咖啡因对大鼠在七氟醚麻醉苏醒过程中呼吸频率、恢复时间以及脑电波活动的影响

《Revista Espa?ola de Anestesiología y Reanimación》：Efecto de la cafeína en la frecuencia respiratoria, el tiempo de recuperación y la actividad de onda cerebral durante la emergencia de la anestesia con sevoflurano en ratas

咖啡因影响麻醉苏醒的脑电波及呼吸频率，实验显示咖啡因组呼吸频率显著升高，苏醒时间缩短，脑电波theta和delta波频率及幅度降低，可能降低术后谵妄风险。

　　

B.M. ?am|H. Top?u|E.S. Tiryaki|G. Arslan

土耳其乔鲁姆希蒂特大学医学院麻醉与复苏系

摘要

目的

确定咖啡因是否会影响大鼠在七氟醚麻醉苏醒过程中的呼吸频率、恢复时间以及脑电波中的θ波和δ波活动。

方法

将16只Sprague-Dawley雄性大鼠随机分为两组：对照组（注射生理盐水）和咖啡因组（注射75 mg/kg咖啡因）。在植入三极电极后，将大鼠置于麻醉诱导舱内，记录其脑电活动。首先以4%七氟醚（4 L/min O?）浓度进行5分钟麻醉诱导；大鼠进入睡眠状态后，将七氟醚浓度降至3%（4 L/min O?）以维持麻醉。在麻醉终止前10分钟，分别向两组大鼠腹腔内注射生理盐水或咖啡因。七氟醚作用结束后，将大鼠从麻醉舱中取出，观察并记录其呼吸频率、对尾部牵拉的反应以及完全苏醒情况。根据脑电图记录数据，计算θ波和δ波的频率与幅度，以及θ波的振荡频率。

结果

咖啡因的给药显著增加了大鼠在七氟醚麻醉期间的呼吸频率；但在完全苏醒过程中，两组之间没有显著差异。咖啡因处理组大鼠对尾部牵拉的反应时间以及θ波的振荡频率和幅度均有所降低。

结论

急性给予咖啡因可加速七氟醚麻醉的苏醒过程，影响中枢神经系统。有证据表明，麻醉苏醒时间延长会增加术后谵妄的发生风险，因此术中使用咖啡因可能有助于降低这一风险。

章节片段

引言

患者在麻醉后可能需要数分钟至数小时才能恢复认知和运动能力，尤其是老年患者和儿童，这些患者通常会使用挥发性麻醉剂来维持麻醉状态1,2。最近的一项研究通过分析麻醉苏醒期间的脑电图（EEG）模式，探讨了麻醉持续时间与谵妄之间的关系。

动物与药物

在获得当地伦理委员会批准（2022/10）后，我们从奥恩杜兹马伊斯大学（OMU-DEHAM）的动物实验设施中购买了16只7-8个月大的Sprague-Dawley雄性大鼠，体重约为392±37克。所有动物均生活在温度可控（23±1℃）的环境中，光照周期为12小时，可自由获取标准鼠粮和自来水。所有实验均严格遵循ARRIVE指南和相关规范进行。

结果

表1显示了两组的呼吸频率。在咖啡因组中，注射咖啡因后5分钟和10分钟时的呼吸频率均高于对照组（t₁₄ = 9.744，p<0.001；t₁₄ = 6.026，p<0.001）。

图2A和图2B分别展示了注射生理盐水或咖啡因后的大鼠脑电活动（ECoG）及行为参数（对尾部牵拉的反应恢复情况）。

讨论

本研究发现，咖啡因可加速七氟醚麻醉后的苏醒过程。虽然咖啡因增加了麻醉期间的呼吸频率，但在完全苏醒期间呼吸频率恢复至正常水平。此外，咖啡因处理组大鼠对尾部牵拉的反应恢复速度更快。脑电图结果显示，咖啡因会导致θ波和δ波的频率与幅度下降。

结论

综上所述，急性腹腔注射咖啡因可缩短反射及对尾部牵拉反应的恢复时间。咖啡因给药会暂时增加呼吸频率，但苏醒期间呼吸频率会恢复正常。咖啡因处理组大鼠对尾部牵拉的反应和反射恢复更快。脑电图数据显示，即使在七氟醚麻醉状态下，咖啡因也会降低θ波和δ波的频率与幅度。术中使用咖啡因可能有助于降低并发症风险。

作者信息

BMC、HT和GA负责实验设计；BMC、GA和EST负责行为学及电生理学实验的实施；BMC、GA和EST负责数据图表制作及统计分析；BMC、HT和GA共同撰写了论文。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

致谢

作者感谢Abdurrahman Aksoy教授在麻醉设备调试方面提供的技术支持，以及他在实验过程中分享的专业知识。