神经科学研究中大鼠和小鼠的麻醉
来源：未知 |发布时间：2018-05-04 10:55|点击:次
摘要:神经科学研究中经常使用大鼠和小鼠等啮齿类动物通过手术来建立动物模型,良好的麻醉效果是手术及手术后相关实验成功的重要保证。啮齿类动物体型小,有其独特的生理代谢特点,应根据具体的实验要求结合麻醉剂的特性,选择适宜的麻醉方式和恰当的麻醉剂及其剂量。本文以神经科学研究中常用的啮齿类动物大鼠和小鼠为关注点,总结了神经科学实验中常用的麻醉剂的麻醉方式、用量和注意事项,为神经科学实验中安全合理使用麻醉剂提供理论参考。
神经科学研究中许多动物模型是通过麻醉后手术建立的。以大鼠、小鼠为例,常见的需要手术建立的动物模型可分为脑血管疾病( cerebrovascular dis-ease)动物模型、癫痫( epilepsy)模型、帕金森病( parkinson’ s disease)模型、阿尔茨海默病( alzhei-mer disease)动物模型、脊髓损伤( spinal cord injury)动物模型、及面神经瘫痪( ischemic facial palsy)动物模型等,因而对大鼠和小鼠良好的麻醉效果往往是保证实验成功的重要因素。现代麻醉的概念已经细化,目前区分出了镇静( sedation)、催眠( hypnosis)镇痛( analgesia)、肌松( muscle relaxant)、抑制有害刺激反应等多种成分,常用的麻醉方法包括全身麻醉和局部麻醉。
麻醉剂通过作用于神经系统发挥效应,影响麻醉效果的因素很多,包括麻醉剂的种类、剂量、给药方式及动物个体性差异,使用不当会产生神经毒性,从而影响实验结果。以往在神经科学研究中的一个误区是实验者重视手术中的操作,而忽视术前合理麻醉方式的选择及术后实验动物生理状态的监测,这常常导致实验结果不理想。因此本研究以神经科学研究中常用的啮齿类动物大鼠和小鼠为关注点,总结了神经科学实验中常用的麻醉剂的麻醉方式、用量和注意事项,为神经科学实验中安全合理使用麻醉剂提供理论参考。
1.麻醉剂对大鼠和小鼠神经系统具有重要影响
考虑到麻醉剂本身会对哺乳类动物神经系统产生影响,因此神经科学研究中需要慎重选择麻醉剂种类及剂量,以较少或消除其对实验结果的干扰。例如,全麻药可影响中枢神经的发育,导致幼龄动物发育后认知障碍口4;异丙酚( propofolum)麻醉可影响发育期啮齿类动物中枢神经发育;异氟烷( isolerane)、七氟烷( sevoflurane)具有发育期神经毒性,能诱发发育期神经元凋亡、影响突触的形成[6等;而右美托咪定( dexmedetomidine)是作为全身麻醉的辅助用药,对异氟烷、七氟烷引起的发育期神经毒性具有保护效应[1011]; Jevto vic等[12]的研究表明咪达唑仑( midazolam)、氧化亚氮( nitrous oxide)和异氟烷联合使用6h会导致新生大鼠出现大范围的神经元凋亡,以及成年后的认知功能障碍;联合使用 GABAA受体激动剂硫贲妥钠( thiopentone)或异丙酚和NMDA受体拮抗剂氯胺酮( ketamine)会促进新生小鼠神经细胞凋亡以及成年后的认知功能障碍[13];近年有研究表明吸入性麻醉剂对老年大鼠的记忆损害作用可持续数周[1,而Xie等[5]通过一系列研究证实异氟烷可以引起细胞水平的阿尔茨海默病( alzheimer disease,AD)相关病理改变,包括诱导神经细胞凋亡,β淀粉样多肽( b-amyloid peptide,AB)表达增加等。此外,局麻药也具有神经毒性,主要以神经纤维或脊髓初级神经元的损伤为主。 Johnson1的研究发现浓度超过2.5%的利多卡因可通过增加钙离子内流对背根神经节的ND7细胞系产生毒性;生长锥( growth cone)是神经元轴突末端,其在神经细胞的生长中起着重要的作用, Saito的研究表明丁卡因浓度高于1mmol/L会增加钙离子浓度并诱发生长锥萎缩。综合以上研究发现,许多麻醉剂对于实验动物神经系统有着不同的影响,所以,在神经科学研究中合理选用麻醉剂显得尤为重要。
2全身麻醉
以大鼠和小鼠为例,常用的全身麻醉方案包括注射麻醉、吸入麻醉、镇痛和镇静等。在实施麻醉前需要充分考虑啮齿类动物的基本生理状况,以防止麻醉过程中一些基本问题的出现,表1列出了正常大鼠和小鼠的生理参数。
2.1大鼠和小鼠的注射麻醉由于大鼠和小鼠的代谢率较高,为了达到良好的麻醉效果,相比代谢率低的动物,单位体重需要更高剂量的麻醉剂,同时麻醉维持时间也会缩短,因此很容易麻醉剂使用过量。旦麻醉过量,大鼠和小鼠就可能会因呼吸抑制而死亡。代谢率越高、体型越小的实验动物发生低体温和脱水的风险就越高。通常一组大鼠或小鼠同时麻醉时,一般推荐选择注射麻醉,因为这是一个缺乏经验的实验者所能快速掌握的给药方法,同时注射麻醉剂也较易获得。注射麻醉前每只动物需称重,依体质量给予相应剂量的麻醉剂,诱导麻醉成功后要注意给动物保温。
目前动物实验中常用的注射麻醉药物种类很多应根据实验要求及各种药物特性合理选用。巴比妥类( pentobarbital)麻醉剂分为长效、短效、超短效三类,不同物种的动物对巴比妥类的药物代谢差异很大,应根据巴比妥类在大鼠和小鼠体内的代谢特性合理选择,使用时可配合使用镇静剂,以使肌松和麻醉深度增加,有研究表明,50mg/kg戊巴比妥钠(65mg/kg)麻醉大鼠,有利于按 Goddard9方法建立大鼠复杂部分性癫痫模型20。使用苯巴比妥钠(50mg/kg)腹腔注射麻醉大鼠后,在手术显微镜下依次结扎舌动脉、面动脉、颞浅动脉和近端颈外动脉,经颌内动脉注入栓塞剂后即出现右侧面瘫建立的缺血性面神经瘫痪动物模型[21-22。氯胺酮是目前动物实验的常用麻醉药物,注射后很快产生麻醉作用,使动物进入浅睡眠状态,氯胺酮对脊髓丘脑传导无影响,对交感神经和循环系统有轻度兴奋作用,并对心肌有直接抑制作用。单纯氯胺酮麻醉后实验动物的肌肉松弛程度不理想,分泌物增加,血压升高,心律增快,外周血管阻力增加23。甲苯噻嗪( xylazine)是a2-肾上腺素受体激动剂,全身应用后可产生一定的麻醉作用,麻醉诱导时间短,有良好的镇静和肌松作用,仅有微弱的镇痛作用,且对呼吸及心脏传导系统有抑制作用,并刺激唾液腺及气管腺体的分泌增加23。氯胺酮和甲苯噻嗪两者联合用于大鼠和小鼠的麻醉可使其镇痛和肌松作用互补,并减轻对呼吸系统及心血管系统的不良影响,获得良好的麻醉效果。美托嘧啶( medetomidine)也是a2-肾上腺素受体激动剂,能抑制交感神经,具有稳定血流动力学、抑制应激反应、减少麻醉剂量及其他镇静、镇痛等作用,和氯胺酮配合使用也可获得良好的麻醉效果。也有研究发现2]单一使用氯胺酮120mg/kg体质量腹腔注射大鼠,麻醉维持期间大鼠的心率、呼吸频率波动小,镇痛效果、肌肉松弛度较好。阿托品( atropine)是一种M胆碱受体阻断药,没有麻醉作用,但能减少手术中呼吸道的分泌,保护心脏,能减少迷走神经对心脏的刺激,通常在麻醉剂使用前5~10min给予。布比卡因( bupivacaine)是一种局麻药,用于术中、术后在切口部位的镇痛,局麻效果可能持续10~12h。氨基甲酸乙酯( ethyl car bamate)为一种较温和的麻醉剂,安全度大,适合大鼠和小鼠的麻醉,一般用作基础麻醉,麻醉期间动物保温很重要25。水合氯醛( chloral hy-drate)麻醉潜伏期短,维持时间长,对呼吸和循环系统抑制作用小,是一种安全有效的镇静催眠药,缺点是安全范围小,因麻醉量与安全量相等[21。其溶解度较小,常配浓度为5%~10%,配置后的溶液易沉淀,用时在水浴锅适量加热,促其溶解[26。水合氯醛(30mg/kg)腹腔注射麻醉后,可成功建立大鼠半横断脊髓损伤模型[27];大鼠腹腔注射6%水合氯醛(0.5mL/100g体质量)麻醉后,有利于急性大脑中动脉阻塞全脑缺血模型的建立[281。表2是常用注射麻醉剂的用量和用法。
2.2大鼠和小鼠的吸入麻醉
吸入麻醉剂的作用机制非常复杂,对中枢神经系统的影响表现在很多方面,包括增强脑内主要的抑制性神经递质GABA受体的功能,抑制兴奋性神经递质谷氨酸受体NMDA的功能。吸入麻醉是啮齿类动物最可靠的麻醉方式,吸入麻醉能很好的控制麻醉的深度和维持时间,也能使动物麻醉后迅速恢复,能提高动物的生存率。另外,可以选择代谢率低、生物转化率低、排泄率低、浓度能快速被调节的吸入麻醉剂来维持麻醉深度。由于整个麻醉过程平稳,很适合建立需要手术的动物模型。对大鼠和小鼠实施麻醉时需要准备的仪器有麻醉机、气体检测仪、自制麻醉吸入箱[31],也可以使用便携式多功能麻醉机进行吸入麻醉。
常用吸入麻醉剂分为挥发性麻醉剂和气体麻醉剂。常用的挥发性麻醉剂有乙醚( diethyl ether)、异氟烷、氟烷( fluot hane)、甲氧氟烷(methoxyflurane)、氯仿( chloroform),气体麻醉剂有氧化亚氮、环丙烷( cyclopropane)等。不同的吸入麻醉剂均有不同程度的引起实验动物的血气、电解质及能量代谢产物的改变,而异氟烷和乙醚对动物机体心血管、神经系统具有一定的保护作用,对机体损害较少3。异氟烷为恩氟烷的异构体,麻醉诱导和复苏均较快。麻醉时无交感神经系统兴奋现象,可使心脏对肾上腺素的作用稍微增敏,有一定的肌肉松弛作用,且在肝脏中的代谢率低,对肝脏的毒性小,安全性高330,因此是大鼠和小鼠手术中最常使用的吸入麻醉剂,使用时在准确精密的蒸发器下控制混入气体内的异氟烷蒸汽浓度。乙醚的麻醉作用主要作用于中枢神经系统,适用于大鼠和小鼠等小型动物的全身麻醉。实施麻醉时可用麻醉机、气体检测仪、自制麻醉吸入箱进行麻醉,也可使用另一种比较简单的方法麻醉。将浸润了乙醚的棉球或海绵放入小烧杯,再将小烧杯放入相应大小密封的麻醉盒(可用大烧杯代替)里,将动物放入,通过透明的麻醉盒观察动物的行为,开始时动物出现兴奋,进而出现抑制,继之自行倒下,呼吸由快变慢。当角膜反射消失,肌张力下降,即可取出动物,应注意根据动物的反应,适时追加乙醚吸入量,维持麻醉深度和时间33,此种方法的缺点是造成乙醚向室内的挥发,很难保持大鼠和小鼠在手术时吸入恒定浓度的乙醚。大鼠长时间的麻醉时使用大鼠持续吸入麻醉手术固定板,可减少乙醚的挥发34。乙醚的缺点是易引起上呼吸道分泌物增多,导致室息,可先给阿托品防止。
2.3大鼠和小鼠麻醉中的镇痛( analgesia)和镇静( sedation)疼痛可以使动物产生一系列的病理生理改变,如心率加快,呼吸急促,血压上升等。精神方面的改变如烦躁不安等,继之影响到消化功能和体力的恢复。镇痛剂能消除或减轻疼痛,进而缓解由疼痛引起的紧张、焦虑情绪,但不影响意识,当动物出现明显的疼痛表现时,需要使用镇痛剂。
镇痛剂主要分为阿片类镇痛剂( opioid analge-sics)和非甾体类解热镇痛剂(non- steroidal anti1nflammatory drugs, NSAIDS)。阿片类镇痛剂镇痛效果明显,主要用于重度疼痛。该类药物能够抑制痛觉在中枢神经系统内的传导,提高痛阈,从而达到镇痛功能。吗啡是阿片类镇痛剂的典型代表,但连续使用易产生耐受和药物成瘾。阿片类药物可分为弱阿片类药物(可待因、丁丙诺啡、美沙酮等)和强阿片类药物(吗啡、芬太尼、哌替啶等)。非甾体类镇痛剂镇痛作用有限,主要用于轻度疼痛。有些常用的注射麻醉剂如戊巴比妥和氯胺酮有微弱的镇痛作用,氯胺酮/甲苯噻唑用于注射麻醉时,甲苯噻唑有镇痛作用。
多数实验者认为手术中给予的镇痛剂在手术结束后仍有镇痛功能。事实上,大多数镇痛剂在啮齿类动物体内的半衰期非常短,手术结束时仍需给予额外的镇痛剂。镇痛方法选择依赖于手术过程、疼痛特点(如性质、持续时间)、及对实验研究的潜在影响。镇痛的方法包括局部的、区域的、中枢的、外周的镇痛。因此应根据实际情况合理的选用,如使用异氟烷吸入麻醉时丁丙诺啡应在术前给予,而使用注射麻醉时,应在术后给予;手术步骤比较简单时如颈静脉插管,可使用非甾体类解热镇痛药或在切口处应用局麻药利多卡因。当主要手术步骤结束后给予丁丙诺啡维持24~36h后,接着再单独给予非甾体类解热镇痛药维持24h有助于术后恢复。
术前合理选用镇痛剂可以降低动物的焦虑和疼痛,表4列举了一些啮齿类动物术前注射镇痛剂的用法和用量。术前也可以使用镇静剂来缓解动物的紧张和疼痛,苯二氮卓类镇静剂如地西泮( diazepam)咪达唑仑( midazolam)常结合注射麻醉剂共同诱导麻醉,苯二氮卓类镇静剂不具备镇痛作用,但对心肺、肾脏、肝脏的副作用小。
3.大鼠和小鼠的局部麻醉
局部麻醉剂通过阻滞周围神经末梢或神经干、神经节、神经丛的冲动传导而起局部麻醉作用,按操作方法分为表面麻醉、局部浸润麻醉、区域阻滞麻醉、神经干和神经丛麻醉等61。与全身麻醉相比,局部麻醉的优点是动物在麻醉期间能保持清醒,对重要脏器功能干扰轻微,麻醉并发症少,是一种较安全的麻醉方法。常用的局部麻醉剂有普鲁卡因( procaine)利多卡因( lidocaine)和丁卡因( tetracaine)。
普鲁卡因即对氨苯甲酸酯,是无刺激的局部麻醉剂,毒性小,见效快,注射后1~3min内即可产生麻醉,可以维持40~50min,常用于区域阻滞麻醉和局部浸润麻醉,用于局部浸润麻醉时需将浓度配为0.5%~1%;利多卡因弥散性好,见效快,组织穿透性好,可用于神经干、神经丛阻滞麻醉,还常用0.25%~0.5%溶液做局部浸润麻醉,它的效力和穿透力比普鲁卡因强2倍,作用时间也长。而且利多卡因对动物具有脑保护作用3637。丁卡因化学结构与普鲁卡因相似,能穿透黏膜,作用迅速,1~3min发挥作用,持续60~90min,其局部麻醉作用比普鲁卡因强10倍,吸收后的毒性作用也相应增强。
4.大鼠和小鼠麻醉的注意事项
给大鼠和小鼠施行麻醉术时,一定要根据具体实验情况和啮齿类动物的生理特点(如啮齿类动物不会呕吐、代谢率高)选择合适、可靠的方法。影响麻醉剂量的动物因素有:品系、年龄和体质量等。麻醉剂的用量除参照一般标准外,还应考虑个体对药物的耐受性不同,而且体质量与所需剂量也并不是绝对成正比的。般衰弱和过胖的动物其单位体质量所需剂量较小。
在使用麻醉剂过程中随时检查动物的反应情况,如随时观察动物的肌张力、角膜反射、呼吸频率、夹痛反射等指标38。乙醚是挥发性很强的液体,易燃易爆,使用时应远离火源,平时应装在棕色瓶中,储存在阴凉处32。动物在麻醉期间体温易下降,可将动物置于铺设水浴恒温垫的实验台进行保温,常见的保温方法还有实验桌内装灯、电褥和台灯照射等26]。在手术麻醉中,经保温措施可以明显缩短深度麻醉和麻醉后恢复自主期的时间,有利于动物顺利苏醒3。另外,合适麻醉深度的控制是顺利完成实验获得正确实验结果的保证:如果麻醉过深,动物处于深度抑制,甚至濒死状态,动物各种正常反应受到抑制,不能产生可靠的实验结果;麻醉过浅,在动身上进行手术和实验将会引起剧烈的疼痛刺激,使呼吸、循环、消化功能发生改变。麻醉深度的改变可能会造成实验结果前后的不一致,产生误差,所以麻醉深度必须适宜。
5.结语
由于啮齿类动物汗腺不发达,对环境温度的波动反应较明显,不能自主反映自身的不适,术后又缺乏合理的监护手段,因此麻醉的成功决定着动物术后的转归。而如前所述,麻醉剂本身对实验也有一定的影响,在实施麻醉的过程中一定要注意各种麻醉剂的特性和用量用法,并根据具体实验要求合理选用,应避免因麻醉剂使用过量致使大鼠和小鼠出现毒性反应,同时也
应注意施行必要的术后监护,这些措施对实验的顺利进行和获取可靠的实验结果可以说是非常有益的。
神经科学研究中许多动物模型是通过麻醉后手术建立的。以大鼠、小鼠为例,常见的需要手术建立的动物模型可分为脑血管疾病( cerebrovascular dis-ease)动物模型、癫痫( epilepsy)模型、帕金森病( parkinson’ s disease)模型、阿尔茨海默病( alzhei-mer disease)动物模型、脊髓损伤( spinal cord injury)动物模型、及面神经瘫痪( ischemic facial palsy)动物模型等,因而对大鼠和小鼠良好的麻醉效果往往是保证实验成功的重要因素。现代麻醉的概念已经细化,目前区分出了镇静( sedation)、催眠( hypnosis)镇痛( analgesia)、肌松( muscle relaxant)、抑制有害刺激反应等多种成分,常用的麻醉方法包括全身麻醉和局部麻醉。
麻醉剂通过作用于神经系统发挥效应,影响麻醉效果的因素很多,包括麻醉剂的种类、剂量、给药方式及动物个体性差异,使用不当会产生神经毒性,从而影响实验结果。以往在神经科学研究中的一个误区是实验者重视手术中的操作,而忽视术前合理麻醉方式的选择及术后实验动物生理状态的监测,这常常导致实验结果不理想。因此本研究以神经科学研究中常用的啮齿类动物大鼠和小鼠为关注点,总结了神经科学实验中常用的麻醉剂的麻醉方式、用量和注意事项,为神经科学实验中安全合理使用麻醉剂提供理论参考。
1.麻醉剂对大鼠和小鼠神经系统具有重要影响
考虑到麻醉剂本身会对哺乳类动物神经系统产生影响,因此神经科学研究中需要慎重选择麻醉剂种类及剂量,以较少或消除其对实验结果的干扰。例如,全麻药可影响中枢神经的发育,导致幼龄动物发育后认知障碍口4;异丙酚( propofolum)麻醉可影响发育期啮齿类动物中枢神经发育;异氟烷( isolerane)、七氟烷( sevoflurane)具有发育期神经毒性,能诱发发育期神经元凋亡、影响突触的形成[6等;而右美托咪定( dexmedetomidine)是作为全身麻醉的辅助用药,对异氟烷、七氟烷引起的发育期神经毒性具有保护效应[1011]; Jevto vic等[12]的研究表明咪达唑仑( midazolam)、氧化亚氮( nitrous oxide)和异氟烷联合使用6h会导致新生大鼠出现大范围的神经元凋亡,以及成年后的认知功能障碍;联合使用 GABAA受体激动剂硫贲妥钠( thiopentone)或异丙酚和NMDA受体拮抗剂氯胺酮( ketamine)会促进新生小鼠神经细胞凋亡以及成年后的认知功能障碍[13];近年有研究表明吸入性麻醉剂对老年大鼠的记忆损害作用可持续数周[1,而Xie等[5]通过一系列研究证实异氟烷可以引起细胞水平的阿尔茨海默病( alzheimer disease,AD)相关病理改变,包括诱导神经细胞凋亡,β淀粉样多肽( b-amyloid peptide,AB)表达增加等。此外,局麻药也具有神经毒性,主要以神经纤维或脊髓初级神经元的损伤为主。 Johnson1的研究发现浓度超过2.5%的利多卡因可通过增加钙离子内流对背根神经节的ND7细胞系产生毒性;生长锥( growth cone)是神经元轴突末端,其在神经细胞的生长中起着重要的作用, Saito的研究表明丁卡因浓度高于1mmol/L会增加钙离子浓度并诱发生长锥萎缩。综合以上研究发现,许多麻醉剂对于实验动物神经系统有着不同的影响,所以,在神经科学研究中合理选用麻醉剂显得尤为重要。
2全身麻醉
以大鼠和小鼠为例,常用的全身麻醉方案包括注射麻醉、吸入麻醉、镇痛和镇静等。在实施麻醉前需要充分考虑啮齿类动物的基本生理状况,以防止麻醉过程中一些基本问题的出现,表1列出了正常大鼠和小鼠的生理参数。
2.1大鼠和小鼠的注射麻醉由于大鼠和小鼠的代谢率较高,为了达到良好的麻醉效果,相比代谢率低的动物,单位体重需要更高剂量的麻醉剂,同时麻醉维持时间也会缩短,因此很容易麻醉剂使用过量。旦麻醉过量,大鼠和小鼠就可能会因呼吸抑制而死亡。代谢率越高、体型越小的实验动物发生低体温和脱水的风险就越高。通常一组大鼠或小鼠同时麻醉时,一般推荐选择注射麻醉,因为这是一个缺乏经验的实验者所能快速掌握的给药方法,同时注射麻醉剂也较易获得。注射麻醉前每只动物需称重,依体质量给予相应剂量的麻醉剂,诱导麻醉成功后要注意给动物保温。
吸入麻醉剂的作用机制非常复杂,对中枢神经系统的影响表现在很多方面,包括增强脑内主要的抑制性神经递质GABA受体的功能,抑制兴奋性神经递质谷氨酸受体NMDA的功能。吸入麻醉是啮齿类动物最可靠的麻醉方式,吸入麻醉能很好的控制麻醉的深度和维持时间,也能使动物麻醉后迅速恢复,能提高动物的生存率。另外,可以选择代谢率低、生物转化率低、排泄率低、浓度能快速被调节的吸入麻醉剂来维持麻醉深度。由于整个麻醉过程平稳,很适合建立需要手术的动物模型。对大鼠和小鼠实施麻醉时需要准备的仪器有麻醉机、气体检测仪、自制麻醉吸入箱[31],也可以使用便携式多功能麻醉机进行吸入麻醉。
常用吸入麻醉剂分为挥发性麻醉剂和气体麻醉剂。常用的挥发性麻醉剂有乙醚( diethyl ether)、异氟烷、氟烷( fluot hane)、甲氧氟烷(methoxyflurane)、氯仿( chloroform),气体麻醉剂有氧化亚氮、环丙烷( cyclopropane)等。不同的吸入麻醉剂均有不同程度的引起实验动物的血气、电解质及能量代谢产物的改变,而异氟烷和乙醚对动物机体心血管、神经系统具有一定的保护作用,对机体损害较少3。异氟烷为恩氟烷的异构体,麻醉诱导和复苏均较快。麻醉时无交感神经系统兴奋现象,可使心脏对肾上腺素的作用稍微增敏,有一定的肌肉松弛作用,且在肝脏中的代谢率低,对肝脏的毒性小,安全性高330,因此是大鼠和小鼠手术中最常使用的吸入麻醉剂,使用时在准确精密的蒸发器下控制混入气体内的异氟烷蒸汽浓度。乙醚的麻醉作用主要作用于中枢神经系统,适用于大鼠和小鼠等小型动物的全身麻醉。实施麻醉时可用麻醉机、气体检测仪、自制麻醉吸入箱进行麻醉,也可使用另一种比较简单的方法麻醉。将浸润了乙醚的棉球或海绵放入小烧杯,再将小烧杯放入相应大小密封的麻醉盒(可用大烧杯代替)里,将动物放入,通过透明的麻醉盒观察动物的行为,开始时动物出现兴奋,进而出现抑制,继之自行倒下,呼吸由快变慢。当角膜反射消失,肌张力下降,即可取出动物,应注意根据动物的反应,适时追加乙醚吸入量,维持麻醉深度和时间33,此种方法的缺点是造成乙醚向室内的挥发,很难保持大鼠和小鼠在手术时吸入恒定浓度的乙醚。大鼠长时间的麻醉时使用大鼠持续吸入麻醉手术固定板,可减少乙醚的挥发34。乙醚的缺点是易引起上呼吸道分泌物增多,导致室息,可先给阿托品防止。
镇痛剂主要分为阿片类镇痛剂( opioid analge-sics)和非甾体类解热镇痛剂(non- steroidal anti1nflammatory drugs, NSAIDS)。阿片类镇痛剂镇痛效果明显,主要用于重度疼痛。该类药物能够抑制痛觉在中枢神经系统内的传导,提高痛阈,从而达到镇痛功能。吗啡是阿片类镇痛剂的典型代表,但连续使用易产生耐受和药物成瘾。阿片类药物可分为弱阿片类药物(可待因、丁丙诺啡、美沙酮等)和强阿片类药物(吗啡、芬太尼、哌替啶等)。非甾体类镇痛剂镇痛作用有限,主要用于轻度疼痛。有些常用的注射麻醉剂如戊巴比妥和氯胺酮有微弱的镇痛作用,氯胺酮/甲苯噻唑用于注射麻醉时,甲苯噻唑有镇痛作用。
多数实验者认为手术中给予的镇痛剂在手术结束后仍有镇痛功能。事实上,大多数镇痛剂在啮齿类动物体内的半衰期非常短,手术结束时仍需给予额外的镇痛剂。镇痛方法选择依赖于手术过程、疼痛特点(如性质、持续时间)、及对实验研究的潜在影响。镇痛的方法包括局部的、区域的、中枢的、外周的镇痛。因此应根据实际情况合理的选用,如使用异氟烷吸入麻醉时丁丙诺啡应在术前给予,而使用注射麻醉时,应在术后给予;手术步骤比较简单时如颈静脉插管,可使用非甾体类解热镇痛药或在切口处应用局麻药利多卡因。当主要手术步骤结束后给予丁丙诺啡维持24~36h后,接着再单独给予非甾体类解热镇痛药维持24h有助于术后恢复。
术前合理选用镇痛剂可以降低动物的焦虑和疼痛,表4列举了一些啮齿类动物术前注射镇痛剂的用法和用量。术前也可以使用镇静剂来缓解动物的紧张和疼痛,苯二氮卓类镇静剂如地西泮( diazepam)咪达唑仑( midazolam)常结合注射麻醉剂共同诱导麻醉,苯二氮卓类镇静剂不具备镇痛作用,但对心肺、肾脏、肝脏的副作用小。
局部麻醉剂通过阻滞周围神经末梢或神经干、神经节、神经丛的冲动传导而起局部麻醉作用,按操作方法分为表面麻醉、局部浸润麻醉、区域阻滞麻醉、神经干和神经丛麻醉等61。与全身麻醉相比,局部麻醉的优点是动物在麻醉期间能保持清醒,对重要脏器功能干扰轻微,麻醉并发症少,是一种较安全的麻醉方法。常用的局部麻醉剂有普鲁卡因( procaine)利多卡因( lidocaine)和丁卡因( tetracaine)。
普鲁卡因即对氨苯甲酸酯,是无刺激的局部麻醉剂,毒性小,见效快,注射后1~3min内即可产生麻醉,可以维持40~50min,常用于区域阻滞麻醉和局部浸润麻醉,用于局部浸润麻醉时需将浓度配为0.5%~1%;利多卡因弥散性好,见效快,组织穿透性好,可用于神经干、神经丛阻滞麻醉,还常用0.25%~0.5%溶液做局部浸润麻醉,它的效力和穿透力比普鲁卡因强2倍,作用时间也长。而且利多卡因对动物具有脑保护作用3637。丁卡因化学结构与普鲁卡因相似,能穿透黏膜,作用迅速,1~3min发挥作用,持续60~90min,其局部麻醉作用比普鲁卡因强10倍,吸收后的毒性作用也相应增强。
4.大鼠和小鼠麻醉的注意事项
给大鼠和小鼠施行麻醉术时,一定要根据具体实验情况和啮齿类动物的生理特点(如啮齿类动物不会呕吐、代谢率高)选择合适、可靠的方法。影响麻醉剂量的动物因素有:品系、年龄和体质量等。麻醉剂的用量除参照一般标准外,还应考虑个体对药物的耐受性不同,而且体质量与所需剂量也并不是绝对成正比的。般衰弱和过胖的动物其单位体质量所需剂量较小。
在使用麻醉剂过程中随时检查动物的反应情况,如随时观察动物的肌张力、角膜反射、呼吸频率、夹痛反射等指标38。乙醚是挥发性很强的液体,易燃易爆,使用时应远离火源,平时应装在棕色瓶中,储存在阴凉处32。动物在麻醉期间体温易下降,可将动物置于铺设水浴恒温垫的实验台进行保温,常见的保温方法还有实验桌内装灯、电褥和台灯照射等26]。在手术麻醉中,经保温措施可以明显缩短深度麻醉和麻醉后恢复自主期的时间,有利于动物顺利苏醒3。另外,合适麻醉深度的控制是顺利完成实验获得正确实验结果的保证:如果麻醉过深,动物处于深度抑制,甚至濒死状态,动物各种正常反应受到抑制,不能产生可靠的实验结果;麻醉过浅,在动身上进行手术和实验将会引起剧烈的疼痛刺激,使呼吸、循环、消化功能发生改变。麻醉深度的改变可能会造成实验结果前后的不一致,产生误差,所以麻醉深度必须适宜。
5.结语
由于啮齿类动物汗腺不发达,对环境温度的波动反应较明显,不能自主反映自身的不适,术后又缺乏合理的监护手段,因此麻醉的成功决定着动物术后的转归。而如前所述,麻醉剂本身对实验也有一定的影响,在实施麻醉的过程中一定要注意各种麻醉剂的特性和用量用法,并根据具体实验要求合理选用,应避免因麻醉剂使用过量致使大鼠和小鼠出现毒性反应,同时也
应注意施行必要的术后监护,这些措施对实验的顺利进行和获取可靠的实验结果可以说是非常有益的。
上一篇：小动物骨科手术机器人技术发展
下一篇：啮齿动物的麻醉
