基于PI3K/AKT信号通路探讨四逆汤
术后认知障碍的机制
李义春1王惠1王明龙1姚卫东1代婀娜2
(山东中医药大学第二附属医院麻醉科,济南,250000;2山东省医学科学院附属医院麻醉科,济南,25003-)
摘要目的:探讨四逆汤作用于PI3KAKT信号通路对术后认知障碍(POCD)的影响。方法:选取2618年2月至2619年6月山东中医药大学第二附属医院收治的手术麻醉患者96例作为研究对象,按照随机数字表法随机分为对照组和观察组,每组49例。对照组给予常规围手术期,观察组加用四逆汤口服。观察不同时期炎症介质、简易精神状态量表、PI3K/AKT信号通路、生命体征变化。结果:2组插入喉罩后即刻(T1)、手术后6山(!2)、24山(丁3)、48山(4)较T0在PI3K、AKT均显著降低,Bcl、Bca较T0均显著升高(P<0.65),且观察组优于对照组(P<0.65)O对照组术后24e术后5d白细胞介素-6(IC-6)、肿瘤坏死因子a(TNF-a)、C反应蛋白(CRP)较前均显著升高(P<6.45),观察组术后24山IL2、CRP、TNF-a较手术前均显著升高(P<6.45),术后5d与术后24山比较均显著下降(P<0.65),与手术前比较差异无统计学意义(P>6.45),术后24e术后5d观察组优于对照组(PvOO)。对照组手术后5d计算力及注意力、延迟回忆、阅读及语言理解、总分较手术前均显著下降(PvOO),而观察组手术后5d较手术前差异无统计学意义(P>6.6
5)O 观察组手术后5d计算力及注意力、延迟回忆、阅读及语言理解、总分显著优于对照组(PvOO)。6组T)在收缩压、舒张压上较T'T均显著下降(PvOO),但2组T6、T)、T6组间比较差异无统计学意义(P>6.65)O结论:四逆汤可通过影响PI3K/AKT信号通路,抑制炎症反应,从而改善POCD,且安全性高。
关键词四逆汤;磷脂酰肌醇3激酶;丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶;信号通路;术后认知障碍;炎症介质;机制;安全性Mechanism of Sini Decachon in the Treetmenh of Postoperrhve Coonitive impairmeeh
Based on PI3K-AKT Sianaling Pathway
LI YVhuq1,WANG HuV1,WANG Mmadmg1,YAO Weidog1,DAI人^6
(-Dejartmeni f ATgsthesiolona,On SeconO J^filiated HospH f Shandofg University f TraOitionol Chinese Medicim M oo250000, COO p;6Dejartmeni f ATostOesiolofa,Affiliated Hospiml of Shandong Aca0ema f Medicol Sciences,3i'nan25063),4hmo') Abstrrct Objective:To exalore the effects of PI3KAKT sianabng pathway og postoperativeivpairment(POCD). Methode:A total of6patients under surgical anesthesia aCmitted to anesthesia department Affiliated Hospital of Shandogg AcaCe-my of Medical Sciences from Fed.9218to Juu.9619were selected as the researchand were randome divided into a。(^上^ grogp and an ogservatiog grogp,with49cases V ea
ch grogp.The grogp(a=49)was given rogtine perioperative treatment, and the ogservatiog grogp(a=49)was given Sin1orally.The changes of miscehaneogs Vflammatoo factors,sivple men-tai state scale, PI3K/AKT pathway and vital sians V diVerent periogs were og served and compared.Respltt:J mmediately after in-sergog of ygygeal mce(Tl):6h(T6),24h(T3):48h(T4)were sianificantly lowca than T0at PI3K and AKT,while Bel and Bca were sianificantly highee than T0(P<0.D),and the ogservvtiog grogp was better than the cogtroi grogp(P<0.D).The ice-els of IL2,TNF-alpha and CRP V grogp Vereaseh sivnificantm24h and5d after operatiog(P<0.D),while the levels of IL2,CRP and TNF-alpha V ogservvtiog grogp Vereaseh sianificantp24h aftes operatiog(P<0.D).The ogservvtiog grogp was better than the grogp at24hogrs and5days aftes operatiodP<0.D).3the grogp,5days aftes the operatiog, computVe power and attentVg,delayed recaC,readVe and languaac comprehens,and total scores were sianificanty lower than those before the operatiotP<0.D).However,there was po smtisticaby sianificant diVerence between the study5days after the operatVg and before the ogerabog(P>0.D):The ogservatiog grogp's ayility and attentiog,delayed recall,reaCinp and languaac comprehensVg,and total scores w ere sianificanty better than those of the grogp op the5th day aftes suraeg(P< 0.D).The systolic and diastolic bloop pressyre of the6gropps of T)were sianificanWa lower than that of T0and T6(P<0.D), but there was po sianificant diVerence between the6gropps of T0,T1,and T6(P>0. D).Conclusion:Sit Decoctiop can ivprove POCD by fecting PI3KAKT sianaling pathway and inhibiting inflammabog.
Key w ords Sit Decoctiop;Phosphatidylinosimi3-6mase;Serine-threoginc protein kinase;Sianaling pathway;Postoperative cop-nitive ivpairment;Lqlammatov factors;Mechanism;Sechrity
中图分类号:R077.5文献标识码:A dot:10.J966/j.msy.1675-7202.2021.08.04
基金项目:国家自然科学基金项目(8H6376);山东省医学科学院院级科技计划青年基金项目(26H29)
作者简介:李义春(1982.06—),男,硕士,主治医师,研究方向:中西医结合麻醉,E-maii:5936473483@qq.am
术后认知功能障碍(Post Operative Cognitire Dysfunction,POCD)是指术后出现认知能力下降,精神错乱、记忆力受损、语言能力下降、焦虑等,是麻醉
术后常见中枢神经系统并发症。目前对该疾病确切
发病机制不明确,一般认为POCD是老年患者中枢神经系统老化、功能减退基础上由多种因素造成中
枢神经递质系统进一步紊乱所出现的急性精神紊乱
综合征,是一个多方面作用下的综合结果,如术前个人情况如患者年龄,术前合并内科疾患,是否嗜酒等,又和手术创伤对患者生理病理影响,术中麻醉方法选择,麻醉及药物使用,麻醉管理等,术后镇痛、睡
眠等有关[6]”对该疾病目前有脑损伤假说、中枢神经递质系统功能受抑制假说。报道称,术中麻醉应
激抑制不全、麻醉过浅、术后镇痛不足,都可能通过应激反应引起中枢神经系统炎症反应和神经细胞损伤,促使POCD发病率增高⑶。在上目前尚无
特异性方法,基于POCD临床表现多样,记忆力损伤不同,这些提示我们应在研究中积极探索,充分运用
中医药调整机体整体状态和功能保护,发挥中医药
治未病理念。从中医角度看,POCD属于痴呆、健忘范畴,因“脑为髓海”“髓海有余、则轻劲多力,自过
其度”“肾精不足,则志气衰,不能通于心,故迷惑善忘矣”故肾或命门亏虚,肾精不足,则髓海空虚,使人善忘,其病机为本虚标实证,脏腑虚衰为本,痰浊、毒邪等邪实为标⑷。在上宜补益气血、活血化
瘀。本次采用四逆汤口服POCD取得较好结果”现报道如下”
1资料与方法
11一般资料选取2015年2月至2016年6月山东中医药大学第二附属医院收治的手术麻醉患者92例作为研究对象,按照随机数字表法随机分为对照组和观察组,每组44例”对照组中男26例,女20例,年龄60.2-71.2岁,平均年龄(65.33±3.25)
岁,手术时间82.5-191.5min,平均手术时间(100.55±19.44)min,美国麻醉师协会(American Society oU Anesthesiologists,ASA)分级:I级16例,II 级33例,体质量指数20.5~26.7kn/m2,平均体质量指数(23.57±3.25)kg/m2,失血量209.5-221.2mL,平均失血量(213.44±4.65)mL,补液量1532~1798mL,平均补液量(1643±145)mL,尿量17&5~232.8mL,平均尿量(195.84±27.65)mL o 观察组中男27例,女19例,年龄51.2-77.5岁,平均年龄(55.27±  3.23)岁,手术时间24.5-117.5min,平均手术时间(160.51±15.44)min,ASA 分级:I级16例,I级31例,体质量指数20.5-27.4k//m2,平均体质量指数(23.55±3.27)k//m2,失血量20&4~21&5mL,平均失血量(213.46±4.68)mL,补液量1531-1767mL,平均补液量(1644±147)mL,平均缺尿量(195.26±27.81)mL”2组患者一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经山东中医药大学第二附属医院伦理委员会审核批准(伦理审批号:2018年第4号)。
1-2诊断标准参考《内科学》中关于POCD诊断标准[5],即患者在手术后数天内发生的可逆和波动性的急性精神紊乱综合征,包括意识、认知、记忆、定向、精神、运动、行为以及睡眠等方面的紊乱。中医
诊断标准参考《中药新药临床研究指导原则》6]进行,辨证为痴呆。主证为计算力及注意力差,无法延
迟回忆;次证为表情冷漠,神疲乏力,腰膝酸软、舌质淡暗,有瘀点和刺痛,脉弦滑。
1.3纳入标准1)年龄26~82岁,性别不限;2)符
合以上诊断标准,病史资料完整;3)有良好依从性,
能积极配合,签署知情同意书;4)体质量指数<33kg/m2”
1-2排除标准1)术前即存在认知功能不全、严重
最新音乐网精神性疾病、阿片类药物依赖,乙醇依赖;2)曾受过脑部外伤或不排除有严重器质性颅脑病变者;3)基础心率<55次/min,有严重心脏传导系统阻滞,起搏器植入状态;4)手术前4周使用a受体激动剂或a受体拮抗剂。
1.5脱落与剔除标准1)术中出现难以控制低血
压、高血压、心动过缓、心动过速者;2)术后出现心肌梗死、心力衰竭、栓塞等并发症者。
1-2方法术前不使用药物,入室后给予常规监护,给予外周静脉置管,给予复方电解质注射液
(河北天成药业有限公司,生产批号:293829368) 500mL静脉滴注,面罩吸氧,氧流量为3L/min”监测血压采用桡动脉穿刺置管,连接一次性压力传感器。使用脑电双频指数检测仪检测患者镇静深度。均采用硬膜外麻醉,先静脉推注(江苏恩华
药业股份有限公司,生产批号:283961)1mg,然后1%利多卡因(北京市永康药业有限公司,生产批号: K8394)20mL经腹股沟处入路在神经刺激仪引导下行患肢股神经阻滞,效果确切后侧卧手术床,患肢朝
上,选择L66/L/6间隙,以改良Tnohy穿刺针行硬膜外穿刺,成功后使用腰麻导管(Brunn公司,美国, 22G)通过Touhy针进入蛛网膜下腔,拔出针芯后将
导管置入4 cm ,见有脑脊液流出后注射0. 75%布比 卡因(山东华鲁制药有限公司,生产批号:293-22)和
嘿老头主题曲
灭菌注射用水(山东华鲁制药有限公司,生产批号:
398-23) 1: 1体积混合的比重液2.7 mL ,速率为 0. 05 mL/s ,6 min 后测试麻醉平面,未达到T16则
追加0.7-1 mL
o 稳定后静脉注射丙泊酚(北京费
森尤斯卡比医药有限公司,生产批号:2232) 1 ~
2 mg/kg,(国药集团工业有限公司廊坊分公
好听的街舞歌曲司,生产批号:1〈8989)1弘//怎,插入喉罩接麻醉机保
留自主呼吸,吸入七氟烷维持合理生命体征值。注 重监测心电图、无创血压、血氧饱和度、心率等。手
术结束前5 min 停止用药,符合拔管条件者拔管后 结束麻醉。观察组在以上基础上从手术前1 d 开始
口服四逆汤,药物组成有附子6 /、干姜16 /、甘 草10 /、葛根16 /、淫羊藿16 /、木犀草5 /中药由
本院中药房提供,制剂科煎煮中药,每日1剂,水煎 煮,取汁390 mL,分早晚各服用1次,手术当日术后
6 h  口服,连续服用5 d o
6 7观察指标1)观察2组置管成功后(T0)、插
入喉罩后即刻(T1)、手术后6 h(T2)、24 h(T3)、
48 h(T4)脑脊液磷脂酰肌醇3激酶(PI3K )、丝氨酸-
苏氨酸蛋白激酶(AKT )、抗凋亡蛋白(Bel )、前凋亡
蛋白(Bax )变化并比较7]
o 取脑脊液标本,以
3 000 r/mio,离心半径5 cm,离心郭宴青
4 min 后收集上层
清液,采用蛋白电泳方法对提取脑脊液进行浓度测
定。取160 pL 蛋白液中加入缓冲液变性,计算上样量,电泳后用聚偏氟乙烯(PVDF )膜转印,封闭0 h ,
稀释后孵育,TBS 液洗3次,将滤膜放入显涩液中采
用计算机扫描图像,分析PI3K 、AKT 、Bct 、Bax 含量。 2)观察0组手术前、术后24 h 、术后5 d 炎症介质指 标变化并比较。空腹抽取静脉血,3 000 r/mio,离心
半径5 cm ,离心5 min 收集血清,置于-20七冰箱中 保存,采用酶联免疫吸附试验法检测白细胞介素7
(IL-6)、肿瘤坏死因子-7(TNF-7)、C 反应蛋白 (CRP ),试剂均由武汉彼得科技有限公司提供。3)
观察2组手术前、术后5 d 简易精神状态量表
(MMSE)评分变化并比较[8],该量表包括定向力、即
刻回忆、计算力及注意力、延迟回忆、命名、复述、阅
读及语言理解、视空间,总分为30分,>27分为正 常。4)观察2组置管成功后(T0)、插入喉罩后即刻
(T1)、手术结束时(T2)收缩压、舒张压、心率变化并 比较,所有数据均以心电监护仪器显示为准。
6 8统计学方法 采用SPSS  22. 4统计软件进行
数据分析,计量资料用均数土标准差(x ±e 表示,本
研究所有数据均符合正态分布,采用t 检验,以p<
0. 05为差异有统计学意义。2结果
2. 1 2组患者PI3IKAKT 信号通路比较2组患者
T0各指标比较差异无统计学意义(P>0. 05),2组 T1、T0、T3、T4 较 T0 在 PI3IJAKT  均显著降低,Bet 、 Bax 较T0均显著升高(P<0. 05),且观察组优于对
照组(P<0.05)。见表1。
2.0 2组患者炎症反应指标比较2组患者手术前
各指标比较差异无统计学意义(P>0. 05),对照组
术后24 h 、术后5 d 的IL-6、CRP 、TNF-7较前均
显著升高(P<0.05),观察组术后24 h  IL-6、CRP 、
TNF-7较手术前均显著升高(P  <0.05),术后5 d 与
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术后24 h 比较均显著下降(P<0.05),与手术前比
较差异无统计学意义(P>0.05),术后24 h 、术后5 d  观察组优于对照组(P<0.05)。见表0
o
表1 0组患者PI3K/AKT 信号通路比较(士s,p//mL )
注:与本组T0比较,P<0. 05;与对照组不同时间点比较,△ P<0.05
组别
PI3K AKT Bel Bax
对照组5=46)
T0
33. 34 ±3. 1536 55 ±2. 99  5. 52 ±2 34  4.51 ±2 07T125. 33 ±2. 45*20. 15 ±2. 16*16. 77 ±3.55*8.03 ±3.41 *
T020. 11 ±655*15. 53 ±1.07*26 53 ±3. 09*
14. 77 ±4.57*T3
13. 55 ±622*12. 21 ±1.22*
28. 33 ±4.53*19. 94 ±5.01 *T49. 11 ±6 71 *
7. 2 ±0.97*
35. 11 ±5. 15 *22. 14 ±6. 45 *观察组5=46)
T0
33. 35 ±3. 1636 57 ±2. 99
5. 53 ±2.53
4. 49 ±2 65
T1
28. 35 ±2. 77 *△27. 45 ±2. 45 *a 10. 44 ±2 89 *a    6. 84 ±2 77 *a T023. 55 ±6 89 *△20. 99 ±1.43 *a 15. 23 ±3. 42*a
10.51 ±3. 14 *a
T3
18. 89±657*a 16. 75 ±1.36 *a 20. 14 ±3. 89 *a 14. 35 ±4. 20 *a T4
13. 34 ±6 29心
16 44 ±1. 12 *a
25. 61 ±4. 14 *a
19. 94 ±4. 89 *a
注:与本组手术前比较,* P<0. 05 ;与对照组不同时间点比较,△ P<0. 05
表2
2组患者炎症指标比较(士s)
组别
IC-6(p//mL )
CRP( m/mL )
TNF-a( p/ZmL )
对照组5=46)
手术前20. 33 ±3 38  1.55 ±0. 4531. 55 ±3. 11术后d  e 83. 34 ±13. 55*
18. 99 ±3 45 *89. 95 土 10. 38 *
术后5 d
寂寞的天空
40. 11 ±7. 83 *7. 81 ±1.42*
42. 55 ±7. 82*观察组5=46)手术前20. 34 ±2. 38  1.57 ±0. 4731.57 ±3. 15术后i  e 38. 95 ±7. 88 *A
8.45 ±1.23*a 38.99 ±5. 19 *A 术后5 d
23.31 ±3 29A
2. 14 ±0.41a
30. 15 ±2. 99a
表3 2组患者MMSE 评分比较(士s,分)
组别
定向力
即刻 回忆计算力及 注意力延迟 回忆
命名复述
阅读及语言 理解
视空间总分
对照组5=45)
手术前
手术后5 d
9. 54 ±1.549.51 ±1.32  2. 89 ±0. 442. 91 ±0. 45  4. 81 ±1.494.01 ±1.91 *2. 87 ±0.572. 38 ±0.41  2. 11 ±0.01* 2. 12 ±0. 02  1.02±0. 041501±0505  4. 57 ±0. 154.01 ±0. 11 *1.95 ±0. 281.99 ±0. 2528. 99 ±1.01
25.43 ±2 19*
观察组5=46)
手术前9. 55 ±1.52  2. 99 ±0. 45  4. 32 ±1.55  2. 8 ±0.55  2. 12 ±0. 02  1.01 ±0. 05  4.08 ±0. 19  1.07 ±0. 2529.01 ±1.02手术后5 d
9. 54 ±1.53
2. 8 ±0. 45
4. 30 ±1.49
2. 8 ±0.54
2. 15 ±0. 03
1.03±0. 03
4. 65 ±0. 19
1.07 ±0. 23
29. 00 ±1.04
注:与本组前比较2 P<0. 05
2.3 2组患者MMSE 评分比较2组患者手术前
各指标比较差异无统计学意义(P>0.05),对照组 手术后5 d 计算力及注意力、延迟回忆、阅读及语言
理解评分和总分较手术前均显著下降(P  <0. 05),
而观察组手术后5 d 较手术前差异无统计学意义
(P 〉。..)”观察组手术后5d 计算力及注意力、
延迟回忆、阅读及语言理解、总分显著优于对照组
(Pv 。..)” 见表 3o
2.2 2组患者生命体征指标比较2组患者T0、T2
各指标比较差异无统计学意义(P  >0.05) ,2组T1 在收缩压、舒张压上较T0、T2均显著下降(P  <
0. 05),但2组T0、T1、T2比较差异无统计学意义 (P>0.05)” 见表4o
表4 2组患者生命体征指标比较
(兀 士s,l  mm  H/ =5. 133 kPa)
组别
收缩压( mmH/)
舒张压( mmH/)
心率 (次/min  i
对照组5二:47)
T0
120. 77 ±21. 23
77.33 ±5. 77
70. 35 ±4.57T194. 55 ± 10. 45* 57. 38 ±4. 55*
57. 99 ±4. 2T2
125. 55 ±20. 1577. 2 ±5. 7770. 32 ±4. 55观察组5 =:47)
T0
120. 77 ±21. 21
75. 34 ±5. 77
70. 39 ±4. 55T195. 2 ±10.44* 55. 2 ±4. 57*
70. 2 ±4.23T2
123. 99 ±20. 2
75. 83 ±5. 71
70. 2 ±4.41
注:与本组T0比较2 P<0. 053讨论
POCD 好发于老年手术患者,因脏腑功能衰退,
气血亏虚,肾精不足,加风火、痰浊等相互博结,邪毒 积于脑窍,则脏腑代谢功能失常,损伤脑络表现为意
识、思维、定向、记忆力等功能紊乱⑼”该疾病病位 在脑,脾肾虚弱,髓海不足,加痰浊瘀血内停等引起
POCD o 在四逆汤药物组成中,以甘草为君,干姜为
臣,附子为佐使药”记载称,甘草性甘温,温养阳气; 姜附辛温,助阳胜寒;甘草得姜、附肾阳,温中寒,能
水中补暖;而姜助甘草通关节,走四肢,能逐阴回阳, 肾阳鼓,寒阴消,则阳气外达而脉升,手足温「讪”葛
根能解表退热、生津止渴;淫羊藿是补肾之常见用 药;木犀草具有抗氧化、抗炎,减少氧化应激损伤,细 胞修复和抗凋亡作用,能改善山萇菪碱诱导记忆减
退,有效降低缺血再灌注神经损伤[1]”淫羊藿能调 节0淀粉样蛋白生成和细胞内钙稳态,抑制蛋白磷 酸化,抗氧化应激,能通过增加胰岛素生长因子、脑
源性神经生长因子从而加强PI3K/AKT 信号通路传 导[2] ”葛根素可通过激活PI3QAKT 信号通路从 而降低Bax 表达和细胞素C 释放,减少A0诱导 海马神经元凋亡,对缺血半暗带区域神经细胞凋亡
有减缓作用”甘草有抗炎、降血脂、抗肿瘤等作用,
可对抗神经元和胶原细胞凋亡,对神经细胞有保护
作用⑴打附子能抗肿瘤、抗炎、抗氧化、保护心血管 细胞,可改善神经功能;干姜能抗氧化、清除氧自由
基、抑制血小板聚集、抗炎、抗过敏作用帥]”
手术作为强烈应激原,可引起机体强烈而持续
应激反应,进而影响记忆并使海马受损,机体受刺激
时神经冲动传导至下丘脑,引起神经元分泌增加刺
激腺垂体ACTH分泌,机体分泌大量肾上腺皮质激素,导致内环境改变。而大量皮质醇长时间作用于
海马细胞则会影响学习能力。另外手术期间因创
伤、输液、出血、低体温等诱发机体炎症反应活化脑
内小胶质细胞,释放出多种细胞因子,如IL-6、CRP 等,补体、细胞毒性物质,自由基介导炎症损伤产生
神经毒性,诱导神经细胞凋亡76]o且这些细胞会减少中枢神经系统神经递质释放,从而影响认知功能。另外,围手术期产生的生理学、病理学和心理学改变,如社交运动减少,痛觉敏感等会通过TNF6、、L-6等增加外周和中枢神经系统敏感性,产生广泛效应,间接影响认知功能76。结果显示,加用四逆汤后IL-6、CRP、TNF-7水平显著下降,且术后5d 恢复至手术前水平,可见该汤剂能抑制炎症反应。
PI3K/AKT是经典抗凋亡信号传导通路,其能影响下游凋亡相关蛋白,细胞周期调节蛋白等效应分子活化过程,在细胞凋亡、增殖、膜泡转运和细胞恶性病变中发挥重要作用。PI3K是磷脂激酶家族重要成员,能特异性催化磷脂酰肌醇脂类激酶作用,是参与细胞内信号转变的分子之一,在功能上是AKT主要调节者74]o中枢神经系统病变时该通路被激活,通过调节Bet家族活性,促进凋亡蛋白Bad 磷酸化,抑制细胞凋亡蛋白Bet抗凋亡作用7676]o 同时该通路被激活后能促进细胞凋亡蛋白Bax磷酸化而失活,抑制细胞凋亡,活化的AKT能阻止线粒体释放细胞素C和凋亡诱导因子,抑制细胞凋亡。且PI3K/AKT信号通路通过调节神经系统凋亡和自噬细胞成活,参与中枢神经退变中,激活后保护神经细胞70]。结果显示,经后PI3IJAKT均显著下降,而Bet,Bax均显著升高,且使用四逆汤后升降幅度更大,可见四逆汤可通过影响PI3K/AKT信号通路从而促进认知功能恢复,且结合在血压、心率上均无变化,说明该方剂安全性高。但本研究未从远期和分子水平进行研究,对恢复程度也未进行比较,值得进一步探讨。
参考文献
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(2216-09-25收稿责任编辑:王明)