常規動物麻醉藥作用于雄性小鼠不同時間血液指標變化的分析*

劉 燕 彭薪元 丁 潔 夏天嬌 徐力致

(南京大學醫學院，南京 210023)

動物實驗與生物醫學進程息息相關，在生命科學領域的發展歷程中有著重大的作用。伴隨著人類文明的進步，人們也同樣關注動物生存福利。因此實驗動物倫理學應運而生，倡導“減少(reduction)、替代(replacement)、優化(refinement)”的“3R”原則。科學研究者們依循上述原則，除了在對動物進行有創實驗前必須實施有效麻醉[1]，減輕動物由實驗造成的痛苦外，還注重優化實驗，在確保實驗數據的真實有效情況下，盡量減少實驗動物的使用量。我們在研究過程關注到，直接麻醉取血的小鼠與麻醉后1 h左右(進行心電、CT等檢測)再取血的小鼠，其血液循環中單核細胞存在顯著性差異?？紤]到麻醉藥對機體的影響，以及不同麻醉藥藥物作用機制的不同，本研究觀察了三種常用動物麻醉藥物(氨基甲酸乙酯、水合氯醛和戊巴比妥鈉)對雄性小鼠血糖及血液常規指標的影響，同步觀察了同一麻醉藥隨時間延長(0、15、60 min)而發生的血常規變化情況。以期在今后的動物研究中，為選擇恰當的麻醉藥物提供幫助，從而降低甚至摒除麻醉藥物對研究對象或研究結果的直接干擾。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

C57BL6雄性成年小鼠24只，體質量25～32 g。小鼠購自南京大學模式動物研究所[SCXK(蘇)2015-0001]，飼養于南京大學醫學院基礎醫學教學中心實驗動物房。

1.2 儀器和試劑

全自動血液分析儀(邁瑞BC-5500)；血糖分析儀和血糖試紙(強生ONETOUCH Ultra)；氨基甲酸乙酯(化學純)、水合氯醛(分析純)購自國藥集團化學試劑有限公司；戊巴比妥鈉(分析純)購自生興生物技術有限公司。藥品均使用0.9%氯化鈉溶液進行配制。

1.3 方法

所有小鼠隨機分配為三組，每組8只，分別為：20%氨基甲酸乙酯組、2.5%水合氯醛組和1%戊巴比妥鈉組。

小鼠實驗前禁食12 h，飲水自由。從小鼠尾靜脈取血，測量初始血糖(10 μL血)和血常規(20 ～ 30 μL血，EDTA抗凝)。腹腔注射麻醉：20%氨基甲酸乙酯組，麻醉劑量為7 mL/kg； 2.5%水合氯醛組，麻醉劑量為3 mL/kg； 1%戊巴比妥鈉組，麻醉劑量為10 mL/kg。小鼠麻醉后15 min及60 min時再各測量一次血糖和血常規。

血常規使用全自動血液分析儀檢測。檢測指標為白細胞數總數(WBC)、中性粒細胞數(Neu)、單核細胞數(Mon)、淋巴細胞數(Lym)、嗜酸性粒細胞數(Eos)、嗜堿性粒細胞數(Bas)、紅細胞(RBC)、血紅蛋白(HGB)、紅細胞圧積(HCT)、紅細胞平均體積(MCV)、平均血紅蛋白(MCH)、平均血紅蛋白濃度(MCHC)、血小板(PLT)、平均血小板體積(MPV)、血小板分布寬度(PDW)及血小板壓積(PCT)。

1.4 統計學處理

采取自身對照方法進行數據分析，即同只小鼠的原初數據，15 min和60 min采集數據比值進行比較。

用Prism統計軟件對各項指標進行處理，組間比較用t檢驗。P<0.05 為差異顯著，視為有統計學意義。

2 結果

2.1 三種麻醉藥物對小鼠血糖的影響

由表1可知， 20%氨基甲酸乙酯組在麻醉15 min和60 min時的血糖值與初始值相比呈遞增式增加，增值比例分別為61.2%(P<0.05)和75.6%(P<0.01)。2.5%水合氯醛組血糖略有增加但不存在組間差異。1%戊巴比妥鈉組在麻醉15 min后的血糖值與初始值相比增加顯著(P<0.01)，在麻醉60 min后的血糖值回降與初始值相比無差異。

表1 三種麻醉藥不同時間的血糖變化Table 1 The blood glucose changes of threeanesthetics at different times

2.2 三種麻醉藥物對小鼠血常規的影響

在檢測的血常規指標中，我們觀察到白細胞總數、中性粒細胞數、單核細胞數和淋巴細胞數隨麻醉時長增加存在顯著性改變，而嗜酸性粒細胞數和嗜堿性粒細胞數無顯著變化，紅細胞和血小板各項指標均無顯著改變。

對比初始值，在麻醉藥處理后15 min和60 min統計結果顯示，20%氨基甲酸乙酯組小鼠在麻醉后白細胞總數、中性粒細胞數和單核細胞數均呈遞增趨勢，且在60 min時呈顯著增多。2.5%水合氯醛組在麻醉后白細胞總數、中性粒細胞數和淋巴細胞數呈遞減，與初始值相比存在顯著差異。1%戊巴比妥鈉組在麻醉60 min后的白細胞總數、中性粒細胞數和單核細胞數與初始值相比存在差異(圖1)。

圖1 三種麻醉藥在不同時間點細胞數與初始細胞數比較占比改變情況注：與初始細胞數比較，*P<0.05,**P<0.01Fig.1 Changes in the proportion of the cell numbers of the three anesthetics at differenttime points compared with the initial cell numbersNote: Compared with the initial cell number,*P<0.05,**P<0.01

3 討論

動物實驗中常用的麻醉藥包括吸入性和非吸入性麻醉藥，其中最常用的吸入性麻醉藥包括乙醚、氟烷、甲氧氟烷等，非吸入性麻醉藥常用的有戊巴比妥鈉、水合氯醛、氨基甲酸乙酯等[2]。戊巴比妥鈉常見于動物麻醉實驗，為中時作用的巴比妥類催眠藥，作用時間可維持4～6 h，顯效較快，用作催眠和麻醉前給藥。水合氯醛也是國內目前較常用的動物實驗麻醉藥之一，小劑量可鎮靜，中等劑量可催眠，較大劑量有抗驚厥作用，大劑量可引起昏迷和麻醉，抑制延髓呼吸及血管運動中樞，導致死亡[3]。氨基甲酸乙酯對中樞的抑制作用比水合氯醛小，對呼吸及血液循環的影響也不大。在巴比妥類藥物發現之前，曾廣泛作為實驗動物的麻醉藥，作用快而強。氨基甲酸乙酯對延髓呼吸中樞的抑制作用較弱，為實驗動物比較安全的麻醉藥，麻醉時間維持長[4]。

本研究結果顯示，氨基甲酸乙酯對小鼠血糖影響明顯，戊巴比妥鈉對血糖有短暫一過性升高，水合氯醛對小鼠血糖無明顯影響。氨基甲酸乙酯的升血糖影響在近幾年的文章中多有報道，研究指出氨基甲酸乙酯誘發動物高血糖可能與腎上腺素效應、抑制胰島素的降血糖作用有關[5-6]。另有報道,氨基甲酸乙酯升高實驗大鼠血糖的作用機制可能與肝功能損害及胰島素敏感性下降有關[7]。戊巴比妥鈉對血糖雖有短暫一過性升高，但幅度和維持時間較氨基甲酸乙酯麻醉組都較小，因此其對血糖的影響遠不如氨基甲酸乙酯顯著。

氨基甲酸乙酯、水合氯醛和戊巴比妥鈉對小鼠白細胞的影響表現為不同方向。氨基甲酸乙酯組和戊巴比妥鈉組白細胞總數及占比均明顯上升，而水合氯醛組呈現下降趨勢。其中，氨基甲酸乙酯和戊巴比妥鈉的影響主要表現在中性粒細胞數和單核細胞數的明顯增多，而水合氯醛組表現為明顯的淋巴細胞數減少。

綜上所述，氨基甲酸乙酯對小鼠血糖改變影響較大，水合氯醛和戊巴比妥鈉對血糖的影響不大，因此在關注血糖變化的研究中，應避免使用氨基甲酸乙酯作為麻醉藥。而三種麻醉藥對于白細胞總數均有不同程度的影響，在相關研究中需進行適當優化，以避免藥物造成的干擾。