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蛛网膜下腔麻醉对兔行为学和脊神经超微结构的影响

作者 / Author：李建英

摘要 / Abstract：

关键词 / KeyWords：

蛛网膜下腔阻滞,脊髓毒性,罗哌丁胺,布比卡因,舒芬太尼

蛛网膜下腔麻醉对兔行为学和脊神经超微结构的影响

李建英¹⁾　荣爱梅²⁾^△

1) 郑州市妇幼保健院麻醉科　郑州　4500522)郑州大学第一附属医院消化内科　郑州　450052

^△通讯作者：荣爱梅，郑州大学第一附属医院消化内科，450052，E－mail：aimeirong1985@126.com

【摘要】　目的　观察兔蛛网膜下腔内注入不同浓度罗哌卡因(Rop)、布比卡因(Bup)、舒芬太尼(SF)后，对兔行为学和脊髓超微结构的影响，以探讨不同浓度罗哌卡因对兔神经阻滞的安全性。方法选用日本大耳兔50只，随机分为5组，每组10只，基础麻醉后分别用0.4%、0.5%两种浓度Rop (R 0.4组、R 0.5组)，舒芬太尼(SF组)，0.9%生理盐水阴性对照(S组)和0.5%布比卡因对照(B组)进行蛛网膜下腔神经阻滞麻醉(腰麻)，注药后同期观察兔的双后肢运动功能变化，6 h后将兔处死，取L₅_－₆脊髓，HE染色后应用投射电镜观察神经细胞形态。结果R 0.4组、R 0.5组对兔的生物学指标及阻滞平面、神经传导及痛阈强度差异无统计学意义， R 0.4组、R 0.5组比B组腰麻显效时间慢，麻醉恢复快。R 0.4组、R 0.5组、SF组、S组脊髓结构和神经根超微结构基本正常。B组脊髓出现典型的凋亡细胞，染色质固缩。结论0.4%、0.5% Rop用于兔蛛网膜下腔神经阻滞安全、可靠。

【关键词】　蛛网膜下腔阻滞；脊髓毒性；罗哌丁胺；布比卡因；舒芬太尼

【中图分类号】　R－332　　【文献标识码】　A　　【文章编号】　1673－5110(2012)17－0004－03

Effects of spinal nerve block anesthesia on behavioristics and the ultrastructure of spinal nervesLi Jianying, Rong Aimei. Department of Anesthesiology, Zhengzhou Maternal and Child Health Hospital, Zhengzhou 450052, China

【Abstract】 ObjectiveTo investigate the effect on behavioristics and the ultrastructure of spinal nerves of rabbits with different concentrations of ropivacaine(Rop), bupivacaine(Bup) or sufentanil(SF) administered intrathecally, and explore the security of Rop. MethodsTotally 50 Japanese white rabbits were randomly divided into five groups(each group of 10 cases). After anesthesia foundation, the rabbits assigned to receive 0.4% Rop, 0.5% Rop, 0.5% Bup, SF, normal saline intrathecally. The hind－limb motor block was scored as quickly as the injection was end. The rabbits were killed after 6 hours. Then L₅_－₆ part of spinal cord was removed, and examined through light and electron microscopes after hematoxylin－eosin(HE) staining. ResultsThere was no statistical significance in biological indicator, block level, nerve conduction, threshold of pain between 0.4% Rop group and 0.5% Rop group. In 0.4% and 0.5% Rop groups, effectual time was lower and recovery time was faster than that in Bup group. The spinal of Bup group appeared typical apoptotic cell and chromatin condensation. But the spinal of the other four groups was basically normal.Conclusion0.4% and 0.5% Rop are safe in subarachnoid block.

【Key words】　Subarachnoid block；Spinal cord toxicity；Ropivacaine；Bupivacaine；Sufentanil

罗哌卡因(Rop)是一种新型单一S对应结构体(S形)长效酰胺类局麻药，是布比卡因哌啶环的第三位氮原子被丙基所代替的产物，其在药效学、心脏毒性中研究较多^[1^－^2]。而在腰麻中脊髓毒性方面的研究较少，本实验通过罗哌卡因与布比卡因、舒芬太尼的比较来探讨罗哌卡因在腰麻中的安全性，以指导临床麻醉实践。

1　材料与方法

1．1　材料来源日本大耳兔50只，雌雄不拘，45 d左右，体质量4.0～4.5 kg，普通级，由郑州大学第一附属医院实验动物中心提供。

1．2　实验动物及分组将日本大耳兔50只随机分为0.4%、0.5%两种浓度Rop组(R 0.4组、R 0.5组)，枸橼酸舒芬太尼组(SF组)，0.9%生理盐水阴性对照组(S组)和0.5%布比卡因阳性对照组(B组)五个大组，每组10只。

1．3　动物模型的制备将兔做基础麻醉后俯卧于手术台上，接心电监护仪监测血流动力学变化，维持平均动脉压(MAP)>60 mmHg，于注药前5 min，注药后2、5、10、30 min记录数据。参考施新猷介绍的鞘内给药技术^[3]，待兔完全清醒后，使其尾向腹侧屈曲，于第六腰椎周围备皮、消毒，于L6－7棘突侧缘进针穿刺时可见兔的后肢跳动，即证明穿刺针进入椎管。固定好针头，于20 s内注入0.2 mL不同浓度Rop(0.4%、0.5%、)、0.5%Bup、SF和生理盐水。

1．4　行为学观察注药开始同期观察各组行为学变化：(1)一般情况：注药期间检测兔的血压(低于60 mmHg剔除)、心率、呼吸，观察有无烦躁、抽搐、昏迷、死亡等情况。(2)按Malinovsky^[1]介绍的4分视觉模拟评分法记录运动阻滞情况：0＝双后肢自由活动，1＝肢体步行不对称或受限，2＝双后肢不能支撑身体，3＝双后肢完全麻痹。每隔1 min记录一次评分，直至运动阻滞到最大程度。显效时间为鞘内注射结束至达到最大阻滞的时间，维持时间为鞘内注射结束至后肢运动完全恢复的时间。

1．5　神经学观察给药6 h后于耳缘静脉推注约20 mL空气处死兔，打开胸腔，用500 mL生理盐水快速灌注左心室，待右心室流出透亮液体时，再灌注4%多聚甲醛1 000 mL，切取L₆_－₇脊髓浸泡于多聚甲醛灌注液中，4℃冰箱保存，常规石蜡包埋、切片，备HE染色，切取L₆_－₇段1 mm脊髓后角组织及神经根，固定于2.5%戊二醛磷酸缓冲液中备电镜观察脊髓、神经根的超微结构。

2　结果

2.1　血流动力学指标变化各组给药前后平均动脉压(MAP)均＞60 mmHg，各组内及组间MAP、心率(HR)比较差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1　各组血流动力学变化(±s，n＝10)

组别	时间点	MAP(mmHg)	HR(bpm)
S组	给药前	73±4	260±28
	给药后2 min	75±8	267±27
	5 min	70±5	273±27
	10 min	71±4	277±26
	30 min	74±5	274±25
SF组	给药前	68±6	260±26
	给药后2 min	70±7	263±29
	5 min	67±5	271±28
	10 min	68±5	265±24
	30 min	66±4	263±28
B组	给药前	70±4	269±25
	给药后2 min	76±7	265±36
	5 min	75±3	273±24
	10 min	73±6	263±22
	30 min	72±4	264±26
R 0.4组	给药前	67±6	271±23
	给药后2 min	73±8	278±30
	5 min	75±6	275±24
	10 min	70±7	270±28
	30 min	69±5	272±23
R 0.5组	给药前	74±4	277±28
	给药后2 min	78±9	280±35
	5 min	77±5	275±26
	10 min	79±7	276±28
	30 min	76±7	274±27

2.2　行为学变化见表2、3。各组注药前后呼吸频率和幅度、喝水、进食与主要前无明显差异。S组和SF组在注药前后，兔子双后肢运动功能评分均为0分。Rop组(R 0.4组、R 0.5组)幼兔在鞘内给药后，双后肢均出现不同程度的运动功能阻滞。在药物作用的高峰期兔子后肢运动评分为2分或3分，给药后3 h，所有的运动功能均已完全恢复正常。Rop组内，R 0.4组兔子双后肢张力消失和张力恢复，与Ro 0.5组比较，差异无统计学意义 (P>0.05)。与B组比较，所有Rop组兔子脊麻显效时间较慢，麻醉恢复较快，差异有统计学意义(P<0.05)。B组则表现为不同程度的双后肢运动功能受损，给药后30 s内即出现双后肢的完全麻痹，给药后3 h未见明显改善，6 h有3只运动评分为2分，其余7只仍表现为运动瘫痪，与S组和各Rop组相比较差异具有统计学意义 (P<0.05)。

表2　给药后各组兔双后肢运动评分情况(n＝10)

时间	组别	0分	1分	2分	3分
	S组	10	0	0	0
	SF组	10	0	0	0
3 h	B组	0	0	0	10
	R0.4组	10	0	0	0
	R0.5组	10	0	0	0
	S组	10	0	0	0
	SF组	10	0	0	0
6 h	B组	0	0	3	7
	R0.4组	10	0	0	0
	R0.5组	10	0	0	0

表3　各组蛛网膜下腔给药后兔后肢运动阻滞显效、维持时间　(±s)

组别	n	运动阻滞显效时间	运动阻滞维持时间
B组	10	0.38±0.11	＞6 h
R 0.4组	10	0.45±0.36	58.42±10.51
R 0.5组	10	0.40±0.39	56.87±13.64

2.3HE染色结果所有Rop组、SF组和S组脊髓结构完整，灰质白质清晰。B组在给药后6 h脊髓灰质内有大片出血灶，白质内出血灶也明显增多。

2．4　透射电镜结果R 0.4组、R 0.5组、SF组和S组脊髓组织和神经根超微结构基本正常，神经轴丝完整，个别有髓神经纤维松解或局灶性轻度脱髓鞘。B组脊髓组织出现典型的凋亡细胞：染色质固缩，呈斑块状聚集于核膜周边，胞浆浓缩，核膜皱褶，以胶质细胞为主：部分胶质细胞核内染色质溶解；个别神经细胞水肿，细胞核皱缩，胞质内线粒体肿胀，结构模糊，内质网扩张：神经轴索水样变，轴丝消失，细胞间质水肿，有髓神经纤维广泛严重脱髓鞘。

3　讨论

随着局麻药脊髓、脊神经毒性的报道增多，对局麻药毒性的研究也越来越迫切。有研究表明局麻药的脊髓、脊神经毒性作用与局麻药的种类^[4]、浓度^[5]、剂量^[6]、神经系统暴露于局麻药的时间^[7]有关。罗哌卡因已经广泛应用于硬膜外组织麻醉和各类神经阻滞，其神经毒性的主要损伤部位是脊髓白质背索、脊神经根、马尾神经，严重者累计脊髓灰质^[8^－^9]。Yamashita等^[10]对利多卡因、布比卡因、丁卡因、罗哌卡因的神经毒性作用做了比较，罗哌卡因导致的脊髓背索空泡形成的程度轻于其他局麻药。本研究结果显示0.4%Rop、0.5%Rop组在HE染色、透射电镜观察中脊髓组织和神经根超微结构正常，表明通过珠网膜下腔注入这两种浓度的Rop对兔脊髓及脊神经是安全的。而0.5%布比卡因组脊髓组织出现典型的凋亡细胞，表明同浓度布比卡因的神经毒性损伤大于罗哌卡因，这也与Yamashita等^[10]的研究一致。

然而局麻药的神经毒性的作用机制迄今为止仍不清楚。局麻药的神经毒性作用可引起神经细胞内环境的紊乱，有研究表明^[11]，线粒体功能或结构破坏导致神经细胞的退行性变是许多神经系统疾病的共同因素。Hirsch等^[12]认为是由于局麻药直接作用于神经元破坏了神经元的氧化磷酸化过程，影响了线粒体和跨膜动作电位而促进神经元发生程序性死亡。本研究发现布比卡因组透射电镜观察到脊髓组织出现线粒体肿胀和典型的凋亡细胞，与上述研究结果一致。细胞凋亡是指生物体内细胞在特定的内源和外源信号诱导下，其死亡途径被激活，并在有关基因调控下发生的程序性死亡。凋亡是由多基因联合控制的，而局麻药导致脊髓细胞凋亡的相关基因及信号通路有待进一步深入的研究。另有研究表明，局麻药的神经毒性与谷氨酸的神经毒性^[13]、神经元的缺氧性损伤^[14]、细胞内钙超载^[15]有关。舒芬太尼的良好镇痛与有效降低机体应激反应，使外周血β内啡肽(β－EP)抑制氧自由基释放(OFR)^[16]有关。

综上所述，本研究表明罗哌卡因较布比卡因起效快、作用时间短，神经毒性小。但局麻药的神经毒性的机制有待进一步研究。

4　参考文献

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(收稿2012－05－19)

本文刊登于《中国实用神经疾病杂志》2012年15卷17期4-6页

蛛网膜下腔麻醉对兔行为学和脊神经超微结构的影响

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