CO2气腹对围术期机体的影响

随着腹腔镜技术的广泛应用，气腹对患者所产生的各种病理生改变已引起众多研究学者的重视。目前，二氧化碳(CO2)是气腹时使用的首选气体，其对人体的作用主要与CO2的吸收和气腹时腹腔内压力有关，下面就CO2气腹对围术期机体的影响进行综述。

一、CO2气腹对呼吸系统的影响

CO2高度的可溶性和腹腔、血液之间CO2的压力梯度可导致CO2吸收迅速增加，从而引起高碳酸血症和酸中毒。气腹可增加腹腔内压力，压力为15 mm Hg时膈肌上抬，肺功能减退，呼吸顺应性降低，尤其是在患者处于头低足高位时，其结果导致生理性死腔增加和充气-灌注失调。Andersson报道CO2气腹容易导致肺不张。有研究报道长时间气腹患者中使用PEEP能够改善动脉氧分压。

二、CO2气腹对循环系统的影响

腹腔内压力增高可导致内脏血管收缩，下腔静脉、肾静脉和肝静脉血流减少，从而减少心脏的前负荷。腹腔内压力增高亦可增加整个外周血管的阻力，提高平均动脉压，心脏后负荷增加。腹腔内压力控制在8—12mm Hg时，气腹对循环系统的影响处于边界；腹腔内压力增至16 mm Hg时则可产生显著影响。在正常充气压力时心输出量由于心率代偿性增快可不变或轻度减少；充气压力增加时心输出量明显减少。另外，腹膜扩张可能会诱发血管迷走神经反射．出现心律失常和心跳骤停。Sumpelmann等在兔实验中使用长时间低压力气腹，结果会导致心脏指数的降低、代谢性酸中毒及低血容量，而这些在临床中容易被忽视，需值得重视，建议气腹超过2h需做血气分析及中心静脉血氧饱和度。

三、CO2气腹对神经系统的影响

徐辉等通过建立Wistar大鼠气腹模型，结果发现CO2气腹后，CO2气腹组与对照组比较，海马区胶质细胞和神经元细胞均无明显变化，CO2气腹组胶质细胞和神经元细胞在光镜下呈轻度水样变，电镜下线粒体轻度肿胀；血液和脑脊液中S-100蛋白、神经元特异性烯醇化酶在CO2气腹压力后虽然逐渐增加，但差异无统计学意义，认为在气腹压力10 mm Hg 2 h范围，CO2气腹对正常大鼠中枢神经系统无损害，CO2气腹在这一范围内应用对中枢神经系统是安全的。

四、CO2气腹对肾血流及肾功能的影响

Demyttenaere等回顾性分析了CO2气腹对肾血流及肾功能的影响，发现20篇研究中有17篇证明CO2气腹能够降低肾血流，另外25篇报道中有20篇确认CO2气腹能够降低肾功能。肾血流及肾功能下降的程度与病人术前肾功能状态，CO2气腹持续时间及压力有关。

五、CO2气腹对肝功能的影响

Mujicic等研究发现腹腔镜手术CO2气腹压力通常维持在14mmHg左右，高于门脉系统7－10mmHg的压力，导致术后AST、ALT及胆红素明显升高，但上述指标在72h后降至术前值。Izumi发现CO2气腹会导致肝血管内皮细胞表面粗糙、凌乱，而传统开腹手术肝血管表面未有明显变化。

六、CO2气腹对硬膜外腔压力的影响

汪小海研究发现CO2气腹术中患者腰部硬膜外腔压力均显著升高，但在手术结束气腹消除后逐步恢复至正常水平。

七、CO2气腹对凝血功能的影响

隋波等通过30例CO2气腹腹腔镜胆囊切除术病人发现术后血小板平均体积(MPV)、纤维蛋白原(Fib)水平显著升高；激活部分凝血活酶时间(APTT)延长的程度明显低于开腹病人（P<0.05)，血小板粘附分子(P-选择素)与凝血酶敏感蛋白(TSP)明显增高（P<0.05)；因此CO2气腹可使血液处于高凝状态，对有血栓形成倾向的病人，应采取抗凝措施，防止血栓栓塞并发症。Gulec等发现CO2气腹容易导致外周静脉血液淤积，需预防下肢静脉血栓的形成。

八、CO2气腹对细胞免疫的影响

Yoshida等比较CO2 气腹与空气气腹免疫指标变化，在腹腔镜结肠切除后。血TNF-a、IL -6、IL-l等CO2组较空气组下降显著，提示CO2有免疫下调作用。Jacobi等通过荷瘤(DHD／K12／TRb)小鼠建立不同气体腹腔镜观察肿瘤生长情况，发现CO2气腹组除相对于氦气组及对照组能促进肿瘤生长外，其显著的血TNF-a下降与IL-10升高亦使CO2气腹组有别于另外两组，并认为与其促进肿瘤生长有关。

九、CO2气腹对红细胞免疫系统的影响

1981年，Siegel等明确提出了红细胞免疫系统(red cell immune system)新概念，大量的研究表明，红细胞过氧化物酶(SOD)活性与红细胞膜上C3b受体(I型补体受体，complement receptor type I，CR1)活性有关，红细胞作为机体免疫系统的重要组成部分，在机体抗感染，抗肿瘤免疫中具有重要作用。虽然红细胞膜上CR1的密度为白细胞的1/20～ 1/60，但是血液循环中红细胞的数量是白细胞数量的1 000多倍，循环中的免疫复合物与红细胞相遇的机会比白红细胞高500～1 000倍，容易与CR1发生免疫粘附，从而起到清除免疫复合物的作用。另外，红细胞对免疫复合物及旁路激活粘附C3b分子抗原(如肿瘤细胞、细菌)的亲合力显著大于吞噬细胞，而且吞噬细胞及淋巴细胞等可通过红细胞膜的CR1粘附肿瘤细胞，增强其免疫活性。红细胞免疫功能主要是以CR1为基础实现的，红细胞CR1数量的减少与结构的改变均可导致红细胞CR1功能的缺陷，而手术、创伤、感染、氧自由基等均可影响红细胞CR1的功能降低。
腹腔镜手术中腹腔内CO2 的压力可以达到l2～ 14mmHg，由于CO2在血浆中有较高的弥散性及溶解度，血中PCO2 升高，使机体的内环境处于酸性状态，从而损伤了机体红细胞免疫功能，其机制可能为：(1) CO2气腹引起的红细胞膜内外pH值变化，细胞膜转运功能减退，影响了CR1这种跨膜糖蛋白的调节，导致CR1粘附活性降低 ；(2)内环境的酸性改变使血液中免疫复合物的含量增多，与红细胞的CR1结合增多，导致CR1粘附活性的能力降低；(3)机体在酸性环境下细胞代谢产物增多，其与红细胞膜上C3b受体结合，使CR1活性降低。因此腹腔镜CO2气腹对患者红细胞免疫功能有损伤作用。龚昭等证明使用中药黄芪能够减低CO2气腹造成红细胞免疫受损的程度。

十、CO2气腹对腹膜内环境的影响

有研究认为充入与体温接近的CO2气体，更接近“生理状态”，腹膜渗出物中细胞介素的浓度明显下降，对机体的损害较小。Erikoglu发现使用加热湿化CO2气体气腹后腹膜超微结构的改变优于未使用加热湿化CO2气体。然而Davis等认为使用加热湿化CO2气腹对机体体温、组织病检查及预后与未使用湿化CO2气腹比较没有统计学差异，从而不建议使用加热湿化CO2气腹。

十一、CO2气腹对术后疼痛的影响

虽然腹腔镜术后疼痛程度明显减轻，但是疼痛却不能完全消失。80％的患者腹腔镜术后需使用类阿片止痛剂。CO2气腹后术后疼痛的原因可能与以下因素有关：(1)气腹时膈神经受牵拉；(2)充入气体的类型和腹腔内值：充入CO2后．因CO2吸收而形成的酸性环境，可能会损伤膈神经；(3)充入气体的温度：目前气体温度对术后疼痛的作用机理还不清楚；(4)充入气体的湿度：干燥气体可造成外露细胞膜超微结构的损害，这可能是引起术后疼痛的机理；(5)术后腹腔内的残余气体：残余气体可能引起腹膜张力和对腹腔内脏支持的下降，因此引起术后疼痛。

十二、CO2气腹对细菌播散的影响

持续高水平的腹腔内压力促进细菌播散，会增加术后败血症的发生率。Omm等发现，腹腔镜手术和开腹手术均增加了腹腔内大肠埃希杆菌的播散；并且腹腔镜手术时，大肠埃希杆菌向腹腔外脏器如肺、肾等播散的发生率明显增高。腹腔内细菌的播散与气膜的压力密切相关。应用15mm Hg CO2气腹的动物模型，引起了严重的肠缺血和腹腔内细菌向其他脏器的播散；而应用12 mmHg CO2气腹，则未引起对照组动物腹腔内任何细菌的播散。
王刚等研究通过向新西兰白兔腹腔内分别注射大肠杆菌和脆弱类杆菌，建立腹内感染动物模型．分为开腹组、气腹组和对照组。于术前，术后1 d、2 d、4 d、7 d取周围动脉血及腹水行细菌培养，同时以ELISA法检测血中IL-1及TNF-a水平。7 d后处死并解剖动物，观察切口及腹腔感染情况。结果发现各开腹组及气腹组菌血症发生率均显著高于对照组．而气腹组与开腹组阳性率差异无显著性意义。各组切口感染及腹腔脓肿发生率无显著差异。开腹组IL-6水平于术后1 d、2 d显著高于气腹组；开腹组TNF-a水平在术后1～7 d均显著高于气腹组。因此在细菌性腹膜炎时，CO2气腹较开腹手术时菌血症的发生率差异无显著性意义。气腹组较开腹手术组炎症反应轻，免疫功能恢复快，认为气腹并不会造成炎症的扩散。

十三、CO2气腹对肿瘤生长的影响

Volz等通过一系列的实验建立裸鼠腹腔内间皮瘤模型．分别注入He、CO2、加热CO2以检测动物存活率。结果CO2气腹组存活率明显减低。认为CO2对腹膜问皮细胞的机械高压与化学损伤(酸中毒)致基底膜暴露底层结缔组织剥脱、表面负电荷变性等，使瘤细胞易于黏附生长与种植转移。在一组体外试验中，充入CO2气体后，癌细胞的内外H+浓度发生了变化，pH 值从7.5降到6.6，处于酸中毒状态．有利于激活细胞有丝分裂相关酶，促进肿瘤生长。此外，瘤细胞内辅酶I／Ⅱ比值下降．使之不易受到氧自由基损害，从而间接促进了肿瘤细胞生长。
综上所述，早期的研究认为，CO2是一种接近生理状态，无害的气体。但越来越多的事实说明，CO2在某些腹腔镜手术中可能是有害的。应进一步研究建立生理性气腹，对不适合建立CO2气腹的患者，可采用无气体腹腔镜或使用氦气作为CO2的替代气体，有报道证明氦气具有促进伤口愈合等优点。