鲜为人知的肠道菌群，正在和『麻醉』相互产生影响

『肠道微生物群』也叫『肠道菌群』，是定植在肠道所有微生物的统称，包括细菌、古菌、真核生物、真菌和病毒等，被誉为“机体的第二大基因库”。肠道菌群失衡不仅参与了肠道相关疾病的病理变化，也参与了过敏性、代谢性及神经性疾病的发生与发展。

肠道菌群如此重要，却又如此脆弱。手术及麻醉对患者无疑是巨大的挑战，因为手术及麻醉过程中涉及机体的影响因素不胜枚举。站在麻醉医生的角度，麻醉及患者自身行为意识改变对肠道菌群会产生哪些影响？或者换个角度，肠道菌群又会对麻醉产生哪些影响？

一、围术期对肠道菌群会产生哪些影响？

术前影响 Preoperative Effects 

术前焦虑

术前焦虑的本质是手术前不安的、紧张的、恐惧的不愉快情绪，躯体反应一般表现为心悸、胸闷、尿频、腹痛、腹泻及睡眠障碍等。许多患者的焦虑症状开始于术前几个小时至几天，甚至于确定手术日期时。

手术当日存在焦虑症状的患者约占接受手术患者的82.4％，女性患者的术前焦虑程度高于男性患者，这可能与其体内的激素水平有关。另外，接受全身麻醉手术的患者和平时易焦虑的患者术前更容易出现焦虑情绪。

而术前短期的精神压力就会对肠道菌群产生影响。临床研究表明，急诊患者在入院当天肠道菌群就发生了变化，短链脂肪酸浓度降低，有害菌数量增加，经历事故但未受伤的人群，类杆菌、梭杆菌和疣杆菌也会减少；动物模型中，社会应激导致小鼠肠道菌群类杆菌减少，梭状芽孢杆菌增多。

有研究表明，术前焦虑与POCD存在显著相关性，术前焦虑可以作为POCD的预测因素。而术前焦虑导致的肠道菌群紊乱，又会反作用于术后认知功能障碍，这是第一个交叉恶性循环，即术前焦虑—肠道菌群紊乱—POCD，因此术前准确识别并及时干预显得尤为重要。

甚至还有研究表明，术前焦虑水平可显著影响患者术后疼痛程度，特别是在胃肠外科、产科、妇科手术中尤为明显。而肠道菌群失调，其代谢物会通过激活免疫细胞、调节神经炎症，使术后疼痛易感性增加，这是另一个『交叉恶性循环』，即术前焦虑—肠道菌群紊乱—术后疼痛。

术前禁饮禁食

传统的禁食禁饮指南推荐“2-4-6-8”原则，即白开水、糖水、清茶、没有渣的果汁等至少禁食2小时；新生儿、婴幼儿母乳至少禁食4小时；易消化的固体或脂肪较少的食物如面包、面条、牛奶、配方奶等至少禁食6小时；不易消化的固体、肉类、油炸类等脂肪和蛋白质比较高的食物至少禁食8小时。

可在临床实践过程中，为了便于统一管理，很多患者禁饮禁食远超于此，甚至极端情况下超过24小时。这无疑是对肠道菌群的一个打击。

但研究发现，小鼠术前禁食可通过调节肠道菌群及其代谢物，预防肠道缺血再灌注损伤，提示术前禁食在某些情况下对患者有利。总之，尽量缩短禁饮禁食时间与早期恢复进食有利于患者胃肠道功能的早期恢复。

睡眠障碍

研究表明，短期的睡眠障碍即会造成肠道菌群的变化，健康成年人经历连续2d的部分睡眠剥夺，肠道菌群中的厚壁菌和类杆菌会增加；动物研究表明，术前睡眠剥夺会引起小鼠术后肠道菌群紊乱，加重术后免疫抑制。

术前贫血

术前贫血的常见病因是缺铁，这在妇科患者中尤为常见。缺铁性贫血会导致大鼠肠道菌群失调，与短链脂肪酸代谢有关的梭状芽孢杆菌等发生富集。对于慢性肠道炎症、铁吸收不良的患者，口服补铁可能引起肠道氧化应激，加重黏膜损伤，因此静脉补铁治疗可能更有益。其他类型的贫血还缺乏足够的研究，但是中度以上贫血可能会导致胃肠道粘膜血供减少，这有可能会导致肠道菌群紊乱。

术中影响 Intraoperative Effects 

根据不同手术方式，麻醉医生权衡利弊后可以选择不同的麻醉方式。不同的麻醉方式对肠道菌群的影响也各不相同。

01 全身麻醉

• 吸入性麻醉药：吸入麻醉药异氟醚会造成小鼠肠道细菌显著改变；七氟醚会引起小鼠肠道菌群丰度和多样性降低，且与代谢物的变化有关；新生小鼠吸入七氟醚导致肠道菌群改变。

• 静脉麻醉药：既往有研究发现，依托咪酯和维库溴铵对4种肠道细菌显示出显著的抗菌活性，而丙泊酚、阿曲库铵、利多卡因无显著影响。动物实验表明氯胺酮作为麻醉用药对肠道菌群没有显著影响。右美托咪定作为麻醉辅助用药，能够减轻肠道炎症反应、降低肠上皮通透性，保护和修复肠道屏障功能，非但不会导致肠道菌群紊乱，反倒可以维持肠道菌群稳定。

  长期使用阿片类药物会引起人体肠道菌群失调，破坏肠道屏障完整性。动物模型中，吗啡治疗1 d后肠道菌群中致病菌增加，与应激耐受相关的菌群减少，脱氧胆酸和磷脂酰乙醇胺的代谢发生了改变。

02 椎管内麻醉

椎管内麻醉的交感神经阻滞作用能够改善胃肠系统的血流灌注和功能。在小鼠结肠炎模型中，利多卡因蛛网膜下腔阻滞能够通过调节肠道菌群，增加类杆菌的丰度，减轻肠道炎症，改善肠道屏障功能，提示脑肠轴与炎症性肠病的发病机制有关，椎管内麻醉对炎症性肠病可能具有治疗作用。

03 术中补液和输液

维持肠道血流灌注，有利于肠道菌群的稳定。在大鼠创伤模型中，出血导致肠道血流灌注不足、 肠系膜缺血缺氧、肠道屏障功能破坏，造成肠道菌群多样性下降，通过输血改善血流灌注，可以纠正肠道菌群失调。

于布为教授在一项临床研究中比较了目标导向液体治疗和非限制性输液，结果显示2组患者术后肠道菌群有显著差异：目标导向液体治疗组患者的代谢和凝血功能恢复相关的菌种较多，而非限制性输液组条件致病菌较多。因此，在部分手术中，采用目标导向液体治疗相对更为优越。

04 体外循环

在部分需要体外循环的心脏大血管手术中，肠道菌群可能会发生紊乱。在一项大鼠模型中，CPB下心脏手术后引起的普雷沃菌属、阿克曼菌属等肠道菌群相对丰度的增加，可导致肠黏膜屏障功能的破坏，诱导炎症反应，引发肠损伤。

二、肠道菌群对麻醉会产生哪些影响？

01 影响POCD

越来越多的研究表明，肠道菌群紊乱可通过“微生物-肠-脑轴”破坏肠屏障，参与炎症反应，进而影响 POCD 的发生发展。神经炎症的级联反应可被认为是POCD发生、发展的中心环节。

肠道菌群成分发生改变时可能增加肠道屏障通透性，肠道菌群及其代谢产物进而通过神经-内分泌途径、迷走神经途径和免疫途径诱发放大炎症的级联反应，使得某些炎症细胞因子等有害物质透过血脑屏障，损伤与学习记忆有关的大脑神经元、海马体和小胶质细胞等结构，从而调控宿主的行为和认知功能。

02 影响术后疼痛

上文已提及肠道菌群失调，其代谢物会通过激活免疫细胞、调节神经炎症，使术后疼痛易感性增加。许多手术患者会经历中至重度术后疼痛，临床研究发现术后疼痛评分越高的患者人群，特定菌群的丰度越低。

不管在临床或是基础实验中均发现类似的特性。乳腺癌手术患者存在术后慢性神经性疼痛，这些疼痛患者肠道菌群显著改变；动物研究中，将“术后慢性痛”的粪菌移植给小鼠，会引起机械性痛觉过敏增加。

肠道菌群异常庞杂，现有的16S rRNA高通量测序为科研工作者带来许多便利，但依然处于初级阶段。肠道菌群与麻醉有着千丝万缕的联系，未来有待进一步研究继续探索。

参考文献

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