动物实验中吸入式麻醉和注射式麻醉的比较
2015-09-15 来源:本站 点击次数:10783实验动物是研究人类疾病的重要模型，为人类阐明发病机理以及寻找新的治疗策略提供了基础信息。在众多的实验动物中，小鼠是使用最多和最广泛的动物模型，这是因为其具有与人类的生物相似性、易于繁殖、费用低廉和容易操作等特点。
实际上，许多动物实验都需要实验动物在相对固定的条件下进行，例如活体成像、开颅的脑功能研究以及器官移植等。一般情况下，动物都不会配合这些实验的开展，而且大部分的实验操作还会伴有疼痛感，而麻醉和镇痛技术为这些实验的开展提供了可能。不同的实验动物会因不同的生理属性而影响麻醉剂的作用效率。与大动物（猫狗甚至更大）相比，小鼠的身体尺寸小，对药物的代谢和排除更加迅速，降低了药物的半衰期，也会影响麻醉药物起效和维持的时间。
麻醉是一种无意识、镇静、肌肉松弛以及无反射的状态。目前，按照作用药物的种类可将麻醉分为注射式麻醉和吸入式麻醉。理想的麻醉剂应当具有易于操作、提供快速和充足的麻醉维持、没有副作用、可以逆转以及对动物和操作人员无害等特点。但是，这样的麻醉剂并不存在，最佳的麻醉选择也需要根据不同实验的需求来确定。
目前，阿佛丁、戊巴比妥钠和氯胺酮是小鼠实验中最常用的注射类麻醉剂，它们经常会与诸如乙酰丙嗪、甲苯噻嗪、安定（地西泮）和一些镇静类药物联合使用；而异氟烷、七氟烷和地氟烷是吸入式麻醉中常用的麻醉剂。相比注射式麻醉，吸入式麻醉具有以下优点：（1）应用范围广，更加安全，尤其是针对深入和长时程麻醉实验；（2）心脏保护功能，提高肺部的免疫力；（3）吸入和消除都在肺部，极少被吸收，不会产生肝肾毒性；（4）苏醒快，适于短期麻醉，也利于更改麻醉策略，精确调控麻醉深度。与之相对的是，注射麻醉除了一些显而易见的优点外，其还存在着一些缺点：（1）选择一个合适的麻醉剂量是十分困难的，尤其是在不同麻醉剂的组合使用中，需要大量的摸索尝试；（2）恢复速度慢，不能在注射后立即苏醒，还需要使用逆转剂（解药）来解除麻醉状态；（3）无法精确控制麻醉深度；（4）对心率和呼吸速度都有显著的改变；（5）腹腔注射时还可能因为入针失误而误伤内脏。
接下来，本文将详细列举注射式麻醉剂的对比信息：
总之，注射式麻醉剂大都会对心肺功能产生影响，会改变心率和产生呼吸抑制，并造成血压血糖升高等生理问题。而且其麻醉时间长短不一，难以调控，它们大都需要在肝肾代谢，会潜在地产生一定的副作用。
与之相对的是，吸入性麻醉具有诸多优点，而异氟烷则是目前吸入性麻醉的最佳选择。凭借其快速诱导和恢复能力，它可以被应用于各种时长的手术操作中。异氟烷是一种不可燃气体，性能稳定。它具有心脏保护和肺部抗炎作用，可以抑制促炎因子IL-1、TNF-α和IL-6的分泌。异氟烷适用于各种年龄、各个部位及各种疾病的手术，包括一些其他全麻药不宜使用的疾病，例如癫痫、颅内压增高、重症肌无力、糖尿病、支气管哮喘等。
目前，主要的研究显示异氟烷主要通过对GABAA受体的作用而导致麻醉。它一方面可以增加GABAA受体对GABA的敏感性，另一方面还可以延长新释放的GABA和GABAA受体的作用时间（图1）。另外，它也可以通过对一些蛋白位点起作用，但是其在离子通道的作用对它发挥麻醉效果至关重要。
图1 异氟烷发挥麻醉作用的位点离子通道。异氟烷是通过左边的途径完成的，即增加GABAA对GABA的敏感性，促进GABA与GABAA的结合时间。
成像技术的发展越来越受到科研工作者的重视，它是一种非侵入和连续监测动物参数变化的优秀工具。而几乎所有的成像操作都需要使用麻醉剂对被测动物进行麻醉，而在不同的成像模式下选择合适的麻醉策略对成像效果至关重要。下表是在不同成像方式下的麻醉剂选择对比信息：