異氟醚麻醉下高氣腹壓對犬氧化應激的影響

白 鴿,陳明子,趙菁華,李 輝,張建濤,劉 濤,王洪斌

(東北農業大學動物醫學學院,黑龍江省實驗動物與比較醫學重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150030)

隨著微創外科時代的來臨,腹腔鏡手術的應用已變得愈來愈廣泛。在獸醫領域,腹腔鏡技術也在不斷發展。與傳統手術相比,腹腔鏡手術創口小、出血少、炎癥反應輕、恢復迅速[1-2]。盡管腹腔鏡技術具有諸多的優點,但其對于機體功能仍存在影響。在腹腔鏡手術中,需要向腹腔內注入氣體來建立氣腹以提供足夠的手術操作空間及視野。目前,應用最為廣泛的就是二氧化碳氣體[3]。向腹腔內充入大量氣體會造成腹內壓升高,使器官發生缺血,術畢氣腹的解除會導致血液重新灌注,使器官

發生缺血再灌注損傷;同時,二氧化碳大量吸收入血也會引起高碳酸血癥等[4]。常規氣腹壓一般為11～14 mmHg,而在一些特殊的手術需要應用到15 mmHg的高氣腹壓以達到所需效果[5]。作為一種吸入性麻醉劑,異氟醚具有無藥物殘留等優點,目前在動物臨床上應用頗多[6]。鑒于腹腔鏡技術和異氟醚吸入麻醉在動物臨床應用日益廣泛,而目前尚無高氣腹壓力對動物機體狀態影響的研究,本文就異氟醚麻醉下高氣腹壓對犬氧化應激的影響進行研究,為腹腔鏡技術在獸醫臨床推廣提供一定的理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗動物 本地犬12只,雌雄各半,體重5.1～8.8 kg,經臨床檢查和實驗室檢驗身體健康,體況和營養狀態良好,在同樣的條件下飼養半個月以上。

1.2試驗設備及藥品 小動物麻醉機,美國Surgivet公司;全自動氣腹機,日本Olympus公司;Veress氣腹針,日本Olympus公司;常規手術器械;異氟醚,河北一品制藥有限公司;丙泊酚,西安立邦制藥有限公司;硫酸阿托品,遂成藥業股份有限公司;丙二醛、超氧化物歧化酶、還原型谷胱甘肽、過氧化氫酶、總抗氧化能力檢測試劑盒,南京建成生物工程研究所。

1.3試驗方法 將12只犬隨機平均分為對照組和氣腹組。術前8 h禁食禁水。麻醉前備皮,之后皮下注射硫酸阿托品,劑量為0.02 mg/kg·bw,15 min后,于靜脈緩慢推注丙泊酚進行誘導麻醉,劑量為5 mg/kg·bw。誘導麻醉后,用喉鏡行氣管插管,插管成功后連接小動物麻醉機。最初以3%異氟醚快速麻醉3 min左右,待麻醉平穩后應以1.5%異氟醚維持麻醉狀態。

對照組:犬仰臥保定,僅維持麻醉90 min。

氣腹組:麻醉平穩后,于臍下1 cm腹中線處消毒,用手術刀將皮膚劃開一個小口,將氣腹針穿刺進入腹腔內,確定穿刺成功后,連接全自動氣腹機,將氣腹壓設定為15 mmHg,維持90 min。

1.4氧化應激指標檢測 各組分別于術前、術后即刻、術后2 h、術后6 h和術后24 h取頸靜脈血,離心后收集血清,凍存于-80℃待檢。之后采用試劑盒檢測血清中 T-AOC、SOD、CAT、GSH、MDA 含量。

1.5數據分析 用SPSS 22.0軟件,采用t檢驗方法進行數據的統計與分析,數據以均數±標準差(±SD)表示。

2　結果

2.1高氣腹壓對犬血清總抗氧化能力的影響 如表1所示,氣腹組血清T-AOC含量呈先降低后恢復正常的趨勢。與對照組相比,氣腹組T-AOC含量于術后2 h和術后6 h明顯降低(P＜0.05),術后2 h為最低,24 h后恢復正常。

表1　高氣腹壓對犬血清T-AOC的影響(±SD,n=6)

表1　高氣腹壓對犬血清T-AOC的影響(±SD,n=6)

注:氣腹組與對照組相比,?:差異顯著(P＜0.05),下表同

___________T__________________________-AOC/(U/mL)______________________________________________________________________________對照組　氣腹組術前　7.893 ±0.792　7.523 ±1.106即刻　7.009 ±1.131　6.578 ±0.774 2 h　7.215 ±0.824　4.440 ±0.711?6 h　7.338 ±0.995　5.673 ±0.281?________24 h________________________________________________7.811±1.374_7.955_±0.779

2.2高氣腹壓對犬血清抗氧化酶的影響 如表2所示,氣腹組血清SOD、CAT、GSH含量均呈先降低后恢復正常的趨勢。與對照組相比,氣腹組SOD,CAT含量于術后即刻、術后2 h和術后6 h明顯降低,GSH含量于術后2 h和術后6 h明顯降低(P＜0.05),氣腹組犬血清中SOD、GSH含量于術后6 h達到最低,CAT含量在術后2 h最低,三者均于24 h后恢復正常。

表2　高氣腹壓對犬血清SOD、CAT、GSH的影響(±SD,n=6)

表2　高氣腹壓對犬血清SOD、CAT、GSH的影響(±SD,n=6)

____________________________________SOD/(U/mL)對照組________________________________氣腹組____________G_________________________SH/(μmol/mL)________________________________________________________________________________________________對照組_氣腹組術前　91.405 ±4.394　94.375 ±2.221　24.472 ±0.899　25.037 ±1.259　8.839 ±1.771　9.091 ±1.355即刻　94.484 ±6.996　83.418 ±8.900?　24.759 ±1.105　20.769 ±1.626?　8.081 ±1.834　7.323 ±2.014 2 h　88.571 ±5.384　61.611 ±6.409?　25.353 ±0.982　16.802 ±0.314?　7.829 ±1.772　5.555 ±1.565?6 h　85.842 ±8.474　52.247 ±7.123?　24.759 ±0.841　22.546 ±1.130?　7.434 ±2.230　4.797 ±1.141?_24 h________92.056 ±9.915__________89.049 ±8.404____________24.939 ±1.500_____________________________________________________________24.917_±0.845_8.586_±1.5658.333±1.589____________________________________CAT/(U/mL)對照組________________________________________________________________________氣腹組

2.3高氣腹壓對犬血清MDA的影響 如表3所示,氣腹組血清MDA含量呈先升高后恢復正常的趨勢。與對照組相比,氣腹組MDA含量于術后2 h和術后6 h明顯升高(P＜0.05),術后6 h為最高,24 h后恢復正常。

3　討論

腹腔鏡手術由于其安全、出血少、損傷程度相對較低,在臨床醫學中得到了廣泛應用。目前在獸醫外科領域,也有著日新月異的發展。但其不良反應也仍在研究中。由于腹腔鏡手術需要向腹腔內充入二氧化碳氣體以建立氣腹,會使得腹腔內壓力增大,壓迫器官造成缺血;術畢氣腹的解除會使血液重新灌注,造成機體器官缺血再灌注損傷[7]。根據缺血再灌注損傷的相關研究表明,其與鈣超載、白細胞和內皮細胞的相互作用以及氧化應激等有關[8],而在缺血再灌注損傷的諸多機制中,氧化應激是缺血再灌注損傷的主要原因之一[9]。機體氧化和抗氧化系統之間的穩態被破壞而造成的應激狀態稱為氧化應激,會導致大量的氧自由基產生。機體的抗氧化系統中存在著許多抗氧化物質,包括抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶等,可以清除機體產生的各種活性氧以阻止活性氧誘導的氧化應激的產生[10]。一個體系內的總抗氧化能力由該體系中的各種抗氧化大分子、小分子和酶總的水平體現。在本試驗中,氣腹組在術后2 h和術后6 h的T-AOC水平相比較于對照組有所下降,說明高氣腹壓會降低機體的總抗氧化能力,而在術后24 h后,氣腹組T-AOC水平恢復正常,說明高氣腹壓雖然對機體總抗氧化能力存在影響,但這一不良反應是可以迅速恢復的。

表3　高氣腹壓對犬血清MDA的影響(±SD,n=6)

表3　高氣腹壓對犬血清MDA的影響(±SD,n=6)

________________________________________________MDA/(nmol/mL)_______________________________________________________________________對照組　氣腹組術前　8.095 ±0.950　7.493 ±0.566即刻　8.082 ±1.386　9.109 ±1.068 2 h　8.606 ±0.864　11.787 ±1.403?6 h　8.381 ±1.016　13.926 ±1.939?___24 h_____________7.981________________________________±0.988_7.779_±1.096

在眾多的抗氧化酶中,超氧化物歧化酶(SOD)是機體內天然存在的超氧自由基(·O2)的清除劑,在SOD的催化作用下·O2被轉變為H2O2,H2O2能夠通過過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶和Fenton反應被清除[11]。過氧化氫酶(CAT)通過歧化反應將H2O2轉化為無毒害作用的O2和H2O,并被機體循環利用[12]。這對機體的氧化與抗氧化的平衡起著關鍵作用,通過CAT的抗氧化作用,能夠加速體內自由基和過氧化物的清除,降低脂質過氧化物的生成,減少自由基和過氧化物對細胞及組織的損傷。谷胱甘肽過氧化物酶能夠利用一些還原劑將H2O2轉化無毒無害的H2O,是機體主要的抗氧化酶之一。本研究結果表明,氣腹組在2 h和6 h的SOD,CAT及GSH水平相比于對照組有所下降,說明高氣腹壓會降低機體的抗氧化酶含量,但術后24 h后機體的SOD,CAT和GSH水平基本恢復正常,這說明高氣腹壓雖然會對機體抗氧化酶系統造成影響,但這一影響是可以通過機體的自我調節能力而恢復的。

Fenton反應是通過Fe2+的催化,將H2O2分解為·OH[13]。·OH的半衰期極短,僅10-9s,但活性卻極高,并且幾乎對所有大分子(核酸、蛋白質和脂質等)造成損傷。同樣,氧化應激產生的氧自由基能夠氧化許多生物分子(蛋白質、脂類和DNA等),導致蛋白質變性,DNA氧化損傷和組織損傷[14]。氧自由基攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸,則會引發脂質的過氧化作用,并形成最終產物丙二醛(MDA),MDA水平可反映機體脂質過氧化反應的程度,因此其含量反映了體內氧化應激反應的水平及程度,從而間接反映細胞受損傷程度[15]。我們的研究表明,相比較于對照組,氣腹組的MDA水平在術后2 h和6 h均呈升高趨勢,而在術后24 h后恢復正常,這表明高氣腹壓會引起機體的過氧化損傷,但機體可通過其自我調節能力使這一損傷得到恢復。

綜上所述,異氟醚麻醉下高氣腹壓會導致犬的氧化應激水平升高,造成氧化應激損傷,但這種損傷是可以通過機體的調節能力得到恢復的,這為腹腔鏡技術在獸醫臨床上的應用提供了一定的理論依據。