鹽酸右美托咪定在機能學實驗“氨中毒引起肝性腦病及精氨酸治療效果”中的應用研究

楊楊，郝偉，馬寧，王鵬宇，湯曉琳，王寅驍，高尚，趙潤英

（沈陽醫(yī)學院機能與形態(tài)實驗教學中心，遼寧 沈陽 110034）

肝性腦?。╤epatic encephalopathy，HE）是在嚴重肝臟疾病時所繼發(fā)的神經(jīng)精神綜合征。HE在臨床上按神經(jīng)精神癥狀的輕重分為四期：Ⅰ期（前驅(qū)期）、Ⅱ期（昏迷前期）、Ⅲ期（昏睡）期和Ⅳ期（昏迷期），而Ⅱ期出現(xiàn)的撲翼樣震顫是HE的典型癥狀。2014年美國肝病學會（AASLD）與歐洲肝病學會（EASL）聯(lián)合發(fā)布了“慢性肝病時肝性腦病實踐指南”［1］，根據(jù)病因?qū)E分為急性肝衰竭相關(guān)HE（A型）、門靜脈-體循環(huán)分流相關(guān)HE（B型）及肝硬化相關(guān)HE（C型）。HE的發(fā)病機制尚不完全清楚，主要有氨中毒學說、γ-氨基丁酸（GABA）學說及假性神經(jīng)遞質(zhì)學說等，其中，氨中毒學說是HE的主要發(fā)病機制，認為嚴重肝病時血NH3升高，過量的血NH3通過血腦屏障進入腦組織使腦NH3增加，造成腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)失衡、干擾腦細胞能量代謝、抑制神經(jīng)細胞膜等，從而導致HE患者神經(jīng)精神癥狀的出現(xiàn)，甚至昏迷［2］。精氨酸通過與游離氨結(jié)合降低血氨，從而對HE產(chǎn)生治療效果。“氨中毒引起肝性腦病及精氨酸治療效果”是我國醫(yī)學院校機能實驗學綜合性實驗項目之一，也是唯一涉及消化系統(tǒng)疾病模型的經(jīng)典實驗。

1 實驗原理

本實驗的原理是通過阻斷家兔大部分肝臟血流，使肝功能嚴重損害，再經(jīng)十二指腸灌注復方氯化銨溶液，復制A型HE（急性肝衰竭相關(guān)HE）的動物模型，致使家兔在短時間內(nèi)出現(xiàn)類似HE的典型癥狀（撲翼樣震顫），隨即耳緣靜脈注射精氨酸觀察治療效果。本實驗不僅可以讓學生通過HE病理模型的制備，深刻認識到氨中毒在HE發(fā)病機制中的作用，并通過觀察精氨酸對HE的搶救效果，探討精氨酸對HE的治療機制。除此而外，本實驗中開腹、縫合、拆線、十二指腸插管及體外心臟穿刺等臨床操作技能的運用會大大激發(fā)學生的學習興趣，并對盡早培養(yǎng)學生的臨床意識和動手能力起到積極的促進作用。

2 常規(guī)麻醉的局限性

2.1 常規(guī)局部麻醉 本實驗常規(guī)在局部麻醉（皮下注射普魯卡因浸潤麻醉）下對家兔實施腹部手術(shù)。由于局麻效果欠佳，術(shù)中對肝臟、胃、腸等的機械性牽拉時，會刺激分布在內(nèi)臟上的迷走神經(jīng)，使迷走神經(jīng)興奮，從而引起牽拉痛、鼓腸等牽拉反應，導致家兔因疼痛而劇烈掙扎，腹腔內(nèi)容物頻繁溢出，不僅影響了手術(shù)的順利進行，也給動物造成了極大傷害，而這種近乎殘忍的、不符合實驗動物倫理要求的操作，讓老師和學生的內(nèi)心深感不安，部分留學生甚至拒絕此項操作。鑒于此，有的醫(yī)學院校在留學生的此實驗教學中改為烏拉坦靜脈麻醉［3］。動物實驗產(chǎn)生的社會問題中關(guān)于動物倫理和福利指出，要尊重生命，科學合理、仁道地使用動物，應遵循減少（Reduction）、替代（RepIacement）和優(yōu)化（Refinement）的“3R”原則。優(yōu)化是指在符合科學原則的基礎(chǔ)上，通過改進條件，善待動物，提高動物福利；或完善實驗程序和改進實驗技術(shù)，避免或減輕給動物造成的與實驗目的無關(guān)的疼痛和緊張不安的科學方法［4］?！?R”原則落實在具體工作中，就是要特別強調(diào)使用麻醉劑、無痛方法或者其他免除動物疼痛的方法來減輕給實驗動物帶來的劇烈疼痛［5］。

2.2 常規(guī)靜脈麻醉

2.2.1 烏拉坦麻醉 以往認為烏拉坦的麻醉作用只是通過抑制乙酰膽堿酯酶的活性，引起乙酰膽堿的堆積，影響正常的神經(jīng)傳導而產(chǎn)生，對中樞的抑制作用小。當選擇對家兔實施耳緣靜脈注射25%烏拉坦4ml/kg的方法麻醉時，可在其安靜的狀態(tài)下行腹部手術(shù)，以避免普魯卡因局部麻醉時的牽拉反應。但近年的研究成果表明，烏拉坦的麻醉作用是通過非單一的多通道作用而產(chǎn)生的。它不僅加強乙酰膽堿受體功能，還可加強其他中樞抑制性受體如γ-氨基丁酸受體（GABA-R）功能，同時還抑制中樞興奮性受體如谷氨酸受體（Gly-R）的功能［6］。由于家兔在烏拉坦的作用下始終處于麻醉狀態(tài)，因此在對HE癥狀進行解釋時，便難以排除烏拉坦的中樞干擾與影響。另外，烏拉坦還有不容忽視的對動物和人體的致癌性。早在20世紀80年代初，我國國家藥品管理局已將烏拉坦從醫(yī)用藥品中淘汰，禁用于患者，只允許在實驗動物麻醉中使用，強調(diào)手術(shù)操作過程中避免用未戴橡膠手套的手過多接觸動物切口上的血液或腹腔內(nèi)臟器及體液［7］。而“氨中毒引起肝性腦病及精氨酸治療效果”實驗中，腹部手術(shù)一般持續(xù)30 min，期間一旦手套破損可能會給老師和學生帶來潛在的致癌風險。

2.2.2 戊巴比妥鈉麻醉 戊巴比妥鈉為中效巴比妥類藥物，作用維持時間3～6h。巴比妥類抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)多突觸的傳遞，通過減少神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的釋放，減慢γ-氨基丁酸（GABA）從其受體解離的速率，從而延長GABA激活的氯（Cl-）離子通道開放的時間，而增加Cl-內(nèi)流，引起突觸后神經(jīng)元超極化。此外，還有對抗興奮性氨基酸的作用。選擇對家兔實施耳緣靜脈注射3%戊巴比妥鈉1 ml/kg的方法麻醉，也可在其安靜的狀態(tài)下行腹部手術(shù)，避免普魯卡因局部麻醉時的牽拉反應。但由于家兔在戊巴比妥鈉的作用下始終處于麻醉狀態(tài)，且戊巴比妥鈉的中樞麻醉機制與氨的中樞毒性機制相類似，故對HE癥狀進行解釋時，不能排除戊巴比妥鈉的中樞干擾與影響。

2.3 硫噴妥鈉與普魯卡因的聯(lián)合應用 廣州醫(yī)科大學于2015年率先在氨中毒引起肝性腦病實驗中，將靜脈麻醉方法運用于該實驗。適量注射短效巴比妥類藥硫噴妥鈉，輔以普魯卡因局部麻醉，以期既能保證動物在安靜狀態(tài)下上腹部手術(shù)的順利完成，又不會明顯影響兔蘇醒后氨的中樞毒性作用的觀察［8］。但對HE癥狀進行解釋時，因硫噴妥鈉的中樞麻醉機制與氨的中樞毒性機制相類似，仍不能完全排除硫噴妥鈉的中樞干擾與影響。

3 鹽酸右美托咪定與普魯卡因聯(lián)合應用的優(yōu)勢

3.1 鹽酸右美托咪定的選擇 針對上述麻醉存在的問題，我校機能與形態(tài)實驗教學中心團隊通過查閱大量文獻資料，進行大量對比研究，最終選擇應用鹽酸右美托咪定作為普魯卡因局部麻醉前給藥，使其達到良好鎮(zhèn)痛（特別是防止牽拉反應）的效果，保證實驗順利完成。鹽酸右美托咪定是選擇性α2受體（α2R）激動劑，具有鎮(zhèn)靜、催眠、鎮(zhèn)痛、交感神經(jīng)阻滯等作用。在臨床應用中，除了全身應用能起到鎮(zhèn)痛作用，減少阿片類藥物的使用外，輔助局麻藥物能明顯縮短局麻藥的起效時間，延長其作用時間，還能明顯增強局麻藥的作用效果［9］。特別對鼓腸、牽拉痛等牽拉反應具有較好的抑制作用［10-11］。

將靜脈注射鹽酸右美托咪定用于普魯卡因浸潤麻醉前給藥，可以保證家兔在30 min的上腹部手術(shù)過程中保持安靜狀態(tài)，避免因為鼓腸引起的腹腔內(nèi)容物頻繁外溢和牽拉痛給動物帶來的傷害，使手術(shù)順利進行。右美托咪定10～15 min起效，25～30 min達高峰。鹽酸右美托咪定激動α2R產(chǎn)生中樞抑制作用，但不會對氨的中樞毒性作用產(chǎn)生影響。以上為鹽酸右美托咪定作為普魯卡因局部麻醉前給藥，用于機能實驗學“氨中毒引起肝性腦病及精氨酸治療效果”實驗，奠定了堅實的基礎(chǔ)。在對HE癥狀進行解釋時，因鹽酸右美托咪定的中樞抑制機制與氨的中樞毒性機制完全不同，可以排除鹽酸右美托咪定的中樞干擾與影響。

鹽酸右美托咪定與突觸前膜的α2R結(jié)合，可激動交感神經(jīng)反應的“負反饋環(huán)”，減少去甲腎上腺素的釋放，抑制交感神經(jīng)反射及應激反應，維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。α2R具有α2A、α2B和α2C三種受體亞型，鹽酸右美托咪定激動腦干藍斑核的α2A受體（α2AR）產(chǎn)生鎮(zhèn)靜、催眠、抗焦慮的作用（無呼吸抑制）；作用于脊髓及外周部位的α2AR產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，其機制是作用于脊髓后角突觸前和中間神經(jīng)元突觸后膜的受體，使細胞膜超極化，從而抑制疼痛信號向大腦傳導；作用于腦干藍斑核的α2R，可阻止疼痛信號的傳導；通過抑制下行延髓-脊髓去甲腎上腺素能通路突觸前膜的P物質(zhì)和其他傷害性肽類的釋放，還可以直接阻滯外周神經(jīng)C纖維和Aδ纖維，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用［12］。

3.2 實驗方法 按上述思路，機能與形態(tài)實驗教學中心團隊進行了預實驗，取得良好效果。實驗步驟和方法如下：取家兔32只，分成4組，每組8只；背位固定；第1、2組家兔分別耳緣靜脈緩慢注射（10 min注完）鹽酸右美托咪定1.25 μg/kg（配制方法：200 μg/2 ml/支，取 0.5 ml，加生理鹽水至80 ml），第3、4組家兔分別耳緣靜脈緩慢注射（10 min注完）鹽酸右美托咪定2.5 μg/kg（配制方法：200 μg/2 ml/支，取 0.5 ml，加生理鹽水至40 ml）；腹部剪毛；第1、2組家兔腹部分別皮下注射普魯卡因（40 mg/2 ml）160 mg/只、80 mg/只浸潤麻醉，第3、4組家兔腹部分別皮下注射普魯卡因160 mg/只、80 mg/只浸潤麻醉；麻醉后 10 min，劍突下沿腹壁正中（腹白線）切口10 cm，行十二指腸插管術(shù)，30 min內(nèi)完成手術(shù)；隨即向十二指腸內(nèi)灌注氯化銨溶液10 ml，前2次每隔5 min灌注1次，之后每隔10 min灌注1次；家兔呼吸、心率逐漸加深加快，直至出現(xiàn)撲翼樣震顫；家兔出現(xiàn)撲翼樣震顫后立即耳緣靜脈緩慢注射精氨酸5 ml/kg搶救，觀察治療效果。結(jié)果：第1、3組家兔術(shù)間腹部切口時無疼痛反應，第2、4組家兔術(shù)間腹部切口時有疼痛反應；但1、2、3、4組家兔術(shù)間均無鼓腸、牽拉痛等牽拉反應；第1、2、3、4組家兔在灌腸40～60 ml內(nèi)出現(xiàn)撲翼樣震顫；經(jīng)精氨酸治療后停止震顫。以上結(jié)果表明：家兔在耳緣靜脈注射鹽酸右美托咪定1.25 μg/kg，腹部皮下注射普魯卡因160 mg/只的條件下，即可無術(shù)間腹部切口疼痛，又無鼓腸、牽拉痛等牽拉反應，無痛苦掙扎，實驗完成順利。

本實驗將靜脈注射鹽酸右美托咪定用于普魯卡因浸潤麻醉前給藥的優(yōu)勢：（1）鹽酸右美托咪定增強了普魯卡因的局麻止痛效果，又避免了因鼓腸、牽拉痛等牽拉反應所導致的家兔痛苦掙扎、腹腔內(nèi)容物頻繁外溢、實驗難以順利進行的不利影響，減輕了老師和學生的心理負擔；（2）鹽酸右美托咪定通過激動α2R產(chǎn)生的中樞抑制作用，不影響氨的中樞毒性作用。

我校機能與形態(tài)實驗教學中心擬于2019至2020年上學期在“氨中毒引起肝性腦病及精氨酸治療效果”的實驗中將靜脈注射鹽酸右美托咪定用于普魯卡因浸潤麻醉前給藥，在本科各專業(yè)機能學實驗教學中加以實施，并進一步總結(jié)經(jīng)驗，為機能學實驗教學工作提供具有借鑒意義的理論與實驗依據(jù)。