Skip to main content
Erschienen in: Surgical Endoscopy 8/2006

01.08.2006

Laparoscopic surgery and the parasympathetic nervous system

verfasst von: J. M. Fuentes, E. J. Hanly, A. R. Aurora, A. De Maio, S. P. Shih, M. R. Marohn, M. A. Talamini

Erschienen in: Surgical Endoscopy | Ausgabe 8/2006

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Laparoscopic surgery preserves the immune system and has anti-inflammatory properties. CO2 pneumoperitoneum attenuates lipopolysaccharide (LPS)-induced cytokine production and increases survival. We tested the hypothesis that CO2 pneumoperitoneum mediates its immunomodulatory properties via stimulation of the cholinergic pathway.

Methods

In the first experiment, rats (n = 68) received atropine 1 mg/kg or saline injection 10 min prior to LPS injection and were randomization into four 30-min treatment subgroups: LPS only control, anesthesia control, CO2 pneumoperitoneum, and helium pneumoperitoneum. In a second experiment, rats (n = 40) received atropine 2 mg/kg or saline 10 min prior to randomization into the same four subgroups described previously. In a third experiment, rats (n = 96) received atropine 2 mg/kg or saline 10 min prior to randomization into eight 30-min treatment subgroups followed by LPS injection: LPS only control; anesthesia control; and CO2 or helium pneumoperitoneum at 4, 8, and 12 mmHg. In a fourth experiment, rats (n = 58) were subjected to bilateral subdiaphragmatic truncal vagotomy or sham operation. Two weeks postoperatively, animals were randomized into four 30-min treatment subgroups followed by LPS injection: LPS only control, anesthesia control, CO2 pneumoperitoneum, and helium pneumoperitoneum. Blood samples were collected from all animals 1.5 h after LPS injection, and cytokine levels were determined by enzyme-linked immunosorbent assay.

Results

Serum tumor necrosis factor-α (TNF-α) levels were consistently suppressed among the saline–CO2 pneumoperitoneum groups compared to saline–LPS only control groups (p < 0.05 for all four experiments). All chemically vagotomized animals had significantly reduced TNF-α levels compared to their saline-treated counterparts (p < 0.05 for all), except among the CO2 pneumoperitoneum-treated animals. Increasing insufflation pressure with helium eliminated differences (p < 0.05) in TNF-α production between saline- and atropine-treated groups but had no effect among CO2 pneumoperitoneum-treated animals. Finally, vagotomy (whether chemical or surgical) independently decreased LPS-stimulated TNF-α production in all four experiments.

Conclusion

CO2 pneumoperitoneum modulates the immune system independent of the vagus nerve and the cholinergic pathway.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Are C, Hardacre JM, Talamini MA, Murata K, Frank S (2003) Decreased cardiac output in humans during laparoscopic antireflux surgery: direct measurements. J Laparoendosc Adv Surg Tech A 13: 139–146PubMedCrossRef Are C, Hardacre JM, Talamini MA, Murata K, Frank S (2003) Decreased cardiac output in humans during laparoscopic antireflux surgery: direct measurements. J Laparoendosc Adv Surg Tech A 13: 139–146PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Are C, Talamini MA, Murata K, De Maio A (2002) Carbon dioxide pneumoperitoneum alters acute-phase response induced by lipopolysaccharide. Surg Endosc 16: 1464–1467PubMedCrossRef Are C, Talamini MA, Murata K, De Maio A (2002) Carbon dioxide pneumoperitoneum alters acute-phase response induced by lipopolysaccharide. Surg Endosc 16: 1464–1467PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Bachman SL, Hanly EJ, Nwanko JI, Lamb J, Herring AE, Marohn MR, De Maio A, Talamini MA (2004) The effect of timing of pneumoperitoneum on the inflammatory response. Surg Endosc 18: 1640–1644PubMedCrossRef Bachman SL, Hanly EJ, Nwanko JI, Lamb J, Herring AE, Marohn MR, De Maio A, Talamini MA (2004) The effect of timing of pneumoperitoneum on the inflammatory response. Surg Endosc 18: 1640–1644PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Barkun JS, Wexler MJ, Hinchey EJ, Thibeault D, Meakins JL (1995) Laparoscopic versus open inguinal herniorrhaphy: preliminary results of a randomized controlled trial. Surgery 118: 703–710PubMedCrossRef Barkun JS, Wexler MJ, Hinchey EJ, Thibeault D, Meakins JL (1995) Laparoscopic versus open inguinal herniorrhaphy: preliminary results of a randomized controlled trial. Surgery 118: 703–710PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Berguer R, Cornelius T, Dalton M (1997) The optimum pneumoperitoneum pressure for laparoscopic surgery in the rat mode: a detailed cardiorespiratory study. Surg Endosc 11: 915–918PubMedCrossRef Berguer R, Cornelius T, Dalton M (1997) The optimum pneumoperitoneum pressure for laparoscopic surgery in the rat mode: a detailed cardiorespiratory study. Surg Endosc 11: 915–918PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Borovikova LV, Ivanova S, Zhang M, Yang H, Botchkina GI, Watkins LR, Wang H, Abumrad N, Eaton JW, Tracey KJ (2000) Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature 405: 458–462PubMedCrossRef Borovikova LV, Ivanova S, Zhang M, Yang H, Botchkina GI, Watkins LR, Wang H, Abumrad N, Eaton JW, Tracey KJ (2000) Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature 405: 458–462PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Buunen M, Gholghesaei M, Veldkamp R, Meijer DW, Bonjer HJ, Bouvy ND (2004) Stress response to laparoscopic surgery. Surg Endosc 18: 1022–1028PubMedCrossRef Buunen M, Gholghesaei M, Veldkamp R, Meijer DW, Bonjer HJ, Bouvy ND (2004) Stress response to laparoscopic surgery. Surg Endosc 18: 1022–1028PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Dahn S, Schwalbach P, Wohleke F, Benner A, Kuntz C (2003) Influence of different gases used for laparoscopy (helium, carbon dioxide, room air, xenon) on tumor volume, proliferation, and apoptosis. Surg Endosc 17: 1653–1657PubMedCrossRef Dahn S, Schwalbach P, Wohleke F, Benner A, Kuntz C (2003) Influence of different gases used for laparoscopy (helium, carbon dioxide, room air, xenon) on tumor volume, proliferation, and apoptosis. Surg Endosc 17: 1653–1657PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Dalton M, Hildreth J, Matsuoka T, Berguer R (1996) Determination of cardiorespiratory function and the optimum anesthetic regimen during laparoscopic surgery in the rat model. Surg Endosc 10: 297–300PubMedCrossRef Dalton M, Hildreth J, Matsuoka T, Berguer R (1996) Determination of cardiorespiratory function and the optimum anesthetic regimen during laparoscopic surgery in the rat model. Surg Endosc 10: 297–300PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Fitzgerald SD, Andrus CH, Baudendistel LJ, Dahms TE, Kaminski DL (1992) Hypercarbia during carbon dioxide pneumoperitoneum. Am J Surg 163: 186–190PubMedCrossRef Fitzgerald SD, Andrus CH, Baudendistel LJ, Dahms TE, Kaminski DL (1992) Hypercarbia during carbon dioxide pneumoperitoneum. Am J Surg 163: 186–190PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Fuentes JM, Hanly EJ, Bachman SL, Aurora AR, Marohn MR, Talamini MA (2004) Videoendoscopic endotracheal intubation in the rat: a comprehensive rodent model of laparoscopic surgery. J Surg Res 122: 240–248PubMedCrossRef Fuentes JM, Hanly EJ, Bachman SL, Aurora AR, Marohn MR, Talamini MA (2004) Videoendoscopic endotracheal intubation in the rat: a comprehensive rodent model of laparoscopic surgery. J Surg Res 122: 240–248PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Hanly EJ, Bachman SL, Marohn MR, Boden JH, Herring AE, De Maio A, Talamini MA (2005) CO2-pneumoperitoneum-mediated attenuation of the inflammatory response is independent of systemic acidosis. Surgery 137: 559–566PubMedCrossRef Hanly EJ, Bachman SL, Marohn MR, Boden JH, Herring AE, De Maio A, Talamini MA (2005) CO2-pneumoperitoneum-mediated attenuation of the inflammatory response is independent of systemic acidosis. Surgery 137: 559–566PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Hanly EJ, Fuentes JM, Aurora AR, Bachman SL, Marohn MR, De Maio A, Talamini MA (2005) CO2 pneumoperitoneum prevents mortality from sepsis. Surg Endosc 19: S176CrossRef Hanly EJ, Fuentes JM, Aurora AR, Bachman SL, Marohn MR, De Maio A, Talamini MA (2005) CO2 pneumoperitoneum prevents mortality from sepsis. Surg Endosc 19: S176CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Hanly EJ, Mendoza-Sagaon M, Murata K, Hardacre JM, De Maio A, Talamini MA (2003) CO2 pneumoperitoneum modifies the inflammatory response to sepsis. Ann Surg 237: 343–350PubMedCrossRef Hanly EJ, Mendoza-Sagaon M, Murata K, Hardacre JM, De Maio A, Talamini MA (2003) CO2 pneumoperitoneum modifies the inflammatory response to sepsis. Ann Surg 237: 343–350PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hardacre JM, Talamini MA (2000) Pulmonary and hemodynamic changes during laparoscopy: are they important? Surgery 127: 241–244PubMedCrossRef Hardacre JM, Talamini MA (2000) Pulmonary and hemodynamic changes during laparoscopy: are they important? Surgery 127: 241–244PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Jatzko GR, Lisborg PH, Pertl AM, Stettner HM (1995) Multivariate comparison of complications after laparoscopic cholecystectomy and open cholecystectomy. Ann Surg 221: 381–386PubMed Jatzko GR, Lisborg PH, Pertl AM, Stettner HM (1995) Multivariate comparison of complications after laparoscopic cholecystectomy and open cholecystectomy. Ann Surg 221: 381–386PubMed
17.
Zurück zum Zitat Mann C, Boccara G, Grevy V, Navarro F, Fabre JM, Colson P (1997) Argon pneumoperitoneum is more dangerous than CO2 pneumoperitoneum during venous gas embolism. Anesth Analg 85: 1367–1371PubMedCrossRef Mann C, Boccara G, Grevy V, Navarro F, Fabre JM, Colson P (1997) Argon pneumoperitoneum is more dangerous than CO2 pneumoperitoneum during venous gas embolism. Anesth Analg 85: 1367–1371PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Neuhaus SJ, Gupta A, Watson DI (2001) Helium and other alternative insufflation gases for laparoscopy. Surg Endosc 15: 553–560PubMedCrossRef Neuhaus SJ, Gupta A, Watson DI (2001) Helium and other alternative insufflation gases for laparoscopy. Surg Endosc 15: 553–560PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Romanovsky AA, Kulchitsky VA, Simons CT, Sugimoto N, Szekely M (1997) Febrile responsiveness of vagotomized rats is suppressed even in the absence of malnutrition. Am J Physiol 273: 777–783 Romanovsky AA, Kulchitsky VA, Simons CT, Sugimoto N, Szekely M (1997) Febrile responsiveness of vagotomized rats is suppressed even in the absence of malnutrition. Am J Physiol 273: 777–783
20.
Zurück zum Zitat Rudston-Brown B, Draper PN, Warriner B, Walley KR, Phang PT (1997) Venous gas embolism: a comparison of carbon dioxide and helium in pigs. Can J Anaesth 44: 1102–1107PubMedCrossRef Rudston-Brown B, Draper PN, Warriner B, Walley KR, Phang PT (1997) Venous gas embolism: a comparison of carbon dioxide and helium in pigs. Can J Anaesth 44: 1102–1107PubMedCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Schietroma M, Carlei F, Franchi L, Mazzotta C, Sozio A, Lygidakis NJ, Amicucci G (2004) A comparison of serum interleukin-6 concentrations in patients treated by cholecystectomy via laparotomy or laparoscopy. Hepatogastroenterology 51: 1595–1599PubMed Schietroma M, Carlei F, Franchi L, Mazzotta C, Sozio A, Lygidakis NJ, Amicucci G (2004) A comparison of serum interleukin-6 concentrations in patients treated by cholecystectomy via laparotomy or laparoscopy. Hepatogastroenterology 51: 1595–1599PubMed
22.
Zurück zum Zitat Sietses C, von Blomberg ME, Eijsbouts QA, Beelen RH, Berends FJ, Cuesta MA (2002) The influence of CO2 versus helium insufflation or the abdominal wall lifting technique on the systemic immune response. Surg Endosc 16: 525–528PubMedCrossRef Sietses C, von Blomberg ME, Eijsbouts QA, Beelen RH, Berends FJ, Cuesta MA (2002) The influence of CO2 versus helium insufflation or the abdominal wall lifting technique on the systemic immune response. Surg Endosc 16: 525–528PubMedCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Watkins LR, Goehler LE, Relton JK, Tartaglia N, Silbert L, Martin D, Maier SF (1995) Blockade of interleukin-1 induced hyperthermia by subdiaphragmatic vagotomy: evidence for vagal mediation of immune-brain communication. Neurosci Lett 183: 27–31PubMedCrossRef Watkins LR, Goehler LE, Relton JK, Tartaglia N, Silbert L, Martin D, Maier SF (1995) Blockade of interleukin-1 induced hyperthermia by subdiaphragmatic vagotomy: evidence for vagal mediation of immune-brain communication. Neurosci Lett 183: 27–31PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Laparoscopic surgery and the parasympathetic nervous system
verfasst von
J. M. Fuentes
E. J. Hanly
A. R. Aurora
A. De Maio
S. P. Shih
M. R. Marohn
M. A. Talamini
Publikationsdatum
01.08.2006
Erschienen in
Surgical Endoscopy / Ausgabe 8/2006
Print ISSN: 0930-2794
Elektronische ISSN: 1432-2218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00464-005-0280-9

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2006

Surgical Endoscopy 8/2006 Zur Ausgabe

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

23.04.2024 Ablationstherapie Nachrichten

Nach der Katheterablation von Vorhofflimmern kommt es bei etwa einem Drittel der Patienten zu Rezidiven, meist binnen eines Jahres. Wie sich spätere Rückfälle auf die Erfolgschancen einer erneuten Ablation auswirken, haben Schweizer Kardiologen erforscht.

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

23.04.2024 Appendizitis Nachrichten

Schmerzen im Unterbauch, aber sonst nicht viel, was auf eine Appendizitis hindeutete: Ein junger Mann hatte Glück, dass trotzdem eine Laparoskopie mit Appendektomie durchgeführt und der Wurmfortsatz histologisch untersucht wurde.

Mehr Schaden als Nutzen durch präoperatives Aussetzen von GLP-1-Agonisten?

23.04.2024 Operationsvorbereitung Nachrichten

Derzeit wird empfohlen, eine Therapie mit GLP-1-Rezeptoragonisten präoperativ zu unterbrechen. Eine neue Studie nährt jedoch Zweifel an der Notwendigkeit der Maßnahme.

Ureterstriktur: Innovative OP-Technik bewährt sich

19.04.2024 EAU 2024 Kongressbericht

Die Ureterstriktur ist eine relativ seltene Komplikation, trotzdem bedarf sie einer differenzierten Versorgung. In komplexen Fällen wird dies durch die roboterassistierte OP-Technik gewährleistet. Erste Resultate ermutigen.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.