研究背景和目的:学习记忆研究是当今科学研究的热点之一。氯胺酮作为全身麻醉药和短效镇痛剂，自1965年应用于临床至今。近年来小剂量氯胺酮在术后镇痛和慢性疼痛治疗中应用较为广泛，但是其副作用，尤其是对学习记忆功能的影响受到临床关注。 本研究在建立大鼠术后疼痛模型的基础上，观察单次注射和重复注射小剂量氯胺酮对大鼠术后学习记忆的影响，并通过观察海马神经元形态结构和NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B表达的变化，探讨小剂量氯胺酮对学习记忆影响的可能机制。 研究方法: 1.采用健康成年雄性SD大鼠16只，随机分为2组，每组8只：模型组大鼠按照Brennan法建立趾部切口疼痛模型，对照组大鼠接受相同的操作但不作趾部切口。观察术后1h大鼠疼痛行为的改变；术后2h取大鼠腰段脊髓和中脑组织，分别进行免疫组织化学和免疫印迹分析Fos蛋白的表达和谷氨酸含量的变化。 2.选择雄性SD大鼠36只先进行Morris水迷宫训练，4次/d，连续5d。所有动物随机分为3组：对照组、模型组和氯胺酮组，每组12只。对照组大鼠消毒后不作趾部切口，模型组和氯胺酮组大鼠按Brennan法制作趾部切口模型。切口结束后，模型组和氯胺酮组大鼠分别腹腔注射生理盐水(0.1ml)和氯胺酮(10mg/kg)，在用药后10min、30min、60min和120min分别进行Morris水迷宫行为学测试，该系统可自动记录大鼠寻找平台的潜伏期、游泳行程和认知策略。实验结束后取大鼠海马组织进行形态学观察，免疫组织化学法分析NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B表达的变化。 3.采用雄性SD大鼠72只，随机分为6组：对照1周组(C1组)、模型1周组(M1组)、氯胺酮1周组(K1组)、对照3周组(C3组)、模型3周组(M3组)和氯胺酮3周组(K3组)，每组12只。C1组和C3组大鼠后肢消毒固定但不作趾部切口，其他各组大鼠均制作趾部切口模型。自切口手术即日起，C1组和M1组，C3组和M3组大鼠分别腹腔注射生理盐水0.1ml，K1组和K3组大鼠腹腔注射氯胺酮10mg/kg，1次/d，连续7d。分别于术前(0h)和术后2h、1d、2d、3d、4d、5d，测定各组大鼠术侧后肢累积疼痛评分和热痛阈的变化。C1组，M1组和K1组大鼠于趾部切口1周后进行Morris水迷宫测试，C3组，M3组和K3组大鼠于趾部切口3周后进行水迷宫测试，4次/d，连续6d。大鼠寻找平台的潜伏期、游泳行程和认知策略由该系统自动记录完成。行为学测试结束，取大鼠海马组织进行形态学观察，免疫组织化学法和免疫印迹法测定海马神经元NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B表达的变化。 4.所有数据以均数±标准差(x±s)表示，采用配对样本t检验和单因素方差分析进行统计分析。P＜0.05为差异有显著性。 研究结果1.模型组大鼠手术侧腰段脊髓背角和中脑导水管周围灰质内可见Fos阳性神经元的表达，与对照组相比差异有显著性(P＜0.05或P＜0.01)；模型组大鼠脊髓背角和中脑导水管周围灰质内谷氨酸含量与对照组相比明显下降(P＜0.01)；免疫印迹结果显示模型组大鼠脊髓和中脑导水管周围灰质内Fos蛋白的表达。 2.单次注射氯胺酮10mg/kg后10min、30min、60min和120min，氯胺酮组的潜伏期和游泳行程与模型组和对照组相比均明显延长，正常认知策略百分率显著下降(P＜0.05或P＜0.01)。但各组海马神经元形态结构无明显异常；对照组、模型组和氯胺酮组NR1、NR2A和NR2B的0D值各组之间差异无显著性(P＞0.05)。 3.重复注射氯胺酮10mg/kg连续7天，K1组大鼠的潜伏期和游泳行程与C1组和M1组相比均明显延长，正常认知策略百分率显著下降；K1组大鼠海马组织NR2A、NR2B受体表达明显下调(P＜0.05或P＜0.01)；K3组大鼠的潜伏期和游泳行程与C3组和M3组相比也明显延长，正常认知策略百分率显著下降；K3组大鼠海马组织NR2A、NR2B受体表达明显下调(P＜0.05或P＜0.01)。K1和K3组大鼠海马神经元超微结构发生改变，如线粒体肿胀、溶酶体增多、粗面内质网扩张、出现空泡等。 研究结论: 1.趾部切口刺激可引起Fos在脊髓背角和中脑导水管周围灰质内的表达和谷氨酸的释放。 2.单次注射小剂量氯胺酮使大鼠术后短期内的学习记忆成绩下降，但对海马神经元的形态结构和NMDA受体亚单位的表达无明显影响。 3.重复注射小剂量氯胺酮可损害大鼠的学习记忆成绩，使海马神经元的超微结构发生改变和NMDA受体亚单位NR2A、NR2B受体表达下调，这可能是氯胺酮对学习记忆影响的机制之一。