不同麻醉藥物對兔嚴重燙傷早期炎性反應的影響*

項盡一,夏建國,張　昆,蔣筱楊,汪　剛

(湖北省武漢市第三醫(yī)院麻醉科　430060)

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不同麻醉藥物對兔嚴重燙傷早期炎性反應的影響*

項盡一,夏建國△,張昆,蔣筱楊,汪剛

(湖北省武漢市第三醫(yī)院麻醉科430060)

目的探討不同麻醉藥物對兔嚴重燒傷早期炎性細胞因子變化的影響。方法50只兔隨機分為健康對照組(C組)，燙傷對照組(SC組)、異丙酚組(P組)、氯胺酮組(K組)和異丙酚-氯胺酮組(PK組)。除C組外制成30% Ⅲ°燒傷面積(TBSA)燙傷模型，P組傷后持續(xù)泵注異丙酚20 mg·kg-1·h-14 h，K組氯胺酮20 mg·kg-1·h-14 h、PK組異丙酚10 mg·kg-1·h-1和 氯胺酮10 mg·kg-1·h-14 h;而C組和SC組僅補液處理。分別于燙傷前、燙傷后1、6、12、24 h行血氣分析并檢測血清白細胞介素(IL)-1β、IL-6及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)濃度。結果SC組和藥物干預組傷后二氧化碳分壓(PaCO2)比燙傷前和C組明顯降低(P<0.01)，氧分壓(PaO2)、乳酸(Lac)升高,而Lac水平高于燙傷前和C組(P<0.01),且在其后逐漸升高，但均在正常水平，pH值、PaO2和血氧飽和度(SO2)在各時間點與燙傷前比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。燙傷后SC、藥物干預組IL-1β、IL-6及TNF-α升高(P<0.05),麻醉藥物干預后IL-1β、IL-6及TNF-α各時間點均比SC組降低(P<0.05)。PK組與P組及K組相比IL-1β、IL-6及TNF-α升高較少，組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論異丙酚復合氯胺酮麻醉能更有效地抑制兔嚴重燒傷早期全身性炎癥反應。

異丙酚；氯胺酮；嚴重燒傷；細胞因子

嚴重燒傷早期血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素(IL)-1β和IL-6等促炎性細胞因子隨著機體的炎性反應的增強而升高,在一定程度上預示燒傷后多器官功能衰竭發(fā)生與發(fā)展的趨勢[1-2]。有報道顯示異丙酚能從多個環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)炎性反應、具有抑制全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)的作用[3]，且氯胺酮興奮交感神經(jīng)升高血壓與異丙酚復合用于燒傷患者手術麻醉，明顯減少異丙酚的用量和有利于維持患者循環(huán)功能的穩(wěn)定。但其對嚴重燒傷后早期炎性反應的影響還不十分清楚。本研究以兔嚴重燙傷為動物模型，采用異丙酚、氯胺酮及復合麻醉，通過分析IL-1β、IL-6、TNF-α的變化，探討氯胺酮-異丙酚靜脈復合麻醉對嚴重燒傷早期炎性反應的影響。

1　材料與方法

1.1實驗動物分組本研究已經(jīng)醫(yī)院動物管理倫理委員會同意。選擇成年健康新西蘭雄兔50只[湖北省實驗動物研究中心提供,動物合格證編號:SCXK(鄂)2008-0005]，體質(zhì)量(2 324±136)g,兔齡(5.0±0.4)個月。采用隨機數(shù)字表法將其分為5組(每組10只)，健康對照組(C組)、燙傷對照組(SC組)、異丙酚組(P組)、氯胺酮組(K組)、異丙酚-氯胺酮組(PK組)。于24 ℃、相對濕度40%～60%飼養(yǎng)1周。

1.2方法

1.2.1動物模型制備實驗前12 h開始禁食、自由飲水。按照家兔的體表面積公式：S(m2)=K×W2/3,S為體表面積(m2)，W為體質(zhì)量(kg)，K=10，30%燒傷面積(TBSA)為514 cm2(約20 cm×26 cm)，兔背部從肩至髖剃毛后,涂抹10%硫化鈉除凈毫毛。用30 mg/kg戊巴比妥鈉行耳靜脈注射，麻醉后右側頸靜脈和頸動脈置管(預充含200 μ/mL肝素鈉無菌生理鹽水)固定連接肝素帽。待兔清醒后單籠飼養(yǎng)24 h，制備實驗模型。

1.2.2實驗方法實驗時將SC、P、K、PK組兔固定于實驗平臺上，參照文獻[4]方法制備兔30%TBSA Ⅲ°嚴重燙傷模型(將35層醫(yī)用紗布在恒溫水浴中加熱至99 ℃，充分接觸待燙部位25 s)。燙傷后第1個24 h補液量為1.75×TBSA(%)×W[5]，考慮一次大量輸注肺水腫的問題，采取腹腔皮下注射80 mL·d-1·kg-1平衡液。傷后1 h，PK組用異丙酚1.5 mg/kg靜脈注射1～2 min后,用2%地卡因咽喉部表面麻醉下經(jīng)口明視行氣管內(nèi)插管，保留自主呼吸，開放式給氧。用微量泵(WZS-50F6雙通道，浙江大學醫(yī)學儀器有限公司)靜脈勻速輸注異丙酚(批號X14080A,AstraZeneca公司,英國)和氯胺酮(批號KH140304,江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司) 維持麻醉,麻醉持續(xù)4 h停用麻醉藥物，其中P組給予異丙酚20 mg·kg-1·h-1，K組給予氯胺酮20 μg·kg-1·h-1、PK組給予異丙酚10 mg·kg-1·h-1和 氯胺酮10 mg·kg-1·h-1;而C組和SC組僅補液未進行特殊處理。

1.2.3監(jiān)測指標分別于燙傷前、燙傷后1、6、12、24 h取頸動脈血行血氣分析(i-STAT動脈血氣分析儀)，指標包括pH、二氧化碳分壓(PaCO2)、氧分壓(PaO2)、血氧飽和度(SO2)、乳酸(Lac)，取頸內(nèi)靜脈血用酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA法)檢測血清IL-1β(批號:CSB-E06896Rb)、IL-6(批號:CSB-E06903Rb)及TNF-α(批號:CSB-E06998Rb)濃度，試劑盒均為華美生物工程有限公司提供。

2　結　　果

2.1各組一般情況比較P、K、PK組兔體質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。建立的嚴重兔燙傷模型經(jīng)光鏡病理切片證實模型制備成功。藥物處理P組異丙酚用量為(178.24±9.39)mg，K組氯胺酮用量為(186.96±8.57)mg，PK組異丙酚用量為(92.87±5.41)mg，氯胺酮用量為(89.84±5.07)mg。

2.2各組血氣分析比較各組各時點血氣分析見表1，燙傷為兔血氣變化的主要因素，SC組和PK組傷后PaCO2比燙傷前和C組明顯降低(P<0.01)、PO2、Lac升高,而SC組和PK組血Lac水平高于燙傷前和C組(P<0.01),且在其后各時間點血Lac值逐漸升高，但均穩(wěn)定在正常水平，血PH值、PaO2、SO2在燙傷后各時間點與燙傷前比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。PK組雖然麻醉后PO2降低(P<0.05),但SO2無明顯改變(P>0.05)。

2.3各組炎性因子比較血清IL-1β 、IL-6 及TNF-α的動態(tài)變化見表2。燙傷后各組IL-1β、TNF-α持續(xù)升高(P<0.05)，IL-6約6 h達峰。P組、K組和PK組麻醉后IL-1β、IL-6及TNF-α各時間點均比SC組降低(P<0.05)。

表1　　各組兔血氣分析的動態(tài)變化±s，n=10)

續(xù)表1　　各組兔血氣分析的動態(tài)變化±s，n=10)

a：P<0.05,b：P<0.01，與C組比較；c：P<0.05,d：P<0.01，與SC組比較。

表2　　嚴重燙傷兔血清IL-1β 、IL-6 及TNF-α的動態(tài)變化

a：P<0.05，與C組比較；b：P<0.05,c：P<0.01，與SC組比較；d：P<0.05,f：P<0.01，與PK組比較；g：P<0.05，與K組比較。

2.4不同藥物組間比較在不同藥物干預方案中，PK組與P組及K組相比IL-1β、IL-6及TNF-α升高較少，組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

3　討　　論

嚴重燒傷早期切痂植皮術患者術前仍存在低血容量,同時伴有嚴重的全身炎性反應,對麻醉耐受性差,要求麻醉有良好的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜作用且對循環(huán)功能無不良影響，術后蘇醒迅速。靜脈注射小于1 mg/kg或持續(xù)靜脈輸注小于20 μg·kg-1·min-1的氯胺酮有良好的鎮(zhèn)痛作用,復合鎮(zhèn)靜劑量的異丙酚能滿足不需要肌松的燒傷手術的麻醉[2]。本研究將靜脈輸注小劑量氯胺酮復合異丙酚用于兔嚴重燒傷早期麻醉，在不影響呼吸功能的情況下能顯著降低血清炎性細胞因子的濃度，這對于防止嚴重燒傷術后過度炎性反應可能有重要意義。

嚴重燒傷后，機體過度釋放多種細胞因子和炎性介質(zhì)如TNF-α、IL-6等，可激活如 NF-κB、p38絲裂素活化蛋白激酶和 c-Jun氨基末端激酶等信號通路，細胞因子級聯(lián)反應失控，促炎和抗炎反應失衡。其中TNF-α可能在細胞因子網(wǎng)絡中起著關鍵作用[6]，它是炎性反應的最終啟動者，能促進IL-1、IL-2、IL-8、IL-10、白三烯等釋放[7]，而且可以促進中性粒細胞和內(nèi)皮細胞之間的黏附及中性粒細胞的移行，從而進一步加重組織臟器的損傷。IL-lβ能通過自分泌或旁分泌刺激其他細胞因子和炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，誘發(fā)抗原遞呈細胞表面免疫分子的表達，為T淋巴細胞的活化提供第二信號，促進B淋巴細胞的增生、分化，介導免疫球蛋白的分泌，由此激活補體，增強細胞免疫和體液免疫介導的組織損傷過程；此外，細胞因子IL-lβ能促進血管內(nèi)皮-白細胞黏附分子的表達，趨化中性粒細胞等炎性細胞，從而引起一系列炎性反應和組織破壞，其細胞因子mRNA的表達與炎癥程度呈正相關,可作為臨床上判斷疾病嚴重程度和療效的指標[8]。IL-6由激活的巨噬細胞、淋巴細胞及上皮細胞分泌，能被IL-1β和TNF-α誘導，是急性期反應的主要細胞因子,也是組織損傷的早期敏感指標。氯胺酮能直接抑制促炎性細胞因子的生成[9]，特別是TNF-α誘導IL-6、IL-8的生成，在體外大于73 μmol/L能夠抑制內(nèi)毒素誘導TNF-α的產(chǎn)生,大于73 μmol/L可以抑制超抗原刺激的人外周血促炎因子的產(chǎn)生[10];異丙酚能有效地降低機體IL-6的生成量，能抑制內(nèi)毒素誘導的血清TNF-α升高[3]并能抑制T細胞分化[11]。本觀察發(fā)現(xiàn)，異丙酚-氯胺酮麻醉明顯降低嚴重燒傷患者圍術期血清炎性細胞因子的濃度，其確切機制尚不清楚,異丙酚-氯胺酮降低兔嚴重燒傷全身炎性反應可能的機制為通過降低燒傷后內(nèi)毒素的大量產(chǎn)生，同時阻斷內(nèi)毒素刺激單核巨噬細胞等釋放TNF-α，IL-1β、IL-6等炎癥介質(zhì)，以及小劑量氯胺酮鎮(zhèn)痛降低傷害刺激引起的應激反應而降低全身炎性反應。

本研究顯示，兔嚴重燙傷后早期血清IL-1β、IL-6及TNF-α進行性升高。TNF-α主要由單核巨噬細胞產(chǎn)生，是介導炎性反應的主要因子。嚴重燙傷常帶有內(nèi)毒素增加，內(nèi)毒素可刺激TNF-α水平升高，并與燙傷的嚴重程度及預后關系密切。嚴重燙傷后釋放增多的內(nèi)毒素可激活中性粒細胞等炎性細胞促使TNF-α的釋放,燙傷后血清IL-6的升高亦與嚴重燙傷后內(nèi)毒素升高有關聯(lián)，IL-6是由激活的巨噬細胞、淋巴細胞和內(nèi)皮細胞等分泌并能誘導B淋巴細胞活化。IL-1β和TNF-α存在協(xié)同作用，即TNF-α能誘導巨噬細胞釋放IL-1β，IL-1β也能刺激TNF-α的產(chǎn)生。機體過度釋放多種細胞因子和炎性介質(zhì)如內(nèi)毒素、IL-6和TNF-α等，由此產(chǎn)生連鎖放大效應，其中TNF-α在激活其他細胞因子方面起核心作用。IL-6參與損傷后急性期反應，是組織損傷和創(chuàng)傷嚴重程度的重要指標，無論是燙傷本身還是合并感染均導致IL-6的釋放，IL-6大量產(chǎn)生可損傷免疫系統(tǒng)功能或導致嚴重感染。氯胺酮-異丙酚靜脈麻醉相較單純使用氯胺酮或者單純使用異丙酚可更有效地降低嚴重燒傷早期兔血清TNF-α，IL-1β、IL-6的濃度，在一定程度上抑制嚴重燒傷早期全身炎性反應。

綜上所訴，異丙酚復合氯胺酮麻醉能更有效地降低嚴重燙傷早期兔血清促炎細胞因子的水平，是嚴重燒傷早期手術時一種較好的麻醉方法。

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Effect of different anesthetic on inflammatory cytokine balance in early stage of severe scalds in rabbits*

XiangJinyi，XiaJianguo△,ZhangKun,JiangXiaoyang,WangGang

(DepartmentofAnesthesiology,theThirdHospitalofWuhanCity,Wuhan,Hubei430060,China)

ObjectiveTo explore the influences of different anesthetic on inflammatory cytokine balance in early stage of severe injury in rabbits.MethodsFifty healthy New Zealand rabbits were randomly divided into 5 groups(n=10)：control group(group C)，scald control group(group SC)，propofol anesthesia group (group P)，ketamine anesthesia group(group K),propofol-ketamine anesthesia group (group PK).All rabbits except group C were suffered from 30%Ⅲ° TBSA scald,In group P,K and PK,rabbits were constantly infused with total intravenous anesthesia of propofol 20 mg·kg-1·h-1(group P)，ketamine 20 mg·kg-1·h-1(group K)，propofol 10 mg·kg-1·h-1and ketamine 10 mg·kg-1·h-1(group PK)for 4 h.The group C and the SC only underwent fluid infusion.Blood samples were preserved before scald and 1，6，12，24 h after scald.Arterial blood gas and concentrations of IL-1β、IL-6 and TNF-α in blood serum were determined.ResultsPaCO2were decreased and PaO2，Lac were increased in group SC，P，K and PK，but the level of Lac went up after scald and then tended to be stable，concentration of Lac in group SC，P，K and PK increased higher than group C (P<0.01).Comparison of pH value,PaO2,SO2between group SC and group P,K,PK did not show statistically significant at each time point(P>0.05).The levels of IL-1β,IL-6 and TNF-α were markedly higher in group SC,P,K,PK than those of group C(P<0.05),the serum levels of cytokines were significantly lower in group P，K and PK than those of group SC(P<0.05).Comparison of different anesthetic group,the level of IL-1β,IL-6 and TNF-α was significantly lower in group PK than those of group P and K.Intergroup comparison showed significant difference(P<0.05).ConclusionThe results suggest that propofol and ketamine anesthesia may effectively inhibit systemic inflammatory response to a certain extent in early stage of severe scald.

propofol;ketamine;severely scald;cytokine

論著·基礎研究10.3969/j.issn.1671-8348.2016.24.006

湖北省武漢市衛(wèi)計委科研基金資助項目[武衛(wèi)(2013)10.WX13B10]。作者簡介：項盡一(1978-)，碩士，主治醫(yī)師，主要從事燒傷麻醉與器官保護的研究。△

,Tel:15337208476;Email:xiajianguo1818@sina.com。

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1671-8348(2016)24-3330-04

2016-02-15

2016-06-27)