CO2气腹对机体各系统的影响

CO2气腹对机体各系统的影响
CO2是腹腔镜手术常用的气腹介质，现就CO2气腹对机体呼吸、循环、消化、免疫及中枢神经系统等方面的影响做一综述，以期为相关研究提供参考。

标签：二氧化碳；气腹；腹腔镜
腹腔镜手术是20世纪80年代中后期逐渐被人们认识的关于临床治疗的一个完整思想体系。

现已广泛用于治疗普通外科、妇产科和泌尿外科的多种疾病。

CO2具有无毒、无色、血液中溶解度高、不燃烧等特点，是目前腹腔镜手术中普遍使用的气体介质。

但是CO2注入腹腔后，其产生的腹腔内压力以及吸收后导致的机体酸碱平衡改变，继而对机体呼吸、循环、消化、免疫、中枢神经等系统产生影响。

CO2气腹对机体的影响应引起腹腔镜外科医师的重视。

1CO2气腹对呼吸系统的影响
CO2对呼吸系统的影响主要表现在肺通气、血pH值、PaCO2等方面。

CO2气腹使腹腔内压力增加，膈肌上抬，气道压力上升，胸腔内压力升高，呼吸系统顺应性下降，呼吸潮气量及肺泡通气量减少，继而影响肺通气功能。

Leighton等[1]研究表明膈肌每上抬1 cm，肺的通气量减少300 mL。

体位变化可引起膈肌运动改变，影响气道压力，进而影响肺通气。

Salihoglu等[2]观察了不同体位(头高位和头低位)腹腔镜胆囊切除术的血气及呼吸功能的改变，充气后动脉血pH值降低，PaCO2升高，与体位无关；肺顺应性下降，头低位要比头高位变化明显，表明头低位时对呼吸功能的影响比较大。

Demiroluk等[3]研究发现CO2气腹期间，腹膜吸收CO2增加，动脉血PaCO2不断升高，从而降低机体的pH值。

腹膜外CO2气腹较腹腔内CO2气腹意味着更多的CO2吸收，这可能与后腹膜CO2容易弥散、血管丰富、高CO2压和侧卧位等有关[4]。

Joshipura等[5]的研究证实，高压气腹组SpO2水平低于低压气腹组；同时发现，腹腔镜术后CO2气腹对呼吸功能的影响较开腹手术明显降低。

Schwenk等[6]研究发现腹腔镜手术对术后呼吸功能的影响明显小于开腹手术，且恢复至术前水平的时间明显缩短。

以上研究均表明，CO2气腹会影响腹腔镜手术时患者的呼吸功能，影响程度与患者术前心肺功能、气腹压力、体位、气腹充气间隙及充气速度等均有关系；但对术后呼吸功能的影响较开腹手术轻，且随着CO2气腹压力的降低，对术后呼吸功能的影响亦减轻。

2CO2气腹对循环系统的影响
CO2气腹对循环系统的影响主要与腹腔内充入CO2，导致腹腔内压力升高有关，腹内压升高，使静脉回流减少，从而使回心血量减少，心脏前负荷降低，心排血量减少。

CO2吸收使二氧化碳分压升高，从而导致高碳酸血症，可引起交感神经兴奋，儿茶酚胺释放、肾素-血管紧张素系统激活、抗利尿激素释放，血管张力增加，心脏后负荷增加，心排血量减少。

腹腔镜手术中，无论患者采取
何种体位，正常压力下的CO2气腹(12～l6 mmHg)都会引起患者心输出量减少，心率则维持不变或轻微加快[7]。

Joshi等[8]在腹腔镜胆囊切除术中经食管行超声心动图监测，显示CO2气腹后，每搏输出量、心脏指数下降，心率基本保持不变。

Larsen等[9]研究表明气腹影响了患者的前后负荷，降低了心脏的功能，但不影响心输出量。

原因可能为每搏输出量减少，但交感神经兴奋引起心率增加，因而对心输出量影响小。

Andersson等[10]研究表明CO2气腹引起机体外周血管阻力增加及血压升高，当气腹压力为15 mmHg时，平均动脉压、收缩压、舒张压和中心静脉压分别升高l5.9%、l1.3%、l9.7%和30.0%。

Gebhardt等[11]研究了15例有潜在心肺疾病患者在腹腔镜胆囊切除术中的血流动力学变化，气腹压力为15 mmHg持续2 min后，患者的平均动脉压、全身血管阻力、中心静脉压均明显上升，心输出量减少。

当CO2气腹压力控制在8～12 mmHg时，气腹对循环系统的影响较小，心功能正常的患者一般能够耐受；若增至16 mmHg以上则可对循环系统产生显著影响。

CO2气腹对伴有心肺病变机体有显著影响。

3CO2气腹消化系统影响
3.1CO2对肝功能的影响
CO2气腹引起的腹内压增高可影响内脏器官的血液回流，肝脏血流减少、灌注不足，肝脏缺血缺氧，造成肝细胞损害，从而影响肝功能。

Tan等[12]对腹腔镜及开腹胆囊切除术和腹腔镜及开腹结直肠癌切除术患者的血清转氨酶（ALT 和AST）进行检测，结果表明腹腔镜组较开腹组术后48 h内的ALT和AST均显著升高，差异有统计学意义。

Nickkholgh等[13]研究大鼠再灌注损伤模型，结果显示：CO2气腹为8 mm Hg 时，血清转氨酶无明显变化；CO2气腹为12 mm Hg时，血清转氨酶（ALT、AST、LDH）均明显增高。

相同的麻醉下腹腔镜手术中不同的气腹压力对人体肝脏功能产生不同的影响，一个重要原因是术中因CO2气腹导致的腹内压迅速上升及手术完成后排出CO2导致腹内压骤降。

这种突发式的腹内压改变导致了门脉血流的明显波动，以及器官血流的再灌注，产生了缺血-再灌注损伤，尤其是对肝窦kuppffer细胞及上皮细胞的损伤[14]。

一些实验也证实了这一观点，当气腹压力为8 mmHg时，肝脏的微循环血量出现明显的减少[15]。

CO2气腹压力的高低导致腹内压的变化与肝脏血清酶学的变化有密切关系。

3.2CO2气腹对胃肠的影响
CO2气腹引起的腹内压增高可引起胃肠缺血；气腹压力及体位因素可导致胃内压增高，增加胃内容物反流危险。

Schilling[16]等监测了CO2气腹患者血管的微循环，发现CO2气腹压力由10 mmHg升至15 mmHg时，胃的血流减少40%～54%，十二指肠血流减少11%，空肠血流减少32%，结肠血流减少44%。

Windsor等[17]研究腹腔镜胆囊切除术中CO2气腹后患者的胃黏膜内pH值，发现CO2气腹压为4～12 mmHg时，胃黏膜内pH值有所下降，但在正常范围；CO2气腹压为12～15 mmHg时，胃黏膜内pH值显著降低；解除CO2气腹后，胃黏膜内pH值恢复到正常范围。

Koivusalo[18]等对比腹腔镜（CO2气腹压12～
13 mmHg和开放胆囊切除术中及术后3 h胃黏膜内pH值，术中胃黏膜内pH值均降低，前者在术后3 h仍继续下降，而开腹组则恢复正常。

3.3CO2气腹对肠道细菌易位的影响
肠道内活的或死的微生物及其毒素越过肠道黏膜屏障进入正常无菌的肠壁组织、肠系膜淋巴结、门静脉及其他脏器的过程称为肠道细菌易位（bacterial translocation，BT）。

CO2气腹使得肠道处于绝对或相对的缺血缺氧状态，CO2的吸收造成血液pH值下降，以及肠道黏膜本身的高代谢特性，容易因缺血缺氧造成损伤，引起肠黏膜上皮细胞的脱落与坏死，导致肠壁通透性增加及肠道细菌易位。

Matsumoto等[19]发现气腹后肠系膜淋巴结细菌培养阳性，指出气体介质及气腹压力能在其中起重要作用，空气气腹较CO2气腹更能促进细菌移位。

张明远等[20]证明CO2气腹压力越高，气腹持续时间越长，对肠道细菌易位的影响越重。

在进行腹腔镜手术时，在能满足手术要求前提下，CO2气腹压力越低，持续时间越短，越能减少肠道细菌易位，阻止肠道细菌播散，降低术后败血症的发生几率。

4CO2气腹对免疫系统的影响
CO2气腹对机体体液免疫功能、细胞免疫功能等均产生影响。

Evrard等[21]研究了腹腔镜手术患者CO2气腹前后外周血T3、T4、T8、自然杀伤细胞及T4/T8、T4+/T8+，结果表明CO2气腹对全身免疫有一定的抑制。

Shimotakahara等[22]认为离体中性粒细胞暴露于纯CO2后，可阻断自发性及IL-8诱导的中性粒细胞迁移，且使其生成的活性氧减少，这种效应有助于腹腔镜手术时抑制炎症反应，但需研究这种效应是否有助于清除细菌污染。

王浩等[23]研究在炎症环境下CO2气腹对巨噬细胞超氧阴离子释放和线粒体功能的影响，实验表明CO2气腹对巨噬细胞超氧阴离子释放及线粒体功能具有短暂可逆抑制，有利于减轻局部炎症反应，保持机体的免疫功能。

张建萍等[24]报道腹腔镜手术组和开腹手术组术后患者血清白细胞介素-6（IL-6）和C-反应蛋白（CRP）含量高于术前，腹腔镜手术组升高的水平低于开腹术组，表明腹腔镜手术引起机体应激反应轻。

腹腔镜手术后患者IL-6和CRP释放较少，与腹腔镜手术创伤小、手术时间短有关。

Malik 等[25]报道指出，腹腔镜手术对免疫系统的一些指标如T淋巴细胞和延迟超敏反应、单核巨噬中性粒细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞、多形核白细胞弹性蛋白酶、IL-2、阴离子超氧化物的影响较小，而开放性手术对这些免疫指标的影响较大。

以上研究证明，腹腔镜手术切口小、创伤小，减少了患者术后的应激反应，减轻了炎症反应，在很大程度上促进了患者的恢复。

5CO2气腹对肾脏功能的影响
CO2气腹时腹腔内压力升高，压迫肾脏及肾血管，使肾皮质血流量降低，肾静脉回流阻力增加，肾细小静脉压力升高，引起肾小球滤过率下降；交感神经兴奋、肾素血管紧张素系统激活，导致肾血流量进一步减少，肾小球滤过率下降。

目前大多数学者认为CO2气腹对肾功能不可避免存在影响，一定CO2气腹压力可以造成正常个体的的肾脏功能变化，诸如尿量减少、血肌苷升高、肾小球滤过
率下降、肾血流量减少及尿酶改变[26]。

嵇武等[27]在对兔动物实验研究中显示气腹后Scr升高，气腹压力越高Scr改变的也越显著。

Dolgor[28]发现气腹过程中有BUN升高。

因此，腹腔镜手术期间，可引起患者尿量减少，血尿素氮和肌酐增高。

术前无肾功能障碍的患者，腹腔镜气腹对肾功能影响可能不明显；而术前存在肾功能不全的患者，其影响大小尚无法明确评价。

降低气腹压力和缩短手术时间可以减少对肾功能影响。

6CO2气腹对中枢神经系统的影响
CO2气腹对脑血流量和脑灌注压的影响尚无定论，有研究认为对脑血流速度和脑内容积没有明显影响。

部分学者认为，气腹对脑的影响导致颅内压增高、眼内压升高，脑血流量降低，从而使脑灌注受损。

Kitajima等[29]用红外激光光谱监测腹腔镜胆囊切除术患者脑的有氧代谢，结果表明CO2气腹时PETCO2和脑血流量增加，脑的有氧代谢尚能保持稳定。

石凌云等[30]用同时抽取桡动脉血和颈内静脉血行血气分析的方法，观察后腹腔CO2气腹前后脑氧饱和度、脑氧含量、脑动-静脉氧含量差的变化，发现CO2气腹对脑氧含量及脑血流有明显影响，随着PaCO2增加，脑血流显著增加，脑动-静脉氧含量差减少，表明在后腹腔CO2充气期间脑组织可能摄氧不足。

7CO2气腹对下肢深静脉血栓形成的影响
近年，随着手术复杂性的增加，手术时间的延长，CO2气腹对机体血流动力学的影响日益明显.腹腔镜手术中的人工气腹可引起下肢静脉压力明显升高，影响下肢血液回流，可能会诱发下肢深静脉血栓（DVT）形成。

在手术前后常规预防血栓形成的情况下，国外报道腹腔镜胆囊切除术后有症状或体征的DVT发生率约为0.3%～0.68%[31]，而无症状的DVT的发生率则更高。

腹腔镜胆囊切除术中的CO2气腹与头高脚低体位共同促进了术后DVT的发生[32]。

而妇科腹腔镜手术后DVT的发生率低得多，考虑可能与术中患者头低足高体位相关。

腹腔镜手术中还有促进DVT发生的其他因素，如年龄大、肥胖、内科合并症等。

综上所述，腹腔镜手术作为一种微创手术，目前在某些领域已是成熟的术式，CO2作为建立并维持腹腔手术操作空间的理想气体，对机体各系统产生不同的影响。

在临床手术中，要严格把握腹腔镜手术适应证，尽量降低气腹压力，缩短手术时间，将CO2对机体的影响减至最小。

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