临床常用吸入麻醉药的药理学特点
(一)氟烷
氟烷(fluothane,halothane)又名三氟氯溴乙烷,1951年由Sukling合成,1956年开始广泛应用于临床。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:氟烷为强效吸入麻醉药,对中枢神经系统可产生较强的抑制作用,但镇痛作用差,并有扩张脑血管作用,可增高颅内压。
(2)循环系统:氟烷对循环系统有较强的抑制作用,主要表现为抑制心肌和扩张外周血管。由于其抑制交感和副交感中枢,削弱去甲肾上腺素对外周血管的作用,因而交感神经对维持内环境稳定的调控作用减弱,使氟烷对心脏的抑制得不到代偿,两者共同影响使血压下降程度较其他吸入麻醉药强。
(3)呼吸系统:氟烷对呼吸道无刺激,不引起咳嗽和喉痉挛,可用于小儿麻醉诱导,同时由于其具有抑制腺体分泌和扩张支气管的作用,故术后肺部并发症少。
(4)肝脏:对肝脏有一定影响,尤其是短期内再次接受氟烷麻醉者,可出现“氟烷相关性肝炎”。肝损害的表现为:在麻醉后7d内发热,同时伴有胃肠道症状,血中嗜酸性粒细胞增多,血清天冬氨酸转氨酶(谷草转氨酶)、碱性磷酸酶增高,凝血酶原时间延长,并可出现黄疸,病死率高。建议在3个月内避免重复吸入氟烷。
(5)肾脏:氟烷降低血压的同时可减少肾小球滤过率及肾血流量,直至血压恢复,对肾脏无直接损害。
(6)子宫:浅麻醉时对子宫无明显影响,加深麻醉则可使子宫松弛,收缩无力;用于产科宫内翻转术虽较理想,但可增加产后出血。
(7)内分泌系统:氟烷麻醉时可使血中ADH、ACTH、肾上腺皮质醇、甲状腺素浓度增高。浅麻醉时升高血中儿茶酚胺浓度,加深麻醉后则无影响。不影响人类生长激素及胰岛素水平。
2.临床应用 氟烷麻醉效能强,适用于各科手术,尤其适用于出血较多、需控制性降压的患者。对气道无刺激,诱导和苏醒迅速,适用于吸入诱导,尤其小儿麻醉诱导。有扩张支气管的作用,可用于哮喘、慢性支气管炎或湿肺患者。不升高血糖,可适用于糖尿病患者。术后很少发生恶心、呕吐,肠蠕动恢复快。但氟烷具有较强的呼吸、循环抑制作用,不适用于心功能不全以及休克等心血管功能不稳定的患者;由于可增高心肌对肾上腺素的敏感性,从而易致心律失常。安全范围小,镇痛作用弱,肌松不充分,对橡胶、金属有腐蚀作用,并可发生严重的肝损害,故虽麻醉效能强,但目前已不主张单独使用。
(二)异氟烷
异氟烷(isoflurane,forane)是恩氟烷的同分异构体,合成于1965年,自1978年始广泛应用于临床。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:异氟烷对中枢神经系统的抑制呈剂量依赖性,在低CO2条件下对颅内压的影响小于氟烷和恩氟烷,吸入浓度达0.6~1.1MAC时,不增加脑血流量;1.6MAC时,脑血流量虽增加,但增幅不如氟烷。深麻醉、低CO2或施加听刺激时不产生恩氟烷样的抽搐,故可安全用于癫痫患者。
(2)循环系统:异氟烷对心血管功能仅有轻度抑制作用。在2.0MAC以内,对心肌的抑制小,能降低心肌氧耗量及冠脉阻力,但不减少冠脉血流量;异氟烷致血压下降的主要原因是其降低周围血管阻力。异氟烷能增快心率,却较少引起心律失常。
(3)呼吸系统:异氟烷抑制呼吸与剂量相关,可大幅度降低肺通气量,在增高CO2的同时抑制中枢对其引起的通气反应。异氟烷增加肺阻力,并能使肺顺应性和功能余气量减少。
(4)肝脏:异氟烷物理性质稳定,临床应用证实对肝脏无损害,潜在的肝脏毒性很小。
(5)肾脏:异氟烷在体内代谢少,对肾功能影响小,虽能通过降低全身血压而减少肾血流量,但并无明显肾功能抑制和损害,长时间麻醉后血清尿素氮、肌酐和尿酸不增加。
(6)子宫:异氟烷对子宫肌肉收缩有抑制作用,与剂量相关。浅麻醉时并不抑制分娩子宫的收缩,深麻醉时则有较大的抑制作用,故能增加分娩子宫的出血。浅麻醉时对胎儿无影响,但深麻醉时由于降低子宫血流灌注,可对胎儿产生不良影响。异氟烷类同于恩氟烷,能增加人流术中的子宫出血,故不提倡用于该类手术。
(7)神经肌肉:异氟烷有肌肉松弛作用,能强化去极化和非去极化肌松药的效应,术中可减少肌松药的用量,因此适用于重症肌无力患者。
2.临床应用 异氟烷具有很多优点,其麻醉诱导迅速,苏醒快,不易引起呕吐,可适用于各种手术。由于其对心血管功能影响很轻,并可扩张冠脉,故可安全用于老年、冠心病患者。不增加脑血流量,适用于神经外科或颅内压增高的手术,尤其是癫痫患者。吸入低浓度异氟烷尚可用于ICU患者的镇静。
异氟烷镇痛作用较差,并有一定刺激性气味,麻醉诱导时小儿难以合作。能增快心率;由于扩张阻力血管而降低血压。可增加子宫出血,不适用于产科麻醉。
(三)恩氟烷
恩氟烷(enflurane,ethrane)由Terrell在1963年合成,于70年代应用于临床。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:对中枢神经系统的抑制随血中浓度升高而加深,吸入3%~3.5%的浓度时,可产生暴发性中枢神经抑制,脑电图呈现单发或重复发生的惊厥性棘波,临床上可伴有四肢肌肉强直性、阵挛性抽搐。惊厥性棘波是恩氟烷深麻醉的特征性脑电波,也称之为癫痫样脑电活动,低CO2时棘波更多,此种发作为自限性暂时性。在动脉压波动不大时,恩氟烷可使脑血管扩张,增加脑血流量,从而使颅内压增高。
(2)循环系统:恩氟烷对循环系统的抑制程度呈剂量依赖性。增快心率,抑制心肌收缩力,并能减少每搏量及心排血量,使血压下降,而右房压增高。血压下降与心肌抑制相关外,尚由外周血管阻力下降所致。血压下降与麻醉深度呈平行关系,可作为麻醉深度的判断指标。恩氟烷不增加心肌对儿茶酚胺的敏感性,可安全用于嗜铬细胞瘤患者的麻醉。
(3)呼吸系统:恩氟烷对呼吸道无刺激作用,不增加气道分泌物,不引起气道痉挛和咳嗽。但对呼吸有较强的抑制作用,强于其他吸入麻醉药,主要是减少潮气量,也可降低肺顺应性。
(4)肝脏:对肝脏功能影响轻微,研究表明多次重复吸入恩氟烷不产生明显的肝脏损害。
(5)肾脏:对肾脏功能有轻度抑制作用,但麻醉结束后可迅速恢复。恩氟烷麻醉后血清中无机氟可升高,但未超过肾功能损害的阈值,如术前肾功能受损者,需谨慎或避免应用。
(6)子宫:恩氟烷有松弛子宫平滑肌的作用,呈与用药剂量相关性宫缩减弱,甚至出现宫缩乏力或产后出血。
(7)神经肌肉:恩氟烷具有肌肉松弛作用,亦可增强肌松药的神经肌肉阻滞效能,单独使用所产生的肌松作用可满足手术的需要。恩氟烷的肌肉松弛作用与剂量相关,新斯的明不能完全逆转其神经肌肉阻滞作用。
(8)眼内压:恩氟烷能降低眼内压,故可适用于眼科手术。
(9)内分泌:恩氟烷麻醉时可使血中醛固酮浓度增高,而对皮质激素、胰岛素、ACTH、ADH及血糖则均无影响。
2.临床应用 恩氟烷诱导及苏醒相对较迅速,恶心、呕吐发生率低,对气道刺激性少,不增加气道分泌物,肌松效果佳,可适用于各部位、各种年龄的手术,如重症肌无力、嗜铬细胞瘤手术等。但恩氟烷对心肌有抑制作用,在吸入高浓度时可产生癫痫样脑电活动,深麻醉时抑制循环及呼吸。因此对于严重的心、肝、肾脏疾病以及癫痫、颅内压过高患者需慎用或禁用。
(四)七氟烷
七氟烷(sevoflurane)由Regan于1968年合成,1990年在日本正式开始使用。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:七氟烷抑制中脑网状结构的多种神经元活动,与剂量相关,在吸入4%浓度时,脑电图可出现有节律的慢波,随麻醉加深慢波逐渐减少,出现类似巴比妥盐样的棘状波群。麻醉过深时可出现全身痉挛,但较恩氟烷轻。七氟烷亦增加颅内压,降低脑灌注压,但程度较氟烷弱。
(2)循环系统:吸入一定浓度的七氟烷(2%~4%),可抑制左室收缩及心泵功能,且与剂量相关,对心率的影响不大,但能使血压下降,与其抑制心功能、减少心排血量以及扩张阻力血管有关。
(3)呼吸系统:七氟烷对气道的刺激非常轻,尤其适用于小儿麻醉面罩诱导,此特点与氟烷相似。在麻醉加深的同时,对呼吸的抑制亦相应增强。
(4)肝脏:七氟烷麻醉可使肝脏血流量一过性减少,对门静脉的影响稍大,但均能恢复到术前水平。
(5)肾脏:七氟烷的组织溶解性低,在体内的代谢相对较少,肾毒性小,故目前尚未见七氟烷引起肾脏损害的报道。
(6)神经肌肉:七氟烷与其他吸入麻醉药一样,可强化肌松药的作用。
2.临床应用 七氟烷因诱导、苏醒快,气道刺激少,麻醉深度容易控制,适用于各种全身麻醉手术,亦为小儿麻醉诱导及门诊手术的良好选择。七氟烷遇碱石灰不稳定,能一过性降低肝血流量,故一月内使用吸入全身麻醉、有肝损害的患者需慎用。当新鲜气流量较少时,管道内可产生化合物A,因而使用七氟烷时需保证足够的新鲜气流。
(五)N20
N2O(nitrous oxide),亦即笑气,1779年由Priestley合成,自1844年Wells用于拔牙麻醉始,广泛用于临床,历史悠久。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:吸入30%~50%N2O即有较强的镇痛作用,浓度在80%以上方产生麻醉作用,可见其麻醉效能较弱,MAC在所有吸入麻醉药中居于最高,达105,并有增高颅内压的作用。
(2)循环系统:N2O对心肌无直接抑制作用,不影响心率、心排血量、血压、周围血管阻力等,但在单纯N2O麻醉下,可出现平均动脉压、右房压、食管温度升高,全身血管阻力增高,瞳孔增大。
(3)呼吸系统:对呼吸道无刺激,不抑制呼吸,术前如使用镇痛药,N2O可增强术前药的呼吸抑制作用。
2.临床应用 N2O诱导迅速,苏醒快,镇痛效果强,对气道无刺激,无呼吸抑制作用,可安全用于各种非气管插管患者的麻醉,但由于其麻醉作用弱,常需吸入较高浓度,易出现缺氧,故常与其他吸入麻醉药复合应用,并可增强其麻醉效能,同时使麻醉后恢复更趋于平稳。N2O对循环影响小,可安全用于严重休克或危重患者,以及分娩镇痛或剖宫产患者。长期使用N2O对骨髓有抑制作用,一般以吸入50%48h内为宜。使用高浓度的N2O容易引起术中缺氧。N2O麻醉还可使体内含气空腔容积增大,以吸入3h后最明显,故肠梗阻、气腹、空气栓塞、气胸、气脑造影等有闭合空腔存在时,体外循环、辅助体外循环时禁用。近期对于N2O的应用及其相关不良影响,尤其吸入高浓度(70%),存在很大争议。
(六)地氟烷
地氟烷(desflurane)为近年投入使用的吸入麻醉药,1959年至1966年间由Terrell等人合成,直至1988年方通过鉴定,于1990年初在临床试用。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:地氟烷对中枢神经系统呈剂量相关性抑制,但并不引起癫痫样脑电活动,其脑皮质抑制作用与异氟烷相似。如同其他吸入麻醉药,大剂量时可引起脑血管扩张,并减弱脑血管的自身调节功能。
(2)循环系统:与其他吸入麻醉药相似,地氟烷对心功能亦呈剂量依赖性抑制,也可扩张阻力血管,但在一定MAC下与N2O合用能减轻其循环抑制及增快心率的作用。在冠心病患者,地氟烷能抑制劈开胸骨时的血压反应,维持正常的心脏指数及肺毛细血管楔压。
(3)呼吸系统:地氟烷对呼吸功能的抑制作用较异氟烷、恩氟烷弱,可减少分钟通气量,增加CO2,抑制机体对高CO2的通气反应。
(4)肝、肾脏:地氟烷对肝、肾功能无明显的抑制及损害作用。
(5)神经肌肉:地氟烷的神经肌肉阻滞作用强于其他氟化烷类吸入麻醉药。
2.临床应用 地氟烷具有组织溶解度低,麻醉诱导、苏醒快,对循环功能影响小和在体内几乎无代谢产物等特点,属于较好的吸入麻醉药,但由于价格昂贵,有刺激性气味,麻醉效能较同类弱,故在实际应用中受限。此外,由于其蒸汽压是其他吸入麻醉药的4倍左右,沸点接近室温,因此要用专一的抗高蒸发压、电加热蒸发器。
(七)氙气
氙气(xenon)属于惰性气体,化学性质稳定,不产生环境污染,具备吸入麻醉药的许多理想条件,2001年作为药物开始应用。
1.药物作用 具体如下。
(1)中枢神经系统:氙气的麻醉效能强于N2O,两者镇痛作用相仿,吸入低浓度的氙气即可提高人体的痛阈,延长对听觉刺激的反应时间,对中枢神经系统具有兴奋与抑制双重作用,当吸入浓度达60%时,可增加脑血流量。
(2)循环系统:不影响心肌收缩力,由于此药的镇痛作用而降低机体应激反应,有利于心血管系统的稳定。
(3)呼吸系统:对呼吸道无刺激,由于氙气血/气分配系数低,排出迅速,故自主呼吸恢复较快;其对肺顺应性影响小,适用于老年人以及慢性肺病的患者。
2.临床应用 氙气的麻醉效能显著强于N2O,诱导和苏醒迅速,具有较强的镇痛效应。对心功能无明显影响,血流动力学稳定,不影响肺顺应性,对呼吸道无刺激,是较理想的吸入麻醉药,尤其对心功能储备差的患者。但由于氙气提取困难,且不能人工合成,导致价格昂贵,输送困难,目前在临床不可能广泛应用,尚需进一步深入进行临床应用研究。
(张保军)