DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2025.1690354
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41585090
تاريخ النشر: 2026-01-02
المؤلف: Yipeng Su وآخرون
الموضوع الرئيسي: اضطرابات الإدراك في وحدة العناية المركزة
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث الاضطرابات العصبية المعرفية المحيطة بالجراحة (PNDs)، والتي تعد مضاعفات عصبية شائعة لدى المرضى الجراحيين المسنين، مما يؤدي إلى زيادة الإعاقة والموت بعد الجراحة. تستعرض المراجعة الأدلة الحالية المتعلقة بالتغيرات الهيكلية والوظيفية في حاجز الدماغ الدموي (BBB) التي تسهم في نشوء PNDs، بهدف تحديد استراتيجيات وقائية مبتكرة وأهداف علاجية محتملة.
يبرز المؤلفون عدة فرضيات تتعلق بالآليات الكامنة وراء PNDs، بما في ذلك الالتهاب العصبي، والاختلالات في الناقلات العصبية أو المستقبلات، وتراكم بيتا-أميلويد (Aβ)، وفوسفورية بروتين التاو، والإجهاد التأكسدي، وعدم التوازن في توازن الحديد، والاضطرابات في إيقاعات الساعة البيولوجية، والتغيرات في ميكروبيوتا الأمعاء. ومن الجدير بالذكر أن الضرر الذي يلحق بحاجز الدماغ الدموي يتم التأكيد عليه كعامل حاسم في تطور PNDs. تسعى المقالة في النهاية إلى تقديم رؤى حول دور التغيرات في BBB في نشوء PND، وبالتالي تقديم طرق جديدة للوقاية والعلاج.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة الاضطرابات العصبية المعرفية المحيطة بالجراحة (PNDs)، والتي تشمل تغييرات نفسية عصبية متنوعة تحدث حول وقت الجراحة، خاصة لدى المرضى المسنين. تشير الدراسات إلى أن حوالي 25.8% من هؤلاء المرضى يعانون من ضعف إدراكي خلال أسبوع بعد الجراحة، مع 9.9% يعانون من مشاكل إدراكية طويلة الأمد تتجاوز الثلاثة أشهر. ترتبط PNDs بإقامة طويلة في المستشفى وزيادة مخاطر الخرف والوفيات على المدى الطويل، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات علاجية فعالة، حيث لا توجد طرق وقائية أو علاجية مثبتة حاليًا.
يؤكد المؤلفون على الدور الحاسم لخلل حاجز الدماغ الدموي (BBB) في بدء وتطور PNDs. يتكون BBB من مكونات خلوية متنوعة، ويحافظ على توازن الجهاز العصبي المركزي ويمنع دخول المواد الضارة إلى الدماغ. تحدد الورقة عدة آليات مرضية مرتبطة بـ PNDs، بما في ذلك الالتهاب العصبي واضطراب ميكروبيوتا الأمعاء، التي تسهم في تلف BBB. تم ربط مستويات مرتفعة من علامات الالتهاب بعد الجراحة بضعف BBB والتدهور الإدراكي اللاحق. يجادل المؤلفون بضرورة اتباع نهج مركزي حول BBB لفهم PNDs، مقترحين أن خلل BBB يعمل كنقطة محورية لمجموعة متنوعة من المسارات المرضية، مما يوفر رؤى جديدة حول الأهداف العلاجية المحتملة والاستراتيجيات الوقائية التي تهدف إلى الحفاظ على سلامة BBB.
نقاش
يسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على الدور الحاسم للالتهاب العصبي وخلل حاجز الدماغ الدموي (BBB) في تطور الاضطرابات العصبية المعرفية المحيطة بالجراحة (PNDs). يؤدي الالتهاب الجهازي، الذي ي triggered بواسطة الجراحة والتخدير، إلى تعطيل BBB، مما يسمح للإشارات الالتهابية المحيطية بالتسلل إلى الجهاز العصبي المركزي (CNS). يؤدي هذا التسلل إلى تنشيط مسارات الالتهاب، مثل مسارات عامل النسخ النووي كابا ب (NF-κB) ومسارات إنزيم NOD-like receptor pyrin domain-containing 3 (NLRP3)، مما يؤدي إلى تنشيط الخلايا الدبقية وتوجهها نحو نمط M1 الالتهابي. يتسبب الالتهاب العصبي الناتج في تلف المشابك والشبكات العصبية، مما يسهم في التدهور الإدراكي. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي إفرازات إنزيمات المصفوفة المعدنية (MMPs) والسيتوكينات الالتهابية إلى تغيير سلامة الوصلات الضيقة (TJ)، مما يزيد من نفاذية BBB ويسهل هجرة الكريات البيضاء إلى CNS.
يناقش القسم أيضًا التفاعل بين الالتهاب العصبي واضطراب الناقلات العصبية، خاصة في النظام الكولينيرجي. يقلل التخدير والجراحة من أعداد خلايا الأعصاب الكولينيرجية وتعبير مستقبلات الأسيتيل كولين، مما قد يزيد من نفاذية BBB ويسهم في PNDs. علاوة على ذلك، تم تحديد تراكم بروتينات الأميلويد-بيتا (Aβ) وبروتينات التاو، والإجهاد التأكسدي، واضطراب الحديد، واضطراب إيقاع الساعة البيولوجية، وتغيرات ميكروبيوتا الأمعاء كعوامل إضافية تضعف سلامة BBB وتعزز الالتهاب العصبي. تؤكد الورقة على الحاجة إلى استراتيجيات علاجية مستهدفة تهدف إلى الحفاظ على وظيفة BBB وتخفيف الالتهاب العصبي، بما في ذلك التدخلات الدوائية والنهج غير الدوائية مثل الوخز بالإبر الكهربائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على الطبيعة متعددة العوامل لـ PNDs وأهمية BBB كهدف علاجي في الوقاية منها وعلاجها.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2025.1690354
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41585090
Publication Date: 2026-01-02
Author(s): Yipeng Su et al.
Primary Topic: Intensive Care Unit Cognitive Disorders
Overview
This section of the research paper discusses perioperative neurocognitive disorders (PNDs), which are prevalent neurological complications in elderly surgical patients, leading to increased postoperative disability and mortality. The review synthesizes current evidence regarding the structural and functional alterations in the blood-brain barrier (BBB) that contribute to the pathogenesis of PNDs, aiming to identify innovative preventive strategies and potential therapeutic targets.
The authors highlight several hypotheses related to the mechanisms underlying PNDs, including neuroinflammation, abnormalities in neurotransmitters or receptors, beta-amyloid (Aβ) accumulation, tau protein phosphorylation, oxidative stress, imbalances in iron homeostasis, disruptions in circadian rhythms, and alterations in gut microbiota. Notably, damage to the BBB is emphasized as a critical factor in the development of PNDs. The article ultimately seeks to provide insights into the role of BBB changes in PND pathogenesis, thereby offering new avenues for prevention and treatment.
Introduction
The introduction of the paper discusses perioperative neurocognitive disorders (PNDs), which encompass various neuropsychological changes occurring around the time of surgery, particularly in elderly patients. Studies indicate that approximately 25.8% of these patients experience cognitive impairment within a week post-surgery, with 9.9% suffering from long-lasting cognitive issues beyond three months. PNDs are linked to prolonged hospital stays and increased risks of dementia and long-term mortality, highlighting the need for effective therapeutic strategies, as no established preventive or treatment methods currently exist.
The authors emphasize the critical role of blood-brain barrier (BBB) dysfunction in the onset and progression of PNDs. The BBB, composed of various cellular components, maintains central nervous system homeostasis and prevents harmful substances from entering the brain. The paper identifies several pathological mechanisms associated with PNDs, including neuroinflammation and gut microbiota dysbiosis, that contribute to BBB damage. Elevated levels of inflammatory markers post-surgery have been correlated with BBB impairment and subsequent cognitive decline. The authors argue for a BBB-centric approach to understanding PNDs, proposing that BBB dysfunction serves as a central hub for various pathological pathways, thereby offering new insights into potential therapeutic targets and preventive strategies aimed at preserving BBB integrity.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical role of neuroinflammation and blood-brain barrier (BBB) dysfunction in the development of perioperative neurocognitive disorders (PNDs). Systemic inflammation, triggered by surgery and anesthesia, disrupts the BBB, allowing peripheral inflammatory signals to infiltrate the central nervous system (CNS). This infiltration activates inflammatory pathways, such as the nuclear factor-kappa B (NF-κB) and NOD-like receptor pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasome pathways, leading to microglial activation and polarization towards a pro-inflammatory M1 phenotype. The resulting neuroinflammation damages synapses and neural networks, contributing to cognitive decline. Additionally, the secretion of matrix metalloproteinases (MMPs) and pro-inflammatory cytokines alters tight junction (TJ) integrity, further exacerbating BBB permeability and facilitating leukocyte migration into the CNS.
The section also discusses the interplay between neuroinflammation and neurotransmitter dysregulation, particularly in the cholinergic system. Anesthesia and surgery reduce cholinergic neuron populations and acetylcholine receptor expression, which may increase BBB permeability and contribute to PNDs. Furthermore, the accumulation of amyloid-beta (Aβ) and tau proteins, oxidative stress, iron dysregulation, circadian rhythm disruption, and gut microbiota alterations are identified as additional factors that compromise BBB integrity and promote neuroinflammation. The paper emphasizes the need for targeted therapeutic strategies aimed at preserving BBB function and mitigating neuroinflammation, including pharmacological interventions and non-pharmacological approaches like electroacupuncture. Overall, the findings underscore the multifactorial nature of PNDs and the importance of the BBB as a therapeutic target in their prevention and treatment.