手術や麻酔は中枢神経系に炎症反応を誘発し、神経細胞の損傷や機能不全を引き起こし、最終的に POCD の発生につながる可能性があります。

① 睡眠障害は、海馬における補体 C3 および C5 の発現を促進し、ミクログリアを活性化し、炎症促進因子を上方制御して、神経炎症を悪化させる可能性があります。炎症誘発性因子は、細胞のアポトーシスやニューロンの貪食作用も促進します。

②神経炎症は睡眠プロセスを逆に調節し、内因性睡眠調節分子（睡眠恒常性を調節するアデノシンや非急速運動睡眠を促進するサイトカインなど）に影響を与える可能性があり、この2つが悪質な正のフィードバックループを形成します。

術前の睡眠不足は、老齢マウスの海馬の炎症反応を誘発し、認知能力を損なう可能性があります。セボフルラン麻酔は、海馬におけるペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γの発現を下方制御し、神経炎症を引き起こし、OSA マウスの認知機能低下を引き起こします。

これは、睡眠障害、手術、麻酔が神経炎症を引き起こすことでPOCDの発症に関与していることを示唆しており、神経炎症の主要な引き金がPOCD予防の潜在的な標的となる可能性があることを示唆している。

脳の基礎酸素消費量が高く、抗酸化物質レベルが低いため、神経系は酸化ストレスの影響を受けやすく、POCD 海馬は活性酸素種 (ROS) の増加などの酸化ストレス損傷の変化を示します。

睡眠障害は酸化作用と抗酸化作用の間の不均衡を引き起こし、酸化ストレスを引き起こす可能性があります。ミトコンドリアはこのプロセスで中心的な役割を果たし、損傷を引き起こす ROS を生成します。また、ミトコンドリア ROS は睡眠と覚醒の状態を制御します。抗酸化遺伝子の発現増加により睡眠時間が短縮され、ROS レベルの低下により覚醒が促進されます。

睡眠障害と酸化ストレスとの相互作用は、β-アミロイド沈着などの認知関連の病理学的変化を引き起こし、POCD プロセスに関与する可能性があります。海馬の酸化ストレスを軽減すると、睡眠不足のラットの術後の認知機能が改善される可能性があります。

脳タンパク質（Aβ やタウタンパク質など）の病理学的沈着は、さまざまな認知障害疾患の重要な病理学的特徴であり、POCD において重要な役割を果たしており、POCD の発生を予測するための脳脊髄液バイオマーカーとして使用できます。

睡眠障害は Aβ の除去を妨げ、Aβ の蓄積を促進する可能性があります。逆に、Aβ の蓄積は睡眠障害を悪化させる可能性もあります。 POCD の背景にある睡眠障害と Aβ 沈着の自己強化メカニズムについては、さらなる検証が必要です。

タウタンパク質の過剰リン酸化は、PoCD の発症に関与しており、睡眠覚醒サイクル障害は、病的なタウタンパク質を保有するマウスの脳内で睡眠パターンの変化を示します。

リンパ系は、脳から神経毒性化合物を除去する役割を果たします。麻酔薬と術後の全身性炎症は、その機能を抑制する効果があり、アクアポリンの急性状態を安定させると、リンパ系が改善され、POCD 症状が緩和されます。

睡眠障害はリンパドレナージを損傷し、AQP4 発現を調節し、認知行動に影響を与える可能性もあります。