異氟烷在動物全身麻醉的普遍應(yīng)用與對比講解
異氟烷是美國小動物臨床中應(yīng)用最廣泛的吸入麻醉藥。它是恩氟烷（臨床中已經(jīng)停止使用）的同分異構(gòu)體，是一種鹵代醚，不易燃。使用異氟烷，最好配備精確的、標有刻度的特定揮發(fā)罐。本期我們將對比異氟烷麻醉方式與其他注射麻醉方式在部分場景的應(yīng)用，進一步了解異氟烷在實驗應(yīng)用中的優(yōu)勢體現(xiàn)。
水合氯醛 vs 異氟烷
骨癌痛模型：如果實驗中，需要對癌痛模型進行消化道或者腹腔皮下給藥，建議選擇吸入式麻醉。水合氯醛的給藥方式是腹腔給藥，腹腔麻醉很有可能影響腹腔器官，引發(fā)腸道黏膜水腫以及麻痹，繼而引起消化道功能異常，使藥物效果不能達到預(yù)期。異氟烷麻醉安全，可靠，效率高，能為骨癌痛模型的操作提供可靠麻醉保障。（如下圖所示）
對比兩組大鼠的麻醉誘導(dǎo)時間，可看出異氟烷組優(yōu)于水合氯醛組。對比麻醉清醒時間，異氟烷組更是明顯優(yōu)于水合氯醛組。
戊巴比妥 vs 異氟烷
1）大鼠急性應(yīng)激反應(yīng)：研究表明，在大鼠急性應(yīng)激反應(yīng)中，注射麻醉方式本身會引起額外的壓力，從而干擾血漿CORT水平，但不會干擾血漿性激素水平或大腦mRNA表達。而吸入異氟烷可使壓力反應(yīng)保持原樣，從倫理角度來看也更好。2）腎臟缺血再灌注損傷：
圖示表明腎臟IRI后，戊巴比妥暴露導(dǎo)致明顯的肝細胞空泡化、小腸中上皮絨毛腫脹和凋亡。異氟烷暴露顯著減輕了肝臟和小腸的損傷。 與戊巴比妥相比，吸入式麻醉劑不會顯著改變?nèi)硌獕夯蚰I血流量。某些吸入式麻醉劑（例如甲氧基氟烷）會因為無機氟化物而發(fā)生腎臟代謝，并有直接的腎毒性。但異氟烷代謝少，與氟化物的腎毒性無關(guān)。
氯胺酮 vs 異氟烷
小動物MRI：研究評估氯胺酮/甲苯噻嗪和異氟烷麻醉對小鼠左心室（LV）功能的影響時，發(fā)現(xiàn)對比異氟烷組，氯胺酮/甲苯噻嗪會顯著降低心率、心輸出量和壁厚，但增加了卒中量和舒張末期容積。而異氟烷有利于磁共振研究，能更好地維持心臟功能。實驗中異氟烷對心臟功能的影響最小，對于同一動物的重復(fù)研究來說，異氟烷是一種很好適應(yīng)的麻醉劑。
總結(jié)： 動物全身麻醉是利用特定藥物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛抑制作用，使動物體的意識、感覺、反射和肌肉張力部分或全部暫時性喪失。其方法主要分為吸入式麻醉和非吸入式麻醉兩類。異氟烷氣體麻醉深度和麻醉濃度可調(diào)，麻醉過程更加容易掌控，不影響動物的生理指標，實驗重復(fù)性好，適合各種動物的短時和長時麻醉。異氟烷氣體吸入式麻醉也是目前國際慣用的麻醉方式，成果易得到國際承認。
乙醚 vs 異氟烷
乙醚麻醉不適用于麻醉誘導(dǎo)；易引發(fā)呼吸道急性感染，糖尿病，顱內(nèi)壓增高；遇氧易燃、易爆，使用不便。它的使用已日趨減少。 異氟烷氣體麻醉劑適用于誘導(dǎo)和維持麻醉，異氟烷對分泌有輕微的刺激，麻醉濃度可控，不易燃，是乙醚的合適替代品。
七氟烷 vs 異氟烷
地氟烷 vs 異氟烷新型揮發(fā)性麻醉劑地氟烷的心肺作用與異氟烷非常相似，相當(dāng)于異氟烷，且地氟烷對機體的肝腎損傷更小，麻醉恢復(fù)速度更快。 但地氟烷沸點較低（22.8°C），需要專用的加熱加壓蒸發(fā)器，相對異氟烷，操作更復(fù)雜和成本高昂。此外地氟烷在使用中可能引起咳嗽，腹瀉，屏氣和喉痙攣，濃度快速增加會導(dǎo)致交感神經(jīng)活性活動增強。
總結(jié)：從麻醉效果，安全性，性價比綜合考慮，異氟烷麻醉劑更適宜應(yīng)用于動物吸入式全身麻醉。
10《小動物麻醉與鎮(zhèn)痛》施振聲、張海泉主譯，林德貴主審.
11朱恒舟，李文婷，吳勉華. 吸入異氟烷與腹腔注射水合氯醛對大鼠骨癌痛模型建立的影響比較【J】.廣東醫(yī)學(xué) 2019 年 5 月 第 40 卷第 9 期.
12 Evidence for the use of isoflurane as a replacement for chloral hydrate anesthesia in experimental stroke: an ethical issue
P Maud, O Thavarak, L Cédrick, B Michèle… - BioMed research …, 2014 - hindawi.com.
13 Effect of pentobarbital and isoflurane on acute stress response in rat
XY Wu, YT Hu, L Guo, J Lu, QB Zhu, E Yu, JL Wu… - Physiology & …, 2015 - Elsevier
14 Isoflurane Activates Intestinal Sphingosine Kinase to Protect against Renal Ischemia–Reperfusion-induced Liver and Intestine Injury
Minjae Kim, M.D.; Critical Care Medicine February 2011
水合氯醛 vs 異氟烷
骨癌痛模型：如果實驗中，需要對癌痛模型進行消化道或者腹腔皮下給藥，建議選擇吸入式麻醉。水合氯醛的給藥方式是腹腔給藥，腹腔麻醉很有可能影響腹腔器官，引發(fā)腸道黏膜水腫以及麻痹，繼而引起消化道功能異常，使藥物效果不能達到預(yù)期。異氟烷麻醉安全，可靠，效率高，能為骨癌痛模型的操作提供可靠麻醉保障。（如下圖所示）
對比兩組大鼠的麻醉誘導(dǎo)時間，可看出異氟烷組優(yōu)于水合氯醛組。對比麻醉清醒時間，異氟烷組更是明顯優(yōu)于水合氯醛組。
戊巴比妥 vs 異氟烷
1）大鼠急性應(yīng)激反應(yīng)：研究表明，在大鼠急性應(yīng)激反應(yīng)中，注射麻醉方式本身會引起額外的壓力，從而干擾血漿CORT水平，但不會干擾血漿性激素水平或大腦mRNA表達。而吸入異氟烷可使壓力反應(yīng)保持原樣，從倫理角度來看也更好。2）腎臟缺血再灌注損傷：
圖示表明腎臟IRI后，戊巴比妥暴露導(dǎo)致明顯的肝細胞空泡化、小腸中上皮絨毛腫脹和凋亡。異氟烷暴露顯著減輕了肝臟和小腸的損傷。 與戊巴比妥相比，吸入式麻醉劑不會顯著改變?nèi)硌獕夯蚰I血流量。某些吸入式麻醉劑（例如甲氧基氟烷）會因為無機氟化物而發(fā)生腎臟代謝，并有直接的腎毒性。但異氟烷代謝少，與氟化物的腎毒性無關(guān)。氯胺酮 vs 異氟烷
小動物MRI：研究評估氯胺酮/甲苯噻嗪和異氟烷麻醉對小鼠左心室（LV）功能的影響時，發(fā)現(xiàn)對比異氟烷組，氯胺酮/甲苯噻嗪會顯著降低心率、心輸出量和壁厚，但增加了卒中量和舒張末期容積。而異氟烷有利于磁共振研究，能更好地維持心臟功能。實驗中異氟烷對心臟功能的影響最小，對于同一動物的重復(fù)研究來說，異氟烷是一種很好適應(yīng)的麻醉劑。
總結(jié)： 動物全身麻醉是利用特定藥物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛抑制作用，使動物體的意識、感覺、反射和肌肉張力部分或全部暫時性喪失。其方法主要分為吸入式麻醉和非吸入式麻醉兩類。異氟烷氣體麻醉深度和麻醉濃度可調(diào)，麻醉過程更加容易掌控，不影響動物的生理指標，實驗重復(fù)性好，適合各種動物的短時和長時麻醉。異氟烷氣體吸入式麻醉也是目前國際慣用的麻醉方式，成果易得到國際承認。
上面我們提到了部分場景中異氟烷麻醉方式與其他注射麻醉方式在的對比，下面我們比較一下發(fā)現(xiàn)吸入式麻醉具有以下優(yōu)勢：
- 麻醉狀態(tài)實時調(diào)整，麻醉蘇醒平穩(wěn)迅速；
- 麻醉輸出濃度及麻醉深度可控；
- 吸入式麻醉劑幾乎不參與動物肝腎代謝；
- 無創(chuàng)操作，愈后風(fēng)險低，保障實驗動物福利。
乙醚 vs 異氟烷
乙醚麻醉不適用于麻醉誘導(dǎo)；易引發(fā)呼吸道急性感染，糖尿病，顱內(nèi)壓增高；遇氧易燃、易爆，使用不便。它的使用已日趨減少。 異氟烷氣體麻醉劑適用于誘導(dǎo)和維持麻醉，異氟烷對分泌有輕微的刺激，麻醉濃度可控，不易燃，是乙醚的合適替代品。七氟烷 vs 異氟烷
- 誘導(dǎo)和蘇醒速度：七氟烷的血液溶解度是異氟烷的一半。溶解度越低，誘導(dǎo)、麻醉變深或者蘇醒的速度越快，這點對于時間長、深度手術(shù)很重要。
- 循環(huán)功能：對循環(huán)功能的影響區(qū)別不明顯。
- 呼吸功能：異氟烷具有輕微刺激氣味，呼吸抑制作用比七氟烷強。
- 代謝作用：異氟烷的機體代謝比七氟烷低，前者約為0.2%，絕大部分完全由肺代謝排出；后者約為3%。所以異氟烷對于新生動物或者有肝腎功能損傷的動物研究更適宜。
地氟烷 vs 異氟烷新型揮發(fā)性麻醉劑地氟烷的心肺作用與異氟烷非常相似，相當(dāng)于異氟烷，且地氟烷對機體的肝腎損傷更小，麻醉恢復(fù)速度更快。 但地氟烷沸點較低（22.8°C），需要專用的加熱加壓蒸發(fā)器，相對異氟烷，操作更復(fù)雜和成本高昂。此外地氟烷在使用中可能引起咳嗽，腹瀉，屏氣和喉痙攣，濃度快速增加會導(dǎo)致交感神經(jīng)活性活動增強。
氟烷、恩氟烷、甲氧基氟烷 vs 異氟烷
氟烷需要專用的氟烷蒸發(fā)罐，麻醉作用較強，極易發(fā)生麻醉過深而出現(xiàn)呼吸抑制、心博緩慢、心律失常等。 恩氟烷是一種氟化醚，會導(dǎo)致劑量相關(guān)的心血管和呼吸抑制。氟烷，恩氟烷，異氟烷和七氟醚等當(dāng)量濃度的比較研究表明，恩氟烷對心輸出量和動脈血壓的影響最大。 甲氧基氟烷由于其機體代謝濃度高而產(chǎn)生大量的無機氟，容易造成腎功能衰竭。總結(jié)：從麻醉效果，安全性，性價比綜合考慮，異氟烷麻醉劑更適宜應(yīng)用于動物吸入式全身麻醉。
參考文獻：
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3. 《吸入麻醉藥》王祥瑞、俞衛(wèi)峰、杭燕南主編.
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7.Cardiovascular and respiratory actions of desflurane: is desflurane different from isoflurane?
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11朱恒舟，李文婷，吳勉華. 吸入異氟烷與腹腔注射水合氯醛對大鼠骨癌痛模型建立的影響比較【J】.廣東醫(yī)學(xué) 2019 年 5 月 第 40 卷第 9 期.
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Minjae Kim, M.D.; Critical Care Medicine February 2011
15 Cine-MRI assessment of cardiac function in mice anesthetized with ketamine/xylazine and isofluraneF. Kober, I. Iltis, P. J. Cozzone & M. Bernard Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine volume 17, pages157–161(2004) 
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