吴 卫何慧华董 祁

广州医科大学 1 病理生理学教研室 2 机能学教研室 3 生理学教研室，广东省广州市 511436

“氨在肝性脑病发病中的作用”家兔实验麻醉方法的改良

吴 卫1何慧华2董 祁3

广州医科大学 1 病理生理学教研室 2 机能学教研室 3 生理学教研室，广东省广州市 511436

我国各大医科院校病理生理学传统的“氨在肝性脑病发病中的作用”实验中，由于家兔的上腹部大型手术只是在局部麻醉下进行，术中动物挣扎强烈，故此实验一直受到不少师生的抵触，个别院校甚至取消了该实验。本文旨在探讨如何将静脉麻醉方法有效运用于该实验。适量注射短效巴比妥类药硫喷妥钠，辅以局部麻醉，既能保证动物在安静状态下上腹部手术的顺利完成，又不会明显影响兔苏醒后氨的中枢毒性作用的观察。此改良麻醉方法值得在各大医科院校推广。

短效巴比妥类 硫喷妥钠 急性氨中毒 家兔实验 肝性脑病

肝性脑病（Hepatic Encephalopathy，HE）是在急、慢性肝病基础上发生的脑的神经功能紊乱。维也纳第11届世界胃肠病学大会（1998）将肝性脑病分为A型（Acute急性）、B型（Bypass旁路）、C型（Cirrhosis肝硬化）。肝性脑病的发病机制尚不完全清楚，目前主要存在氨中毒学说、假性神经递质学说及γ－氨基丁酸（GABA）学说等。氨中毒学说认为HE患者血氨升高，过量的氨对脑组织有毒性作用，包括使脑内神经递质平衡失调、干扰脑细胞能量代谢以及影响神经细胞膜等，最终导致脑功能紊乱。氨中毒学说已成为解释肝性脑病发病机制的中心环节，与其他学说之间的联系越来越密切[1］。

1 麻醉方法改良的研究背景

我国各大医科院校病理生理学及机能实验学开设的“氨在肝性脑病发病中的作用”本科实验课，旨在通过阻断家兔的大部分肝脏血流，使肝功能严重损害，再经十二指肠推注复方氯化铵液，致使家兔在短时间内出现类似肝性脑病的典型症状。此实验主要是复制A型肝性脑病（急性肝衰竭相关肝性脑病）的动物模型，是病理生理学也是机能实验学唯一的一个消化系统疾病整体模型的经典实验，它不仅可让医科学生深刻认识到氨中毒学说在肝性脑病发病中的重要意义，而且通过实验组（甲兔：大部分肝叶结扎并灌氨）、假手术组（乙兔：肝叶假结扎并灌氨）、生理盐水组（丙兔：大部分肝叶结扎并灌生理盐水）的设计以及定量测定各组血氨，可有效地对学生进行初步科研设计思维的训练。另外，此实验中包括的诸如荷包缝合、连续缝合、体外心脏穿刺取血等大量操作机会往往大大激发了学生的学习热情。

为了排除静脉麻醉药对氨的中枢毒性作用的干扰，传统上此实验的大型上腹部手术是在动物局部麻醉（皮下浸润麻醉）下施行，因完全不能克服牵拉胃、肝、肠等内脏引起的牵引痛和牵拉反应，术中家兔挣扎异常剧烈，故长期以来不少病理生理学以及机能学的带教老师、技术员以及实验学生，对此有非常大的反感甚至抵触情绪[2］。天津医科大学病理生理室早已取消了在留学生中开展该实验课，大连医科大学十年前已在其留学生教学中将此实验改为乌拉坦静脉麻醉[3］。由于医学科学研究越来越成为一种重塑人性的手段，为了研究疾病的机理，实验者要在动物身上制造相应疾病的模型。医学实验研究中应遵循替代、减少和优化三大动物实验原则，其中的“优化”原则即指通过改进和完善试验程序、减少或减轻对实验动物的不人道操作，把对动物的伤害降到最低限度[4］。具体而言，在动物实验中，应特别强调使用麻醉剂、无痛方法或者其他免除动物疼痛的方法来减轻实验给动物带来的剧烈疼痛[5］。

基于上述研究背景，广州医科大学病理生理学及机能实验学的老师们近年来不断对戊巴比妥钠、乌拉坦、硫喷妥钠等不同的静脉麻醉药在此实验中的应用进行摸索与研究，并取得了突破性的进展。

2 常规静脉麻醉方法之弊端

2.1 3%戊巴比妥钠麻醉 常规剂量1ml/kg麻醉下，甲、乙兔不会出现全身阵发性抽搐及强直性痉挛。戊巴比妥钠为中效巴比妥类，作用维持时间3～6h。巴比妥类的中枢抑制作用主要见于GABA能神经传递的突触，即主要通过延长氯通道开放时间而增加Cl－内流，引起突触后神经元超极化。由于戊巴比妥钠的中枢麻醉机制与氨的中枢毒性机制有类似之处，家兔此实验中又一直处于麻醉状态，故戊巴比妥钠会明显干扰氨的脑毒性作用。

2.2 25%乌拉坦麻醉 常规剂量即4ml/kg麻醉下，甲、乙兔出现扑翼样震颤、局部及全身阵发性抽搐；减小剂量，如25%乌拉坦2ml/kg麻醉，甲、乙兔出现典型的类似角弓反张的强直性痉挛。传统观点认为乌拉坦是通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性，造成乙酰胆碱的积累，影响实验动物正常的神经传导而起麻醉作用，故它对中枢的抑制作用小。近年对乌拉坦的麻醉机制研究有了新进展，认为它是一种对多通道产生作用的麻酸剂，不仅加强乙酰胆碱受体功能，还可加强其他抑制性受体如GABA受体功能，同时还抑制兴奋性受体[6］。由于乌拉坦使家兔在此实验中始终处于麻醉状态，对甲、乙兔症状进行解释时，就很难排除乌拉坦的中枢干扰与影响。更值得一提的是，乌拉坦有潜在的致癌性。毒理学实验证实乌拉坦有诱导鼠、兔致癌作用，故对人体同样存在致癌的危险性。早在上个世纪80年代初，我国卫生部就明文规定将乌拉坦从医用药品中淘汰，禁用于病人，目前只允许在实验动物麻醉中使用，手术操作过程中也尽量不用未戴橡胶手套的手过多接触动物切口上的血液[7］。而“氨在肝性脑病发病中的作用”这个家兔实验近30min的上腹部大型手术中，实验者不可避免地要大面积接触动物腹腔内脏及体液。

3 麻醉方法的改良

如何为本实验选择一种合适的静脉麻醉药，既能保证家兔在安静状态下完成约25min的上腹部手术，又不会明显影响对氨的中枢毒性作用的观察。硫喷妥钠（Thiopental Sodium）为超短时作用的巴比妥类药物，作用维持时间0.25h，脑中半衰期仅5min，临床用于短时手术[8］。如果硫喷妥钠静脉麻醉下完成家兔上腹部手术，术后家兔苏醒，苏醒后再灌注复方氯化铵溶液，是否能顺利观察到中枢氨中毒的典型症状？以此思路为出发点，笔者进行了预实验，并取得良好效果。

3.1 麻醉方法 兔耳缘静脉缓慢注入2.5%硫喷妥钠0.6ml/kg（即15mg/kg），上腹部0.2%普鲁卡因皮下浸润麻醉，进腹腔后进行手术期间，如动物有明显不适，适量0.2%利多卡因表面麻醉。甲兔做大部分肝叶结扎及十二指肠插管术，乙兔做肝叶假结扎及十二指肠插管术。甲、乙兔20～25min后（即手术刚完成）苏醒（出现主动眨眼、四肢或脖子移动等）。动物苏醒后，立即灌氨（每隔5min灌2.5%复方氯化铵溶液3ml/kg）。甲、乙兔均出现明显呼吸加深加快，并渐出现四肢及尾巴的扑翼样震颤、四肢展伸、局部及全身阵发性抽搐，转为典型的类似角弓反张的强直性痉挛，最后呼吸停止而死亡。甲兔灌药4次、乙兔灌药5次出现强直性痉挛。相同灌氨量的前提下甲兔血氨水平高于乙兔。

硫喷妥钠有抑制交感神经、兴奋迷走神经的作用，易致呼吸抑制，静脉注射时速度宜缓慢（兔：0.2ml/min）；并可使胃贲门括约肌松弛，易致误吸和返流，故实验动物前夜最好禁食。

硫喷妥钠为强碱弱酸盐，pKa为7.6，故用生理盐水（常偏酸）或PBS（中性）配制2.5%硫喷妥钠溶液时，溶液常呈混悬状，可用5%NaOH进行微调，一旦溶液变清亮马上停加NaOH，以免溶液过碱，静脉注射刺激太大。

局部浸润麻醉和表面麻醉都属于局部麻醉。表面麻醉是将穿透力强的局麻药施用于黏膜表面，使其透过黏膜而阻滞位于黏膜下的神经末梢，使黏膜产生麻醉现象。普鲁卡因对黏膜的穿透力弱，而利多卡因穿透力强，故本实验表面麻醉使用利多卡因。

3.2 改良麻醉方案下此实验成功的关键

3.2.1 切忌随意静脉追加硫喷妥钠：硫喷妥钠属于巴比妥类药物，中枢抑制作用主要见于GABA能神经元，从而与氨的脑毒性机制有类似。如硫喷妥钠麻醉过量，兔将难以苏醒，在兔未苏醒状态下就灌氨而复制出的氨中毒模型，其症状的解释将很难排除硫喷妥钠的干扰和影响。硫喷妥钠的安全用量（兔）为50mg/kg，常规麻醉剂量为15～30mg/kg，但为避免麻醉过深，笔者在此实验中只采用其下限值15mg/kg。这一静脉麻醉剂量下可能对痛感的阻断不够，故需辅以上腹部皮下浸润麻醉，术中必要时还可在肝及胃肠等腹腔内脏进行表面麻醉。

3.2.2 局麻药的使用要适度：用于腹腔内脏表面麻醉的利多卡因，可经腹腔吸收入血，然后透过血脑屏障而抑制中枢，如过量使用，一方面使动物苏醒延迟，另一方面易诱发氨的脑毒性作用提前出现（机制尚待探讨）。临床上安眠镇静药就是肝性脑病的常见诱因之一。故上腹部手术过程中，实验员的操作要尽量轻柔，必要时才使用利多卡因，且1只兔最多使用1～2支利多卡因（1支规格为4mg/2ml）。

3.2.3 区分静脉麻醉药的麻醉时间和睡眠时间：睡眠时间指术后如不人为叫醒、动物可持续睡眠的时间。硫喷妥钠是脂溶性极高的药物，脂溶性高的巴比妥类药血浆蛋白结合率高，由肾小球滤过较少，也易被肾小球再吸收，其主要消除方式由肝药酶代谢，因此，肝脏损伤极易使硫喷妥钠的生物转化受阻，从而使动物的睡眠时间延长[9］。硫喷妥钠的麻醉时间为20～30min，但睡眠时间可达70～90min[10］。故术后如兔未及时苏醒，可适度拨动其身体促进苏醒。

除麻醉方法的改良及术后兔苏醒后才开始灌氨，本实验的其他内容均基本不变。硫喷妥钠静脉麻醉辅以局部麻醉的“氨在肝性脑病发病中的作用”实验，已于2015年上半年在广州医科大学本科生机能实验教学中正式开展，取得良好教学效果的同时，也积累了不少宝贵的经验教训，希望本文能为病理生理学及机能实验学的同仁们起到抛砖引玉的作用。

[1]王建枝，殷莲华.病理生理学〔M〕.第8版.北京：人民卫生出版社，2013.

[2]黄洪标，董晓先，吴卫.肝性脑病实验的教学体会与思考－善待实验动物〔J〕.医学理论与实践，2013，26（7）：972－974.

[3]孙艺平，邹原.医学机能实验学（英文版）〔M〕.北京：科学出版社，2009：112－113.

[4]林常清.从医学生的动物实验看生命伦理教育〔J〕.医学与哲学：人文社会医学版，2010，31（10）：71－72.

[5]冯丹丹，韩仰，向阳，等.在机能实验教学中加强动物实验伦理学教育的实践与思考〔J〕.现代生物医学进展，2011，11（19）：3777－3779.

[6]杨黎黎，李树清.乌拉坦麻醉动物的病理生理学作用〔J〕.微循环学杂志，2011，21（1）：59－61.

[7]周荣波.动物麻醉中乌拉坦的安全使用〔J〕.卫生职业教育，2009，27（9）：109－110.

[8]江明性，杨藻宸.药理学〔M〕.北京：人民卫生出版社，1979.

[9]钱之玉.药理学实验与指导〔M〕.北京：中国医药科技出版社，2003：8.

[10]高堂成，张春才，康庆林，等.硫喷妥钠，氯胺酮与安定在实验兔麻醉中的应用〔J〕.中国比较医学杂志，2005，14（3）：170.

（编辑雅文）

S
tudy of Intravenous Anesthesia in Rabbit Experiment of Exploring the Role of Ammonia Intoxication in Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy

WU Wei＊，HE Huihua，DONG Qi.＊Department of Pathophysiology，Guangzhou Medical University，Guangzhou City，Guangdong Province 511436

The classical medical undergraduate experiment of exploring the role of ammonia intoxication in the pathogenesis of hepatic encephalopathy has been debated for years and even cancelled because in this experiment the rabbit will struggle strongly during the upper abdominal surgery that is carried out only under the local infiltration anesthesia.In this paper，intravenous anesthesia drugs（such as urethane，pentobarbitol sodium）are discussed，with the purpose to discover an appropriate ones to be applied in this experiment.It is suggested that intravenous administration of thiopental sodium（a short－acting barbiturate），combined with local anesthesia，will not only make the rabbit to be more collaborative during the sugery but will also make the neuropsychical manifestations caused by acute ammonia intoxication duplicated after the awakening of rabbit be observed clearly.

Short－acting barbiturate，Thiopental sodium，Acute ammonia intoxication，Rabbit experiment，Hepatic encephalopathy

R－332

A

1001－7585（2015）22－3029－03

2015－06－23