Ингаляционные наркозные средства (общие анестетики)

Наркоз (от греч. narkosis — «делать оцепенелым, усыплять») — вызванное наркозными средствами бесчувственное, бессознательное состояние, которое сопровождается утратой рефлексов и снижением тонуса скелетных мышц, но при этом функции дыхательного, сосудо-двигательного центров и работа сердца сохраняются на уровне, достаточном для продления жизни.

До открытия наркоза операции проводили только по неотложным показаниям (ампутация конечности при открытом переломе, дренирование абсцесса). Для обезболивания использовали этанол, продукты индийской конопли, опий. Хирургические вмешательства часто вызывали болевой шок и заканчивались гибелью пациента.

Введение

наркоза в хирургическую практику в 40-е гг. XIX в. было связано с возрождением идей гуманизма и стало революционным событием в медицине.

Наркозные средства вводят ингаляционно и неингаляционными путями (внутривенно, внутримышечно, внутрикостно). Ингаляционные наркозные средства должны удовлетворять ряду требований. Они должны:

• • обеспечивать быстрое наступление наркоза и быстрый выход из него без неприятных ощущений;
• • создавать возможность управления глубиной наркоза;
• • вызывать достаточное расслабление скелетных мышц;
• • иметь большую широту наркозного действия, минимальные токсические эффекты.

Применение в современной анестезиологии средств ультракороткого действия для внутривенного введения, сильных опиоидных анальгетиков и миорелаксантов уменьшает актуальность первых трех требований. Принципиальное значение сохраняет только безопасность наркозных средств.

Активность ингаляционных наркозных средств оценивают по минимальной альвеолярной концентрации (МАК): в этой концентрации ингаляционное наркозное средство подавляет двигательные реакции в ответ на хирургическое воздействие (разрез кожи) у 50% больных.

Впервые ингаляционный наркоз был проведен в США 10 декабря 1844 г. Накануне зубной врач из г.

Хартфорда Хорас Уэллс присутствовал на представлении, которое давал заезжий артист и недоучившийся врач Гарднер Квинси Колтон. Среди трюков, продемонстрированных Колтоном, было вдыхание динитрогена оксида (азота закиси*, веселящего газа). Ученик местного аптекаря Кули после такой ингаляции пришел в сильное возбуждение, бегал по залу и поранил ногу. Уэллс обратил внимание на нечувствительность пострадавшего к боли. На следующий день Уэллс удалил зуб у пациента под наркозом динитрогена оксидом, в роли анестезиолога выступил Колтон. В январе 1845 г. Уэллс продемонстрировал газовый наркоз в Массачусетском главном госпитале (Massachusetts General Hospital) в Бостоне. Демонстрация прошла неудачно: больной проснулся и кричал от сильной боли. Уэллс подвергся несправедливым насмешкам врачей. Последовавшее вскоре успешное применение для наркоза диэтилового эфира привело к временному забвению динитрогена оксида как наркозного средства.

В 1842 г. хирург Кроуфорд Лонг из г. Джефферсона под эфирным наркозом безболезненно удалил опухоль на шее у больного Д. Венебла. Однако консервативно настроенная медицинская общественность юга США признала эфир очень токсичным веществом, его применение для наркоза было строго запрещено. Открытие К. Лонга было забыто, так как он не опубликовал результатов своих наблюдений.

Повторное открытие эфирного наркоза произошло в Гарвардском университете в Бостоне. Студент II курса Уильям Мортон добывал средства на обучение и жизнь, работая дантистом. По предложению профессора химии Чарльза Джексона он исследовал наркозный эффект диэтилового эфира на кошках, собаках и после серии успешных экспериментов — на добровольцах, которым безболезненно удалял зубы. 16 октября 1846 г. состоялась публичная демонстрация эфирного наркоза в хирургической клинике Массачусетского главного госпиталя.

Операцию проводил известный хирург Джон Уоррен. Как вспоминают врачи, присутствовавшие на операции, Мортон долго не появлялся. Уоррен был очень раздражен. Мортон объяснил опоздание необходимостью усовершенствовать аппарат для наркоза. Уоррен указал Мортону на лежащего на операционном столе больного Гилберта Эббота и произнес: «Ну что же, сэр, Ваш пациент готов». Мортон, окруженный враждебно настроенной публикой, спокойно начал наркотизацию. Через несколько минут у больного развился наркоз. Тогда Мортон уступил место хирургу со словами: «Доктор Уоррен, Ваш пациент готов». Операция удаления опухоли шеи прошла безболезненно и без осложнений. После ее окончания Уоррен обратился к присутствовавшим на операции: «Джентльмены, это не обман». Приятель У. Мортона, Генри Бигелоу, 18 октября опубликовал в «Бостонском медицинском и хирургическом журнале» статью об успешном применении диэтилового эфира для наркоза, а 9 ноября выступил с докладом об эфирном наркозе.

Диэтиловый эфир легко получать в чистом виде. Он горюч, быстро испаряется при температуре тела (34−35 °С), обладает достаточной для целей хирургии силой наркозного эффекта, не вытесняет кислород из вдыхаемой смеси, несущественно нарушает функции печени и почек. В настоящее время эфирный наркоз утратил популярность, поскольку диэтиловый эфир раздражает и охлаждает дыхательные пути, может вызывать опасные для жизни рефлексы.

Как только эфирный наркоз был признан великим открытием, началась двадцатилетняя борьба за приоритет между Уэллсом, Лонгом, Мортоном, Уорреном и Джексоном. Эта тяжба привела к трагическим последствиям для ее участников. Уэллс в возрасте 39 лет покончил жизнь самоубийством, Джексон сошел с ума, а Мортон в 49 лет умер в полной нищете на улице Нью-Йорка, куда он приехал доказывать свои права на звание и доходы создателя наркоза. Только Лонг преуспел в жизни и карьере. В Бостоне Мортону поставлен памятник со словами: «Уильям Мортон, изобретатель и первооткрыватель анестезирующих ингаляций. До него во все времена хирургия была мучением. Он победил боль. Благодаря ему наука получила оружие против боли».

Хлороформ впервые применил в 1847 г. шотландский врач Джеймс Симпсон для обезболивания родов. В 50-е гг. XIX в. хлороформ стал очень популярен, так как он негорюч и обладает более приятным, чем у эфира, запахом, хотя в большей степени нарушает функции сердечнососудистой системы и повреждает печень. В 1847 г. в медицинскую практику был введен этилхлорид. В XX в. появились и другие ингаляционные наркозные средства: галотан — в 1956 г., изофлуран — в 1981 г.

В России первую операцию (мастэктомию) под эфирным наркозом 7 февраля 1847 г. выполнил директор Факультетской хирургической клиники Московского университета Федор Иванович Иноземцев. Пациенткой была Е. Митрофанова. Корифеем российских сторонников «этеризации» при хирургических операциях стал директор Госпитальной хирургической клиники Санкт-Петербургской медико-хирургической академии Николай Иванович Пирогов. Он впервые сконструировал наркозную маску (похожую на современную) и применил диэтиловый эфир для наркоза в военно-полевых условиях. Во время русско-турецкой войны, в конце лета 1847 г., находясь на передовых позициях при осаде аула Салты (на юге Дагестана), Н. И. Пирогов с двумя помощниками провел без осложнений 100 эфирных наркозов. Операции под эфирным наркозом Н. И. Пирогов проводил не только русским солдатам, но и горцам.

Великий русский хирург писал: «Россия, опередив Европу нашими действиями при осаде Салтов, показывает всему просвещенному миру не только возможность в приложении, но неоспоримо благодетельное действие эфирирования над ранеными на поле самой битвы. Мы надеемся, что отныне эфирный прибор, так же как и хирургический нож, будут составлять необходимую принадлежность каждого врача во время его действий на бранном поле». Совместно с физиологом Алексеем Матвеевичем Филомафитским Н. И. Пирогов изучил действие диэтилового эфира в экспериментах на собаках. Они установили, что эфир в первую очередь угнетает головной мозг, показали целесообразность ингаляции диэтилового эфира в комбинации с кислородом. Спустя 3 нед после сообщения Симпсона Н. И. Пирогов применил для наркоза хлороформ в сухопутном госпитале Санкт-Петербурга. Заслуги Н. И. Пирогова признаны во всем мире.

Способность ксенона вызвать наркоз была открыта в связи с практикой глубоководных погружений и развитием гипербарической физиологии. Впервые ксенон для масочного мононаркоза у двух пациентов применили американские врачи С. Каллен и Е. Грос. В России первую попытку комбинированного эндотрахеального наркоза с ингаляцией ксенона предприняли в 1962 г. Л. Н. Буачидзе и В. Н. Смольников. Однако длительное время ксенон в анестезиологии не применяли из-за его высокой стоимости. Только в 2000е гг., когда была усовершенствована технология производства инертных газов и накоплены большие запасы ксенона, он получил широкое распространение в клинической практике анестезиологов.

Термин «наркоз» предложил американский хирург и поэт Оливер Венделл Холмс. На вопрос, кто из открывателей эфирного наркоза заслуживает приоритета, Холмс ответил игрой слов: «Е (ї)^ег», что переводится в зависимости от написания как «эфир» или «каждый». Ингаляционный наркоз вызывают вещества различного химического строения: одноатомные инертные газы (ксенон), простые неорганические (динитрогена оксид) и органические (хлороформ) соединения, сложные органические молекулы (галоалканы, диэтиловый эфир).

Первые объяснения механизма наркоза базировались на физико-химических свойствах наркозных средств. Одна из первых теорий объясняла анестезирующую активность ингаляционных наркозных средств их растворимостью в липидах мембран нервной ткани (Мейер Г., 18 991 901; Овертон Э., 1901). В дальнейшем было установлено, что наркозные средства сильнее подавляют синаптическую передачу, чем проведение потенциалов действия по аксонам.

Николай Евгеньевич Введенский полагал, что наркозные средства действуют на нервную систему как сильные раздражители и вызывают парабиоз нервных клеток, уменьшая лабильность отдельных нейронов и ЦНС в целом (1903). Иван Петрович Павлов называл наркоз функциональной асинапсией (1921).

По современным данным, наркозные средства изменяют физико-химические свойства белков и липидов мембран нейронов, нарушают функции ионных каналов, циторецепторов и мембраносвязанных ферментов. Наркозные средства изменяют конформацию внутрии межмолекулярных сайтов белков, проникают в полости, формируемые в гидрофобных участках белковых молекул. Большое значение имеет влияние наркозных средств на аллостерические механизмы. Они изменяют взаимодействие белковых субъединиц, вытесняют кофакторы из связи с ферментами.

Наркозные средства встраиваются в белковые субъединицы ионных каналов, управляемых циторецепторами. При этом нарушаются межмолекулярные взаимодействия белков и проницаемость ионных каналов.

Наркозные средства активируют рецепторы ГАМКа и глицина, открывающие хлорные каналы, блокируют нхолинорецепторы и NMDA-рецепторы (NMDA — N-метил-й-аспартат), ассоциированные с натриевыми, калиевыми и кальциевыми каналами.

В результате уменьшается входящий ток ионов натрия и кальция, сохраняется выход менее гидратированных ионов калия, возрастают частота и продолжительность открытия хлорных каналов. Изменения ионного тока сопровождаются гиперполяризацией с уменьшением автоматизма нейронов и нейронных контуров — генераторов ритма. Наркозные средства снижают подвижность Са²⁺ в мембране, что нарушает кальцийзависимое выделение возбуждающих нейромедиаторов; взаимодействуют с белками, регулирующими экзоцитоз синаптических везикул (синаптобревин, синтаксин, SNAP-25), изменяют структуру и функции поринов внешней мембраны митохондрий.

Активация рецепторов глицина, блокада н-холинорецепторов и NMDA-рецепторов лежат в основе анальгетического эффекта наркозных средств; с активацией рецепторов ГАМКа связывают угнетение сознания.

Именно в его честь получил фамилию Шерлок Холмс — герой произведений Артура Конан Дойла.

Наиболее чувствительны к действию наркозных средств полисинаптические системы ЦНС: кора больших полушарий (содержит около 10¹³-10¹⁴ синапсов), гиппокамп, таламус, ретикулярная формация, спинной мозг. Более устойчивы к наркозу дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга.

Неодинаковая реакция структур ЦНС на действие наркозных средств обусловливает определенную последовательность стадий наркоза. Классические 4 стадии наркоза можно проследить на примере эфирного наркоза.

Аналгезия (3−8 мин). Характерны помрачение сознания (нарушение ориентации, бессвязная речь), утрата болевой, затем тактильной и температурной чувствительности. В конце стадии наступают амнезия и потеря сознания вследствие угнетения коры больших полушарий, гиппокампа, таламуса, ретикулярной формации.

Возбуждение (делирий; 1−3 мин в зависимости от индивидуальных особенностей больного и квалификации анестезиолога). Характерны бессвязная речь, двигательное беспокойство с попытками уйти с операционного стола, повышаются рефлексы, тонус скелетных мышц, возможна рвота из-за раздражения желудка проглатываемой слизью, содержащей эфир. Типичные симптомы возбуждения — гипервентиляция, рефлекторная секреция адреналина с тахикардией и артериальной гипертензией. В стадии возбуждениявыключается внутрицентральное торможение в коре больших полушарий, а также ослабляется тормозящее влияние коры на базальные ганглии, мозжечок, ствол мозга и спинной мозг. Начинать операцию в этой стадии недопустимо.

Хирургический наркоз. Наступает через 10−15 мин после начала ингаляции. Состоит из 3 уровней.

• • Уровень движения глаз (легкий наркоз): возникают круговые движения глаз, зрачки суживаются с сохранением живой реакции на свет (растормаживаются центры глазодвигательного нерва в среднем мозге), угасают поверхностные кожные рефлексы, сохраняется активное дыхание при участии межреберных мышц и диафрагмы.
• • Уровень роговичного рефлекса (выраженный наркоз): глаза фиксированы, зрачки умеренно сужены, роговичный, глоточный и гортанный рефлексы утрачены, тонус скелетных мышц снижается в результате распространения торможения на базальные ганглии, ствол головного мозга и спинной мозг.
• • Уровень расширения зрачков (глубокий наркоз): зрачки расширяются, вяло реагируют на свет, рефлексы утрачены, тонус скелетных мышц снижен, дыхание поверхностное, частое, приобретает диафрагмальный характер. Глубокий наркоз непосредственно граничит с агональной стадией. В настоящее время хирургические операции проводят под выраженным наркозом, а полное расслабление скелетных мышц обеспечивают введением миорелаксантов.

Пробуждение. Функции восстанавливаются в последовательности, обратной их исчезновению.

При осложненном наркозе возможна агональная стадия. В этой стадии дыхание становится поверхностным, прогрессирует гипоксия, кровь приобретает темный цвет, зрачки максимально расширяются, на свет не реагируют; АД быстро падает, венозное давление повышается, развивается тахикардия, ослабляются сердечные сокращения. Если срочно не прекратить наркоз и не оказать неотложную помощь, наступает смерть от паралича дыхательного центра.