у пожилых: результаты исследования

Проспективная ассоциация общей анестезии с риском когнитивного снижения в китайской популяции пожилых людей

По мере увеличения продолжительности жизни и роста населения количество операций, выполняемых каждый год, вероятно, продолжит увеличиваться. Мы оценили, увеличивает ли операция с общей анестезией риск когнитивных нарушений в китайской популяции пожилых людей. Текущие данные были получены из Китайского лонгитюдного исследования старения (когорта 1) и Шанхайского исследования старения мозга (когорта 2).

Методология исследования

Когорта 1 включала 1545 пожилых людей с нормальной когнитивной функцией, которые прошли процесс скрининга, включавший физический осмотр, историю болезни, базовую оценку когнитивных функций и оценку через 1 год наблюдения с помощью личного интервью. Когорта 2 включала дополнительно 194 пожилых человека с нормальной когнитивной функцией, все из которых, в отличие от когорты 1, прошли сканирование методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) Т1-фазы.

Результаты исследования когорты 1

В когорте 1 у 127 пожилых людей с нормальной когнитивной функцией развилось легкое когнитивное нарушение, у 27 — деменция, в то время как 1391 человек все еще сохраняли нормальную когнитивную функцию. С помощью регрессионного анализа Кокса мы обнаружили, что операция с общей анестезией является фактором риска когнитивных нарушений (p = 0,013, HR = 1,506, 95% ДИ 1,091–2,078).

Результаты исследования когорты 2

В когорте 2 мы обнаружили, что пожилые люди с историей операции с общей анестезией имели более низкие баллы по Монреальской шкале оценки когнитивных функций (MoCA) и меньший объем правой миндалины (p < 0,05). Не было существенной разницы (p > 0,05) в образовании, употреблении алкоголя, гипертонии и диабете между двумя группами. Таблица 1 показывает результаты.

Результаты модели множественной регрессии Кокса (Когорта 1)

Модель множественной регрессии Кокса использовалась для изучения взаимосвязи между операцией с общей анестезией и будущим когнитивным снижением (когнитивное снижение рассматривалось как зависимая переменная, а время перехода принималось как переменная времени). Модель 1 не контролировала никакие переменные, и результаты показали, что операция с общей анестезией является фактором риска когнитивного снижения (p = 0,013, HR = 1,506, 95% ДИ 1,091–2,078). Модель 2 контролировала некоторые переменные, такие как возраст и пол, а Модель 3 дополнительно контролировала другие переменные, такие как курение, и различные статистические модели все еще не меняли статистические результаты (Таблица 2). Результаты кривой выживаемости показали, что пожилые люди с историей операции с общей анестезией будут развивать когнитивные нарушения раньше и чаще (p = 0,013, HR = 1,506, 95% ДИ 1,091–2,078). Рисунок 1 представляет результаты. Однако мы не обнаружили никакого влияния продолжительности анестезии или выбора анестезирующего средства на когнитивные исходы.

Связь между операцией с общей анестезией и структурой мозга (Когорта 2)

Чтобы объяснить возможные механизмы, с помощью которых операция с общей анестезией влияет на cognition, мы добавили данные структурной магнитно-резонансной томографии. На основании того, была ли у них история операции с общей анестезией, эти 194 человека были разделены на группу операции (n = 92) и группу без операции (n = 102) (Таблица 3). Мы в конечном итоге обнаружили, что пожилые люди с историей операции с общей анестезией имели более низкие баллы MoCA и меньший объем правой миндалины (p < 0,05) (Рис. 2). С помощью корреляционного анализа мы обнаружили, что объем правой миндалины был значимо коррелирован (p = 0,003, r = 0,212) с MoCA. Затем с помощью линейного регрессионного анализа (модель посредничества) мы обнаружили, что операция с общей анестезией напрямую влияла на оценку MoCA, влияя на объем правой миндалины (B = 1,315, p = 0,036 95% ДИ 0,088–2,542) (Рис. 3).

Обсуждение

Целью этого исследования было изучить связь между операцией с общей анестезией и когнитивным снижением и изучить возможные механизмы, с помощью которых операция с общей анестезией влияет на когнитивную функцию. Используя два крупных когортных исследования, мы обнаружили, что (1) операция с общей анестезией является фактором риска когнитивного снижения; (2) операция с общей анестезией может влиять на когнитивную функцию, влияя на объем правой миндалины, и между тремя факторами (операция с общей анестезией, правая миндалина и когнитивная функция) может существовать опосредующий эффект. Благодаря этому исследованию мы, возможно, сможем ответить на очень сложный вопрос о том, почему общая анестезия вызывает когнитивное снижение, и предоставить более надежную основу для последующей профилактики и вмешательства.

Существует твердое убеждение, что пожилые люди, перенесшие серьезную операцию, особенно операцию на сердце, подвержены риску когнитивного снижения, длящегося более шести месяцев. Однако, поскольку анестезия и операция часто используются вместе, невозможно сказать, какой фактор играет большую роль в процессе когнитивного снижения. Основываясь на лабораторных и предыдущих данных, мы предполагаем, что как операция, так и общая анестезия могут способствовать развитию деменции. В нашем текущем исследовании мы использовали две community cohorts (сообщества когорт) для изучения связи и возможных механизмов между операцией с общей анестезией и будущим когнитивным снижением, и мы в конечном итоге обнаружили, что операция с общей анестезией является фактором риска когнитивного снижения, независимо от пола, возраста и образования.

Растет осознание того, что воздействие хирургических или анестезирующих препаратов может быть связано с временными или постоянными когнитивными нарушениями, но результаты противоречивы. Например, Минсер и др. обнаружили, что пожилым людям может потребоваться больше времени, чем молодым взрослым, для достижения когнитивного восстановления после немедленной анестезии, но все полностью восстановятся до исходного уровня в течение 30 дней, в то время как в исследовании Юрая Спрэнга и др. они обнаружили, что воздействие общей анестезии для процедур в возрасте ≥ 40 лет не было связано с распространенным легким когнитивным нарушением (MCI) у пожилых людей. Поэтому будущие клинические исследования должны строго ограничивать диагностические инструменты, программы оценки и критерии включения для когнитивных нарушений, чтобы достичь относительно последовательных исследовательских выводов.

Изучение возможных механизмов

Чтобы further explore (дальше исследовать) возможные механизмы, с помощью которых операция с общей анестезией влияет на когнитивные функции, мы затем включили данные магнитно-резонансной томографии. Основываясь на нашем предыдущем исследовании, мы все еще mainly focused (в основном сосредоточились) на effects (влиянии) миндалины на когнитивную функцию. Используя данные 194 пожилых людей, подобранных по возрасту, полу и образованию, мы обнаружили, что пожилые люди с историей общей анестезии имели меньший объем правой миндалины и худшие баллы MoCA. Через correlation analysis (корреляционный анализ) мы обнаружили, что объем правой миндалины положительно коррелировал с общим баллом MoCA. Затем, с помощью linear regression analysis (линейного регрессионного анализа) (mediation model - модель посредничества), мы обнаружили, что операция с общей анестезией напрямую влияла на оценку MoCA, влияя на объем правой миндалины. В предыдущих когнитивных исследованиях MoCA обычно используется как screening tool (скрининговый инструмент) для общей когнитивной функции, и оценка обычно отражает overall cognitive level (общий когнитивный уровень) человека. Основываясь на наших результатах и статистическом анализе, можно сделать вывод, что может существовать связь между общей анестезией, миндалиной и общей когнитивной функцией, однако вышеуказанные выводы все еще need to be further verified (нуждаются в дальнейшей проверке) лонгитюдными исследованиями.

Было предложено, что человеческая миндалина может не только кодировать эмоциональную ценность сенсорных событий, но и более обобщенно опосредовать оценки их relevance (релевантности) для личных целей, включая relevance to action (релевантность для действия) или task-based needs (потребности на основе задач). Более того, было также показано, что миндалина регулирует дополнительные когнитивные процессы, такие как внимание или память. Некоторые ученые предложили, что ранняя атрофия и дисфункция миндалины и гиппокампа могут развиться в biomarkers (биомаркеры) для болезни Альцгеймера. Лан и др. обнаружили, что пожилые пациенты с остеоартритом коленного сустава (KOA) испытали снижение functional connectivity (функциональной связности) (уменьшенная амплитуда колебаний низкой частоты (ALFF) в левой предклиновидной извилине и средней височной извилине) в определенных областях мозга после total knee arthroplasty (TKA) (тотального эндопротезирования коленного сустава). В исследовании Лимора Авиви-Арбер они обнаружили, что удаление зуба у взрослых самок мышей было связано со значительным reduction (снижением) в корковых областях и volume voxel (объеме вокселей), которые участвуют в motor (двигательной), cognitive (когнитивной), emotional (эмоциональной) и processing somatic sensors (обработке соматических сенсоров), а также с increased volume (увеличением объема) в subcortical sensorimotor (подкорковых сенсомоторных) и temporal-limbic frontal regions (височно-лимбических лобных областях) (включая миндалину). Поэтому, combined with (в сочетании) с предыдущими исследованиями и нашим текущим исследованием, мы hypothesized (предположили), что миндалина может быть чувствительной областью мозга во время общей анестезии и key location (ключевым местом) для когнитивного снижения.

Ограничения исследования

В нашем исследовании есть некоторые limitations (ограничения). Во-первых, наше исследование было только cross-sectional study (поперечным исследованием) и не смогло установить причинно-следственную связь между общей анестезией и когнитивным снижением. Во-вторых, relatively small sample size (относительно небольшой размер выборки) уменьшит надежность исследования. В-третьих, в нашем исследовании много confounders (смешивающих факторов), таких как different types of surgery (разные типы операций), different choices of anesthetic drugs (разный выбор анестезирующих препаратов) и different anesthetic durations (разная продолжительность анестезии), которые могут в некоторой степени влиять на результаты исследования. В-четвертых, наше текущее исследование focused solely (было сосредоточено исключительно) на взаимосвязи между миндалиной и общей анестезией, но не учитывало impact (влияние) других когнитивных областей мозга (таких как гиппокамп) на findings (результаты), что, возможно, является greatest limitation (наибольшим ограничением) нашего исследования. Поэтому в future research (будущих исследованиях) мы сосредоточимся на решении этих проблем.

Выводы

Операция с общей анестезией может увеличить риск когнитивного снижения, и ее механизм может быть связан с ее влиянием на объем правой миндалины.

Доступность данных

Наборы данных, использованные и/или проанализированные в ходе текущего исследования, доступны у соответствующего автора по обоснованному запросу.

Благодарности

Мы благодарим Фонд здоровья мозга Шанхая (SHBHF2016001) за его поддержку и спонсорство.

Финансирование

Это исследование было поддержано грантами от проекта клинического исследовательского центра Шанхайского центра психического здоровья (CRC2017ZD02), Шанхайского клинического исследовательского центра психического здоровья (19MC1911100), проекта культивирования многодисциплинарных междисциплинарных проектов в Шанхайском университете Цзяотун (YG2019QNA10), реформы учебных программ Медицинского колледжа Шанхайского университета Цзяотун, программы Фейсян Шанхайского центра психического здоровья (2020FX03), программы Фейсян Шанхайского центра психического здоровья (2018FX05) и Национального фонда естественных наук Китая (82101564). Этот проект также финансировался Институтом когорты здоровья мозга пожилых людей Шанхая, Китайской академией наук (XDA12040101), Шанхайским клиническим исследовательским центром психического здоровья (SCRCMH, 19MC1911100), Национальным фондом естественных наук Китая (82001123) и Комитетом по науке и технологиям Шанхая (20Y11906800).