手術和麻醉會誘發中樞神經系統的發炎反應，進而造成神經元損傷和功能障礙，最終導致POCD的發生。

①睡眠障礙可促進海馬迴補體C3和C5表達，活化小膠質細胞，上調促發炎因子，進而惡化神經發炎。促發炎因子又能促進細胞凋亡，神經元吞噬。

②神經發炎可反向調節睡眠過程，影響內源性睡眠調控分子(如腺苷調節睡眠穩態，細胞激素可促進非快速睡眠)，兩者形成惡性循環的正回饋迴路。

術前睡眠剝奪可誘發海馬迴發炎反應，損害老年小鼠的認知能力。七氟醚麻醉下調海馬過氧化物酶體增值物激活受體γ表達，引起神經炎症，導致OSA小鼠認知下降。

這表明，睡眠障礙,手術和麻醉透過觸發神經炎症，在POCD發展中發揮作用，也提示神經炎症的關鍵觸發因素可作為預防POCD的潛在靶點。

由於大腦基礎耗氧量高且抗氧化劑水平低，神經系統易受氧化壓力影響，POCD海馬錶現為活性氧(ROS)升高等氧化壓力損傷變化。

睡眠障礙會引起氧化和抗氧化作用失衡，導致氧化壓力。粒線體在其中扮演核心作用，產生ROS造成損傷，同時粒線體ROS也可調節睡眠-覺醒狀態。抗氧化基因表現增加會縮短睡眠時間，降低ROS水平會促進覺醒。

睡眠障礙與氧化壓力相互作用會造成認知相關病理改變，如β澱粉樣蛋白沉積，參與POCD進程。減輕海馬氧化壓力可改善睡眠剝奪大鼠術後認知功能。

大腦蛋白病理性沉積(如Aβ和tau蛋白)是各種認知障礙疾病的關鍵病理特徵，Aβ沉積在POCD中扮演重要角色，可作為腦脊髓液生物標記物預測POCD發生。

睡眠障礙可幹擾Aβ清除，促進Aβ積累，反之，Aβ積累也會使睡眠障礙惡化。 POCD背景下的睡眠障礙，與Aβ沉積自我強化機制尚需進一步驗證。

Tau蛋白過度磷酸化參與PoCD的發病機制,睡眠剝奪和睡眠覺醒週期紊亂會增加大腦tau蛋白水平，攜帶病理性tau蛋白的小鼠表現為睡眠模式的改變。

類淋巴系統負責清除大腦中的神經毒性化合物，麻醉藥物和術後全身發炎對其功能有抑製作用，穩定水通道蛋白的急性可改善類淋巴系統，緩解POCD症狀。

睡眠障礙也可損傷類淋巴引流,調節AQP4表現進而影響認知行為。