Класифікація інгаляційних анестетиків за фізико-хімічними властивостями. Інгаляційна анестезія – переваги та недоліки

Якщо звернутися до історії анестезіології, стає зрозуміло, що ця спеціальність почалася саме із застосування інгаляційної анестезії - знаменита операція У. Мортона, де той продемонстрував можливість проведення знеболювання у вигляді вдихання парів етилового ефіру. Надалі були вивчені властивості інших інгаляційних агентів - з'явився хлороформ, а потім і галотан, який відкрив еру галогеновмісних інгаляційних анестетиків. Примітно, що всі ці препарати в даний час витіснені сучаснішими і практично не використовуються.

Інгаляційна анестезія є видом загального знеболювання, при якому досягнення стану наркозу досягається шляхом вдихання інгаляційних агентів. Механізми дії інгаляційних анестетиків навіть на сьогоднішній день вивчені не повністю та активно вивчаються. Розроблено низку ефективних та безпечних препаратів, що дозволяють проводити цей вид анестезії.

В основі інгаляційної загальної анестезії лежить концепція МАК – мінімальної альвеолярної концентрації. МАК - це міра активності інгаляційного анестетика, яка визначається як його мінімальна альвеолярна концентрація на етапі насичення, якої достатньо для запобігання реакції 50% хворих на стандартний хірургічний стимул (розріз шкіри). Якщо графічно зобразити логарифмічну залежність МАК від жиророзчинності анестетиків, то вийде пряма лінія. Це свідчить, що сила інгаляційного анестетика безпосередньо залежатиме від його жиророзчинності. У стані насичення парціальний тиск анестетика в альвеолі (РА) знаходиться в еквілібріумі з парціальним тиском у крові (Ра) і, відповідно, у мозку (Рb). Таким чином, РА може бути непрямим показником його концентрації у мозку. Однак, для багатьох інгаляційних анестетиків у реальній клінічній ситуації процес досягнення насичення-еквілібріуму може тривати кілька годин. p align="justify"> Коефіцієнт розчинності «кров: газ» є дуже важливим показником для кожного анестетика, так як відображає швидкість вирівнювання всіх трьох парціальних тисків і, відповідно, настання анестезії. Чим менший інгаляційний анестетик розчинний у крові, тим швидше відбувається вирівнювання PA, Pa і Pb і, тим швидше настає стан анестезії і вихід з неї. Однак, швидкість настання анестезії – це ще не сила самого інгаляційного анестетика, що добре демонструє приклад із закисом азоту – швидкість настання анестезії та вихід з неї дуже швидкі, але як анестетик закис азоту дуже слабка (її МАК дорівнює 105).

Якщо говорити про конкретні препарати, то нині найчастіше застосовуваними інгаляційними анестетиками є галотан, изофлюран, севофлюран, десфлюран і закис азоту, у своїй галотан дедалі більше витісняється з повсякденної практики з його гапатотоксичності. Розберемо ці речовини докладніше.

Галотан- Класичний галогеновмісний агент. Сильний анестетик із дуже вузьким терапевтичним коридором (різниця між робочою та токсичною концентраціями дуже невелика). Класичний препарат при індукції в загальну анестезію дітей з обструкцією дихальних шляхів, оскільки дозволяє розбудити дитину при наростанні обструкції та зниженні хвилинної вентиляції, плюс до всього, має досить приємний запах і не дратує дихальні шляхи. Галотан досить токсичний – це стосується можливого виникнення післяопераційної дисфункції печінки, особливо на тлі іншої її патології.

Ізофлюран- ізомер енфлюрану, який має близький до галотану тиск насичення парів. Має різкий ефірний запах, що робить його непридатним для інгаляційної індукції. Через не зовсім вивчені ефекти на коронарний кровотік не рекомендується до застосування у пацієнтів з ІХС, а також у кардіохірургії, хоча є публікації, які спростовують останнє твердження. Знижує метаболічні потреби мозку та в дозі 2 МАК і більше може використовуватися з метою церебропротекції при нейрохірургічних втручаннях.

Севофлюран- відносно новий анестетик, який ще кілька років тому був менш доступним через високу ціну. Підходить для інгаляційної індукції, оскільки має досить приємний запах і при правильному використанні викликає практично миттєве вимкнення свідомості через відносно низьку розчинність у крові. Більш кардіостабільний порівняно з галотаном та ізофлюраном. При глибокій анестезії викликає міорелаксацію, достатню для інтубації трахеї у дітей. При метаболізмі севофлюрану утворюється фторид, здатний у певних умовах виявляти нефротоксичність.

Десфлюран- схожий за своєю структурою на ізофлюран, але має зовсім інші фізичні властивості. Вже за кімнатної температури за умов високогір'я він кипить, що потребує використання спеціального випарника. Має низьку розчинність у крові (коефіцієнт «кров: газ» навіть нижче, ніж у закису азоту), що зумовлює швидке настання анестезії та вихід із неї. Дані властивості роблять десфлюран кращим для використання у баріатричній хірургії та у пацієнтів з порушеннями жирового обміну.

ЕФІР (діетил ефір)

Дуже дешевий негалогенізований анестетик, виробничий цикл простий, тому може проводитись у будь-якій країні. Мортон в 1846 продемонстрував ефекти ефіру і з тих пір цей препарат вважається «першим анестетиком».

Фізичні властивості:низька точка кипіння (35С), висока ДНП при 20С (425 mm Hg), коефіцієнт кров/газ 12 (високий), МАК 1,92% (низька потужність). Вартість від $10/л. Пари ефіру вкрай леткі та негорючі. У суміші з киснем вибухонебезпечний. Має сильний характерний запах.

Переваги:стимулює дихання та серцевий викид, підтримує артеріальний тиск та викликає бронходилятацію. Це пояснюється симпатоміметичним ефектом, пов'язаним із викидом адреналіну. Є гарним анестетиком завдяки вираженому аналгетичному ефекту. Не розслаблює матку як галотан, але забезпечує гарне розслаблення м'язів черевної стінки. Безпечний препарат.

Недоліки:горюча в рідкому стані, повільне початок дії, повільне відновлення, різко виражена секреція (потрібний атропін). Дратує бронхи, тому через кашль утруднена маскова індукція в наркоз. Післяопераційні нудота та блювання (ПОТР) в Африці зустрічаються порівняно рідко на відміну від європейських країн, де блювання у хворих відзначається дуже часто.

Показання:будь-яка загальна анестезія, особливо добре при кесаревому перерізі (не пригнічується плід, матка добре скорочується). Малі дози є рятівними в особливо важких випадках. Ефірний накроз показаний за відсутності постачання кисню.

Протипоказання:для ефіру немає абсолютних протипоказань.

Необхідно по можливості забезпечити активне виведення парів з операційної для запобігання контакту між важкими негорючими парами ефіру і електрокоагулятором або іншими електричними апаратами, що може викликати вибух, і запобігання контакту персоналу операційної з анестетиком, що видихається.

Практичні рекомендації:перш, ніж дати більшу концентрацію анестетика, краще заінтубувати хворого. Після введення атропіну, тіопенталу, суксаметонії та інтубації хворого проводиться штучна вентиляція легень з 15-20% ефіру, а потім за потребами хворого через 5 хвилин доза може бути зменшена до 6-8%. Пам'ятайте, що продуктивність випарника може змінюватись. Пацієнти з високим ризиком, зокрема септичні або шокові, можуть вимагати лише 2%. Вимкніть випарник до кінця операції, щоб запобігти тривалому виходу з анестезії. Згодом ви навчитеся будити пацієнтів так, щоб вони самі йшли з операційного столу. Якщо вам належить анестезія у міцної і молодої людини з приводу пахвинної грижі, побережіть себе і покращіть спинальну анестезію.

У більшості випадків, де вигідна ефірна анестезія (лапаротомія, кесарів розтин), діатермія не потрібна. Там, де обов'язкова діатермія (педіатрична хірургія), краще використовувати галотан.

Закис азоту

Фізичні властивості: закис азоту (N 2 O, "звеселяючий газ") - єдина неорганічна сполука з інгаляційних анестетиків, що застосовуються в клінічній практиці. Закис азоту безбарвний, практично не має запаху, не спалахує і не вибухає, але підтримує горіння подібно до кисню.

Вплив на організм

А. Серцево-судинна система.Закис азоту стимулює симпатичну нервову систему, що пояснює її вплив на кровообіг. Хоча in vitroанестетик викликає депресію міокарда, на практиці артеріальний тиск, серцевий викид та ЧСС не змінюються або трохи збільшуються внаслідок підвищення концентрації катехоламінів. Депресія міокарда може мати клінічне значення при ІХС та гіповолемії: артеріальна гіпотонія, що виникає, підвищує ризик розвитку ішемії міокарда. Закис азоту викликає звуження легеневої артерії, що збільшує легеневий судинний опір (ЛСС) та призводить до підвищення тиску в правому передсерді. Незважаючи на звуження судин шкіри, загальний периферичний судинний опір (ОПСС) незначно змінюється. Оскільки закис азоту підвищує концентрацію ендогенних катехоламінів, його використання збільшує ризик виникнення аритмій.

Б. Система дихання.Закис азоту збільшує частоту дихання (тобто викликає тахіпное) та знижує дихальний об'єм у результаті стимуляції ЦНС та, можливо, активації легеневих рецепторів розтягування. Сумарний ефект - незначна зміна хвилинного об'єму дихання та РАСО 2 у спокої. Гіпоксичний драйв, тобто збільшення вентиляції у відповідь на артеріальну гіпоксемію, опосередковане периферичними хеморецепторами в каротидних тільцях, значно пригнічується при використанні закису азоту навіть у невисокій концентрації.

В. Центральна нервова система.Закис азоту збільшує мозковий кровотік, викликаючи певне підвищення внутрішньочерепного тиску. Закис азоту також підвищує споживання кисню головним мозком (CMRO 2). Закис азоту в концентрації, меншій за 1 МАК, забезпечує адекватне знеболювання в стоматології та при виконанні малих хірургічних втручань.

Г. Нервово-м'язова провідність.На відміну від інших інгаляційних анестетиків, закис азоту не викликає помітної міорелаксації. Навпаки, у високій концентрації (при використанні в гіпербаричних камерах) вона викликає ригідність скелетної мускулатури.

Д. Нирки.Закис азоту зменшує нирковий кровотік унаслідок підвищення ниркового судинного опору. Це знижує швидкість клубочкової фільтрації та діурез.

Є. Печінка.Закис азоту знижує кровотік у печінці, але меншою мірою, ніж інші інгаляційні анестетики.

Ж. Шлунково-кишковий тракт.У деяких роботах доведено, що закис азоту викликає нудоту та блювання у післяопераційному періоді внаслідок активації хеморецепторної тригерної зони та блювотного центру у довгастому мозку. У дослідженнях інших учених, навпаки, не виявлено жодного зв'язку між закисом азоту та блювотою.

Біотрансформація та токсичність

Під час пробудження практично весь закис азоту видаляється через легені. Невелика кількість дифундує через шкіру. Менше 0,01 % анестетика, що надійшов в організм, піддається біотрансформації, яка відбувається в ШКТ і полягає у відновленні речовини під дією анаеробних бактерій.

Необоротно окислюючи атом кобальту у вітаміні В 12 , закис азоту пригнічує активність В-залежних ферментів. До цих ферментів відносяться метіонінсинтетаза, необхідна для утворення мієліну, і тиміділатсинтетаза, що бере участь у синтезі ДНК. Тривала експозиція до анестетичних концентрацій закису азоту викликає депресію кісткового мозку (мегалобластну анемію) і навіть неврологічний дефіцит (периферичну нейропатію та фунікулярний мієлоз). Щоб уникнути тератогенного ефекту, закис азоту не застосовують у вагітних. Закис азоту послаблює імунологічну резистентність організму до інфекцій, пригнічуючи хемотаксис та рухливість поліморфно-ядерних лейкоцитів.

Протипоказання

Хоча закис азоту вважається слаборозчинним у порівнянні з іншими інгаляційними анестетиками, її розчинність у крові в 35 разів вища, ніж у азоту. Таким чином, закис азоту дифундує в повітровісткі порожнини швидше, ніж азот надходить у кровотік. Якщо стінки порожнини, що містить повітря, ригідні, то зростає не об'єм, а внутрішньопорожнинний тиск. До станів, при яких небезпечно застосовувати закис азоту, відносять повітряну емболію, пневмоторакс, гостру кишкову непрохідність, пневмоцефалію (після ушивання твердої мозкової оболонки після завершення нейрохірургічної операції або після пневмоенцефалографії), повітряні легеневі кістки, всередині повітря. Закис азоту може дифундувати в манжетку ендотрахеальної трубки, викликаючи здавлення та ішемію слизової оболонки трахеї. Оскільки закис азоту підвищує ЛСС, його використання протипоказане при легеневій гіпертензії. Очевидно, що застосування закису азоту обмежено при необхідності створення високої фракційної концентрації кисню у суміші, що вдихається.

, севофлуран та десфлуран . Галотан – це прототиповий педіатричний інгаляційний анестетик; його використання зменшилося після появи ізофлурану та севофлурану. Енфлуран рідко застосовують у дітей.

Інгаляційні анестетики можуть індукувати апное та гіпоксію у недоношених немовлят і новонароджених, тому їх не так часто застосовують у цьому випадку. При загальній анестезин завжди необхідна ендотрахеальна інтубація та контрольована ШВЛ. Старші діти під час коротких операцій, якщо можливо, спонтанно дихають через маску або через введену в горло трубку без керованої вентиляції. При зниженні обсягу видиху легень і посиленої роботи дихальних м'язів завжди необхідне підвищення напруги кисню у повітрі, що вдихається.

Дія на серцево-судинну систему. Інгаляційні анестетики знижують хвилинний об'єм серця та викликають розширення периферичних судин, тому часто призводять до гіпотензії, особливо у пацієнтів із гіповолемією. Гіпотензивна дія більш виражена у новонароджених, ніж у старших дітей та дорослих. Інгаляційні анестетики також частково пригнічують реакцію барорецепторів та ЧСС. Одна МАК галотану знижує хвилинний об'єм серця приблизно на 25%. Фракція викиду знижується приблизно на 25%. За однієї МАК галотану ЧСС часто збільшується; проте підвищення концентрації анестетика може спричинити брадикардію, і виражена брадикардія під час анестезії свідчить про передозування анестетика. Галотан та споріднені інгаляційні агенти збільшують чутливість серця до катехоламінів, що може призвести до аритмії. Крім того, інгаляційні анестетики знижують вазомоторну відповідь легень на гіпоксію в легеневій циркуляції, що робить свій внесок у розвиток гіпоксемії під час анестезії.

Інгаляційні анестетики знижують постачання кисню. У періодопераційному періоді катаболізм посилюється і потреба в кисень зростає. Тому можлива різка невідповідність між потребою в кисні та її забезпеченням. Відображенням цього дисбалансу може бути метаболічний ацидоз. У зв'язку з переважною дією на серцево-судинну систему застосування інгаляційних анестетиків у недошених і новонароджених немовлят обмежене, але вони широко використовуються для індукції та підтримки наркозу у старших дітей.

Всі інгаляційні анестетики викликають розширення судин мозку, але галотан більш активний, ніж севофлуран або ізофлуран. Тому у дітей з підвищеним ВЧД, порушеною перфузією головного мозку або травмою голови, а також у новонароджених з ризиком внутрішньошлуночкового крововиливу галотан та інші інгаляційні агенти слід застосовувати з обережністю. Хоча інгаляційні анестетики зменшують споживання кисню мозком, можуть непропорційно знизити кровообіг і цим погіршити постачання мозку киснем.

"Ідеального" інгаляційного анестетика не існує, але певні вимоги пред'являються до будь-якого з інгаляційних анестетиків. "Ідеальний" препарат повинен мати ряд властивостей, перерахованих нижче.
/. Низька ціна. Препарат має бути дешевим і легко виробляємо.
2. Хімічна стабільність. Препарат повинен мати тривалий термін зберігання і бути ста-
властивості білим у широкому діапазоні температур, він не повинен реагувати з металами, гумою або
пластмасами. Він повинен зберігати певні властивості при ультрафіолетовому опроміненні та не вимагати добавок стабілізаторів.
Незаймистість/невибухонебезпечність. Пари не повинні спалахувати і підтримувати горіння при клінічно використовуваних концентраціях і змішуванні з іншими газами, наприклад, з киснем.
Препарат повинен випаровуватись при кімнатній температурі та атмосферному тиску з певною закономірністю.
Адсорбент не повинен вступати в реакцію (з препаратом), що супроводжується виділенням токсичних продуктів.
Безпека для довкілля. Препарат не повинен руйнувати озон або викликати інші зміни довкілля навіть у мінімальних концентраціях.
/. Приємний для вдихання, не подразнює дихальні шляхи та не викликає посилення секреції.
Біологічні властивості
Низький коефіцієнт розчинності кров/газ забезпечує швидку індукцію анестезії та відновлення після неї.
Висока сила впливу дозволяє використовувати низькі концентрації у поєднанні з високими концентраціями кисню.
Мінімальна побічна дія на інші органи та системи, наприклад, ЦНС, печінку, нирки, дихальну та серцево-судинну системи.
Не піддається біотрансформації та екс-кретується у незміненому вигляді; не реагує на інші препарати.
Нетоксичний навіть при хронічній дії малими дозами, що дуже важливо для персоналу операційної.
Жоден із існуючих летких анестетиків не відповідає всім цим вимогам. Галотан, енфлюран та ізофлюран руйнують озон в атмосфері. Всі вони пригнічують функцію міокарда та дихання і піддаються метаболізму та біотрансформації більшою чи меншою мірою.
Галотан
Галотан відносно дешевий, проте він хімічно нестабільний і руйнується під впливом світла. Він зберігається в темних пляшках з додаванням 0,01% тимолу як стабілізатор. З трьох галогенсодержащих препаратів га-лотан має найвищий коефіцієнт розчинності газу в крові і, отже, найповільніше початок дії; але незважаючи на це, галотан найчастіше використовується для інгаляційної індукції анестезії, так як він надає найменшу подразнювальну дію на дихальні шляхи. Галотан метаболізується на 20% (див. "Вплив анестезії на печінку"). Характеристики галотану: МАК – 0,75; коефіцієнт розчинності кров/газ при температурі 37 "З - 2,5; точка кипіння 50 "З; тиск насичення пари при 20 "С - 243 мм рт.ст.
Енфлюран
МАК енфлюрану в 2 рази більше, ніж у галотану, тому його сила дії вдвічі нижча. Він спричинює пароксизмальну епілептиформну активність на ЕЕГ при концентрації понад 3%. Біотрансформації піддається 2% анестетика, при цьому утворюється нефротоксичний метаболіт і підвищується концентрація фтору в сироватці. Характеристики енфлюрану: МАК – 1,68; коефіцієнт розчинності кров/газ за температури 37 "З 1,9; точка кипіння 56 "З; тиск насичення пари при 20 ° С - 175 мм рт. Ізофлюран
Ізофлюран є дуже дорогим засобом. Він дратує дихальні шляхи і може спричинити кашель, посилення секреції, особливо у хворих без премедикації. З трьох галогеновмісних анестетиків це найбільш сильний вазодилататор: у високих концентраціях він може викликати синдром коронарного обкрадання у хворих із супутньою коронарною патологією. Характеристики ізофлюру-ну: МАК - 1,15; коефіцієнт розчинності кров/газ за нормальної температури 37 " З - 1,4; точка кипіння 49 " З; тиск насичення пари за нормальної температури 20 " З - 250 мм рт.ст.
Наведені переваги та недоліки трьох найбільш відомих галогенсодержащих анестетиків сприяли подальшим дослідженням та пошуку подібних сполук для клінічного випробування їхньої анестезіологічної дії у людини. В останні роки було синтезовано два нові препарати цієї групи, оцінено їх властивості та переваги.
Севофлюран
Це метилізопропіловий ефір, галогенізований іонами фтору. Він не займається в клінічно використовуваних концентраціях. Схоже, що він не має серйозного побічного впливу на ССС та дихальну систему. Основною теоретичною перевагою є дуже низький коефіцієнт розчинності кров/газ (0,6), що дозволяє використовувати його для швидкої інгаляційної індукції, особливо у дітей. Основним недоліком, який, можливо, обмежить його широке застосування є нестабільність при контакті з натронним вапном.
Десфлюран (1-163)
Це метилетиловий галогенізований ефір, 163-й за рахунком у серії синтезованих галогенсодержащих анестетиків. За своєю структурою він подібний до ізофлюрану, але не містить іонів хлору. Досліди з тваринами показують, що десфлюран біологічно стабільний та нетоксичний. Попереднє застосування препарату в клінічній практиці показало, що він приємний для вдихання та не подразнює дихальні шляхи. Десфлюран має виключно низький коефіцієнт розчинності кров/газ і тому може використовуватися для швидкої інгаляційної індукції. Основні недоліки препарату - висока вартість та високий тиск насичення пари, який не дозволяє використовувати його з традиційними випарниками. Продовжуються дослідження для подолання цих проблем та подальшої оцінки застосування дес-флюрану у клінічній практиці.
Додаткова література
Heijke S., Smith G. Quest for the ideal inhalational anaesthetic agent.- British Journal of
Anaesthesia, 1990; 64: 3-5. JonesPM, Cashman JN, Mant T.G.K. Clinical impressions and cardiorespiratory effects of a new fluorinated inhalation anaesthetic, desflurane (1-163), in volunteers.- British Journal of Anaesthesia, 1990; 64: 11-15. Суміжні теми
Внутрішньовенні анестетики (с. 274). Вплив анестезії на печінку (с. 298). Закис азоту (с. 323).