健康患者接受小型骨科手术期间的代谢和生理变化

全身麻醉期间的氧气补充 在全身麻醉期间，使用补充氧气以避免危及生命的低氧血症多年来一直是常见的做法。 这会导致肺部含氧量超常（高氧），大多数患者的血液中动脉氧分压 (PaO2) 也超常（高氧血症）。 同样的医源性高氧也常见于重症监护病房的机械通气患者。 似乎忘记了补充氧气是一种药物，并且与所有药物一样，不应过量服用。

在全身麻醉期间，通常使用范围为 0.3 至 1.0 的固定比例的吸入氧。 通过连续测量外周氧饱和度来监测患者，如果氧饱和度低或动脉气体显示低 PaO2，则进一步增加 FiO2。 然而，即使氧饱和度为 100% 或动脉气体显示高 PaO2，也很少会降低超过前缀 FiO2。

越来越多的证据质疑这种自由使用高氧作为高氧补充剂的安全性，ROS 的形成会导致细胞功能障碍，从而导致术后肺功能障碍。

氧气FiO2 超过大气含量0.21 的不利影响可对肺组织产生直接毒性作用，尤其是FiO2 超过0.60。 70 年代的研究表明，当呼吸 FiO2 1.0 超过四个小时时，人们会出现气管支气管炎和胸膜炎等轻微症状。 这是胸骨后方、呼吸道或肺部的轻微刺激。 这种不适会因深吸气而加剧，并可能导致咳嗽。 他们还表明，0.95-1.0 的高 FiO2 持续数天会导致肺水肿并最终导致肺纤维化。 高 FiO2 还会引起肺区塌陷，由于重吸收性肺不张导致肺分流，并引起肺血管扩张，但会引起所有其他血管床（子宫除外）的血管收缩，从而降低心输出量和终末器官灌注。

直接细胞损伤和血管收缩的确切机制尚不清楚，但据信是由于 ROS5 的产生增加所致。

在危重病人的临床环境中，高氧和高氧血症与死亡率增加有关，特别是在中风、创伤性脑损伤和心脏骤停复苏的患者亚组中，并且还显示脑梗塞和心肌梗塞后梗塞面积和死亡率增加. 高 FiO2 的围手术期治疗也与死亡率和主要呼吸系统并发症增加有关。

代谢组学 最近，人们非常关注高氧条件下 ROS 的形成。 除了诱导氧化应激，ROS 还会影响许多导致细胞变化的信号转导途径。 可以使用代谢组学检测这些变化。

代谢组学是使用核磁共振 (NMR) 或质谱 (MS) 分析给定样品中存在的所有小分子或代谢物。 代谢组学给出了给定样本中所有代谢物的“快照”，因此具有通过分析响应给定暴露的代谢特征的连续变化来发现几种新生物标志物的巨大潜力。

振荡法麻醉和高 FiO2 会导致小气道塌陷。 一种新的气道振荡测量系统 (TremoFlo C-100) 可以对小气道的变化进行简单且无创的测量。 该系统在正常呼吸期间以非侵入方式测量电阻和电抗。

试验 我们将检查在全身麻醉期间接受小型骨科手术的其他方面健康的救护车患者，以阐明按照标准设置以 FiO2 0.50 通气 45 分钟引起的代谢和生理变化。 呼出气冷凝物 (EBC) 和动脉血将在手术前收集，并在 FiO2 0.50 机械通气 45 分钟后在手术期间重复收集。 两份 EBC 和两份血液样本将在 -80°C 下保存，以便在纳入所有患者后进行分析。 将使用 NMR 技术和多变量统计分析来测量代谢变化，将基线值与暴露于氧气 45 分钟后获得的值进行比较。 在核磁共振分析后，所有标本都将被销毁。 麻醉和 FiO2 引起的小气道塌陷将通过测量手术后的阻力和电抗与手术前的基线测量值进行比较来评估。