引用本文： 歐夢川, 楊顯金, 羅云, 王崇樹. CO2 氣腹對急性腹膜炎大鼠細菌生長及移位的影響 . 中國普外基礎與臨床雜志, 2018, 25(11): 1313-1317. doi: 10.7507/1007-9424.201806075 復制
腹腔鏡手術目前正在全球范圍內迅速普及，從最初的膽囊切除術逐漸擴展至其他學科領域，其中包括了很多感染性疾病在內，如化膿性闌尾炎、急性膽囊炎、重癥急性膽管炎、結核性腹膜炎、胃腸道穿孔等。相比開放性手術，腹腔鏡手術具有創傷小、全身反應輕、恢復快、美容效果好等優勢。CO2 是目前較常用的創建氣腹的氣體，其對機體各個系統以及炎癥反應影響的研究也較多，但對腹膜炎的影響并沒有達成一致的共識。腹腔鏡手術的微創性，能更好地保護機體的全身免疫系統，減輕全身的炎癥反應，但同時，CO2 氣腹也會導致局部腹膜免疫功能的抑制[1]。有不少實驗也發現，CO2 氣腹增加了菌血癥的發生概率[2]，但同時也在腹腔感染動物模型[3]中觀察到，相比開放性手術，氣腹顯著延長了大鼠的生存率。Chawla 等[4]和 Peng 等[5]的研究也對氣腹使腹腔感染擴散的推論予以否定，認為許多感染性疾病通過腹腔鏡手術得到了很好的治療，并沒有見到這些感染性疾病出現感染加重或并發癥發生的情況。本實驗將在大鼠細菌性腹膜炎模型的基礎上，通過給予不同時間及不同壓力的 CO2 氣腹，研究氣腹壓力和作用時間對腹腔細菌生長繁殖和移位的影響，以探討 CO2 氣腹是否增加了敗血癥的發生概率。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
實驗動物采用 60 只清潔級 SD 大鼠（由川北醫學院實驗動物中心購買），6～12 周齡，雌雄不限，體質量 200～250 g。
1.2 主要試劑及儀器
Stryker 全自動氣腹機購自美國史賽克公司，梅里埃 VITEK2 全自動細菌鑒定儀購自法國梅里埃公司，哥倫比亞血瓊脂平板和麥康凱培養平板購自龐通公司，MB80 微生物快速動態檢測系統和革蘭陰性菌脂多糖檢測試劑盒購自北京金山川公司。
1.3 建立急性腹膜炎模型
大鼠禁食、禁水 12 h，將上腹部處備皮，5% 聚維酮碘溶液消毒皮膚，以 1% 戊巴比妥鈉（30 mL/kg）腹腔注射麻醉動物。麻醉成功后將大鼠平臥固定在木板上，再分別用腹腔注射法接種 1 mL 的 ATCC25922 標準大腸桿菌懸液（1×108 CFU/mL，CFU 為菌落形成單位），建立細菌性腹膜炎大鼠模型。由于本動物實驗的目的是模擬腹腔條件下細菌的生長狀態，注射的是標準提純細菌懸液，并沒有其他實驗因素的干擾，所以針對此種造模方法都是認可成功的，并沒有特意評估小鼠造模成功的評判標準。
1.4 實驗方法
本動物實驗給予 3 類氣腹壓力：15 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）為高氣腹壓，5 mm Hg 為低氣腹壓，空白對照組大鼠未建立氣腹；給予 2 類處理時間：1 h 和 3 h。將 60 只 SD 大鼠采用隨機數字表法隨機分為 6 組（每組 10 只），分別接受不同氣腹壓力和時間的組合處理。氣腹建立方法：用5 mL 空針針頭于大鼠左下腹部穿刺，連接軟質塑料管和 Stryker 氣腹機，按照不同要求設定壓力和流速檔位。
1.5 標本的采集
按照實驗設定的時間+氣腹壓力處理后，分別處死大鼠并行剖腹處理，在無菌條件下取大鼠腹水 1 mL 和門靜脈血液 0.5 mL，各自標號待檢。對所取腹水分別進行需氧菌和厭氧菌的定量培養以及菌種鑒定；對抽取的門靜脈血進行血培養和內毒素含量測定。
1.6 觀測指標
1.6.1 腹水細菌 CFU 計數
采取倍比稀釋平板菌落計數法[6]，取各濃度溶液 100 μL 接種于麥康凱瓊脂平板上，分別做需氧菌和厭氧菌的細菌培養。厭氧菌的培養方法是將培養基放入厭氧袋中、置入37 ℃ 孵箱中培養 24 h；需氧菌直接將培養基置入孵箱，條件同厭氧菌。每個濃度做 3 個平板，取其平均值。對需氧和厭氧培養平板的細菌菌落進行計數。計算公式為：細菌含量（CFU/mL）=（需氧菌+厭氧菌）CFU 數×稀釋度/體積，其中體積單位為 mL。
1.6.2 血培養
處死動物后打開腹腔，取門靜脈血 0.5 mL，用 0.5 mL 無菌生理鹽水稀釋。分別取 100 μL稀釋液接種在血平板上，置入孵箱中進行需氧菌和厭氧菌培養（培養條件同上）。有肉眼可見細菌菌落生長則為陽性；如果平板培養 3 d 以后仍沒有細菌生長，則為陰性。
1.6.3 內毒素的測定
按照革蘭陰性菌脂多糖檢測試劑盒說明書進行操作，采用微生物快速動態監測系統進行檢測，反應結束后自動計算出待測血漿中的內毒素含量。
1.7 統計學方法
所有統計數據采用 SPSS 20.0 軟件完成數據分析。各組間的細菌 CFU 含量和門靜脈血內毒素含量都以均數±標準差（
±s）表示，統計方法采用兩因素析因設計的方差分析。不同氣腹壓力之間的血培養陽性率比較采用四格表確切概率法。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 腹水細菌 CFU 培養結果
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下腹水的細菌含量結果見表 1。析因設計的方差分析結果表明，不同氣腹壓力組的細菌含量不同（F=9.02，P=0.020），不同時間組的細菌含量也不同（F=8.47，P=0.003），且氣腹壓力和時間存在交互效應（F=8.07，P=0.020），即不同氣腹壓力組中時間的影響不同，故應固定時間或氣腹壓力因素，進一步分析各自處理的單獨效應。① 固定氣腹壓力，分析不同時間因素的影響，結果表明，各氣腹壓力條件下 1 h 和 3 h 時間組的細菌含量比較差異均有統計學意義（P<0.01），3 h 組均較高，提示大鼠誘發急性細菌性腹膜炎后 3 h 腹水中的細菌含量較 1 h 增高。② 固定時間因素，分析 1 h 和 3 h 下 3 類氣腹壓力組的差異。結果表明，作用 1 h 時，3 個氣腹壓力組間的細菌含量比較差異無統計學意義（F=1.76，P=0.191）；3 h 時，高氣腹組（P=0.001）和低氣腹組（P=0.029）大鼠腹水的細菌含量均高于未建立氣腹組，但高氣腹組和低氣腹組比較差異無統計學意義（P=0.220）。該結果提示，在 15 mm Hg 和 5 mm Hg CO2 氣腹處理 3 h 后，細菌在腹腔中的定植量相比未建立氣腹大鼠有顯著增高，但高氣腹組和低氣腹組的細菌含量差異不明顯。
表1
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下腹水的細菌含量（×105 CFU/mL，
，n=10)
2.2 腹水細菌的鑒定結果
腹水培養中 6 組都鑒定出了需氧及厭氧菌，雖然主要培養出的細菌仍然為大腸桿菌（G－），但部分腹水標本也培養出了銅綠假單胞菌（G－）、腸球菌（G+）、金黃色葡萄球菌（G+）和厭氧菌。厭氧菌由于儀器和操作的限制不能做具體菌種的鑒定，但是革蘭染色可見陰性桿菌和陽性球菌，初步鑒定為擬桿菌和消化鏈球菌。具體見表 2 。
表2
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下大鼠腹水的細菌培養結果
2.3 門靜脈血培養結果
6 組動物的血培養結果見表 3。由表 3 可見，6 組大鼠都發生了細菌移位。3 類氣腹壓力下 1 h 和 3 h 組之間的血培養陽性率類似（P>0.05）；2 個時點下高氣腹組的血培養陽性率均高于未建立氣腹組（P<0.05），但與低氣腹組比較差異無統計學意義（P>0.05）；同時點下低氣腹組的血培養陽性率與未建立氣腹組比較差異無統計學意義（P>0.05）。
表3
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下的血培養陽性結果（例，n=10）
2.4 門靜脈血的內毒素含量檢測結果
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下門靜脈血的內毒素含量見表 4。析因設計的方差分析結果表明，不同氣腹壓力組的內毒素含量不同（F=14.70，P<0.01），高氣腹組的內毒素含量高于低氣腹組（P=0.018）和未建立氣腹組（P<0.01），且低氣腹組的內毒素含量高于未建立氣腹組（P=0.005），說明門靜脈血的內毒素含量隨著氣腹壓力的增高而增加；不同時間組的內毒素含量也不同（F=148.90，P<0.01），3 h 組的門靜脈血內毒素含量高于 1 h 組；氣腹壓力和時間不存在交互效應（F=0.14，P=0.874），即不同氣腹壓力組中時間的影響的差異不大。
表4
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下門靜脈血的內毒素含量（pg/mL，
，n=10）
3 討論
腸道是人體最大的細菌及內毒素貯存庫，其中定植了很多致病菌與益生菌，但在正常情況下機體并沒有感染致病菌，這主要是依賴于完整的腸道黏膜的屏障功能。正常人體腸道黏膜屏障是由正常腸道菌群、免疫屏障和機械屏障構成的，任一部分的異常都能造成腸道通透性的增加，繼而發生腸道細菌和內毒素移位[7-8]。
完整的腸上皮黏膜細胞和緊密連接（tight junction）是構成腸道機械屏障的重要組成部分[9]。腸道局部的良好血液灌注及供氧是維持正常腸黏膜上皮細胞功能的重要因素。Menconi 等[10]研究發現，酸中毒環境時，腸黏膜上皮細胞的胞膜結構受損，細胞間緊密連接變得松散，細胞代謝發生障礙，導致細胞跨膜路徑和細胞通道同時增加，腸黏膜通透性增高，并且與酸中毒程度呈正相關。程君濤等[11]指出，腹內壓增高可引起小腸血流量顯著降低，黏膜上皮細胞發生急性缺血缺氧而導致其結構和功能發生改變，損害的程度也與壓力的大小及作用時間有關。而趙曉琴等[12]也證明了腹內壓增高時，會造成小腸上皮細胞顯著損害和細胞間緊密連接的疏松，導致腸黏膜通透性增高。腸道的細菌和內毒素更容易進入血液和淋巴，造成遠處器官細菌的播散。
CO2 氣腹造成腸道細菌移位及菌血癥的具體機制尚在研究中，一定壓力的氣腹可能造成腸道機械屏障的破壞，從而促進了細菌的移位[13]。Strier 等[14]的實驗也證明了這種相關性可能與激活腸上皮細胞 Toll 樣受體 4（TLR-4）信號通路有關，從而產生各種炎性細胞因子損傷腸道上皮細胞。大鼠腹膜炎本身就會導致腸道細菌的移位，這可能與炎癥反應造成的腸黏膜屏障功能損害有關，且移位的細菌以厭氧菌為主[15-16]。而且，Li 等[17]的研究表明，腹腔內感染和氣腹壓力的聯合作用與單個作用因素比較，加劇了它們對腸道上皮屏障的損傷。
大腸桿菌和各種致病菌在合適的培養條件下，在對數期內每隔 20～30 min，細菌數量就會成倍增長，直至養份的消耗及代謝廢物的增加數量達到穩定[18]。而當生長條件改變時，細菌的生長動力學也會受到影響[19]。盡管 CO2 可以通過碳酸氫鹽的形式影響細菌細胞質內的 Ph 值繼而抑制細菌的生長[20]，但有實驗[21]證明，CO2 本身可能也是一種細菌的生長抑制劑。但目前大部分的實驗都是在 CO2 高壓或者體外環境下實現的，而 CO2 在腹腔感染情況下對各種細菌生長繁殖和各種毒力的影響鮮有報道。
Sare 等[22]在腹腔注射大腸桿菌致腹膜炎的氣腹模型中觀察到，CO2 氣腹組的腹腔細菌含量對比開腹組和對照組有顯著升高，但他并沒有將需氧和厭氧菌分開檢測。此外，Sare 等[23]在兔的腹膜炎模型中證明了，CO2 氣腹組刺激了厭氧菌的增殖，降低了機體清除細菌的能力，最終導致腹腔膿腫的形成和腹膜炎的擴散，這可能是由于 CO2 導致了缺氧環境引起的。Matsumoto 等[24]發現，CO2 氣腹可能在抑制局部免疫應答方面起重要作用，導致了機體清除細菌能力的降低。但 Casaroli 等[25]卻觀察到，CO2 氣腹并沒有改變腹膜清除細菌的能力。這需要更多的實驗研究去解釋產生這一矛盾結論的原因。CO2 氣腹促進細菌的增殖及移位，以及降低腹膜細菌清除能力這三者之間的相互關系還需要進一步探索。
本實驗結果顯示，6 組大鼠的腹水培養都能培養出需氧和厭氧菌，且厭氧菌以革蘭陰性桿菌為主，需氧菌以大腸桿菌和金黃色葡球菌為主，其主要來源于腸道的定植菌；以 15 mm Hg 的 CO2 氣腹壓力對腹膜炎大鼠作用 3 h 后的細菌血培養陽性率高于同時點其他組；大鼠門靜脈血中的內毒素含量隨氣腹壓力及作用時間的增加呈進行性增高，且 15 mm Hg CO2 氣腹壓力組在各時間點下的內毒素含量都高于 5 mm Hg CO2 氣腹壓力及未建立氣腹組，5 mm Hg CO2 氣腹組 1 h 和 3 h 時的門靜脈血中的內毒素含量高于同時點的未建立氣腹組，說明 CO2 氣腹促進了腹膜炎大鼠的腸道內毒素產生和細菌移位，并且門靜脈血中的內毒素含量隨壓力和時間的增加而升高；即使在低壓 CO2 氣腹狀態下，長時間的作用也能夠促進腹膜炎大鼠內毒素的移位。
由于實驗大鼠最初通過腹腔注射大腸桿菌混懸液制備了急性細菌性腹膜炎模型，腹腔內并無其他細菌感染，可認為腹水培養出的細菌主要是由腸道細菌移位而來。本實驗結果顯示，經過 CO2 氣腹處理 3 h 后，細菌在腹腔中的定植量有顯著增高，高氣腹組和低氣腹組大鼠腹水的細菌含量均高于未建立氣腹組。結合之前氣腹促進了細菌和內毒素移位的結論，筆者推測，即使 CO2 氣腹抑制了需氧菌（如大腸桿菌、腸球菌等）的增殖，但同時也促進了厭氧菌如類桿菌的增殖，并降低了局部腹腔清除細菌的能力，使總的細菌 CFU 在氣腹處理后有所升高，增加了敗血癥及全身感染擴散的風險。所以，臨床上在進行腹腔鏡手術時，在有效暴露手術視野的前提下，應該盡量減少氣腹持續的時間和壓力，甚至選用無氣腹腹腔鏡手術，力求將 CO2 氣腹對細菌性腹膜炎的不利影響降到最低，充分發揮腹腔鏡微創手術的優勢。
腹腔鏡手術目前正在全球范圍內迅速普及，從最初的膽囊切除術逐漸擴展至其他學科領域，其中包括了很多感染性疾病在內，如化膿性闌尾炎、急性膽囊炎、重癥急性膽管炎、結核性腹膜炎、胃腸道穿孔等。相比開放性手術，腹腔鏡手術具有創傷小、全身反應輕、恢復快、美容效果好等優勢。CO2 是目前較常用的創建氣腹的氣體，其對機體各個系統以及炎癥反應影響的研究也較多，但對腹膜炎的影響并沒有達成一致的共識。腹腔鏡手術的微創性，能更好地保護機體的全身免疫系統，減輕全身的炎癥反應，但同時，CO2 氣腹也會導致局部腹膜免疫功能的抑制[1]。有不少實驗也發現，CO2 氣腹增加了菌血癥的發生概率[2]，但同時也在腹腔感染動物模型[3]中觀察到，相比開放性手術，氣腹顯著延長了大鼠的生存率。Chawla 等[4]和 Peng 等[5]的研究也對氣腹使腹腔感染擴散的推論予以否定，認為許多感染性疾病通過腹腔鏡手術得到了很好的治療，并沒有見到這些感染性疾病出現感染加重或并發癥發生的情況。本實驗將在大鼠細菌性腹膜炎模型的基礎上，通過給予不同時間及不同壓力的 CO2 氣腹，研究氣腹壓力和作用時間對腹腔細菌生長繁殖和移位的影響，以探討 CO2 氣腹是否增加了敗血癥的發生概率。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
實驗動物采用 60 只清潔級 SD 大鼠（由川北醫學院實驗動物中心購買），6～12 周齡，雌雄不限，體質量 200～250 g。
1.2 主要試劑及儀器
Stryker 全自動氣腹機購自美國史賽克公司，梅里埃 VITEK2 全自動細菌鑒定儀購自法國梅里埃公司，哥倫比亞血瓊脂平板和麥康凱培養平板購自龐通公司，MB80 微生物快速動態檢測系統和革蘭陰性菌脂多糖檢測試劑盒購自北京金山川公司。
1.3 建立急性腹膜炎模型
大鼠禁食、禁水 12 h，將上腹部處備皮，5% 聚維酮碘溶液消毒皮膚，以 1% 戊巴比妥鈉（30 mL/kg）腹腔注射麻醉動物。麻醉成功后將大鼠平臥固定在木板上，再分別用腹腔注射法接種 1 mL 的 ATCC25922 標準大腸桿菌懸液（1×108 CFU/mL，CFU 為菌落形成單位），建立細菌性腹膜炎大鼠模型。由于本動物實驗的目的是模擬腹腔條件下細菌的生長狀態，注射的是標準提純細菌懸液，并沒有其他實驗因素的干擾，所以針對此種造模方法都是認可成功的，并沒有特意評估小鼠造模成功的評判標準。
1.4 實驗方法
本動物實驗給予 3 類氣腹壓力：15 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）為高氣腹壓，5 mm Hg 為低氣腹壓，空白對照組大鼠未建立氣腹；給予 2 類處理時間：1 h 和 3 h。將 60 只 SD 大鼠采用隨機數字表法隨機分為 6 組（每組 10 只），分別接受不同氣腹壓力和時間的組合處理。氣腹建立方法：用5 mL 空針針頭于大鼠左下腹部穿刺，連接軟質塑料管和 Stryker 氣腹機，按照不同要求設定壓力和流速檔位。
1.5 標本的采集
按照實驗設定的時間+氣腹壓力處理后，分別處死大鼠并行剖腹處理，在無菌條件下取大鼠腹水 1 mL 和門靜脈血液 0.5 mL，各自標號待檢。對所取腹水分別進行需氧菌和厭氧菌的定量培養以及菌種鑒定；對抽取的門靜脈血進行血培養和內毒素含量測定。
1.6 觀測指標
1.6.1 腹水細菌 CFU 計數
采取倍比稀釋平板菌落計數法[6]，取各濃度溶液 100 μL 接種于麥康凱瓊脂平板上，分別做需氧菌和厭氧菌的細菌培養。厭氧菌的培養方法是將培養基放入厭氧袋中、置入37 ℃ 孵箱中培養 24 h；需氧菌直接將培養基置入孵箱，條件同厭氧菌。每個濃度做 3 個平板，取其平均值。對需氧和厭氧培養平板的細菌菌落進行計數。計算公式為：細菌含量（CFU/mL）=（需氧菌+厭氧菌）CFU 數×稀釋度/體積，其中體積單位為 mL。
1.6.2 血培養
處死動物后打開腹腔，取門靜脈血 0.5 mL，用 0.5 mL 無菌生理鹽水稀釋。分別取 100 μL稀釋液接種在血平板上，置入孵箱中進行需氧菌和厭氧菌培養（培養條件同上）。有肉眼可見細菌菌落生長則為陽性；如果平板培養 3 d 以后仍沒有細菌生長，則為陰性。
1.6.3 內毒素的測定
按照革蘭陰性菌脂多糖檢測試劑盒說明書進行操作，采用微生物快速動態監測系統進行檢測，反應結束后自動計算出待測血漿中的內毒素含量。
1.7 統計學方法
所有統計數據采用 SPSS 20.0 軟件完成數據分析。各組間的細菌 CFU 含量和門靜脈血內毒素含量都以均數±標準差（
±s）表示，統計方法采用兩因素析因設計的方差分析。不同氣腹壓力之間的血培養陽性率比較采用四格表確切概率法。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 腹水細菌 CFU 培養結果
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下腹水的細菌含量結果見表 1。析因設計的方差分析結果表明，不同氣腹壓力組的細菌含量不同（F=9.02，P=0.020），不同時間組的細菌含量也不同（F=8.47，P=0.003），且氣腹壓力和時間存在交互效應（F=8.07，P=0.020），即不同氣腹壓力組中時間的影響不同，故應固定時間或氣腹壓力因素，進一步分析各自處理的單獨效應。① 固定氣腹壓力，分析不同時間因素的影響，結果表明，各氣腹壓力條件下 1 h 和 3 h 時間組的細菌含量比較差異均有統計學意義（P<0.01），3 h 組均較高，提示大鼠誘發急性細菌性腹膜炎后 3 h 腹水中的細菌含量較 1 h 增高。② 固定時間因素，分析 1 h 和 3 h 下 3 類氣腹壓力組的差異。結果表明，作用 1 h 時，3 個氣腹壓力組間的細菌含量比較差異無統計學意義（F=1.76，P=0.191）；3 h 時，高氣腹組（P=0.001）和低氣腹組（P=0.029）大鼠腹水的細菌含量均高于未建立氣腹組，但高氣腹組和低氣腹組比較差異無統計學意義（P=0.220）。該結果提示，在 15 mm Hg 和 5 mm Hg CO2 氣腹處理 3 h 后，細菌在腹腔中的定植量相比未建立氣腹大鼠有顯著增高，但高氣腹組和低氣腹組的細菌含量差異不明顯。
表1
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下腹水的細菌含量（×105 CFU/mL，
，n=10)
2.2 腹水細菌的鑒定結果
腹水培養中 6 組都鑒定出了需氧及厭氧菌，雖然主要培養出的細菌仍然為大腸桿菌（G－），但部分腹水標本也培養出了銅綠假單胞菌（G－）、腸球菌（G+）、金黃色葡萄球菌（G+）和厭氧菌。厭氧菌由于儀器和操作的限制不能做具體菌種的鑒定，但是革蘭染色可見陰性桿菌和陽性球菌，初步鑒定為擬桿菌和消化鏈球菌。具體見表 2 。
表2
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下大鼠腹水的細菌培養結果
2.3 門靜脈血培養結果
6 組動物的血培養結果見表 3。由表 3 可見，6 組大鼠都發生了細菌移位。3 類氣腹壓力下 1 h 和 3 h 組之間的血培養陽性率類似（P>0.05）；2 個時點下高氣腹組的血培養陽性率均高于未建立氣腹組（P<0.05），但與低氣腹組比較差異無統計學意義（P>0.05）；同時點下低氣腹組的血培養陽性率與未建立氣腹組比較差異無統計學意義（P>0.05）。
表3
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下的血培養陽性結果（例，n=10）
2.4 門靜脈血的內毒素含量檢測結果
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下門靜脈血的內毒素含量見表 4。析因設計的方差分析結果表明，不同氣腹壓力組的內毒素含量不同（F=14.70，P<0.01），高氣腹組的內毒素含量高于低氣腹組（P=0.018）和未建立氣腹組（P<0.01），且低氣腹組的內毒素含量高于未建立氣腹組（P=0.005），說明門靜脈血的內毒素含量隨著氣腹壓力的增高而增加；不同時間組的內毒素含量也不同（F=148.90，P<0.01），3 h 組的門靜脈血內毒素含量高于 1 h 組；氣腹壓力和時間不存在交互效應（F=0.14，P=0.874），即不同氣腹壓力組中時間的影響的差異不大。
表4
不同氣腹壓力及氣腹作用時間下門靜脈血的內毒素含量（pg/mL，
，n=10）
3 討論
腸道是人體最大的細菌及內毒素貯存庫，其中定植了很多致病菌與益生菌，但在正常情況下機體并沒有感染致病菌，這主要是依賴于完整的腸道黏膜的屏障功能。正常人體腸道黏膜屏障是由正常腸道菌群、免疫屏障和機械屏障構成的，任一部分的異常都能造成腸道通透性的增加，繼而發生腸道細菌和內毒素移位[7-8]。
完整的腸上皮黏膜細胞和緊密連接（tight junction）是構成腸道機械屏障的重要組成部分[9]。腸道局部的良好血液灌注及供氧是維持正常腸黏膜上皮細胞功能的重要因素。Menconi 等[10]研究發現，酸中毒環境時，腸黏膜上皮細胞的胞膜結構受損，細胞間緊密連接變得松散，細胞代謝發生障礙，導致細胞跨膜路徑和細胞通道同時增加，腸黏膜通透性增高，并且與酸中毒程度呈正相關。程君濤等[11]指出，腹內壓增高可引起小腸血流量顯著降低，黏膜上皮細胞發生急性缺血缺氧而導致其結構和功能發生改變，損害的程度也與壓力的大小及作用時間有關。而趙曉琴等[12]也證明了腹內壓增高時，會造成小腸上皮細胞顯著損害和細胞間緊密連接的疏松，導致腸黏膜通透性增高。腸道的細菌和內毒素更容易進入血液和淋巴，造成遠處器官細菌的播散。
CO2 氣腹造成腸道細菌移位及菌血癥的具體機制尚在研究中，一定壓力的氣腹可能造成腸道機械屏障的破壞，從而促進了細菌的移位[13]。Strier 等[14]的實驗也證明了這種相關性可能與激活腸上皮細胞 Toll 樣受體 4（TLR-4）信號通路有關，從而產生各種炎性細胞因子損傷腸道上皮細胞。大鼠腹膜炎本身就會導致腸道細菌的移位，這可能與炎癥反應造成的腸黏膜屏障功能損害有關，且移位的細菌以厭氧菌為主[15-16]。而且，Li 等[17]的研究表明，腹腔內感染和氣腹壓力的聯合作用與單個作用因素比較，加劇了它們對腸道上皮屏障的損傷。
大腸桿菌和各種致病菌在合適的培養條件下，在對數期內每隔 20～30 min，細菌數量就會成倍增長，直至養份的消耗及代謝廢物的增加數量達到穩定[18]。而當生長條件改變時，細菌的生長動力學也會受到影響[19]。盡管 CO2 可以通過碳酸氫鹽的形式影響細菌細胞質內的 Ph 值繼而抑制細菌的生長[20]，但有實驗[21]證明，CO2 本身可能也是一種細菌的生長抑制劑。但目前大部分的實驗都是在 CO2 高壓或者體外環境下實現的，而 CO2 在腹腔感染情況下對各種細菌生長繁殖和各種毒力的影響鮮有報道。
Sare 等[22]在腹腔注射大腸桿菌致腹膜炎的氣腹模型中觀察到，CO2 氣腹組的腹腔細菌含量對比開腹組和對照組有顯著升高，但他并沒有將需氧和厭氧菌分開檢測。此外，Sare 等[23]在兔的腹膜炎模型中證明了，CO2 氣腹組刺激了厭氧菌的增殖，降低了機體清除細菌的能力，最終導致腹腔膿腫的形成和腹膜炎的擴散，這可能是由于 CO2 導致了缺氧環境引起的。Matsumoto 等[24]發現，CO2 氣腹可能在抑制局部免疫應答方面起重要作用，導致了機體清除細菌能力的降低。但 Casaroli 等[25]卻觀察到，CO2 氣腹并沒有改變腹膜清除細菌的能力。這需要更多的實驗研究去解釋產生這一矛盾結論的原因。CO2 氣腹促進細菌的增殖及移位，以及降低腹膜細菌清除能力這三者之間的相互關系還需要進一步探索。
本實驗結果顯示，6 組大鼠的腹水培養都能培養出需氧和厭氧菌，且厭氧菌以革蘭陰性桿菌為主，需氧菌以大腸桿菌和金黃色葡球菌為主，其主要來源于腸道的定植菌；以 15 mm Hg 的 CO2 氣腹壓力對腹膜炎大鼠作用 3 h 后的細菌血培養陽性率高于同時點其他組；大鼠門靜脈血中的內毒素含量隨氣腹壓力及作用時間的增加呈進行性增高，且 15 mm Hg CO2 氣腹壓力組在各時間點下的內毒素含量都高于 5 mm Hg CO2 氣腹壓力及未建立氣腹組，5 mm Hg CO2 氣腹組 1 h 和 3 h 時的門靜脈血中的內毒素含量高于同時點的未建立氣腹組，說明 CO2 氣腹促進了腹膜炎大鼠的腸道內毒素產生和細菌移位，并且門靜脈血中的內毒素含量隨壓力和時間的增加而升高；即使在低壓 CO2 氣腹狀態下，長時間的作用也能夠促進腹膜炎大鼠內毒素的移位。
由于實驗大鼠最初通過腹腔注射大腸桿菌混懸液制備了急性細菌性腹膜炎模型，腹腔內并無其他細菌感染，可認為腹水培養出的細菌主要是由腸道細菌移位而來。本實驗結果顯示，經過 CO2 氣腹處理 3 h 后，細菌在腹腔中的定植量有顯著增高，高氣腹組和低氣腹組大鼠腹水的細菌含量均高于未建立氣腹組。結合之前氣腹促進了細菌和內毒素移位的結論，筆者推測，即使 CO2 氣腹抑制了需氧菌（如大腸桿菌、腸球菌等）的增殖，但同時也促進了厭氧菌如類桿菌的增殖，并降低了局部腹腔清除細菌的能力，使總的細菌 CFU 在氣腹處理后有所升高，增加了敗血癥及全身感染擴散的風險。所以，臨床上在進行腹腔鏡手術時，在有效暴露手術視野的前提下，應該盡量減少氣腹持續的時間和壓力，甚至選用無氣腹腹腔鏡手術，力求將 CO2 氣腹對細菌性腹膜炎的不利影響降到最低，充分發揮腹腔鏡微創手術的優勢。
