CO2气腹对大鼠胃肠肌电作用的实验研究
周丁华,卫冰,中国人民解放军解放军二炮总医院普外科 北京市 100088
李宁,黎介寿,南京军区南京总医院全军普外研究所 江苏省南京市 210002
国家自然科学基金资助项目, No.30270406
中国博士后科学研究基金资助项目,No. 中博基2001-14
项目负责人:周丁华,100088, 北京市西城区新街口外大街16号,中国人民解放军解放军二炮总医院普外科. zhoudh@sina.com
, http://www.100md.com
电话:010-66343608 传真:010-66343055
收稿日期:2003-03-07 接受日期:2003-03-28
摘要
目的:研究CO2气腹对胃肠肌电活动的影响.
方法:采用电生理方法，观察CO2气腹不同压力、不同持续时间大鼠胃肠消化间期综合肌电(IMC)各时相变化规律，统计单位时间内胃、十二指肠及回肠肌电快波数及气腹前后肌电快波数变化率.
结果:正常大鼠胃肠消化间期常出现IMCⅢ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，大鼠胃、十二指肠及回肠肌电单位时间内快波数逐渐减少.气腹持续1 h后，高压组(气腹压2.67kPa)的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.气腹持续2h后，低压组(气腹压1.33kPa )、中压组(气腹压2.0kPa )的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.
, 百拇医药
结论:CO2气腹可抑制胃肠肌电活动，并导致胃肠肌电活动节律紊乱.
周丁华,卫冰, 李宁,黎介寿. CO2气腹对大鼠胃肠肌电作用的实验研究.世界华人消化杂志 2003;11(10):1652-1653
0 引言随着腹腔镜技术的广泛应用，CO2气腹对机体所产生的各种病理生理学改变受到众多学者的重视[1-5].目前，CO2气腹对机体呼吸、循环系统影响的研究已有大量文献报道[6-9]，而有关对胃肠动力学影响的研究较少.本文研究了CO2气腹对大鼠胃肠肌电活动的作用.现将结果报告如下:
1 材料和方法
, http://www.100md.com
1.1 材料 健康Wistar大鼠40只，体质量200-250g，♀20只,♂20只.随机分为低压组(气腹压1.33kPa )，中压组(气腹压2.0kPa )，高压组(气腹压2.67kPa )以及对照组.引导电极的安置:乙醚麻醉后，按外科常规手术行上腹正中切口，将三对自制颜色不同的小型银-氯化银双电极分别埋置于胃窦(幽门上5mm)、十二指肠(幽门下5mm)和回肠(回盲部近端20mm)的浆膜面.每对电极双极的间距为4mm，电极由腹腔穿过腹膜和肌层，在胸背部皮下潜行，于两肩胛骨之间引出体外.
1.2 方法 术后7-10d，待大鼠伤口、饮食恢复正常后开始进行实验.实验前禁食8-24h，乙醚麻醉后，平卧固定，腹部酒精消毒，闭合法建立CO2气腹，气腹压力设定为1.33kPa，2.0 kPa，2.67kPa，持续时间分别定为0.5h，1.0 h，2.0h，4.0 h. 结束时经气腹针排出气体.对照组仅插入气腹针，并不注入CO2气体.引导电极导线接四道生理记录仪，经放大的电信号由记录仪显示器显示.观察IMC各时相变化，胃肠肌电信号以80min 为1个记录单位，统计各组胃肠肌电的快波总数，计算气腹前后胃肠肌电快波数变化率.胃肠肌电快波数变化率=(气腹前快波总数-气腹后快波总数)/气腹前快波总数×100%
, 百拇医药
统计学处理 测定数据以 表示，所得数据进行方差分析及配对t检验.
2 结果正常大鼠胃肠消化间期IMC常出现Ⅲ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，大鼠胃、十二指肠及回肠肌电单位时间内快波数逐渐减少.气腹持续时间1h后，高压组的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.气腹持续时间2h后，气腹低压组、中压组的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组(表1-3).
表1 各组不同气腹持续时间的胃肌电快波数变化率( ,%)
, http://www.100md.com
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
表2 各组不同气腹持续时间的十二指肠肌电快波变化率( ,%)
, http://www.100md.com
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
表3 各组不同气腹持续时间的回肠肌电快波变化率( ,%)
, 百拇医药
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
3 讨论随着腹腔镜及其配套器械的不断完善，腹腔镜手术作为一种微创诊断和治疗手段，其应用范围不断扩大[10-14].胃肠肌电活动是研究胃肠运动形式及其规律的灵敏指标.消化间期移行性运动综合波(MMC)反映了胃肠道在消化间期运动的周期性变化，以电活动为指标研究胃肠运动时，这种周期性变化称为IMC.IMC通常被分为4个时相(Ⅰ-Ⅳ).
本研究发现，正常大鼠胃肠消化间期IMC常出现Ⅲ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现，且胃、十二指肠及回肠单位时间内快波数显著减少.说明CO2气腹可导致大鼠胃肠肌电活动节律紊乱，抑制胃肠道的蠕动功能.CO2气腹后胃肠道肌电上述特征性变化，一方面可能是腹腔内压力增高可导致内脏血管收缩，静脉回流减少，致使心脏的前负荷降低[15-17].同时，腹内压力机械性压迫胃肠道毛细血管床，反射性引起血管血流阻力增高，导致胃肠道血流灌注不足，进而引起胃肠道淤血水肿，抑制了胃肠平滑肌肌电活动;另一方面可能是CO2高度的可溶性和腹腔、血液之间CO2的压力梯度导致CO2吸收迅速增加，引起全身或局部高碳酸血症和酸中毒，从而降低了胃肠平滑肌受体对外界刺激的敏感性.
, 百拇医药
本研究还表明，CO2气腹对胃、十二指肠一直到回肠(末端)的消化道肌电活动均有一定的抑制作用.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，CO2气腹对胃肠肌电活动的抑制作用显著增强.因此，实施腹腔镜手术时，CO2气腹压力应尽量控制在既能满足手术要求，又能对机体胃肠道肌电活动产生较小影响的低水平.实施CO2气腹时保持腹肌良好的松弛，有助于维持和降低腹腔内压.此外，根据患者与手术需要，采取术中间歇放气可缓解高腹内压对腹腔内血管的压迫，维持胃肠道内环境的相对稳定.腹腔镜手术后，要充分估计到CO2气腹后胃肠肌电活动的影响，适量使用促胃肠动力的药物，有助于尽早恢复胃肠道的运动功能.
4 参考文献1 Holthausen UH, Nagelschmidt M, Troidl H. CO2 pneumoperitoneum: whatwe know and what we need to know. World
, 百拇医药
J Surg 1999;23:794-800
2 Agostini A, Robin F, Jais JP, Aggerbeck M, Vilde F, Blanc B, LecuruF.Impact of different gases and pneumoperitoneum
pressures on tumor growth duringlaparoscopy in a rat model. Surg Endosc 2002;16:529-532
3 Hanly EJ, Mendoza-Sagaon M, Murata K, Hardacre JM, De Maio A,Talamini MA. CO2 Pneumoperitoneum modifies
the inflammatory response to sepsis. AnnSurg 2003;237:343-350
, 百拇医药
4 Tan M, Xu FF, Peng JS, Li DM, Chen LH, Lv BJ, Zhao ZX, Huang C,Zheng CX. Changes in the level of serum liver
enzymes after laparoscopic surgery. World JGastroenterol 2003;9:364-367
5 Wildbrett P, Oh A, Naundorf D, Volk T, Jacobi CA. Impact oflaparoscopic gases on peritoneal microenvironment and
essential parameters of cell function. SurgEndosc 2003;17:78-82
, http://www.100md.com
6 Schulze S, Lyng KM, Bugge K, Perner A, Bendtsen A, Thorup J,Nielsen HJ, Rasmussen V, Rosenberg J. Cardiovascular
and respiratory changes and convalescencein laparoscopic colonic surgery: comparison between carbon dioxide
pneumoperitoneum and gasless laparoscopy.Arch Surg 1999;134:1112-1118
7 Latimer FG, Eades SC, Pettifer G, Tetens J, Hosgood G, MooreRM.Cardiopulmonary, blood and peritoneal fluid
, 百拇医药
alterations associated with abdominalinsufflation of carbon dioxide in standing horses. Equine Vet J 2003;35:283-290
8 Hawasli A, Oh H, Schervish E, Frontera R, Gonsherova I, Khoury H.The effect of pneumoperitoneum on kidney function
in laparoscopic donor nephrectomy. Am Surg 2003;69:300-303
9 Rosin D, Rosenthal RJ. Adverse hemodynamic effects ofintraabdominal pressure- is it all in the head? Int J Surg
, 百拇医药
Investig 2001;2:335-345
10 Himal HS. Minimally invasive (laparoscopic) surgery. Surg Endosc 2002;16:1647-1652
11 Scott-Conner CE. Laparoscopic gastrointestinal surgery. Med ClinNorth Am 2002;86:1401-1422
12 Weber JC, Navarra G, Habib NA, Bachellier P, Jaeck D.Laparoscopicradiofrequency-assisted liver resection. Surg
Endosc 2003;17:834
, 百拇医药
13 Ponsky LE, Cherullo EE, Banks KL, Greenstein M, Streem SB, KleinEA, Zippe CD. Laparoscopic radical nephrectomy:
incorporating advantages of hand assistedand standard laparoscopy. J Urol 2003;169:2053-2056
14 Kalil AN, Mastalir ET. Laparoscopic hepatectomy for benign livertumors. Hepatogastroenterology 2002;49:803-805
15 Yokoyama Y, Alterman DM, Sarmadi AH, Baveja R, Zhang JX, Huynh T,Clemens MG. Hepatic vascular response to
, 百拇医药
elevated intraperitoneal pressure in therat. J Surg Res 2002;105:86-94
16 Gutt CN, Schmandra TC. Portal venous flow during CO2pneumoperitoneum in the rat. Surg Endosc 1999;13:902-905
17 Schmandra TC, Kim ZG, Gutt CN.Effect of insufflation gas andintraabdominal pressure on portal venous flow during
pneumoperitoneum in the rat. Surg Endosc 2001;15:405-408, 百拇医药( 周丁华, 卫 冰, 李 宁, 黎介寿)
李宁,黎介寿,南京军区南京总医院全军普外研究所 江苏省南京市 210002
国家自然科学基金资助项目, No.30270406
中国博士后科学研究基金资助项目,No. 中博基2001-14
项目负责人:周丁华,100088, 北京市西城区新街口外大街16号,中国人民解放军解放军二炮总医院普外科. zhoudh@sina.com
, http://www.100md.com
电话:010-66343608 传真:010-66343055
收稿日期:2003-03-07 接受日期:2003-03-28
摘要
目的:研究CO2气腹对胃肠肌电活动的影响.
方法:采用电生理方法，观察CO2气腹不同压力、不同持续时间大鼠胃肠消化间期综合肌电(IMC)各时相变化规律，统计单位时间内胃、十二指肠及回肠肌电快波数及气腹前后肌电快波数变化率.
结果:正常大鼠胃肠消化间期常出现IMCⅢ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，大鼠胃、十二指肠及回肠肌电单位时间内快波数逐渐减少.气腹持续1 h后，高压组(气腹压2.67kPa)的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.气腹持续2h后，低压组(气腹压1.33kPa )、中压组(气腹压2.0kPa )的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.
, 百拇医药
结论:CO2气腹可抑制胃肠肌电活动，并导致胃肠肌电活动节律紊乱.
周丁华,卫冰, 李宁,黎介寿. CO2气腹对大鼠胃肠肌电作用的实验研究.世界华人消化杂志 2003;11(10):1652-1653
0 引言随着腹腔镜技术的广泛应用，CO2气腹对机体所产生的各种病理生理学改变受到众多学者的重视[1-5].目前，CO2气腹对机体呼吸、循环系统影响的研究已有大量文献报道[6-9]，而有关对胃肠动力学影响的研究较少.本文研究了CO2气腹对大鼠胃肠肌电活动的作用.现将结果报告如下:
1 材料和方法
, http://www.100md.com
1.1 材料 健康Wistar大鼠40只，体质量200-250g，♀20只,♂20只.随机分为低压组(气腹压1.33kPa )，中压组(气腹压2.0kPa )，高压组(气腹压2.67kPa )以及对照组.引导电极的安置:乙醚麻醉后，按外科常规手术行上腹正中切口，将三对自制颜色不同的小型银-氯化银双电极分别埋置于胃窦(幽门上5mm)、十二指肠(幽门下5mm)和回肠(回盲部近端20mm)的浆膜面.每对电极双极的间距为4mm，电极由腹腔穿过腹膜和肌层，在胸背部皮下潜行，于两肩胛骨之间引出体外.
1.2 方法 术后7-10d，待大鼠伤口、饮食恢复正常后开始进行实验.实验前禁食8-24h，乙醚麻醉后，平卧固定，腹部酒精消毒，闭合法建立CO2气腹，气腹压力设定为1.33kPa，2.0 kPa，2.67kPa，持续时间分别定为0.5h，1.0 h，2.0h，4.0 h. 结束时经气腹针排出气体.对照组仅插入气腹针，并不注入CO2气体.引导电极导线接四道生理记录仪，经放大的电信号由记录仪显示器显示.观察IMC各时相变化，胃肠肌电信号以80min 为1个记录单位，统计各组胃肠肌电的快波总数，计算气腹前后胃肠肌电快波数变化率.胃肠肌电快波数变化率=(气腹前快波总数-气腹后快波总数)/气腹前快波总数×100%
, 百拇医药
统计学处理 测定数据以 表示，所得数据进行方差分析及配对t检验.
2 结果正常大鼠胃肠消化间期IMC常出现Ⅲ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，大鼠胃、十二指肠及回肠肌电单位时间内快波数逐渐减少.气腹持续时间1h后，高压组的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组.气腹持续时间2h后，气腹低压组、中压组的胃、十二指肠及回肠肌电快波数变化率显著大于对照组(表1-3).
表1 各组不同气腹持续时间的胃肌电快波数变化率( ,%)
| 组别 | n | 30 min | 1.0 h | 2.0 h | 4.0 h |
| 低压组 | 10 | 9.1±3.6 | 10.3±3.8 | 17.6±5.9a | 36.7±11.9b |
| 中压组 | 10 | 9.3±2.7 | 11.9±4.2 | 28.8±14.7b | 47.5±18.3b |
| 高压组 | 10 | 10.2±4.5 | 20.7±3.5a | 36.6±18.2b | 58.5±21.6b |
| 对照组 | 10 | 8.7±3.1 | 8.9±2.2 | 8.7±2.5 | 8.8±3.3 |
, http://www.100md.com
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
表2 各组不同气腹持续时间的十二指肠肌电快波变化率( ,%)
| 组别 | n | 30 min | 1.0 h | 2.0 h | 4.0 h |
| 低压组 | 10 | 7.5±2.4 | 9.7±2.7 | 17.6±13.5a | 28.3±6.2b |
| 中压组 | 10 | 8.3±2.5 | 10.6±3.3 | 21.9±15.3b | 39.5±21.5b |
| 高压组 | 10 | 9.2±2.9 | 16.8±3.4a | 28.8±19.2b | 46.7±24.5b |
| 对照组 | 10 | 6.5±1.7 | 6.9±2.0 | 6.6±1.6 | 6.5±1.4 |
, http://www.100md.com
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
表3 各组不同气腹持续时间的回肠肌电快波变化率( ,%)
| 组别 | n | 30 min | 1.0 h | 2.0 h | 4.0 h |
| 低压组 | 10 | 3.5±0.4 | 4.7±0.7 | 8.9±1.9a | 11.5±8.8b |
| 中压组 | 10 | 4.3±0.5 | 5.6±0.8 | 11.6±6.8b | 25.8±15.6b |
| 高压组 | 10 | 5.2±0.8 | 9.8±1.0a | 19.2±10.4b | 34.5±19.5b |
| 对照组 | 10 | 3.5±0.7 | 3.5±0.8 | 3.4±0.6 | 3.5±0.7 |
, 百拇医药
aP<0.05, bP <0.01 vs 对照组.
3 讨论随着腹腔镜及其配套器械的不断完善，腹腔镜手术作为一种微创诊断和治疗手段，其应用范围不断扩大[10-14].胃肠肌电活动是研究胃肠运动形式及其规律的灵敏指标.消化间期移行性运动综合波(MMC)反映了胃肠道在消化间期运动的周期性变化，以电活动为指标研究胃肠运动时，这种周期性变化称为IMC.IMC通常被分为4个时相(Ⅰ-Ⅳ).
本研究发现，正常大鼠胃肠消化间期IMC常出现Ⅲ时相，但缺乏IMCⅣ时相与Ⅱ时相.CO2气腹后大鼠胃肠IMCⅢ时相极少出现，且胃、十二指肠及回肠单位时间内快波数显著减少.说明CO2气腹可导致大鼠胃肠肌电活动节律紊乱，抑制胃肠道的蠕动功能.CO2气腹后胃肠道肌电上述特征性变化，一方面可能是腹腔内压力增高可导致内脏血管收缩，静脉回流减少，致使心脏的前负荷降低[15-17].同时，腹内压力机械性压迫胃肠道毛细血管床，反射性引起血管血流阻力增高，导致胃肠道血流灌注不足，进而引起胃肠道淤血水肿，抑制了胃肠平滑肌肌电活动;另一方面可能是CO2高度的可溶性和腹腔、血液之间CO2的压力梯度导致CO2吸收迅速增加，引起全身或局部高碳酸血症和酸中毒，从而降低了胃肠平滑肌受体对外界刺激的敏感性.
, 百拇医药
本研究还表明，CO2气腹对胃、十二指肠一直到回肠(末端)的消化道肌电活动均有一定的抑制作用.随着气腹持续时间的延长及气腹压力的增高，CO2气腹对胃肠肌电活动的抑制作用显著增强.因此，实施腹腔镜手术时，CO2气腹压力应尽量控制在既能满足手术要求，又能对机体胃肠道肌电活动产生较小影响的低水平.实施CO2气腹时保持腹肌良好的松弛，有助于维持和降低腹腔内压.此外，根据患者与手术需要，采取术中间歇放气可缓解高腹内压对腹腔内血管的压迫，维持胃肠道内环境的相对稳定.腹腔镜手术后，要充分估计到CO2气腹后胃肠肌电活动的影响，适量使用促胃肠动力的药物，有助于尽早恢复胃肠道的运动功能.
4 参考文献1 Holthausen UH, Nagelschmidt M, Troidl H. CO2 pneumoperitoneum: whatwe know and what we need to know. World
, 百拇医药
J Surg 1999;23:794-800
2 Agostini A, Robin F, Jais JP, Aggerbeck M, Vilde F, Blanc B, LecuruF.Impact of different gases and pneumoperitoneum
pressures on tumor growth duringlaparoscopy in a rat model. Surg Endosc 2002;16:529-532
3 Hanly EJ, Mendoza-Sagaon M, Murata K, Hardacre JM, De Maio A,Talamini MA. CO2 Pneumoperitoneum modifies
the inflammatory response to sepsis. AnnSurg 2003;237:343-350
, 百拇医药
4 Tan M, Xu FF, Peng JS, Li DM, Chen LH, Lv BJ, Zhao ZX, Huang C,Zheng CX. Changes in the level of serum liver
enzymes after laparoscopic surgery. World JGastroenterol 2003;9:364-367
5 Wildbrett P, Oh A, Naundorf D, Volk T, Jacobi CA. Impact oflaparoscopic gases on peritoneal microenvironment and
essential parameters of cell function. SurgEndosc 2003;17:78-82
, http://www.100md.com
6 Schulze S, Lyng KM, Bugge K, Perner A, Bendtsen A, Thorup J,Nielsen HJ, Rasmussen V, Rosenberg J. Cardiovascular
and respiratory changes and convalescencein laparoscopic colonic surgery: comparison between carbon dioxide
pneumoperitoneum and gasless laparoscopy.Arch Surg 1999;134:1112-1118
7 Latimer FG, Eades SC, Pettifer G, Tetens J, Hosgood G, MooreRM.Cardiopulmonary, blood and peritoneal fluid
, 百拇医药
alterations associated with abdominalinsufflation of carbon dioxide in standing horses. Equine Vet J 2003;35:283-290
8 Hawasli A, Oh H, Schervish E, Frontera R, Gonsherova I, Khoury H.The effect of pneumoperitoneum on kidney function
in laparoscopic donor nephrectomy. Am Surg 2003;69:300-303
9 Rosin D, Rosenthal RJ. Adverse hemodynamic effects ofintraabdominal pressure- is it all in the head? Int J Surg
, 百拇医药
Investig 2001;2:335-345
10 Himal HS. Minimally invasive (laparoscopic) surgery. Surg Endosc 2002;16:1647-1652
11 Scott-Conner CE. Laparoscopic gastrointestinal surgery. Med ClinNorth Am 2002;86:1401-1422
12 Weber JC, Navarra G, Habib NA, Bachellier P, Jaeck D.Laparoscopicradiofrequency-assisted liver resection. Surg
Endosc 2003;17:834
, 百拇医药
13 Ponsky LE, Cherullo EE, Banks KL, Greenstein M, Streem SB, KleinEA, Zippe CD. Laparoscopic radical nephrectomy:
incorporating advantages of hand assistedand standard laparoscopy. J Urol 2003;169:2053-2056
14 Kalil AN, Mastalir ET. Laparoscopic hepatectomy for benign livertumors. Hepatogastroenterology 2002;49:803-805
15 Yokoyama Y, Alterman DM, Sarmadi AH, Baveja R, Zhang JX, Huynh T,Clemens MG. Hepatic vascular response to
, 百拇医药
elevated intraperitoneal pressure in therat. J Surg Res 2002;105:86-94
16 Gutt CN, Schmandra TC. Portal venous flow during CO2pneumoperitoneum in the rat. Surg Endosc 1999;13:902-905
17 Schmandra TC, Kim ZG, Gutt CN.Effect of insufflation gas andintraabdominal pressure on portal venous flow during
pneumoperitoneum in the rat. Surg Endosc 2001;15:405-408, 百拇医药( 周丁华, 卫 冰, 李 宁, 黎介寿)
