盐酸右美托咪定在机能学实验“氨中毒引起肝性脑病及精氨酸治疗效果”中的应用研究

杨杨，郝伟，马宁，王鹏宇，汤晓琳，王寅骁，高尚，赵润英

（沈阳医学院机能与形态实验教学中心，辽宁 沈阳 110034）

肝性脑病（hepatic encephalopathy，HE）是在严重肝脏疾病时所继发的神经精神综合征。HE在临床上按神经精神症状的轻重分为四期：Ⅰ期（前驱期）、Ⅱ期（昏迷前期）、Ⅲ期（昏睡）期和Ⅳ期（昏迷期），而Ⅱ期出现的扑翼样震颤是HE的典型症状。2014年美国肝病学会（AASLD）与欧洲肝病学会（EASL）联合发布了“慢性肝病时肝性脑病实践指南”［1］，根据病因将HE分为急性肝衰竭相关HE（A型）、门静脉-体循环分流相关HE（B型）及肝硬化相关HE（C型）。HE的发病机制尚不完全清楚，主要有氨中毒学说、γ-氨基丁酸（GABA）学说及假性神经递质学说等，其中，氨中毒学说是HE的主要发病机制，认为严重肝病时血NH3升高，过量的血NH3通过血脑屏障进入脑组织使脑NH3增加，造成脑内神经递质失衡、干扰脑细胞能量代谢、抑制神经细胞膜等，从而导致HE患者神经精神症状的出现，甚至昏迷［2］。精氨酸通过与游离氨结合降低血氨，从而对HE产生治疗效果。“氨中毒引起肝性脑病及精氨酸治疗效果”是我国医学院校机能实验学综合性实验项目之一，也是唯一涉及消化系统疾病模型的经典实验。

1 实验原理

本实验的原理是通过阻断家兔大部分肝脏血流，使肝功能严重损害，再经十二指肠灌注复方氯化铵溶液，复制A型HE（急性肝衰竭相关HE）的动物模型，致使家兔在短时间内出现类似HE的典型症状（扑翼样震颤），随即耳缘静脉注射精氨酸观察治疗效果。本实验不仅可以让学生通过HE病理模型的制备，深刻认识到氨中毒在HE发病机制中的作用，并通过观察精氨酸对HE的抢救效果，探讨精氨酸对HE的治疗机制。除此而外，本实验中开腹、缝合、拆线、十二指肠插管及体外心脏穿刺等临床操作技能的运用会大大激发学生的学习兴趣，并对尽早培养学生的临床意识和动手能力起到积极的促进作用。

2 常规麻醉的局限性

2.1 常规局部麻醉 本实验常规在局部麻醉（皮下注射普鲁卡因浸润麻醉）下对家兔实施腹部手术。由于局麻效果欠佳，术中对肝脏、胃、肠等的机械性牵拉时，会刺激分布在内脏上的迷走神经，使迷走神经兴奋，从而引起牵拉痛、鼓肠等牵拉反应，导致家兔因疼痛而剧烈挣扎，腹腔内容物频繁溢出，不仅影响了手术的顺利进行，也给动物造成了极大伤害，而这种近乎残忍的、不符合实验动物伦理要求的操作，让老师和学生的内心深感不安，部分留学生甚至拒绝此项操作。鉴于此，有的医学院校在留学生的此实验教学中改为乌拉坦静脉麻醉［3］。动物实验产生的社会问题中关于动物伦理和福利指出，要尊重生命，科学合理、仁道地使用动物，应遵循减少（Reduction）、替代（RepIacement）和优化（Refinement）的“3R”原则。优化是指在符合科学原则的基础上，通过改进条件，善待动物，提高动物福利；或完善实验程序和改进实验技术，避免或减轻给动物造成的与实验目的无关的疼痛和紧张不安的科学方法［4］。“3R”原则落实在具体工作中，就是要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给实验动物带来的剧烈疼痛［5］。

2.2 常规静脉麻醉

2.2.1 乌拉坦麻醉 以往认为乌拉坦的麻醉作用只是通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性，引起乙酰胆碱的堆积，影响正常的神经传导而产生，对中枢的抑制作用小。当选择对家兔实施耳缘静脉注射25%乌拉坦4ml/kg的方法麻醉时，可在其安静的状态下行腹部手术，以避免普鲁卡因局部麻醉时的牵拉反应。但近年的研究成果表明，乌拉坦的麻醉作用是通过非单一的多通道作用而产生的。它不仅加强乙酰胆碱受体功能，还可加强其他中枢抑制性受体如γ-氨基丁酸受体（GABA-R）功能，同时还抑制中枢兴奋性受体如谷氨酸受体（Gly-R）的功能［6］。由于家兔在乌拉坦的作用下始终处于麻醉状态，因此在对HE症状进行解释时，便难以排除乌拉坦的中枢干扰与影响。另外，乌拉坦还有不容忽视的对动物和人体的致癌性。早在20世纪80年代初，我国国家药品管理局已将乌拉坦从医用药品中淘汰，禁用于患者，只允许在实验动物麻醉中使用，强调手术操作过程中避免用未戴橡胶手套的手过多接触动物切口上的血液或腹腔内脏器及体液［7］。而“氨中毒引起肝性脑病及精氨酸治疗效果”实验中，腹部手术一般持续30 min，期间一旦手套破损可能会给老师和学生带来潜在的致癌风险。

2.2.2 戊巴比妥钠麻醉 戊巴比妥钠为中效巴比妥类药物，作用维持时间3～6h。巴比妥类抑制中枢神经系统多突触的传递，通过减少神经递质乙酰胆碱的释放，减慢γ-氨基丁酸（GABA）从其受体解离的速率，从而延长GABA激活的氯（Cl-）离子通道开放的时间，而增加Cl-内流，引起突触后神经元超极化。此外，还有对抗兴奋性氨基酸的作用。选择对家兔实施耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠1 ml/kg的方法麻醉，也可在其安静的状态下行腹部手术，避免普鲁卡因局部麻醉时的牵拉反应。但由于家兔在戊巴比妥钠的作用下始终处于麻醉状态，且戊巴比妥钠的中枢麻醉机制与氨的中枢毒性机制相类似，故对HE症状进行解释时，不能排除戊巴比妥钠的中枢干扰与影响。

2.3 硫喷妥钠与普鲁卡因的联合应用 广州医科大学于2015年率先在氨中毒引起肝性脑病实验中，将静脉麻醉方法运用于该实验。适量注射短效巴比妥类药硫喷妥钠，辅以普鲁卡因局部麻醉，以期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［8］。但对HE症状进行解释时，因硫喷妥钠的中枢麻醉机制与氨的中枢毒性机制相类似，仍不能完全排除硫喷妥钠的中枢干扰与影响。

3 盐酸右美托咪定与普鲁卡因联合应用的优势

3.1 盐酸右美托咪定的选择 针对上述麻醉存在的问题，我校机能与形态实验教学中心团队通过查阅大量文献资料，进行大量对比研究，最终选择应用盐酸右美托咪定作为普鲁卡因局部麻醉前给药，使其达到良好镇痛（特别是防止牵拉反应）的效果，保证实验顺利完成。盐酸右美托咪定是选择性α2受体（α2R）激动剂，具有镇静、催眠、镇痛、交感神经阻滞等作用。在临床应用中，除了全身应用能起到镇痛作用，减少阿片类药物的使用外，辅助局麻药物能明显缩短局麻药的起效时间，延长其作用时间，还能明显增强局麻药的作用效果［9］。特别对鼓肠、牵拉痛等牵拉反应具有较好的抑制作用［10-11］。

将静脉注射盐酸右美托咪定用于普鲁卡因浸润麻醉前给药，可以保证家兔在30 min的上腹部手术过程中保持安静状态，避免因为鼓肠引起的腹腔内容物频繁外溢和牵拉痛给动物带来的伤害，使手术顺利进行。右美托咪定10～15 min起效，25～30 min达高峰。盐酸右美托咪定激动α2R产生中枢抑制作用，但不会对氨的中枢毒性作用产生影响。以上为盐酸右美托咪定作为普鲁卡因局部麻醉前给药，用于机能实验学“氨中毒引起肝性脑病及精氨酸治疗效果”实验，奠定了坚实的基础。在对HE症状进行解释时，因盐酸右美托咪定的中枢抑制机制与氨的中枢毒性机制完全不同，可以排除盐酸右美托咪定的中枢干扰与影响。

盐酸右美托咪定与突触前膜的α2R结合，可激动交感神经反应的“负反馈环”，减少去甲肾上腺素的释放，抑制交感神经反射及应激反应，维持机体内环境的稳定。α2R具有α2A、α2B和α2C三种受体亚型，盐酸右美托咪定激动脑干蓝斑核的α2A受体（α2AR）产生镇静、催眠、抗焦虑的作用（无呼吸抑制）；作用于脊髓及外周部位的α2AR产生镇痛作用，其机制是作用于脊髓后角突触前和中间神经元突触后膜的受体，使细胞膜超极化，从而抑制疼痛信号向大脑传导；作用于脑干蓝斑核的α2R，可阻止疼痛信号的传导；通过抑制下行延髓-脊髓去甲肾上腺素能通路突触前膜的P物质和其他伤害性肽类的释放，还可以直接阻滞外周神经C纤维和Aδ纤维，产生镇痛作用［12］。

3.2 实验方法 按上述思路，机能与形态实验教学中心团队进行了预实验，取得良好效果。实验步骤和方法如下：取家兔32只，分成4组，每组8只；背位固定；第1、2组家兔分别耳缘静脉缓慢注射（10 min注完）盐酸右美托咪定1.25 μg/kg（配制方法：200 μg/2 ml/支，取 0.5 ml，加生理盐水至80 ml），第3、4组家兔分别耳缘静脉缓慢注射（10 min注完）盐酸右美托咪定2.5 μg/kg（配制方法：200 μg/2 ml/支，取 0.5 ml，加生理盐水至40 ml）；腹部剪毛；第1、2组家兔腹部分别皮下注射普鲁卡因（40 mg/2 ml）160 mg/只、80 mg/只浸润麻醉，第3、4组家兔腹部分别皮下注射普鲁卡因160 mg/只、80 mg/只浸润麻醉；麻醉后 10 min，剑突下沿腹壁正中（腹白线）切口10 cm，行十二指肠插管术，30 min内完成手术；随即向十二指肠内灌注氯化铵溶液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、心率逐渐加深加快，直至出现扑翼样震颤；家兔出现扑翼样震颤后立即耳缘静脉缓慢注射精氨酸5 ml/kg抢救，观察治疗效果。结果：第1、3组家兔术间腹部切口时无疼痛反应，第2、4组家兔术间腹部切口时有疼痛反应；但1、2、3、4组家兔术间均无鼓肠、牵拉痛等牵拉反应；第1、2、3、4组家兔在灌肠40～60 ml内出现扑翼样震颤；经精氨酸治疗后停止震颤。以上结果表明：家兔在耳缘静脉注射盐酸右美托咪定1.25 μg/kg，腹部皮下注射普鲁卡因160 mg/只的条件下，即可无术间腹部切口疼痛，又无鼓肠、牵拉痛等牵拉反应，无痛苦挣扎，实验完成顺利。

本实验将静脉注射盐酸右美托咪定用于普鲁卡因浸润麻醉前给药的优势：（1）盐酸右美托咪定增强了普鲁卡因的局麻止痛效果，又避免了因鼓肠、牵拉痛等牵拉反应所导致的家兔痛苦挣扎、腹腔内容物频繁外溢、实验难以顺利进行的不利影响，减轻了老师和学生的心理负担；（2）盐酸右美托咪定通过激动α2R产生的中枢抑制作用，不影响氨的中枢毒性作用。

我校机能与形态实验教学中心拟于2019至2020年上学期在“氨中毒引起肝性脑病及精氨酸治疗效果”的实验中将静脉注射盐酸右美托咪定用于普鲁卡因浸润麻醉前给药，在本科各专业机能学实验教学中加以实施，并进一步总结经验，为机能学实验教学工作提供具有借鉴意义的理论与实验依据。