Введение в анестезиологию. Учебное пособие

31

процессов. В опытах было показано, что самые различные наркотические вещества понижают потребление кислорода тканью мозга (1932). Возражением против этой теории является тог факт, что обнаруженное in vitro угнетающее действие наркотических веществ проявляется в концентрациях, существенно превышающих те, которые вызывают наркотический эффект in vivo. Показано также, что торможение наркотическими веществами дыхания мозговой ткани in vitro и in vivo носит различный характер; при действии барбитуратов in vitro повышалось содержание неорганического фосфата и понижалось содержание креатинфосфата, в то время как in vivo эффект был обратным. На основании этих данных сделан вывод, что наблюдающиеся in vivo биохимические изменения свидетельствуют об угнетении деятельности центральной нервной системы, что приводит к менее эффективному использованию энергии макроэргических соединений фосфора, а не о первичном угнетении интенсивности тканевого дыхания. Угнетение синаптической передачи через симпатический ганглий при действии общих анестетиков не сопровождается уменьшением потребления кислорода.

Термодинамическая теория.

Предлагался термодинамический принцип оценки действия наркотических веществ. Термодинамическая активность определялась как отношение парциального давления вещества в данном участке ткани к давлению паров чистого вещества при этой же температуре. Было обнаружено, что наркотические концентрации различных веществ в объемном или весовом выражении различаются гораздо значительнее, чем концентрации, выраженные в физико-химических терминах, отражающих растворимость и степень молекулярного взаимодействия этих веществ; иными словами, термодинамическая активность более точно отражает количественные показатели взаимодействия наркотического вещества и нервной ткани. Однако такой подход более отражает энергетические закономерности взаимодействия молекул наркотического вещества и

32

химических структур нервной ткани, чем позволяет вскрыть механизм изменений, происходящих в нервных клетках под влиянием наркотического вещества.

Теория водных микрокристаллов.

Химические свойства ряда ингаляционных наркотических веществ (хлороформа, циклопропана, закиси азота, ксенона, азота) не позволяют им вступать в химическое взаимодействие с образованием обычных ковалентных связей. Все эти вещества, за исключением хлороформа и закиси азота, не образуют также и водородных связей. Таким образом, их действие не может быть объяснено вступлением в химические реакции с активными веществами нервных клеток. При исследовании физических свойств ряда общих анестетиков было обнаружено, что эти вещества в растворах образуют водные микрокристаллы. Стабильность этих кристаллов в значительной мере определяется связями Ван-дер-Ваальса. Установлена также четкая корреляция между парциальным давлением наркотического вещества, вызывающего наркоз, и парциальным давлением, вызывающим образование водных микрокристаллов. Однако, концентрации наркотических веществ (или давление паров над жидкостью), вызывающие наркотический эффект, недостаточны для образования водных микрокристаллов при температуре тела. Поэтому предполагалось, что должны существовать дополнительные химические вещества, стабилизирующие водные микрокристаллы. Этими веществами могли быть электрически заряженные боковые цепи белковых молекул и некоторые ионы, а возможно, и другие химические соединения, растворенные в водной фазе, способные образовывать водные микрокристаллы даже самостоятельно при температуре около 25°С. Молекулы общих анестетиков и боковые цепи белковых молекул, которые по отдельности образуют водные кристаллы при более низких температурах, совместно оказываются в состоянии, по мнению авторов, образовать устойчивые водные микрокристаллы при температуре 37°С. Эти микрокристаллы блокируют некоторые заряженные цепи белков и некоторые

33

ионы в растворе, препятствуя их свободному движению и их взаимодействию с колебаниями электрических потенциалов клеточной мембраны. Снижение же подвижности ионов уменьшает их способность проходить через мембрану при вызываемом медиаторами изменении ее проницаемости.

Адсорбционная теория.

Согласно данной теории, поверхностно активные вещества, адсорбируясь на пограничных поверхностях, подавляют ферментативные процессы нервной клетки. При этом чувствительность различных ферментативных процессов к действию наркотических веществ неодинакова. В первую очередь задерживаются те из них, которые, подобно окислительным процессам, имеют ярко выраженный адсорбционный характер и протекают на поверхности клетки и различных внутриклеточных структур. Мысль об адсорбции молекул наркотического вещества на мембране и изменению свойств и вследствие этого функционального состояния клетки получила дальнейшее развитие в мембранной теории, наиболее убедительно, с точки зрения современных представлений, объясняющей механизм наркоза на уровне мембраны и клетки в целом.

Мембранная теория.

Предполагается, что наркотики действуют на мембрану клетки, снижая ее проницаемость для некоторых метаболитов, образующихся в клетке. Хотя накопление метаболитов в клетке при наркозе не было подтверждено, предположение об изменении проницаемости оказалось пророческим. Однако эта точка зрения получила признание значительно позднее, после выдвижения основных положений мембранной теории, за разработку и экспериментальное подтверждение которой в 1963 г. была присуждена Нобелевская премия выдающимся английским физиологам Ходжкин и Хаксли.

При возникновении возбуждения, то есть генерации потенциала действия, в первый момент возрастает проницаемость мембраны нейронов

туда избыток положительных зарядов, в результате чего потенциал на мембране падает до нуля, а затем меняет знак. В следующий момент повышается проницаемость мембраны для ионов калия, которые выходят из клетки по своему концентрационному градиенту. Описанные изменения проницаемости мембраны, обеспечивающие возникновение потенциала действия, т. е. нервного импульса, продолжаются от 0,5-1 мсек в аксонах до 1-2,5 мсек в телах нервных клеток. Затем проницаемость мембраны возвращается к исходной, и калий-натриевый насос восстанавливает ионные концентрации, характерные для состояния покоя — происходит реполяризация мембраны. Особого внимания заслуживает тот факт, что генерация нервного импульса не требует дополнительной затраты энергии. Метаболические процессы в клетке направлены на поддержание поляризации мембраны на уровне потенциала покоя, и энергия окислительных процессов используется в виде макроэргических соединений фосфора АТФ и АДФ, обеспечивающих работу калий-натриевого насоса. Снижение мембранного потенциала на определенную величину вызывает изменения проницаемости мембраны, механизм которых изучен еще недостаточно, и разряд происходит пассивно, путем выравнивания ионных концентраций по обе стороны мембраны. Таким образом, метаболические процессы участвуют в генерации возбуждения косвенно, через уже затраченную работу по созданию ионных градиентов с помощью калий-натриевого насоса. Сравнительная независимость процесса генерации возбуждения от метаболических процессов по поддержанию трансмембранной разности потенциалов в состоянии покоя и его восстановлению после импульса подтверждается работами, в которых было продемонстрировано сохранение способности к генерации потенциалов действия в волокне, отравленном цианидами, блокирующими клеточный обмен, при искусственном сохранении потенциала покоя с помощью анодной поляризации.

возбуждении зависят от соотношения входящего потока натрия и выходящего потока калия. Когда калия выходит больше, чем входит натрия, сохраняется устойчивая поляризация мембраны, характерная для состояния покоя. Повышение входящего потока натрия за счет некоторого повышения проницаемости для его ионов увеличивает положительный заряд внутри мембраны, т. е. слегка деполяризует ее. В момент, когда входящий поток натрия становится равен выходящему потоку калия, мембрана находится в состоянии неустойчивого равновесия. Дальнейшее увеличение натриевого тока снижает разность потенциалов на мембране (деполяризует мембрану), что в свою очередь увеличивает входящий натриевый ток; иными словами, происходит «взрывная» деполяризация мембраны, т. е. возникает потенциал действия. Уровень, до которого нужно снизить потенциал на мембране, чтобы началась эта деполяризация, представляет собой порог импульсного ответа клетки и называется критическим уровнем деполяризации.

В телах нервных клеток снижение мембранного потенциала является главным образом результатом синаптической активации клеточной мембраны. При действии возбуждающего медиатора на субсинаптическую мембрану в ней происходит неизбирательное повышение проницаемости для ионов калия и натрия, что приводит к локальной деполяризации мембраны в данном участке. Если уровень этой деполяризации достигнет критического, возникает распространяющаяся деполяризация, т. е. потенциал действия данной клетки. В случае, если деполяризация субсинаптической мембраны в данном участке не доходит до критического уровня, генерации потенциала действия не происходит. Активация тормозных синапсов, увеличивая проницаемость мембраны только для ионов калия и хлора, вызывает противоположный эффект — разность потенциалов па мембране увеличивается, т, е. происходит гиперполяризация мембраны. При последующем снижении мембранного потенциала на величину, ранее вызывавшую возникновение потенциала действия, потенциал действия не

36

возникает, так как деполяризация мембраны, начавшись с более высокого уровня, не достигает критического уровня. Если мембрана стойко деполяризована каким-либо воздействием, она также оказывается не способной генерировать потенциалы действия. Установлено также, что ухудшение проницаемости мембраны для всех ионов при сохранении исходного уровня поляризации также препятствует возникновению потенциала действия. Такое состояние получило название стабилизации мембраны. Таким образом, теоретически угнетение активности нервных клеток при наркозе может быть обусловлено как деполяризацией или гиперполяризацией мембраны, так и не сопровождаться изменениями мембранного потенциала.

Подводя итог изложенным данным, можно полагать, что наркоз является результатом процессов физического взаимодействия молекул наркотических веществ с молекулярными структурами организма. В свете последних достижений мембранной теории представляется почти несомненным, что функциональное состояние нервных клеток определяется проницаемостью клеточных мембран для ряда ионов, и в первую очередь для ионов калия и натрия. Изменение этой проницаемости, которое может сопровождаться изменениями мембранного потенциала, но может происходить и при неизменном потенциале мембраны, ведет к ухудшению функционального состояния клетки. Однако все еще остаются неясными физико-химические механизмы изменения проницаемости мембраны. Предложенные теории (липоидная, протеиновая, теория водных микрокристаллов и др.), возможно, описывают разные стороны физического взаимодействия наркотических веществ с молекулярными структурами мембраны. Так, повышенное сродство наркотических веществ к липоидам или протеинам может способствовать растворению или внедрению молекул наркотического вещества в липопротеиновые структуры мембраны, что приводит к изменению се свойств, и в частности проницаемости. С другой стороны, может иметь место физическое взаимодействие молекул

влиять на свойства мембраны. Нельзя исключить также и адсорбцию молекул наркотических веществ на мембране, что может затруднить движение ионов через мембрану, т. е. изменить ее проницаемость. Изложенные данные позволяют предположить, что механизм действия разных наркотических веществ может оказаться различным и большое количество предложенных теорий может отражать разные способы взаимодействия наркотических веществ и мембраны нервных клеток.

Первые исследователи механизмов наркоза исходили из предположения, что различные отделы центральной нервной системы угнетаются диффузно и равномерно. Затем были обнаружены различия в клинической картине наркоза, вызываемого разными наркотическими веществами, и было предложено деление наркотических веществ на корковые и стволовые. Но только бурное развитие нейрофизиологии позволило начать исследования различий действия наркотических веществ на разные участки центральной нервной системы и выяснение изменений, возникающих в ней при выключении структур, наиболее чувствительных к действию данного наркотического вещества. Объектом исследования стала интегративная деятельность центральной нервной системы в целом, влияние и взаимосвязь разных структур мозга и их участие в таких сложных видах деятельности, как поддержание определенного уровня бодрствования, активного сознания и реакций организма на внешние раздражения, так как без понимания этих функций невозможно правильно оценить изменения, наступающие при наркозе.

Механизм возникновения наркоза, вызываемого наркотическими веществами разных типов, может быть неодинаковым, так как связан с преимущественным нарушением деятельности функционально различных структур.

38

НЕИНГАЛЯЦИОННЫЙ НАРКОЗ Внутривенная анестезия

Достигается путем введения общего анестетика в венозное русло, с последующим распространением его в ЦНС и распределением по органам и тканям. Используемые средства многочисленны и принадлежат к различным фармакологическим группам. В современной анестезиологии редко применяется одно вещество в чистом виде – мононаркоз, чаще применяют сочетание различных анестетиков, например гипнотик и анальгетик, также возможны сочетания с транквилизаторами и нейролептиками.

Из гипнотиков наиболее известны это барбитураты: гексенал и тиопентал натрия; пропофол; оксибутират натрия.

Наркотические анальгетики – фентанил, морфин, промедол. Транквилизаторы – седуксен, реланиум, дормикум и др. Основным представителем нейролептиков является дроперидол.

Несколько особняком стоит такой препарат как кетамин, который является не только гипнотиком, но и обладает анальгетическим действием. В то же время он обладает рядом побочных эффектов, которые можно снять предварительным введением препаратов для нейролептаналгезии или атаралгезии.

Внутримышечный наркоз

Наиболее часто в качестве средства для внутримышечной анестезии используется кетамин. При этом виде наркоза анестезия наступает позже – через 5 минут, но и продолжается дольше до 20-60 минут, чем при внутривенном. Также внутримышечно применяется оксибутират натрия, чаще в сочетании с препаратами для нейролептаналгезии, барбитуратами, ингаляционными анестетиками.

Методы комбинированной общей анестезии

39

Комбинированной называют анестезию, которая достигается одновременным использованием нескольких анестетиков, миорелаксантов, анальгетиков и других препаратов.

Различают следующие наиболее распространенные виды комбинированной анестезии:

1. Атаралгезия – комплекс препаратов с помощью которых достигают состояния атараксии – «обездушивания», и выраженной анальгезии. Наиболее распространенной разновидностью ее является применение диазепама и мощного анальгетика – фентанила. При этом диазепам обеспечивает транквилизирующий и седативный эффект, фентанил блокирует болевую реакцию. В качестве гипнотика применяют закись азота, которая кроме того потенцирует эффект анальгетика.

Главным недостатком данного метода анестезии является выраженная сонливость больных в послеоперационном периоде, особенно при непродолжительных операциях (до 2 часов), требующая тщательного наблюдения за пациентом во избежание остановки дыхания.

2. Нейролептаналгезия – метод анестезии, при котором основным фармакологическим препаратом является мощный нейролептик и сильный центральный анальгетик.

За счет адреноблокирующего действия дроперидола происходит увеличение емкости сосудистого русла. Поэтому при наличии явной и подозрении на скрытую гиповолемию нейролептаналгезию использовать нельзя. Кроме того, в ближайшем послеоперационном периоде следует обеспечить надлежащее наблюдение за больным, учитывая возможность депрессии дыхательного центра фентанилом.

Существуют и другие взаимодополняемые сочетания препаратов, например – кетамин, диазепам, фентанил; или барбитураты, закись азота, фентанил и т.д.

Чаще всего эти виды анестезий используются в сочетании с миорелаксантами и ИВЛ.

40

Методика анестезии кетамином

Кетамин (калипсол, кетолар) оказывает многостороннее влияние на ЦНС: функционально разобщает, или, диссоциирует таламус и лимбическую кору. Одни нейроны функционально подавлены, другие, наоборот, находятся в состоянии тонического возбуждения. Клинически это проявляется тем, что больной кажется бодрствующим (он открывает глаза, глотает, мышцы сокращаются), но у него отсутствует способность анализировать сенсорные стимулы и реагировать на них.

Проведение кетаминовой анестезии возможно посредством как внутривенного, так и внутримышечного введения. В первом случае первичная его доза составляет 1-2 мг/кг (детям 2-4 мг/кг), во втором – 5-6 мг/кг (детям 7-10 мг/кг). Наркотический и анальгетический эффект наступает при внутривенном введении немедленно и продолжается до 10 мин, а при внутримышечном – через 3-5 минут и продолжается около 20 минут.

Кетамин по своей химической структуре близок к галлюциногенам, поэтому для уменьшения побочных эффектов его необходимо комбинировать с другими средствами. Обычно внутривенную кетаминовую анестезию начинают с введения седуксена в дозе 0,15-0,2 мг/кг. Лишь после этого используют кетамин. Для уменьшения выраженности психотических эффектов рекомендуется вводить кетамин медленно и в разведении (обычно разводят 0,9% раствором натрия хлорида до 20 мл). В последующем препарат добавляют в половинной дозе каждые 15-20 минут или по мере необходимости.

У пожилых и ослабленных больных для выполнения неполостных операций первоначальные дозы кетамина должны составлять 0,8-1 мг/кг.

Кетамин вызывает бессознательное или ступорозное состояние, мышечный гипертонус, гиперсаливацию, делирий и галлюцинации. В связи с этим кетаминовая анестезия может сопровождаться двигательной и речевой