Vagal sinirin elektrik stimülasyonu, yaşlı sıçanlarda iltihaplanmayı önler ve erken postoperatif kognitif disfonksiyon için faydalıdır

Postoperatif kognitif disfonksiyon(POCD) cerrahi ve genel anestezinin ciddi bir komplikasyonudur. Anestezi ve cerrahi sonrası hastaların % 14’ünde bilişsel düşüş ve mental etkilenim tespit edildi. Bir hasta 60 yaşından büyükse ve kardiyak olmayan bir cerrahi geçirdiyse POCD görülme olasılığı yüksektir bu da hem morbidite hem de mortaliteyi arttırır. Bu kognitif disfonksiyonlar, dil anlama, dikkat, sosyal entegrasyon ve kısa süreli hafızanın etkilenmesi ile ilgilidir. Ayrıca POCD iyileşme sürecini uzatabilir ve hastaların yaşam kalitesini düşürebilir. Yaşlı hastaların ameliyatının daha uzun sürmesi, yoğun bakım ünitesinde daha uzun kalması ve mekanik ventilasyon süresinin uzun olması gibi postoperatif kognitif gerileme oluşması için birçok risk vardır. POCD’nin, altta yatan patojenik mekanizmaları henüz tam olarak bilinmemektedir.

Sistemik inflamasyon POCD oluşumu için önemli bir etkiye sahiptir. Cerahini oluşturduğu travma ve inhale anestezikler sistemik inflamatuar yanıt oluşturur. Bu da kan beyin bariyerinin bozulmasına nöroenflamasyona ve postopeartif kognitif disfonksiyona yol açar.Dolayısıyla bu sistemik enflamasyonu inhibe etmek, bilişsel işlev bozukluğunu önleyen ve / veya tedavi eden potansiyel bir strateji olabilir. Vagal sinirin, enflamatuar yanıtla bağlantılı olduğu tespit edilmiştir, vagal sinirin aktivitesi TNF-a ve diğer pro-enflamatuar sitokinleri baskılayabilir. Bu anti-inflamasyon yayı, kolinerjik anti-inflamasyon yolu olarak iyi bilinmektedir. Vagal sinir, hipotalamik-hipofiz-adrenal eksen, kortizol salınımı ve vagovagal refleks ile enflamatuar cevabı düzenler. Vagal sinir stimülasyonunun (VNS) antiinflamatuar etkileri ilk olarak Borovikova ve meslektaşı tarafından araştırıldı. Vagal nörotransmitter olarak sadece asetilkolinin lipopolisakkarit ile uyarılmış insan makrofaj kültürlerinde enflamatuar sitokin salınımını engellediğini değil, aynı zamanda direkt VNS’nin de sistemik enflamatuar tepkisini azaltabildiğini ve enflamatuar sitokin sentezini azaltarak enfeksiyöz şokun ilerlemesini önlediğini bulmuşlardır. Çalışmalarının ardından, VNS’nin anti-enflamasyon mekanizmaları sistematik olarak araştırıldı. Tüm mekanizmalar ve sinyal yolu tamamen bilinmemekle birlikte, geniş yelpazedeki inflamatuar bozukluklar VNS ile azaltılabilir. İlk olarak, bu çalışmanın amacı, cerrahi ve genel anestezinin sistemik ve nöro-enflamatuar yanıtı artırıp azaltmayacağını ve yaşlı sıçanlarda bilişsel fonksiyonu bozup bozmadığını göstermekti. İkincisi, VNS’in bilişsel işlev bozukluğunu iyileştirici etkilerini enflamatuar yanıtı engelleyerek değerlendirmekti.

Sıçanlar bir kafese yerleştirildi 10 dakikalık stabilizasyonun ardından kalp atım hızı temel çizgi olarak kaydedildi. Boyun kıllarında traş ve cilt temizliği, aseptik boyun cildinde teknik ventral orta hat kesi yapıldı. Daha sonra cilt ve kaslar geri çekildi. Çünkü sağ vagal sinir öncelikle atriya ve sinoatriyal düğüme zarar verir ve bu stimülasyon kardiyak ritmde önemli değişikliklere neden olabilir. Aynı zamanda, sağ VNS daha küçük kardiyorespiratuar yanıt üretir, bu nedenle sağ vagal sinire stimulasyon uygulanır. Sağ servikal vagal sinir ve ortak karotid arter demetini izole eden 1.5 mm çapında bir gümüş bipolar manşet elektrodu sinir demetinin etrafına hafifçe sarılmış ve sternokleidomastoid kasa sabitlenmiştir. Daha sonra elektrot uyarıcıya bağlandı. 

Çalışmada neden sağ vagal sinirin uyarıldığına gelince, bu kalp hızı uyarıldığı zaman açıkça değiştiğinden kaynaklanmaktadır. Başka bir deyişle, kalp atış hızı değişikliği, sadece VNS’nin başarılı olduğunun kanıtı değildir, aynı zamanda stimülasyon yoğunluğu ve frekansı gibi stimülasyon parametrelerinin düzenlenmesi için temeldir. Bu çalışmada, stimülasyonun başlamasından 3 dakika sonra, kalp atış hızı, temel kalp atış hızının yaklaşık% 85’ine ve stimülasyonun durmasından 10 dakika sonra, kalp atış hızı, temel seviyeye yükseldi. Operasyon sırasında, sürekli VNS operasyon bitene kadar kalp atış hızını bu seviyede tuttu. Ek olarak, sağ VNS, dolaşım ve solunumda sol VNS’den daha hafif kesiklik yaratabilir.

Daha önemlisi, vagal sinirin, kolinerjik anti-enflamasyon yolu olarak bilinen inflamasyon düzenlemesinde anahtar rol oynamasıdır. Vagal sinir efferent lifleri, makrofajlar üzerine özel reseptör ile bağlanan ve TNF-a’nın üretimini ve salımını engelleyen asetilkolin salgılar. Çalışmada, VNS’nin sadece TNF-a ve IL-6 gibi serumdaki proinflamatuvar sitokin seviyelerini düşürmediğini, ayrıca hipokampustaki TNF-α proteini ve transkripsiyon faktörü NF-κB’nin düşürüldüğü belgelenmiştir. VNS tarafından. IL-10 seviyesine gelince, S ve SV grupları arasında anlamlı bir fark yoktu. Vagal sinirin anti-enflamasyon etkilerinin, anti-enflamatuar sitokinlerin yükselmesine değil, pro-enflamatuar sitokinlerin inhibisyonuna odaklandığı sonucuna varılmıştır. 

Bu çalışma cerrahi ve genel anestezinin sistemik ve lokal inflamasyona neden olabileceğini göstermiştir. Aynı zamanda, farelerin bilişsel işlevi de zarar gördü. VNS, iltihaplanmanın POCD’ye neden olmasını bir dereceye kadar engelleyebilir. Ancak, bu VNS’nin etkilerinin korunması yetersizdir. Belki VNS’nin diğer tedavilerle kombinasyonu daha iyi klinik etkiler sağlayabilir, bunun gelecekte araştırılması gerekir.