常规动物麻醉药作用于雄性小鼠不同时间血液指标变化的分析*

刘 燕 彭薪元 丁 洁 夏天娇 徐力致

(南京大学医学院，南京 210023)

动物实验与生物医学进程息息相关，在生命科学领域的发展历程中有着重大的作用。伴随着人类文明的进步，人们也同样关注动物生存福利。因此实验动物伦理学应运而生，倡导“减少(reduction)、替代(replacement)、优化(refinement)”的“3R”原则。科学研究者们依循上述原则，除了在对动物进行有创实验前必须实施有效麻醉[1]，减轻动物由实验造成的痛苦外，还注重优化实验，在确保实验数据的真实有效情况下，尽量减少实验动物的使用量。我们在研究过程关注到，直接麻醉取血的小鼠与麻醉后1 h左右(进行心电、CT等检测)再取血的小鼠，其血液循环中单核细胞存在显著性差异。考虑到麻醉药对机体的影响，以及不同麻醉药药物作用机制的不同，本研究观察了三种常用动物麻醉药物(氨基甲酸乙酯、水合氯醛和戊巴比妥钠)对雄性小鼠血糖及血液常规指标的影响，同步观察了同一麻醉药随时间延长(0、15、60 min)而发生的血常规变化情况。以期在今后的动物研究中，为选择恰当的麻醉药物提供帮助，从而降低甚至摒除麻醉药物对研究对象或研究结果的直接干扰。

1 材料和方法

1.1 实验动物

C57BL6雄性成年小鼠24只，体质量25～32 g。小鼠购自南京大学模式动物研究所[SCXK(苏)2015-0001]，饲养于南京大学医学院基础医学教学中心实验动物房。

1.2 仪器和试剂

全自动血液分析仪(迈瑞BC-5500)；血糖分析仪和血糖试纸(强生ONETOUCH Ultra)；氨基甲酸乙酯(化学纯)、水合氯醛(分析纯)购自国药集团化学试剂有限公司；戊巴比妥钠(分析纯)购自生兴生物技术有限公司。药品均使用0.9%氯化钠溶液进行配制。

1.3 方法

所有小鼠随机分配为三组，每组8只，分别为：20%氨基甲酸乙酯组、2.5%水合氯醛组和1%戊巴比妥钠组。

小鼠实验前禁食12 h，饮水自由。从小鼠尾静脉取血，测量初始血糖(10 μL血)和血常规(20 ～ 30 μL血，EDTA抗凝)。腹腔注射麻醉：20%氨基甲酸乙酯组，麻醉剂量为7 mL/kg； 2.5%水合氯醛组，麻醉剂量为3 mL/kg； 1%戊巴比妥钠组，麻醉剂量为10 mL/kg。小鼠麻醉后15 min及60 min时再各测量一次血糖和血常规。

血常规使用全自动血液分析仪检测。检测指标为白细胞数总数(WBC)、中性粒细胞数(Neu)、单核细胞数(Mon)、淋巴细胞数(Lym)、嗜酸性粒细胞数(Eos)、嗜碱性粒细胞数(Bas)、红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞圧积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)、平均血红蛋白(MCH)、平均血红蛋白浓度(MCHC)、血小板(PLT)、平均血小板体积(MPV)、血小板分布宽度(PDW)及血小板压积(PCT)。

1.4 统计学处理

采取自身对照方法进行数据分析，即同只小鼠的原初数据，15 min和60 min采集数据比值进行比较。

用Prism统计软件对各项指标进行处理，组间比较用t检验。P<0.05 为差异显著，视为有统计学意义。

2 结果

2.1 三种麻醉药物对小鼠血糖的影响

由表1可知， 20%氨基甲酸乙酯组在麻醉15 min和60 min时的血糖值与初始值相比呈递增式增加，增值比例分别为61.2%(P<0.05)和75.6%(P<0.01)。2.5%水合氯醛组血糖略有增加但不存在组间差异。1%戊巴比妥钠组在麻醉15 min后的血糖值与初始值相比增加显著(P<0.01)，在麻醉60 min后的血糖值回降与初始值相比无差异。

表1 三种麻醉药不同时间的血糖变化Table 1 The blood glucose changes of threeanesthetics at different times

2.2 三种麻醉药物对小鼠血常规的影响

在检测的血常规指标中，我们观察到白细胞总数、中性粒细胞数、单核细胞数和淋巴细胞数随麻醉时长增加存在显著性改变，而嗜酸性粒细胞数和嗜碱性粒细胞数无显著变化，红细胞和血小板各项指标均无显著改变。

对比初始值，在麻醉药处理后15 min和60 min统计结果显示，20%氨基甲酸乙酯组小鼠在麻醉后白细胞总数、中性粒细胞数和单核细胞数均呈递增趋势，且在60 min时呈显著增多。2.5%水合氯醛组在麻醉后白细胞总数、中性粒细胞数和淋巴细胞数呈递减，与初始值相比存在显著差异。1%戊巴比妥钠组在麻醉60 min后的白细胞总数、中性粒细胞数和单核细胞数与初始值相比存在差异(图1)。

图1 三种麻醉药在不同时间点细胞数与初始细胞数比较占比改变情况注：与初始细胞数比较，*P<0.05,**P<0.01Fig.1 Changes in the proportion of the cell numbers of the three anesthetics at differenttime points compared with the initial cell numbersNote: Compared with the initial cell number,*P<0.05,**P<0.01

3 讨论

动物实验中常用的麻醉药包括吸入性和非吸入性麻醉药，其中最常用的吸入性麻醉药包括乙醚、氟烷、甲氧氟烷等，非吸入性麻醉药常用的有戊巴比妥钠、水合氯醛、氨基甲酸乙酯等[2]。戊巴比妥钠常见于动物麻醉实验，为中时作用的巴比妥类催眠药，作用时间可维持4～6 h，显效较快，用作催眠和麻醉前给药。水合氯醛也是国内目前较常用的动物实验麻醉药之一，小剂量可镇静，中等剂量可催眠，较大剂量有抗惊厥作用，大剂量可引起昏迷和麻醉，抑制延髓呼吸及血管运动中枢，导致死亡[3]。氨基甲酸乙酯对中枢的抑制作用比水合氯醛小，对呼吸及血液循环的影响也不大。在巴比妥类药物发现之前，曾广泛作为实验动物的麻醉药，作用快而强。氨基甲酸乙酯对延髓呼吸中枢的抑制作用较弱，为实验动物比较安全的麻醉药，麻醉时间维持长[4]。

本研究结果显示，氨基甲酸乙酯对小鼠血糖影响明显，戊巴比妥钠对血糖有短暂一过性升高，水合氯醛对小鼠血糖无明显影响。氨基甲酸乙酯的升血糖影响在近几年的文章中多有报道，研究指出氨基甲酸乙酯诱发动物高血糖可能与肾上腺素效应、抑制胰岛素的降血糖作用有关[5-6]。另有报道,氨基甲酸乙酯升高实验大鼠血糖的作用机制可能与肝功能损害及胰岛素敏感性下降有关[7]。戊巴比妥钠对血糖虽有短暂一过性升高，但幅度和维持时间较氨基甲酸乙酯麻醉组都较小，因此其对血糖的影响远不如氨基甲酸乙酯显著。

氨基甲酸乙酯、水合氯醛和戊巴比妥钠对小鼠白细胞的影响表现为不同方向。氨基甲酸乙酯组和戊巴比妥钠组白细胞总数及占比均明显上升，而水合氯醛组呈现下降趋势。其中，氨基甲酸乙酯和戊巴比妥钠的影响主要表现在中性粒细胞数和单核细胞数的明显增多，而水合氯醛组表现为明显的淋巴细胞数减少。

综上所述，氨基甲酸乙酯对小鼠血糖改变影响较大，水合氯醛和戊巴比妥钠对血糖的影响不大，因此在关注血糖变化的研究中，应避免使用氨基甲酸乙酯作为麻醉药。而三种麻醉药对于白细胞总数均有不同程度的影响，在相关研究中需进行适当优化，以避免药物造成的干扰。