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CO2氣腹對圍術期機體的影響
畢業論文CO2氣腹對圍術期機體的影響
甘小亮 黑子清
中山大學附屬第3醫院麻醉科
隨著腹腔鏡技術的廣泛應用,氣腹對患者所產生的各種病理生理學改變已
引起眾多研究學者的重視.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壓力有關,下面就CO2氣腹對
圍術期機體的影響進行綜述.
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,
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外周血管的阻力,提高平
均動脈壓,心臟后負荷增加.腹腔內壓力控制在8—12mm Hg時,氣腹對循環系
統的影響處于邊界;腹腔內壓力增至16 mm Hg時則可產生顯著影響.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血管迷走神經反射.出現心律失常和
心跳驟停.Sumpelmann等在兔實驗中使用長時間低壓力氣腹,結果會導致心臟
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2h需做血氣分析及中心靜脈血氧飽和度.
3,CO2氣腹對神經系統的影響
徐輝等通過建立Wistar大鼠氣腹模型,結果發現CO2氣腹后,CO2氣腹組
與對照組比較,海馬區膠質細胞和神經元細胞均無明顯變化,CO2氣腹組膠質細
胞和神經元細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
無統計學意義,認為在氣腹壓力10 mm Hg 2 h范圍,CO2氣腹對正常大鼠中樞
神經系統無損害,CO2氣腹在這1范圍內應用對中樞神經系統是安全的.
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前腎功能狀態,
CO2氣腹持續時間及壓力有關.
5,CO2氣腹對肝功能的影響
Mujicic等研究發現腹腔鏡手術CO2氣腹壓力通常維持在14mmHg左右,高
于門脈系統7-10mmHg的壓力,導致術后AST,ALT及膽紅素明顯升高,但上
述指標在72h后降至術前值.Izumi發現CO2氣腹會導致肝血管內皮細胞表面粗
糙,凌亂,而傳統開腹手術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
汪小海研究發現CO2氣腹術中患者腰部硬膜外腔壓力均顯著升高,但在手
術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30例CO2氣腹腹腔鏡膽囊切除術病人發現術后血小板平均體積
(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,對有血栓形成
傾向的病人,應采取抗凝措施,防止血栓栓塞并發癥.Gulec等發現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,提示CO2有免疫下調作用.
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,發現CO2氣腹組除相對于氦氣組及對照組能促進腫瘤生長外,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,并認為與其促進腫瘤
生長有關.
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,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,但是血液循環中紅細胞的數量是白細胞
數量的1 000多倍,循環中的免疫復合物與紅細胞相遇的機會比白紅細胞高
500～1 000倍,容易與CR1發生免疫粘附,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)
的親合力顯著大于吞噬細胞,而且吞噬細胞及淋巴細胞等可通過紅細胞膜的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,
創傷,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,使機體的內環境處于酸性狀態,
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)機體在酸性環境
下細胞代謝產物增多,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",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發現使用加熱濕化
CO2氣體氣腹后腹膜超微結構的改變優于未使用加熱濕化CO2氣體.然而Davis
等認為使用加熱濕化CO2氣腹對機體體溫,組織病理學檢查及預后與未使用濕
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化CO2氣腹比較沒有統計學差異,從而不建議使用加熱濕化CO2氣腹.
101,CO2氣腹對術后疼痛的影響
雖然腹腔鏡術后疼痛程度明顯減輕,但是疼痛卻不能完全消失.80%的患者
腹腔鏡術后需使用類阿片止痛劑.CO2氣腹后術后疼痛的原因可能與以下因素有
關:(1)氣腹時膈神經受牽拉;(2)充入氣體的類型和腹腔內值:充入CO2后.因
CO2吸收而形成的酸性環境,可能會損傷膈神經;(3)充入氣體的溫度:目前氣體
溫度對術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,這可能是引起術后疼痛的機理;(5)術后腹腔內的殘
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細菌播散,會增加術后敗血癥的發生率.Omm
等發現,腹腔鏡手術和開腹手術均增加了腹腔內大腸埃希桿菌的播散;并且腹腔
鏡手術時,大腸埃希桿菌向腹腔外臟器如肺,腎等播散的發生率明顯增高.腹腔
內細菌的播散與氣膜的壓力密切相關.應用15mm Hg CO2氣腹的動物模型,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,
則未引起對照組動物腹腔內任何細菌的播散.
王剛等研究通過向新西蘭白兔腹腔內分別注射大腸桿菌和脆弱類桿菌,建立
腹內感染動物模型.分為開腹組,氣腹組和對照組.于術前,術后1 d,2 d,4 d,
7 d取周圍動脈血及腹水行細菌培養,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.結果發現各開腹組及
氣腹組菌血癥發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生率無顯著差異.開腹組IL-6水平于術后1 d,
2 d顯著高于氣腹組;開腹組TNF-a水平在術后1～7 d均顯著高于氣腹組.因此
在細菌性腹膜炎時,CO2氣腹較開腹手術時菌血癥的發生率差異無顯著性意義.
氣腹組較開腹手術組炎癥反應輕,免疫功能恢復快,認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間皮瘤模型.分別注入He,CO2,
加熱CO2以檢測動物存活率.結果CO2氣腹組存活率明顯減低.認為CO2對腹
膜問皮細胞的機械高壓與化學損傷(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+濃度發生了變化,pH 值從7.5降到6.6,處于酸
中毒狀態.有利于激活細胞有絲分裂相關酶,促進腫瘤生長.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,從而間接促進了腫瘤細胞生長.
綜上所述,早期的研究認為,CO2是1種接近生理狀態,無害的氣體.但越
來越多的事實說明,CO2在某些腹腔鏡手術中可能是有害的.應進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傷口愈合等優點.
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