Сопоставление свойств гипотетического идеального анестетика со свойствами ксенона

Интерес к этому анестетику и дальше возрастает, особенно в экономически развитых странах. Аппараты для проведения ксенонового наркоза находят всё большее применение, в том числе в России. Ксенон представляет собой будущее современной анестезии. Этот анестетик не имеет противопоказаний, обладает более мощными анестезиологическими свойствами, чем имеющиеся средства, рекомендован пациентам с высокой степенью операционного риска, характеризуется быстрым выходом из наркоза. И на сегодняшний день его применение ограничивается лишь ценой.

Однако, вернёмся к азоту. При освоении глубин более 60 м появились сообщения отдельных специалистов водолазного дела и врачей, обеспечивающих спуски (Даман Дж. С, 1930; Хилл Л., Филлипс Э., 1932, и др.), об изменении самочувствия и поведения у водолазов: ухудшении работоспособности, ослаблении самоконтроля, нарушении памяти и логического мышления, потере сознания и др. Л. Хилл и Э. Филлипс впервые сделали заключение о том, что причиной наркотического эффекта является азот. При проведении спасательных работ на затонувшей на глубине 72 м американской подводной лодке «Сквалус» в 1935 г. некоторые водолазы не смогли выполнить самые простые задания. Кроме того, один водолаз потерял контроль за объемом воздуха в снаряжении и всплыл на поверхность, а другой водолаз потерял сознание. А. Р. Бенке, Р. М. Томсон и Е. П. Мотли (1935) установили, что у испытуемых в барокамере под давлением воздуха 4 кгс/см² возникала эйфория, наблюдались замедление реакции на зрительные, слуховые, обонятельные и тактильные раздражения, а также нарушение координации движений. В 1939 г. М. П. Бресткин, Б. Д. Кравчинский, К. А. Павловский и С. П. Шистовский обнаружили выраженное токсическое действие сжатого воздуха при водолазных спусках на глубину 100 м и более. У водолазов возникало возбуждение, подобное опьянению при приеме алкоголя, а затем появлялись помутнение сознания и зрительные галлюцинации. Дальнейшие наблюдения наркотического действия азота на животных провели Л. А. Орбели, М. П. Бресткин, Б. Д. Кравчинский, К. А. Павловский и С. П. Шистовский. Они установили, что азот при повышенном давлении угнетает высшие отделы ЦНС и вызывает возбуждение нижележащих отделов мозга (промежуточного, среднего, продолговатого и спинного). Слюноотделение, расширение зрачков и взъерошенность шерсти животных расценивались ими как результат возбуждения вегетативной нервной системы. Впервые полный азотный наркоз холоднокровных животных (огненных саламандр, тритонов и лягушек) был получен в 1923 г. К. Мейером и Г. Гопфом, а теплокровного животного (белой мыши) — в 1939 г. Н. В. Лазаревым. Физиологическое действие азота на организм человека и животных оценивалось также в исследованиях А. Бенке и соавт. (1935, 1939), Дж. Бина (1947, 1950), Г. Л. Зальцмана (1961, 1968), П. Беннетта (1975), В. В. Смолина, К. М. Рапопорта, Г. А. Кучук (1968), А. Ю. Следкова (1995, 1999) и др.

Теория физиологического действия неэлектролитов, к которым относятся азот, водород и инертные газы, была разработана К. Мейером (1937) и Н. В. Лазаревым (1937, 1938, 1940, 1941). Эта теория основывается на закономерности, выявленной Г. Мейером (1899) и Е. Овертоном (1901), что всякое вещество, инертное в химическом отношении, но растворимое в жирах и липоидах, является наркотиком. Азот в жирах и липоидах растворяется хорошо (в 5,24 раза лучше, чем в воде). Расчеты, выполненные Н. В. Лазаревым (1943), показали, что азот является сильным наркотиком, по силе наркотического действия превосходящим этиловый спирт и стоящим близко к этиловому эфиру. Было установлено (Лазарев Н.В., 1941; Сапов И. А., Карев И. С, 1971; Беннетт П. Б., 1975), что, чем больше относительная молекулярная масса индифферентного газа и чем больше он адсорбируется на мембранах, тем более выраженным является его наркотический эффект.

Этиопатогенез.

Азот, как известно, относится к числу метаболически индифферентных газов, так как он не вступает в организме в химические реакции. При нормальном атмосферном давлении он является нейтральным газом для организма. При повышенном парциальном давлении азот вызывает ряд биологических ответных реакций организма, которые могут быть компенсаторными (приспособительными) и патологическими, а по своему характеру сходными с действием на организм алкоголя. На основании сходства проявления биологического действия азота с влиянием на организм человека наркотиков действие азота квалифицируется как наркотическое. С физиологической точки зрения хирургический наркоз (общая анестезия) — это искусственно вызванная реакция биологической системы, которая характеризуется общим обратимым угнетением функций, основным субстратом которых является ЦНС. С другой стороны, известно, что индифферентные газы, в том числе азот, при большом напряжении в тканях организма вызывают морфологические изменения, которые рассматриваются как результат его токсического действия. Поэтому нередко действие азота характеризуют не как наркотическое, а как токсическое.

В результате исследований высшей нервной деятельности человека при действии на организм повышенного парциального давления азота было установлено, что азот является наркотиком I типа, вызывающим в первую очередь качественные нарушения высших, самых сложных реакций, а также снижение показателей динамики более примитивных реакций.

Наркотическое действие азота, как и большинства наркотических веществ, проявляется в двух фазах: вначале наступает возбуждение, которое затем сменяется угнетением функций центральной нервной системы. В зависимости от величины парциального давления азота и индивидуальной чувствительности к его воздействию азотный наркоз у человека условно можно разделить на три стадии: начальную, или скрытую, стадию неполного наркоза и стадию общего наркоза. Каждая стадия характеризуется определенным функциональным состоянием центральной нервной системы и соответствующими внешними проявлениями.

Г. Л. Зальцман (1968) свел общие реакции организма к функциональному состоянию центров нервной системы в последовательные стадии развития наркотической реакции, что представлено в таблице Общие реакции организма и состояние ЦНС в последовательные стадии гипербарического наркоза.

Общий характер наступающих в организме сдвигов при наркотическом действии азота проявляется в понижении тонуса коры головного мозга и растормаживании подчиненных функциональных систем. Начальные сдвиги выявляются при исследовании словесных реакций сложной умственной деятельности, сенсорных и двигательных реакций. В стадии частичного наркоза начинается функциональная декомпенсация регуляторных механизмов высших функций. При этом происходит генерализация наркотического торможения на корковые процессы. Основной чертой третьей стадии наркотической реакции азота является общая генерализация наркотического торможения во всех отделах центральной нервной системы с потерей сознания.

Для объяснения наркотического влияния азота на организм человека существует несколько точек зрения. По мнению одних авторов, наркотическое действие азота является следствием нарушения проницаемости мембран нервных клеток за счет адсорбции на их поверхности молекул азота, что в конечном итоге приводит к снижению интенсивности обмена веществ в клетках. Другие считают, что азот под большим давлением оказывает тормозящее действие на передачу импульсов по всем синапсам нервной системы. Специальными электроэнцефалографическими исследованиями было показано, что наркотики I типа, к которым относится и азот, подавляют в первую очередь активность ретикулярной формации без нарушения классических афферентных путей, вследствие чего ослабляется функция коры головного мозга. Наркотическое действие азота может усиливаться при воздействии на организм высокой или низкой температуры воды, приводящей соответственно к перегреванию или переохлаждению организма, при выполнении тяжелой физической работы под водой, а также при наличии во вдыхаемом воздухе примеси углекислого газа, окиси углерода или окислов азота более допустимых величин.

Клиника.

Первые клинические проявления азотного наркоза обнаруживаются при давлении воздуха около 4 кгс/см² (на глубине спуска 40 м) и выражаются в появлении у человека состояния, сходного с легким алкогольным опьянением (приподнятое настроение, беспричинная веселость, излишняя болтливость, неуверенность в движениях и т. д.). При психологических исследованиях уже при 2 кгс/см² несколько уменьшается скрытый период реакции на световой и звуковой сигналы, а при 4 кгс/см² незначительно уменьшается время простой сенсомоторной реакции. До 2 кгс/см² электроэнцефалограмма не изменяется, а до 4 кгс/см² изменяется незначительно. На электромиограмме при 4 кгс/см² отмечается увеличение амплитуды мышечных потенциалов и длительности реакций.

При окружающем давлении воздуха 6 кгс/см² эти явления становятся более отчетливыми, но большинство водолазов еще продолжают сохранять общее хорошее самочувствие и почти нормальную работоспособность.

При давлениях воздуха порядка 8 кгс/см² чувство опьянения становится весьма сильным: появляется отчетливое нарушение координации движений (движения становятся неточными, неуверенными). Нарушается общая ориентировка, снижаются сообразительность и сознательный контроль за своими действиями. Некоторые водолазы при этом давлении воздуха под водой становятся практически неработоспособными — неточно выполняют задания, а иногда и вовсе не осознают, что делают. В ряде случаев водолаз перестает правильно выполнять действия по использованию водолазного снаряжения, в результате чего с ним может произойти авария (запутывание, выбрасывание на поверхность и т. п.).

При давлении воздуха 10 кгс/см² наркотическое действие азота становится настолько сильным, что большинство водолазов не в состоянии выполнять целенаправленную работу под водой. Как правило, у нетренированных к воздействию повышенного давления азота людей на глубине 100 м развивается глубокое расстройство координации движений, полностью нарушается ориентировка по месту и времени, утрачивается сообразительность, появляются зрительные и слуховые галлюцинации.

При давлении воздуха более 10 кгс/см² азотный наркоз проявляется в потере сознания и глубоком сне.

По мере повышения давления воздуха от 6 до 10 кгс/см² отмечается прогрессивное ухудшение показателей кратковременной, оперативной и долговременной памяти, умственной работоспособности и координации движений. На ЭЭГ при увеличении давления от 4 до 8 кгс/см² отмечается снижение индекса и амплитуды альфа-волн с постепенным замещением их бета-колебаниями, а при давлении 10 кгс/см² наступают депрессия основного ритма ЭЭГ и замещение его низкоамплитудными медленными колебаниями.

При декомпрессии явления наркотического действия азота быстро уменьшаются и полностью проходят без остаточных явлений при отсутствии каких-либо лечебных мероприятий.