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CO2氣腹對圍術(shù)期機體的影響
畢業(yè)論文CO2氣腹對圍術(shù)期機體的影響
甘小亮 黑子清
中山大學(xué)附屬第3醫(yī)院麻醉科
隨著腹腔鏡技術(shù)的廣泛應(yīng)用,氣腹對患者所產(chǎn)生的各種病理生理學(xué)改變已
引起眾多研究學(xué)者的重視.目前,2氧化碳(CO2)是氣腹時使用的首選氣體,其
對人體的作用主要與CO2的吸收和氣腹時腹腔內(nèi)壓力有關(guān),下面就CO2氣腹對
圍術(shù)期機體的影響進(jìn)行綜述.
1,CO2氣腹對呼吸系統(tǒng)的影響
CO2高度的可溶性和腹腔,血液之間CO2的壓力梯度可導(dǎo)致CO2吸收迅速
增加,從而引起高碳酸血癥和酸中毒.氣腹可增加腹腔內(nèi)壓力,壓力為15 mm Hg
時膈肌上抬,肺功能減退,呼吸順應(yīng)性降低,尤其是在患者處于頭低足高位時,
其結(jié)果導(dǎo)致生理性死腔增加和充氣-灌注失調(diào).Andersson報道CO2氣腹容易導(dǎo)致
肺不張.有研究報道長時間氣腹患者中使用PEEP能夠改善動脈氧分壓.
2,CO2氣腹對循環(huán)系統(tǒng)的影響
腹腔內(nèi)壓力增高可導(dǎo)致內(nèi)臟血管收縮,下腔靜脈,腎靜脈和肝靜脈血流減少,
從而減少心臟的前負(fù)荷.腹腔內(nèi)壓力增高亦可增加整個外周血管的阻力,提高平
均動脈壓,心臟后負(fù)荷增加.腹腔內(nèi)壓力控制在8—12mm Hg時,氣腹對循環(huán)系
統(tǒng)的影響處于邊界;腹腔內(nèi)壓力增至16 mm Hg時則可產(chǎn)生顯著影響.在正常充
氣壓力時心輸出量由于心率代償性增快可不變或輕度減少;充氣壓力增加時心輸
出量明顯減少.另外,腹膜擴張可能會誘發(fā)血管迷走神經(jīng)反射.出現(xiàn)心律失常和
心跳驟停.Sumpelmann等在兔實驗中使用長時間低壓力氣腹,結(jié)果會導(dǎo)致心臟
指數(shù)的降低,代謝性酸中毒及低血容量,而這些在臨床中容易被忽視,需值得重
視,建議氣腹超過2h需做血氣分析及中心靜脈血氧飽和度.
3,CO2氣腹對神經(jīng)系統(tǒng)的影響
徐輝等通過建立Wistar大鼠氣腹模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CO2氣腹后,CO2氣腹組
與對照組比較,海馬區(qū)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞均無明顯變化,CO2氣腹組膠質(zhì)細(xì)
胞和神經(jīng)元細(xì)胞在光鏡下呈輕度水樣變,電鏡下線粒體輕度腫脹;血液和腦脊液
中S-100蛋白,神經(jīng)元特異性烯醇化酶在CO2氣腹壓力后雖然逐漸增加,但差異
無統(tǒng)計學(xué)意義,認(rèn)為在氣腹壓力10 mm Hg 2 h范圍,CO2氣腹對正常大鼠中樞
神經(jīng)系統(tǒng)無損害,CO2氣腹在這1范圍內(nèi)應(yīng)用對中樞神經(jīng)系統(tǒng)是安全的.
4,CO2氣腹對腎血流及腎功能的影響
Demyttenaere等回顧性分析了CO2氣腹對腎血流及腎功能的影響,發(fā)現(xiàn)20
篇研究中有17篇證明CO2氣腹能夠降低腎血流,另外25篇報道中有20篇確認(rèn)
CO2氣腹能夠降低腎功能.腎血流及腎功能下降的程度與病人術(shù)前腎功能狀態(tài),
CO2氣腹持續(xù)時間及壓力有關(guān).
5,CO2氣腹對肝功能的影響
Mujicic等研究發(fā)現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)CO2氣腹壓力通常維持在14mmHg左右,高
于門脈系統(tǒng)7-10mmHg的壓力,導(dǎo)致術(shù)后AST,ALT及膽紅素明顯升高,但上
述指標(biāo)在72h后降至術(shù)前值.Izumi發(fā)現(xiàn)CO2氣腹會導(dǎo)致肝血管內(nèi)皮細(xì)胞表面粗
糙,凌亂,而傳統(tǒng)開腹手術(shù)肝血管表面未有明顯變化.
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6,CO2氣腹對硬膜外腔壓力的影響
汪小海研究發(fā)現(xiàn)CO2氣腹術(shù)中患者腰部硬膜外腔壓力均顯著升高,但在手
術(shù)結(jié)束氣腹消除后逐步恢復(fù)至正常水平.
7,CO2氣腹對凝血功能的影響
隋波等通過30例CO2氣腹腹腔鏡膽囊切除術(shù)病人發(fā)現(xiàn)術(shù)后血小板平均體積
(MPV),纖維蛋白原(Fib)水平顯著升高;激活部分凝血活酶時間(APTT)延長的程
度明顯低于開腹病人(P<0.05),血小板粘附分子(P-選擇素)與凝血酶敏感蛋白
(TSP)明顯增高(P<0.05);因此CO2氣腹可使血液處于高凝狀態(tài),對有血栓形成
傾向的病人,應(yīng)采取抗凝措施,防止血栓栓塞并發(fā)癥.Gulec等發(fā)現(xiàn)CO2氣腹容
易導(dǎo)致外周靜脈血液淤積,需預(yù)防下肢靜脈血栓的形成.
8,CO2氣腹對細(xì)胞免疫的影響
Yoshida等比較CO2 氣腹與空氣氣腹免疫指標(biāo)變化,在腹腔鏡結(jié)腸切除后.
血TNF-a,IL -6,IL-lβ等CO2組較空氣組下降顯著,提示CO2有免疫下調(diào)作用.
Jacobi等通過荷瘤(DHD/K12/TRb)小鼠建立不同氣體腹腔鏡觀察腫瘤生長情
況,發(fā)現(xiàn)CO2氣腹組除相對于氦氣組及對照組能促進(jìn)腫瘤生長外,其顯著的血
TNF-a下降與IL-10升高亦使CO2氣腹組有別于另外兩組,并認(rèn)為與其促進(jìn)腫瘤
生長有關(guān).
9,CO2氣腹對紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)的影響
1981年,Siegel等明確提出了紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)(red cell immune system)新概
念,大量的研究表明,紅細(xì)胞過氧化物酶(SOD)活性與紅細(xì)胞膜上C3b受體(I型
補體受體,complement receptor type I,CR1)活性有關(guān),紅細(xì)胞作為機體免疫系
統(tǒng)的重要組成部分,在機體抗感染,抗腫瘤免疫中具有重要作用.雖然紅細(xì)胞膜
上CR1的密度為白細(xì)胞的1/20～ 1/60,但是血液循環(huán)中紅細(xì)胞的數(shù)量是白細(xì)胞
數(shù)量的1 000多倍,循環(huán)中的免疫復(fù)合物與紅細(xì)胞相遇的機會比白紅細(xì)胞高
500～1 000倍,容易與CR1發(fā)生免疫粘附,從而起到清除免疫復(fù)合物的作用.
另外,紅細(xì)胞對免疫復(fù)合物及旁路激活粘附C3b分子抗原(如腫瘤細(xì)胞,細(xì)菌)
的親合力顯著大于吞噬細(xì)胞,而且吞噬細(xì)胞及淋巴細(xì)胞等可通過紅細(xì)胞膜的CR1
粘附腫瘤細(xì)胞,增強其免疫活性.紅細(xì)胞免疫功能主要是以CR1為基礎(chǔ)實現(xiàn)的,
紅細(xì)胞CR1數(shù)量的減少與結(jié)構(gòu)的改變均可導(dǎo)致紅細(xì)胞CR1功能的缺陷,而手術(shù),
創(chuàng)傷,感染,氧自由基等均可影響紅細(xì)胞CR1的功能降低.
腹腔鏡手術(shù)中腹腔內(nèi)CO2 的壓力可以達(dá)到l2～ 14mmHg,由于CO2在血漿
中有較高的彌散性及溶解度,血中PCO2 升高,使機體的內(nèi)環(huán)境處于酸性狀態(tài),
從而損傷了機體紅細(xì)胞免疫功能,其機制可能為:(1) CO2氣腹引起的紅細(xì)胞膜
內(nèi)外pH值變化,細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運功能減退,影響了CR1這種跨膜糖蛋白的調(diào)節(jié),導(dǎo)
致CR1粘附活性降低 ;(2)內(nèi)環(huán)境的酸性改變使血液中免疫復(fù)合物的含量增多,
與紅細(xì)胞的CR1結(jié)合增多,導(dǎo)致CR1粘附活性的能力降低;(3)機體在酸性環(huán)境
下細(xì)胞代謝產(chǎn)物增多,其與紅細(xì)胞膜上C3b受體結(jié)合,使CR1活性降低.因此
腹腔鏡CO2氣腹對患者紅細(xì)胞免疫功能有損傷作用.龔昭等證明使用中藥黃芪
能夠減低CO2氣腹造成紅細(xì)胞免疫受損的程度.
10,CO2氣腹對腹膜內(nèi)環(huán)境的影響
有研究認(rèn)為充入與體溫接近的CO2氣體,更接近"生理狀態(tài)",腹膜滲出物
中細(xì)胞介素的濃度明顯下降,對機體的損害較小.Erikoglu發(fā)現(xiàn)使用加熱濕化
CO2氣體氣腹后腹膜超微結(jié)構(gòu)的改變優(yōu)于未使用加熱濕化CO2氣體.然而Davis
等認(rèn)為使用加熱濕化CO2氣腹對機體體溫,組織病理學(xué)檢查及預(yù)后與未使用濕
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化CO2氣腹比較沒有統(tǒng)計學(xué)差異,從而不建議使用加熱濕化CO2氣腹.
101,CO2氣腹對術(shù)后疼痛的影響
雖然腹腔鏡術(shù)后疼痛程度明顯減輕,但是疼痛卻不能完全消失.80%的患者
腹腔鏡術(shù)后需使用類阿片止痛劑.CO2氣腹后術(shù)后疼痛的原因可能與以下因素有
關(guān):(1)氣腹時膈神經(jīng)受牽拉;(2)充入氣體的類型和腹腔內(nèi)值:充入CO2后.因
CO2吸收而形成的酸性環(huán)境,可能會損傷膈神經(jīng);(3)充入氣體的溫度:目前氣體
溫度對術(shù)后疼痛的作用機理還不清楚;(4)充入氣體的濕度:干燥氣體可造成外
露細(xì)胞膜超微結(jié)構(gòu)的損害,這可能是引起術(shù)后疼痛的機理;(5)術(shù)后腹腔內(nèi)的殘
余氣體:殘余氣體可能引起腹膜張力和對腹腔內(nèi)臟支持的下降,因此引起術(shù)后疼
痛.
102,CO2氣腹對細(xì)菌播散的影響
持續(xù)高水平的腹腔內(nèi)壓力促進(jìn)細(xì)菌播散,會增加術(shù)后敗血癥的發(fā)生率.Omm
等發(fā)現(xiàn),腹腔鏡手術(shù)和開腹手術(shù)均增加了腹腔內(nèi)大腸埃希桿菌的播散;并且腹腔
鏡手術(shù)時,大腸埃希桿菌向腹腔外臟器如肺,腎等播散的發(fā)生率明顯增高.腹腔
內(nèi)細(xì)菌的播散與氣膜的壓力密切相關(guān).應(yīng)用15mm Hg CO2氣腹的動物模型,引
起了嚴(yán)重的腸缺血和腹腔內(nèi)細(xì)菌向其他臟器的播散;而應(yīng)用12 mmHg CO2氣腹,
則未引起對照組動物腹腔內(nèi)任何細(xì)菌的播散.
王剛等研究通過向新西蘭白兔腹腔內(nèi)分別注射大腸桿菌和脆弱類桿菌,建立
腹內(nèi)感染動物模型.分為開腹組,氣腹組和對照組.于術(shù)前,術(shù)后1 d,2 d,4 d,
7 d取周圍動脈血及腹水行細(xì)菌培養(yǎng),同時以ELISA法檢測血中IL-1及TNF-a
水平.7 d后處死并解剖動物,觀察切口及腹腔感染情況.結(jié)果發(fā)現(xiàn)各開腹組及
氣腹組菌血癥發(fā)生率均顯著高于對照組.而氣腹組與開腹組陽性率差異無顯著性
意義.各組切口感染及腹腔膿腫發(fā)生率無顯著差異.開腹組IL-6水平于術(shù)后1 d,
2 d顯著高于氣腹組;開腹組TNF-a水平在術(shù)后1～7 d均顯著高于氣腹組.因此
在細(xì)菌性腹膜炎時,CO2氣腹較開腹手術(shù)時菌血癥的發(fā)生率差異無顯著性意義.
氣腹組較開腹手術(shù)組炎癥反應(yīng)輕,免疫功能恢復(fù)快,認(rèn)為氣腹并不會造成炎癥的
擴散.
103,CO2氣腹對腫瘤生長的影響
Volz等通過1系列的實驗建立裸鼠腹腔內(nèi)間皮瘤模型.分別注入He,CO2,
加熱CO2以檢測動物存活率.結(jié)果CO2氣腹組存活率明顯減低.認(rèn)為CO2對腹
膜問皮細(xì)胞的機械高壓與化學(xué)損傷(酸中毒)致基底膜暴露底層結(jié)締組織剝脫,表
面負(fù)電荷變性等,使瘤細(xì)胞易于黏附生長與種植轉(zhuǎn)移.在1組體外試驗中,充入
CO2氣體后,癌細(xì)胞的內(nèi)外H+濃度發(fā)生了變化,pH 值從7.5降到6.6,處于酸
中毒狀態(tài).有利于激活細(xì)胞有絲分裂相關(guān)酶,促進(jìn)腫瘤生長.此外,瘤細(xì)胞內(nèi)輔
酶I/Ⅱ比值下降.使之不易受到氧自由基損害,從而間接促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞生長.
綜上所述,早期的研究認(rèn)為,CO2是1種接近生理狀態(tài),無害的氣體.但越
來越多的事實說明,CO2在某些腹腔鏡手術(shù)中可能是有害的.應(yīng)進(jìn)1步研究建立
生理性氣腹,對不適合建立CO2氣腹的患者,可采用無氣體腹腔鏡或使用氦氣
作為CO2的替代氣體,有報道證明氦氣具有促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)點.
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