目的:通过建立老龄SD大鼠认知功能障碍模型,观察七氟醚麻醉对老龄大鼠海马神经细胞线粒体和线粒体相关内质网膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membrane,MAMs)结构与功能的影响,探讨线粒体和MAM结构与功能异常在认知功能障碍中可能的作用机制。方法:将18月龄的SPF级SD大鼠30只随机分为2组:模型组(M组)、空白对照组(C组),每组各15只。MMDV3100生产商组吸入3%七氟醚2小时行胫骨骨折内固定手术,术后腹腔内注射丁丙诺啡镇痛。C组仅吸入50%空氧混合气体(2L/min)小时和术后镇痛。各组SD大鼠在造模前6d和造模后1d分别行Morris水迷宫实验,记录各组大鼠逃避潜伏期、游泳距离、60s内穿越平台次数、平台所在象限(第3象限)活动距离和时间。在造模后的第1d、第3d、第7d行旷场实验,记录箱中大鼠的总路程和平均速度,之后各组随机抽取5只大鼠,断头取脑,在冰浴中分离双侧海马组织,提取海马神经细胞线粒体,检测线粒体呼吸链复合物(mitochondrial respiratory chain complexes,MRCC)Ⅰ-Ⅳ的活性,用免疫荧光法检测线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生量,用高效液相色谱测定二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)、一磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)、磷酸肌酸((Phosphocreatine,PCr);用透射电子显微镜观察老龄化大脑海马神经细胞线粒体和MAMs结构和形态的变化。结果:1、动物行为学测试结果:(1)水迷宫实验:M组造模后1d、3d逃避潜伏期(Escape latency,El)和游泳距离(Swim path,Microbiology educationSp)较C组延长(P<0.05);M组造模后1d、3d、7d平台所在象限活动距离(Activity path,Ap)、时间(Dwell time,Dt)以及穿越平台次数(Crossing number,Cn)较C组减少(P<0.05)。造模后7d,两组间差异减小。(2)旷场实验:与C组相比,M组总路程和平均速度减少(P<0.05)。2、MRCC检测结果显示:相较于C组,M组造模后1d、3d、7d,MRCCⅠ-Ⅳ的活力均下降。3、免疫荧光检测ROS生成量结果:与C组相比,M组造模后,海马区细胞ROS生成量增加。4、高效液相色谱测定结果显示:C组和M组PCr含量造模后1d,3d和7d无统计学差异(P>0.05),但M组PCr含量在造模后1d和3d呈现增高的趋势。5、透射电镜结果显示:(1)造模后1天:C组细胞内细胞器丰富,可观察到线粒体丰富且结构清晰,线粒体嵴多数排列整齐,无肿胀,无空泡生成;粗面内质网结构清晰,数量较多,线粒体与内质网连接紧密,MAMs结构清晰。可见高尔基体和溶酶体。与C组相比,M组细胞内细胞器数量减少,可见线粒体有肿胀、空泡,数量减少;内质网肿大、排列散乱。MAMs结构模糊。(2)造模后3天:C组细胞内细胞器丰富,可观察到线粒体丰富且结构清晰,线粒体嵴多数排列整齐,无肿胀,无空泡生成,内质网结构清晰,数量较Compound 3配制多。MAMs结构正常,可见高尔基体、溶酶体和中心体。M组细胞内比C组细胞器数量明显减少,结构变得模糊,相比于第一天损伤明显加重,线粒体发生变形,轻度肿胀,线粒体嵴部分断裂、变短。粗面内质网轻度扩张,MAMs模糊不清,高尔基体囊膜轻微扩张。(3)造模后7天:C组细胞内细胞器较为丰富,可观察到线粒体结构清晰,大多数未见明显肿胀,线粒体基质较均匀,线粒体嵴多整齐、少量变短,偶见线粒体空泡化。MAMs结构清晰,可见高尔基体和溶酶体。与C组相比,M组视野中细胞器变得混乱,形状发生变化,难以区分细胞器种类,可以观察到一些细胞器碎片,线粒体肿大,空泡,线粒体嵴断裂、减少、甚至消失。内质网轻度扩张,内质网上核糖体脱颗粒数目减少。MAMs结构破坏,线粒体与内质网脱偶联,可见少量溶酶体,高尔基体囊膜明显扩张。结论:认知功能障碍的老龄大鼠海马区神经细胞出现线粒体功能活性和能量代谢障碍,导致线粒体和线粒体相关内质网膜结构形态发生异常改变,它们共同参与了认知功能障碍的发生。