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动物实验常用麻醉剂的比较与选择_周昆

第25卷 第2期2008年4月实验动物科学

LABORATORY ANIMAL SCIENCE Vol .25 No .2April 2008

综述·进展

动物实验常用麻醉剂的比较与选择

周 昆 屈彩芹

(天津中医药大学中医药研究院,天津 300193)

关键词:动物实验;戊巴比妥钠;水合氯醛;乌拉坦;氯胺酮;α-氯醛糖;乙醚中图分类号:Q95-33 文献标识码:A 文章编号:1006-6179(2008)02-0041-03

收稿日期:2007-08-07

作者简介:周 昆(1978-),男,助理研究员,主要从事中药药理毒理研究。

动物实验中经常需要进行麻醉,麻醉剂的选择和麻醉方式都对实验结果有很大的影响。常用的有

戊巴比妥钠、水合氯醛、乌拉坦(氨基甲酸乙酯)、氯胺酮、α-氯醛糖、苯戊巴比妥等非挥发性麻醉剂,另外还有吸入性麻醉剂乙醚。动物实验中手术时间一般相对较短,最常用的是戊巴比妥钠、水合氯醛、乌拉坦,在某些情况下氯胺酮、α-氯醛糖、乙醚则更为合适,而苯巴比妥相对较少使用[1~2]

。这些麻醉剂都有着各自的特点,结合文献和作者的经验,对这些麻醉剂的常用麻醉方式、剂量和特点做了一个总结,并对各种实验适宜选用的麻醉剂给予建议。

1 常用麻醉方式、剂量和特点

戊巴比妥钠,白色粉末,麻醉持续时间2h 左

右,使用较广。用于犬、猫、兔麻醉时多用静脉注射,常用剂量为30mg kg 、浓度3%,如果使用腹腔注射麻醉,可以适当增大剂量;用于大鼠、小鼠、豚鼠麻醉时多用腹腔注射,常用剂量为40~50mg kg 、浓度2%;用于鸽子麻醉时多用肌肉注射,常用剂量为50~100mg kg 、浓度2%。镇痛和肌肉松弛效果均中等。

水合氯醛,为无色透明棱状结晶,有穿透性的臭气及腐蚀性苦味。配制后的溶液有沉淀时,可以先在水浴锅中适量加热促其融解。麻醉持续时间2h 左右。一般使用浓度10%,常用剂量为300mg kg 。可与乌拉坦合用。麻醉较浅,麻醉持续时间较长,对鼠、兔的肌肉松弛效果不十分好。

乌拉坦,无色透明结晶,麻醉持续时间2h 左右。多用于鼠和兔的麻醉,麻醉时多用腹腔注射,兔

麻醉也可使用耳缘静脉注射。常用剂量为1000mg kg ,一般使用浓度20%。肌肉松弛较好,作用温和,可用做深度麻醉。

氯胺酮,静脉或肌肉给药后,很快起到麻醉作用,但维持时间较短,一般仅10~20min ,可以用做大动物的前期引导麻醉或者短时间手术的麻醉,为了延长时间,可重复给药。对犬等大动物的呼吸抑制不明显,对鼠、兔镇痛效果不佳,呼吸抑制严重。乙醚,易燃、挥发性液体,一般可以用干燥器下部放10mL 左右的乙醚,将动物置于干燥器内,约0.5min 可以进入麻醉状态,肌肉松弛良好。麻醉时间维持约2~5min 左右,可以用广口瓶内盛用乙醚棉球置于口鼻处,保持麻醉。有条件的,可以用麻醉呼吸机进行麻醉。

α-氯醛糖,常用剂量为50~80mg kg ,麻醉时间可达5~6h 。麻醉持续时间长,对心血管和呼吸系统抑制轻,但是麻醉浅,镇痛效果不佳,且常伴有不自主兴奋。

苯戊巴比妥钠,常用剂量为80~150mg kg ,麻醉时间3~6h 。

2 对动物机体系统影响的比较

2.1 对血液、循环系统的影响

麻醉药对血液流变学有较明显的影响,乌拉坦

麻醉的大鼠的血粘度明显高于戊巴比妥钠麻醉的大鼠[3]

。但对血液中红细胞、白细胞、血小板数并无明显影响。乌拉坦用作静脉注射时可以导致溶血,溶

于生理盐水较合适,但是做腹腔注射则无溶血[4]

乙醚,可以促进儿茶酚胺的释放,可以引起血糖

升高。乌拉坦静脉和腹腔注射都可以导致大、小鼠血糖明显升高,腹腔注射出现的高血糖时间短,并且显著升高空腹大鼠、葡萄糖负荷大鼠及肾上腺素诱发高血糖大鼠的血浆胰岛素水平,而戊巴比妥钠则不会引起血糖的变化,有人分析乌拉坦引起血糖升高的原因可能是抑制胰岛素的降血糖作用、局部刺激、促进儿茶酚胺的释放等,同时用乌拉坦和戊巴比妥钠麻醉小鼠后60min可以引起肝糖原分别升高164%、119%,但对肌糖原无明显影响[5~7]。

采用事先插好动、静脉导管的自由活动大鼠,在静脉注射α-氯醛糖、戊巴比妥钠、乌拉坦,分别通过静脉注射盐酸去氧肾上腺素测定压力反射敏感性,α-氯醛糖和戊巴比妥钠轻度降低血压,乌拉坦对血压只有一过性降低作用,对心率均无显著影响,α-氯醛糖对压力反射只有短暂的轻度抑制[8]。腹腔注射α-氯醛糖、乌拉坦、水合氯醛、戊巴比妥钠麻醉的大鼠,孤立颈动脉窦后梯级增加和降低窦内压(I SP),并同步记录平均动脉压(MAP),将各级I SP与其对应的MAP值进行Logistic函数拟合,对所获得的ISP-MAP关系曲线及其有关参数进行比较。在低ISP区(0~10.6kPa),α-氯醛糖组的反射值明显高于其余三组,在高ISP区(26.6kPa~37.3kPa),各组之间无差异,表明α-氯醛糖可能有易化大鼠窦反射的作用,其余三种麻醉药对窦反射有抑制作用,其中乌拉坦的抑制效应最大[9]。

2.2 对呼吸系统的影响

乌拉坦对通气量的影响较小,在研究呼吸兴奋药时为最佳选择。但是乌拉坦有较强的致癌性[10],乌拉坦一次腹腔注射染毒设50、150、450、1350mg kg 共4组,小剂量多次染毒设50mg kg×9和150mg kg×9共2个组,并设生理盐水对照组,染毒后105d 处死动物,病理学检查结果表明,乌拉坦诱发肿瘤率为20%~70%,溶液对照组为10%,无论是单次或多次染毒均能诱发肺肿瘤,肿瘤的发生率随剂量增加而升高,有很好的剂量效应关系。同时不同品系的动物对乌拉坦诱发肺癌的敏感性不同,一次性注射1000mg kg剂量诱导下,昆明种小鼠60d的肺癌发生率高达100%,BALB c小鼠150d时肺癌发生率为25%,而津白Ⅱ号、C57小鼠未见肺癌发生[11]。SD 大鼠在双侧卵巢摘除手术后,乌拉坦麻醉组大鼠,12周内的死亡率高达33.3%,而戊巴比妥钠麻醉组的大鼠,12周内的死亡率仅6.25%[12]。2.3 对心脏的影响

乙醚由于可以促进儿茶酚胺的释放,抵消了其对心脏的抑制,对心脏影响较小。有研究表明[13],戊巴比妥钠、水合氯醛、乌拉坦三种麻醉剂对心率均有抑制作用,其中乌拉坦抑制作用最大,抑制率为27.1%;水合氯醛抑制作用次之,抑制率为18.9%;戊巴比妥钠抑制作用最小,抑制率为5.6%。去除麻醉剂后,乌拉坦组能立即恢复正常,戊巴比妥钠组和水合氯醛组心率均不能立即恢复到正常水平。对心脏收缩力,三者均有较强的抑制作用,乌拉坦对收缩力抑制率为26.0%,戊巴比妥纳为23.0%,水合氯醛为12.0%。去除麻醉剂后,乌拉坦组和水合氯醛组较易恢复到正常水平,戊巴比妥钠组不易恢复。当然,由于离体心脏没有了中枢神经系统控制和体液调节,三种麻醉剂原形是直接作用于心脏,引起心脏功能变化,在体内代谢物或者神经、体液调控对心脏功能的影响还有待进一步的研究。大剂量的水合氯醛抑制心肌收缩力,缩短心肌的不应期,引起心律失常,小剂量下没有明显毒性作用,少数动物在麻醉剂量下即会出现心律失常。

2.4 对消化系统的影响

有研究表明[14],戊巴比妥钠、水合氯醛、乌拉坦对离体胃平滑肌、十二指肠平滑肌。乌拉坦对离体胃平滑肌收缩性的抑制作用最大,抑制率为95.6 %;水合氯醛的抑制作用最小,抑制率为56.4%;然而,水合氯醛对离体十二指肠平滑肌收缩性的抑制作用最大,抑制率为99.5%;戊巴比妥钠的抑制作用最小,抑制率为48.9%。建议如进行麻醉大鼠胃运动的中枢调控机制的研究,宜采用水合氯醛麻醉;如进行麻醉大鼠小肠运动的中枢调控机制的研究,宜采用戊巴比妥钠麻醉。

巴比妥类主要代谢在肝脏,对肝脏中细胞色素P450有诱导作用,必要时应该考虑这个因素。

水合氯醛吸收后大部分分布于肝脏和其他组织内,很快被乙醇脱氢酶还原成三氯乙醇,后者具有与水合氯醛相等的中枢抑制作用。由于水合氯醛半衰期很短(仅几分钟),所以主要由三氯乙醇发挥催眠作用,它与葡萄糖醛酸结合而失活,并经肾脏排出,三氯乙醇的血浆半衰期为8h。

2.5 对神经电生理的影响

在视神经电生理研究中,乌拉坦作用后大鼠眼睑不能完全张开,安放角膜电极不便,且对大鼠的生理影响较大,而水合氯醛效果较好[15]。乌拉坦和硫

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·实验动物科学25卷

酸链霉素联合用药对听觉传导的阻滞明显加强,不适合观察听觉传导时间动物实验[16]。用α-氯醛糖、戊巴比妥钠、乌拉坦、水合氯醛、氯胺酮进行腹腔麻醉后,测定坐骨神经感觉神经动作电位(SNAP)和腓肠肌复合肌肉动作电位(C MAP),并比较其潜伏期、波幅、传导速度,发现氯胺酮组的SNAP和C MAP的传导速度都最快,戊巴比妥钠组其次,α-氯醛糖组SNAP和水合氯醛组C MAP的潜伏期、波幅、传导速度最差[17],有报道[18]中浓度的戊巴比妥钠有增加动作电位幅度的作用。乌拉坦对自主神经系统的抑制作用较弱。

2.6 对脑循环、代谢的影响

全麻药对脑代谢都有一定的影响,巴比妥类药物可以使血管收缩,脑血流量减少,降低颅内压,有利于保护脑部,从发现硫喷妥钠对脑有保护作用后,国内外学者对麻醉剂的脑保护作用做了很多研究,但多为阴性结果。氯胺酮有较强的扩血管作用并使脑血管自动调节功能失灵,能显著增加脑血流、颅内压和脑代谢率。用乌拉坦、戊巴比妥钠、水合氯醛等5种麻醉剂腹腔注射麻醉大鼠后,全脑缺血测量脑组织温度的动态变化,发现水合氯醛降低脑温的时间最长[19]。有人比较了戊巴比妥钠、乌拉坦、氯胺酮在大鼠脑外科实验中的作用,发现戊巴比妥钠麻醉的颅内压低[20]。

2.7 其它

有报道,乌拉坦影响肾上腺髓质的分泌,尿量、尿钠和氯化物,但是有研究认为乌拉坦会使肾脏滤过功能降低[21]。

除了水合氯醛和氯胺酮外(而且水合氯醛还仅仅作为一个镇静催眠剂使用),其它几种麻醉剂不会应用于临床,相关的研究内容也较少,很多方面也不如临床使用的麻醉剂研究透彻,所以这些比较可能也并不十分完全。

3 实验中的选择

由于不同的麻醉剂对于机体的影响不同,在同一个实验中,我们应该保持使用同一种麻醉剂和麻醉方式。在这个前提下,比较不同麻醉剂的特点并结合我们的实践经验,针对不同的实验我们可以选择比较合适的麻醉剂,以得到较好的实验效果。

戊巴比妥钠,适用于一般药理学实验、周围神经电生理实验、颅脑外科实验、血糖的检测;不宜用于对肝细胞色素P450活力检测及相关代谢、肝病模型研究。

水合氯醛,适用于心肌功能实验、电生理实验。

乌拉坦,适用于呼吸系统兴奋药物研究,观察保留自主神经反射活动的麻醉动物实验研究;不宜用于血液流变学、血糖的检测、神经电生理实验、心功能实验、麻醉后还需要长期饲养的实验。

氯胺酮单独使用时,适用于小型猪皮肤烧烫伤实验;不适合用作胸腹等手术时间较长的实验。小型猪的麻醉可以使用氯胺酮或者戊巴比妥钠,需要长时间麻醉使用戊巴比妥钠效果优于氯胺酮[22]。

乙醚则十分适合小动物的短时间手术,如棉球肉芽肿中棉球的植入、胃幽门结扎、冰醋酸造胃溃疡等。

α-氯醛糖,适合用于猫电刺激喉上神经引咳实验。

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