围术期神经认知障碍与肠道菌群：基于微生物-肠-脑轴的研究进展

王贵芳; 韩永正; 么改琦

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.004090

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

围术期神经认知障碍与肠道菌群：基于微生物-肠-脑轴的研究进展

综述 | 更新时间：2026-05-13

- 围术期神经认知障碍与肠道菌群：基于微生物-肠-脑轴的研究进展
- Perioperative neurocognitive disorders and gut microbiota： research advances based on the microbiota-gut-brain axis
- 重庆医科大学学报 2026年51卷第5期页码：730-734
- 作者机构：
  
  1.北京大学第三医院麻醉科，北京 100191
  2.北京大学第三医院危重医学科，北京 100191
- 作者简介：
  
  王贵芳，Email：cc97conan@bjmu.edu.cn，研究方向：肠道菌群。
  么改琦，Email：yaogaiqi@sina.com。
- 基金信息：
  
  国家人社部个人类项目资助项目(H20240735);北京市重大疫情防治重点专科重症医学科建设资助项目(010086)
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.004090
  中图分类号： R749.02
- 收稿：2026-02-14，
  
  修回：2026-03-29，
  
  录用：2026-03-30，
  
  纸质出版：2026-05-28
- 稿件说明：
移动端阅览
王贵芳，韩永正，么改琦.围术期神经认知障碍与肠道菌群：基于微生物-肠-脑轴的研究进展[J].重庆医科大学学报，2026，51（5）：730-734.

Wang Guifang,Han Yongzheng,Yao Gaiqi.Perioperative neurocognitive disorders and gut microbiota： research advances based on the microbiota-gut-brain axis[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(5):730-734.
王贵芳，韩永正，么改琦.围术期神经认知障碍与肠道菌群：基于微生物-肠-脑轴的研究进展[J].重庆医科大学学报，2026，51（5）：730-734. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.004090.

Wang Guifang,Han Yongzheng,Yao Gaiqi.Perioperative neurocognitive disorders and gut microbiota： research advances based on the microbiota-gut-brain axis[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(5):730-734. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.004090.

摘要

围术期神经认知障碍（perioperative neurocognitive disorders，PND）是老年患者术后常见的中枢神经系统并发症，与住院时间延长、死亡率升高及远期预后不良密切相关，已成为重要的公共卫生问题。PND发病机制复杂，神经炎症、神经递质功能紊乱及血脑屏障损伤等均参与其中。近年来，随着微生物-肠-脑轴研究的深入，肠道菌群在 PND 发生发展中的作用逐渐受到关注。围术期应激可破坏肠道菌群稳态，导致有益菌减少和致病菌增殖，从而通过减少短链脂肪酸等神经保护性代谢产物、增加脂多糖等肠源性炎症介质，激活中枢神经炎症通路并加剧认知功能损害。靶向微生物-肠-脑轴的干预策略可重塑菌群稳态，为PND的预防与治疗提供新方向。本文综述了近年来肠道菌群参与 PND 发生发展的研究进展，并探讨其潜在的临床转化价值。

Abstract

Perioperative neurocognitive disorders（PND） are a prevalent central nervous system complication after surgery among elderly patients，and are closely associated with prolonged hospitalization，elevated mortality，and compromised long-term outcomes and has thus become an important public health issue. PND has a complex pathogenesis involving neuroinflammation，neurotransmitter dysregulation，and blood-brain barrier impairment. In recent years，with in-depth studies on the microbiota-gut-brain axis，the role of gut microbiota in the development and progression of PND has attracted increasing attention. Perioperative stress disrupts gut microbial homeostasis and results in a depletion of beneficial bacteria and excessive proliferation of pathogenic strains，and such dysbiosis subsequently reduces the synthesis of neuroprotective metabolites（such as short-chain fatty acids） and increases the release of gut-derived inflammatory mediators such as lipopolysaccharide，thereby activating central neuroinflammatory cascades and exacerbating cognitive impairment. Interventions targeting the microbiota-gut-brain axis can restore microbial homeostasis，which provides a new direction for the prevention and treatment of PND. This article summarizes the recent research advances in the role of gut microbiota in the development and progression of PND and discusses its potential value of clinical translation.

关键词

Keywords

references

Barreto Chang OL ， Possin KL ， Maze M . Age-related perioperative neurocognitive disorders：experimental models and druggable targets [J ] . Annu Rev Pharmacol Toxicol ， 2023 ， 63 ： 321 - 340 ．

Eckenhoff RG ， Maze M ， Xie ZC ， et al . Perioperative neurocognitive disorder：state of the preclinical science [J ] . Anesthesiology ， 2020 ， 132 （ 1 ）： 55 - 68 ．

Dilmen OK ， Meco BC ， Evered LA ， et al . Postoperative neurocognitive disorders：a clinical guide [J ] . J Clin Anesth ， 2024 ， 92 ： 111320 ．

Connal S . Perioperative neurocognitive disorders [J ] . Br J Hosp Med ， 2023 ， 84 （ 8 ）： 1 - 2 ．

Liu JH ， Li C ， Yao JY ， et al . Clinical biomarkers of perioperative neurocognitive disorder：initiation and recommendation [J ] . Sci China Life Sci ， 2025 ， 68 （ 7 ）： 1912 - 1940 ．

Silva AR ， Regueira P ， Albuquerque E ， et al . Estimates of geriatric delirium frequency in noncardiac surgeries and its evaluation across the years：a systematic review and meta-analysis [J ] . J Am Med Dir Assoc ， 2021 ， 22 （ 3 ）： 613 - 620 .

Cheng C ， Wan HX ， Cong PL ， et al . Targeting neuroinflammation as a preventive and therapeutic approach for perioperative neurocognitive disorders [J ] . J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 297 ．

Luo G ， Wang XF ， Cui YC ， et al . Metabolic reprogramming mediates hippocampal microglial M1 polarization in response to surgical trauma causing perioperative neurocognitive disorders [J ] . J Neuroinflammation ， 2021 ， 18 （ 1 ）： 267 ．

Lin XY ， Chen YR ， Zhang P ， et al . The potential mechanism of postoperative cognitive dysfunction in older people [J ] . Exp Gerontol ， 2020 ， 130 ： 110791 ．

Chen B ， Qin GC ， Xiao JY ， et al . Transient neuroinflammation following surgery contributes to long-lasting cognitive decline in elderly rats via dysfunction of synaptic NMDA receptor [J ] . J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 181 ．

Mao LW ， Wang L ， Huang ZH ， et al . Perioperative neurocognitive disorders：Advances in molecular mechanisms and bioactive molecules [J ] . Ageing Res Rev ， 2025 ， 112 ： 102885 ．

Lu YJ ， Jin J ， Zhang HJ ， et al . Traumatic brain injury：Bridging pathophysiological insights and precision treatment strategies [J ] . Neural Regen Res ， 2026 ， 21 （ 3 ）： 887 - 907 ．

Chen Y ， Joo J ， Chu JM ， et al . Downregulation of the glucose transporter GLUT 1 in the cerebral microvasculature contributes to postoperative neurocognitive disorders in aged mice [J ] . J Neuroinflammation ， 2023 ， 20 （ 1 ）： 237 ．

Gong Y ， Chen AM ， Zhang GH ， et al . Cracking brain diseases from gut microbes-mediated metabolites for precise treatment [J ] . Int J Biol Sci ， 2023 ， 19 （ 10 ）： 2974 - 2998 ．

Wang JL ， Ye CH ， Teng ZF ， et al . Targeting complement C3/C3aR pathway restores rejuvenation factor PF4 and mitigates neurocognitive impairments in age-related perioperative neurocognitive disorders [J ] . Mol Psychiatry ， 2025 ， 30 （ 11 ）： 5192 - 5202 ．

Dai WB ， Zhang X ， Jiang XL ， et al . The kynurenine pathway regulated by intestinal innate lymphoid cells mediates postoperative cognitive dysfunction [J ] . Mucosal Immunol ， 2025 ， 18 （ 1 ）： 53 - 65 ．

Zhou X ， Wu XB ， Wu Y ， et al . Indole-3-propionic acid，a gut microbiota metabolite，protects against the development of postoperative delirium [J ] . Ann Surg ， 2023 ， 278 （ 6 ）： 1164 - 1174 ．

Wen CY ， Wei SY ， Zong X ， et al . Microbiota-gut-brain axis and nutritional strategy under heat stress [J ] . Anim Nutr ， 2021 ， 7 （ 4 ）： 1329 - 1336 ．

Morais LH ， Schreiber HL 4th ， Mazmanian SK . The gut microbiota-brain axis in behaviour and brain disorders [J ] . Nat Rev Microbiol ， 2021 ， 19 （ 4 ）： 241 - 255 ．

Liu HY ， Yin XQ ， Li JY ， et al . Preoperative intestinal microbiome and metabolome in elderly patients with delayed neurocognitive recovery [J ] . Anaesth Crit Care Pain Med ， 2022 ， 41 （ 6 ）： 101140 ．

Sarkar SR ， Mazumder PM ， Banerjee S . Oligosaccharide and flavanoid mediated prebiotic interventions to treat gut dysbiosis associated cognitive decline [J ] . J Neuroimmune Pharmacol ， 2022 ， 17 （ 1/2 ）： 94 - 110 ．

Braga JD ， Yang YS ， Nagao T ， et al . Fructooligosaccharides and Aspergillus enzymes increase brain GABA and homocarnosine by modulating microbiota in adolescent mice [J ] . NPJ Sci Food ， 2025 ， 9 （ 1 ）： 48 ．

Ma XY ， Liu JY ， Jiang L ， et al . Dynamic changes in the gut microbiota play a critical role in age-associated cognitive dysfunction via SCFAs and LPS synthesis metabolic pathways during brain aging [J ] . Int J Biol Macromol ， 2025 ， 304 （ Pt 2 ）： 140945 ．

Parker A ， Romano S ， Ansorge R ， et al . Fecal microbiota transfer between young and aged mice reverses hallmarks of the aging gut，eye，and brain [J ] . Microbiome ， 2022 ， 10 （ 1 ）： 68 ．

Wei X ， Xing F ， Xu YW ， et al . Preoperative gut microbiota of POCD patients induces pre- and postoperative cognitive impairment and systemic inflammation in rats [J ] . J Neuroinflammation ， 2024 ， 21 （ 1 ）： 221 ．

Ho L ， Ono K ， Tsuji M ， et al . Protective roles of intestinal microbiota derived short chain fatty acids in Alzheimer’s disease-type beta-amyloid neuropathological mechanisms [J ] . Expert Rev Neurother ， 2018 ， 18 （ 1 ）： 83 - 90 ．

Wang XQ ， Li H ， Li XN ， et al . Gut-brain axis：possible role of gut microbiota in perioperative neurocognitive disorders [J ] . Front Aging Neurosci ， 2021 ， 13 ： 745774 ．

Wenzel TJ ， Gates EJ ， Ranger AL ， et al . Short-chain fatty acids （SCFAs） alone or in combination regulate select immune functions of microglia-like cells [J ] . Mol Cell Neurosci ， 2020 ， 105 ： 103493 ．

Dalile B ， Van Oudenhove L ， Vervliet B ， et al . The role of short-chain fatty acids in microbiota-gut-brain communication [J ] . Nat Rev Gastroenterol Hepatol ， 2019 ， 16 （ 8 ）： 461 - 478 ．

Liu X ， Tan XN ， Yu YZ ， et al . Short chain fatty acids mediates complement C1q pathway alleviation of perioperative neurocognitive disorders [J ] . Neuropharmacology ， 2025 ， 265 ： 110266 ．

Wang XY ， Sun ZJ ， Yang T ， et al . Sodium butyrate facilitates CRHR2 expression to alleviate HPA axis hyperactivity in autism-like rats induced by prenatal lipopolysaccharides through histone deacetylase inhibition [J ] . mSystems ， 2023 ， 8 （ 4 ）： e00415 - e00423 ．

Xu XH ， Wang KX ， Cao XZ ， et al . Gut microbial metabolite short-chain fatty acids partially reverse surgery and anesthesia-induced behavior deficits in C57BL/6J mice [J ] . Front Neurosci ， 2021 ， 15 ： 664641 ．

Pan CL ， Zhang HW ， Zhang LY ， et al . Surgery-induced gut microbial dysbiosis promotes cognitive impairment via regulation of intestinal function and the metabolite palmitic amide [J ] . Microbiome ， 2023 ， 11 （ 1 ）： 248 ．

陈　洁，孙莹杰 . 吲哚-3-丙酸在围手术期神经认知障碍中的保护作用研究进展 [J ] . 国际麻醉学与复苏杂志， 2025 ， 46 （ 5 ）： 550 - 554 ．

Chen J ， Sun YJ . Research progress on the protective effect of indole-3-proprionic acid in perioperative neurocognitive disorder [J ] . Int J Anesthesiol Resusc ， 2025 ， 46 （ 5 ）： 550 - 554 ．

Han DY ， Li ZQ ， Liu TT ， et al . Prebiotics regulation of intestinal microbiota attenuates cognitive dysfunction induced by surgery stimulation in APP/PS1 mice [J ] . Aging Dis ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 1029 - 1045 ．

Roth W ， Zadeh K ， Vekariya R ， et al . Tryptophan metabolism and gut-brain homeostasis [J ] . Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 6 ）： 2973 ．

Zhou Q ， Chen T ， Wang XY ， et al . Role of gut microbiota in neuroinflammation：a focus on perioperative neurocognitive disorders [J ] . Front Cell Infect Microbiol ， 2025 ， 15 ： 1582909 ．

Fröhlich EE ， Farzi A ， Mayerhofer R ， et al . Cognitive impairment by antibiotic-induced gut dysbiosis：Analysis of gut microbiota-brain communication [J ] . Brain Behav Immun ， 2016 ， 56 ： 140 - 155 ．

Peng XY ， Luo ZX ， He S ， et al . Blood-brain barrier disruption by lipopolysaccharide and sepsis-associated encephalopathy [J ] . Front Cell Infect Microbiol ， 2021 ， 11 ： 768108 ．

Sorrenti V ， Contarini G ， Sut S ， et al . Curcumin prevents acute neuroinflammation and long-term memory impairment induced by systemic lipopolysaccharide in mice [J ] . Front Pharmacol ， 2018 ， 9 ： 183 ．

刘　玉，姚　鹏，宋勇波，等 . 睡眠剥夺激活神经细胞糖酵解同工酶PFKFB3加重脓毒症大鼠认知功能损害 [J ] . 中华危重病急救医学， 2023 ， 35 （ 3 ）： 287 - 292 ．

Liu Y ， Yao P ， Song YB ， et al . Sleep deprivation aggravates cognitive impairment in septic rats by activating neuronal glycolytic isoenzyme PFKFB3 [J ] . Chin Crit Care Med ， 2023 ， 35 （ 3 ）： 287 - 292 ．

Zhang XY ， Cao JB ， Zhang LM ， et al . Deferoxamine attenuates lipopolysaccharide-induced neuroinflammation and memory impairment in mice [J ] . J Neuroinflammation ， 2015 ， 12 ： 20 ．

Sittipo P ， Choi J ， Lee S ， et al . The function of gut microbiota in immune-related neurological disorders：a review [J ] . J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 154 ．

Lee HJ ， Lee KE ， Kim JK ， et al . Suppression of gut dysbiosis by Bifidobacterium longum alleviates cognitive decline in 5XFAD transgenic and aged mice [J ] . Sci Rep ， 2019 ， 9 （ 1 ）： 11814 ．

Sampson T . Microbial amyloids in neurodegenerative amyloid diseases [J ] . FEBS J ， 2025 ， 292 （ 6 ）： 1265 - 1281 ．

Zhang L ， Yu F ， Xia J . Trimethylamine N-oxide：role in cell senescence and age-related diseases [J ] . Eur J Nutr ， 2023 ， 62 （ 2 ）： 525 - 541 ．

Lei WH ， Cheng YW ， Liu X ， et al . Gut microbiota-driven neuroinflammation in Alzheimer’s disease：from mechanisms to therapeutic opportunities [J ] . Front Immunol ， 2025 ， 16 ： 1582119 ．

Horill S ， Zhou XK ， Jin WJ . Probiotics as a possible novel therapeutic option to mitigate perioperative neurocognitive disorders：A review exploring the latest research findings [J ] . J Clin Anesth ， 2025 ， 103 ： 111801 ．

Ning LF ， Liu L ， Shen SQ ， et al . Anesthesia and surgery induce age-dependent changes in behaviors and microbiota [J ] . Aging ， 2020 ， 12 （ 2 ）： 1965 - 1986 ．

Jiang XL ， Gu XY ， Zhou XX ， et al . Intestinal dysbacteriosis mediates the reference memory deficit induced by anaesthesia/surgery in aged mice [J ] . Brain Behav Immun ， 2019 ， 80 ： 605 - 615 ．

Gao SN ， Dai HY ， Hao Q ， et al . Effect of perioperative probiotic intervention on postoperative cognitive dysfunction in elderly patients：a randomized double- blinded and placebo-controlled trial [J ] . J Transl Med ， 2025 ， 23 （ 1 ）： 637 ．

Huang PY ， Di LC ， Cui SC ， et al . Postoperative delirium after cardiac surgery associated with perioperative gut microbiota dysbiosis：Evidence from human and antibiotic-treated mouse model [J ] . Anaesth Crit Care Pain Med ， 2025 ， 44 （ 2 ）： 101484 ．

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

针刺血清对肥胖大鼠原代肾周脂肪细胞脂质代谢及炎症反应的调节作用

“抑肝扶脾”法针刺治疗腹泻型肠易激综合征的临床疗效评价以及对肠道菌群的影响

肠道菌群和DNA甲基化在生命早期运动对成年期糖脂代谢影响中的作用

蒲公英多糖对多器官功能障碍综合征大鼠肺肠损伤炎症反应及S100A8/A9表达的影响

脓毒症细胞因子风暴的代谢免疫调控研究进展