La cirugía y la anestesia pueden inducir una respuesta inflamatoria en el sistema nervioso central, provocando daño y disfunción neuronal y, en última instancia, provocando la aparición de POCD.

① Los trastornos del sueño pueden promover la expresión del complemento C3 y C5 en el hipocampo, activar la microglía y regular positivamente los factores proinflamatorios, empeorando así la neuroinflamación. Los factores proinflamatorios también pueden promover la apoptosis celular y la fagocitosis neuronal.

② La neuroinflamación puede regular de manera inversa el proceso del sueño y afectar las moléculas reguladoras del sueño endógenas (como la adenosina para regular la homeostasis del sueño y las citocinas para promover el sueño con movimientos no rápidos), y las dos forman un circuito vicioso de retroalimentación positiva.

La privación de sueño preoperatoria puede inducir respuestas inflamatorias del hipocampo y afectar las capacidades cognitivas en ratones de edad avanzada. La anestesia con sevoflurano regula negativamente la expresión del receptor γ activado por el proliferador de peroxisomas en el hipocampo, lo que provoca neuroinflamación y conduce a un deterioro cognitivo en ratones con AOS.

Esto sugiere que los trastornos del sueño, la cirugía y la anestesia desempeñan un papel en el desarrollo de la POCD al desencadenar la neuroinflamación, lo que sugiere que los desencadenantes clave de la neuroinflamación pueden servir como objetivos potenciales para prevenir la POCD.

Debido al alto consumo de oxígeno basal y los bajos niveles de antioxidantes del cerebro, el sistema nervioso es susceptible al estrés oxidativo y el hipocampo POCD muestra cambios en el daño del estrés oxidativo, como un aumento de las especies reactivas de oxígeno (ROS).

Los trastornos del sueño pueden provocar un desequilibrio entre los efectos oxidativos y antioxidantes, provocando estrés oxidativo. Las mitocondrias desempeñan un papel central en este proceso, produciendo ROS que causan daño. Las mitocondrias ROS también pueden regular los estados de sueño-vigilia. El aumento de la expresión de genes antioxidantes acorta el tiempo de sueño y la reducción de los niveles de ROS promueve la vigilia.

La interacción entre los trastornos del sueño y el estrés oxidativo puede provocar cambios patológicos relacionados con la cognición, como el depósito de β-amiloide, y participar en el proceso de POCD. La reducción del estrés oxidativo del hipocampo puede mejorar la función cognitiva posoperatoria en ratas privadas de sueño.

El depósito patológico de proteínas cerebrales (como la proteína Aβ y tau) es una característica patológica clave de diversas enfermedades con deterioro cognitivo. El depósito de Aβ desempeña un papel importante en la POCD y puede usarse como biomarcador del líquido cefalorraquídeo para predecir la aparición de POCD.

Los trastornos del sueño pueden interferir con la eliminación de Aβ y promover la acumulación de Aβ. Por el contrario, la acumulación de Aβ también puede empeorar los trastornos del sueño. El trastorno del sueño en el contexto de la POCD y el mecanismo de autorrefuerzo de la deposición de Aβ necesitan mayor verificación.

La hiperfosforilación de la proteína Tau está implicada en la patogénesis de la PoCD. La privación del sueño y el trastorno del ciclo sueño-vigilia aumentarán los niveles de proteína tau en el cerebro. Los ratones portadores de proteína tau patológica muestran cambios en los patrones de sueño.

El sistema linfoide es responsable de eliminar los compuestos neurotóxicos del cerebro. Los fármacos anestésicos y la inflamación sistémica posoperatoria tienen un efecto inhibidor sobre su función. La estabilización de la agudeza de la acuaporina puede mejorar el sistema linfoide y aliviar los síntomas de POCD.

Los trastornos del sueño también pueden dañar el drenaje linfoide, regular la expresión de AQP4 y afectar el comportamiento cognitivo.