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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醫院麻醉科
隨著(zhù)腹腔鏡技術(shù)的廣泛應用,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(shí)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(shí)腹腔內壓力有關(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.氣腹可增加腹腔內壓力,壓力為15 mm Hg
時(shí)膈肌上抬,肺功能減退,呼吸順應性降低,尤其是在患者處于頭低足高位時(shí),
其結果導致生理性死腔增加和充氣-灌注失調.Andersson報道CO2氣腹容易導致
肺不張.有研究報道長(cháng)時(shí)間氣腹患者中使用PEEP能夠改善動(dòng)脈氧分壓.
2,CO2氣腹對循環(huán)系統的影響
腹腔內壓力增高可導致內臟血管收縮,下腔靜脈,腎靜脈和肝靜脈血流減少,
從而減少心臟的前負荷.腹腔內壓力增高亦可增加整個(gè)外周血管的阻力,提高平
均動(dòng)脈壓,心臟后負荷增加.腹腔內壓力控制在8—12mm Hg時(shí),氣腹對循環(huán)系
統的影響處于邊界;腹腔內壓力增至16 mm Hg時(shí)則可產(chǎn)生顯著(zhù)影響.在正常充
氣壓力時(shí)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(shí)心輸
出量明顯減少.另外,腹膜擴張可能會(huì )誘發(fā)血管迷走神經(jīng)反射.出現心律失常和
心跳驟停.Sumpelmann等在兔實(shí)驗中使用長(cháng)時(shí)間低壓力氣腹,結果會(huì )導致心臟
指數的降低,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(guò)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)系統的影響
徐輝等通過(guò)建立Wistar大鼠氣腹模型,結果發(fā)現CO2氣腹后,CO2氣腹組
與對照組比較,海馬區膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元細胞均無(wú)明顯變化,CO2氣腹組膠質(zhì)細
胞和神經(jīng)元細胞在光鏡下呈輕度水樣變,電鏡下線(xiàn)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(wú)統計學(xué)意義,認為在氣腹壓力10 mm Hg 2 h范圍,CO2氣腹對正常大鼠中樞
神經(jīng)系統無(wú)損害,CO2氣腹在這1范圍內應用對中樞神經(jīng)系統是安全的.
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
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氣腹持續時(shí)間及壓力有關(guān).
5,CO2氣腹對肝功能的影響
Mujicic等研究發(fā)現腹腔鏡手術(shù)CO2氣腹壓力通常維持在14mmHg左右,高
于門(mén)脈系統7-10mmHg的壓力,導致術(shù)后AST,ALT及膽紅素明顯升高,但上
述指標在72h后降至術(shù)前值.Izumi發(fā)現CO2氣腹會(huì )導致肝血管內皮細胞表面粗
糙,凌亂,而傳統開(kāi)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CO2氣腹術(shù)中患者腰部硬膜外腔壓力均顯著(zhù)升高,但在手
術(shù)結束氣腹消除后逐步恢復至正常水平.
7,CO2氣腹對凝血功能的影響
隋波等通過(guò)30例CO2氣腹腹腔鏡膽囊切除術(shù)病人發(fā)現術(shù)后血小板平均體積
(MPV),纖維蛋白原(Fib)水平顯著(zhù)升高;激活部分凝血活酶時(shí)間(APTT)延長(cháng)的程
度明顯低于開(kāi)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,應采取抗凝措施,防止血栓栓塞并發(fā)癥.Gulec等發(fā)現CO2氣腹容
易導致外周靜脈血液淤積,需預防下肢靜脈血栓的形成.
8,CO2氣腹對細胞免疫的影響
Yoshida等比較CO2 氣腹與空氣氣腹免疫指標變化,在腹腔鏡結腸切除后.
血TNF-a,IL -6,IL-lβ等CO2組較空氣組下降顯著(zhù),提示CO2有免疫下調作用.
Jacobi等通過(guò)荷瘤(DHD/K12/TRb)小鼠建立不同氣體腹腔鏡觀(guān)察腫瘤生長(cháng)情
況,發(fā)現CO2氣腹組除相對于氦氣組及對照組能促進(jìn)腫瘤生長(cháng)外,其顯著(zhù)的血
TNF-a下降與IL-10升高亦使CO2氣腹組有別于另外兩組,并認為與其促進(jìn)腫瘤
生長(cháng)有關(guān).
9,CO2氣腹對紅細胞免疫系統的影響
1981年,Siegel等明確提出了紅細胞免疫系統(red cell immune system)新概
念,大量的研究表明,紅細胞過(guò)氧化物酶(SOD)活性與紅細胞膜上C3b受體(I型
補體受體,complement receptor type I,CR1)活性有關(guān),紅細胞作為機體免疫系
統的重要組成部分,在機體抗感染,抗腫瘤免疫中具有重要作用.雖然紅細胞膜
上CR1的密度為白細胞的1/20～ 1/60,但是血液循環(huán)中紅細胞的數量是白細胞
數量的1 000多倍,循環(huán)中的免疫復合物與紅細胞相遇的機會(huì )比白紅細胞高
500～1 000倍,容易與CR1發(fā)生免疫粘附,從而起到清除免疫復合物的作用.
另外,紅細胞對免疫復合物及旁路激活粘附C3b分子抗原(如腫瘤細胞,細菌)
的親合力顯著(zhù)大于吞噬細胞,而且吞噬細胞及淋巴細胞等可通過(guò)紅細胞膜的CR1
粘附腫瘤細胞,增強其免疫活性.紅細胞免疫功能主要是以CR1為基礎實(shí)現的,
紅細胞CR1數量的減少與結構的改變均可導致紅細胞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胞CR1的功能降低.
腹腔鏡手術(shù)中腹腔內CO2 的壓力可以達到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,使機體的內環(huán)境處于酸性狀態(tài),
從而損傷了機體紅細胞免疫功能,其機制可能為:(1) CO2氣腹引起的紅細胞膜
內外pH值變化,細胞膜轉運功能減退,影響了CR1這種跨膜糖蛋白的調節,導
致CR1粘附活性降低 ;(2)內環(huán)境的酸性改變使血液中免疫復合物的含量增多,
與紅細胞的CR1結合增多,導致CR1粘附活性的能力降低;(3)機體在酸性環(huán)境
下細胞代謝產(chǎn)物增多,其與紅細胞膜上C3b受體結合,使CR1活性降低.因此
腹腔鏡CO2氣腹對患者紅細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氣腹造成紅細胞免疫受損的程度.
10,CO2氣腹對腹膜內環(huán)境的影響
有研究認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
中細胞介素的濃度明顯下降,對機體的損害較小.Erikoglu發(fā)現使用加熱濕化
CO2氣體氣腹后腹膜超微結構的改變優(yōu)于未使用加熱濕化CO2氣體.然而Davis
等認為使用加熱濕化CO2氣腹對機體體溫,組織病理學(xué)檢查及預后與未使用濕
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化CO2氣腹比較沒(méi)有統計學(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(lèi)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(shí)膈神經(jīng)受牽拉;(2)充入氣體的類(lèi)型和腹腔內值:充入CO2后.因
CO2吸收而形成的酸性環(huán)境,可能會(huì )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
露細胞膜超微結構的損害,這可能是引起術(shù)后疼痛的機理;(5)術(shù)后腹腔內的殘
余氣體:殘余氣體可能引起腹膜張力和對腹腔內臟支持的下降,因此引起術(shù)后疼
痛.
102,CO2氣腹對細菌播散的影響
持續高水平的腹腔內壓力促進(jìn)細菌播散,會(huì )增加術(shù)后敗血癥的發(fā)生率.Omm
等發(fā)現,腹腔鏡手術(shù)和開(kāi)腹手術(shù)均增加了腹腔內大腸埃希桿菌的播散;并且腹腔
鏡手術(shù)時(shí),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
內細菌的播散與氣膜的壓力密切相關(guān).應用15mm Hg CO2氣腹的動(dòng)物模型,引
起了嚴重的腸缺血和腹腔內細菌向其他臟器的播散;而應用12 mmHg CO2氣腹,
則未引起對照組動(dòng)物腹腔內任何細菌的播散.
王剛等研究通過(guò)向新西蘭白兔腹腔內分別注射大腸桿菌和脆弱類(lèi)桿菌,建立
腹內感染動(dòng)物模型.分為開(kāi)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?chē)鷦?dòng)脈血及腹水行細菌培養,同時(shí)以ELISA法檢測血中IL-1及TNF-a
水平.7 d后處死并解剖動(dòng)物,觀(guān)察切口及腹腔感染情況.結果發(fā)現各開(kāi)腹組及
氣腹組菌血癥發(fā)生率均顯著(zhù)高于對照組.而氣腹組與開(kāi)腹組陽(yáng)性率差異無(wú)顯著(zhù)性
意義.各組切口感染及腹腔膿腫發(fā)生率無(wú)顯著(zhù)差異.開(kāi)腹組IL-6水平于術(shù)后1 d,
2 d顯著(zhù)高于氣腹組;開(kāi)腹組TNF-a水平在術(shù)后1～7 d均顯著(zhù)高于氣腹組.因此
在細菌性腹膜炎時(shí),CO2氣腹較開(kāi)腹手術(shù)時(shí)菌血癥的發(fā)生率差異無(wú)顯著(zhù)性意義.
氣腹組較開(kāi)腹手術(shù)組炎癥反應輕,免疫功能恢復快,認為氣腹并不會(huì )造成炎癥的
擴散.
103,CO2氣腹對腫瘤生長(cháng)的影響
Volz等通過(guò)1系列的實(shí)驗建立裸鼠腹腔內間皮瘤模型.分別注入He,CO2,
加熱CO2以檢測動(dòng)物存活率.結果CO2氣腹組存活率明顯減低.認為CO2對腹
膜問(wèn)皮細胞的機械高壓與化學(xué)損傷(酸中毒)致基底膜暴露底層結締組織剝脫,表
面負電荷變性等,使瘤細胞易于黏附生長(cháng)與種植轉移.在1組體外試驗中,充入
CO2氣體后,癌細胞的內外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).有利于激活細胞有絲分裂相關(guān)酶,促進(jìn)腫瘤生長(cháng).此外,瘤細胞內輔
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)了腫瘤細胞生長(cháng).
綜上所述,早期的研究認為,CO2是1種接近生理狀態(tài),無(wú)害的氣體.但越
來(lái)越多的事實(shí)說(shuō)明,CO2在某些腹腔鏡手術(shù)中可能是有害的.應進(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(wú)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(diǎn).
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