8分钟了解最常用的吸入麻醉药

编者按：本书对所有医学生都具有重要指导价值，无论将来是否会成为麻醉医生，都可通过本书深刻认识到麻醉医生是如何将其对理论的理解应用到为患者提供安全有效的医疗服务当中的。

本章重点学习目标：

1. 学习影响吸入麻醉药物诱导和苏醒速度的药代动力学因素；
2. 理解最低肺泡有效浓度（MAC）的概念；
3. 了解最常用的四种吸入麻醉药物的特性（氧化亚氮，异氟醚，地氟醚和七氟醚）。

身临其境的案例学习5

你现在要进行一台耳鼻喉手术的麻醉诱导。外科医生希望能在保留患者自主呼吸的状态下进行气道检查，同时避免置入气管插管或者喉罩。患者既往体健，气道外观看起来也正常，因此你判断可以使用面罩维持通气。你同意实施吸入诱导。此刻患者已经开放了静脉通路并且标准的监护已连接妥当。

（1）你会选择哪一种吸入麻醉药？

（2）联合使用一种以上的吸入麻醉药物有什么优势吗？

（3）你可以控制哪些因素以加快麻醉诱导的速度？

（4）你拥有呼气末气体监测仪来测量呼出药物的浓度。你如何知道患者的麻醉深度已足够，可以让外科医生开始喉镜检查？

答案请见电子书

吸入麻醉药，包括氧化亚氮和各种挥发性卤代醚类，在现代麻醉实践中扮演着重要的角色。他们提供了快速的麻醉诱导，快速的麻醉中剂量滴定以及快速的麻醉后恢复。在临床使用的剂量下，吸入麻醉药提供了可靠的意识消失，制动，一定程度的肌肉松驰并钝化手术刺激引起的交感反应。

药代动力学：摄取、分布和消除

诱导：为了发挥作用，吸入麻醉药必须：

（1）回路中给予麻醉药物后被患者吸入体内；

（2）从肺泡吸收进入血液；

（3）从肺中运输至目标组织；

（4）从血液中吸收进入靶向组织（如大脑）。

苏醒：与诱导过程相反（药物从靶向组织中吸收进入血液，运输至肺，然后呼出至呼吸回路中）

可以将吸入麻醉药的诱导和恢复过程想像成一个水库：在诱导时将水库填满，恢复时将水库排空。当水库是空的时候，靶向组织中麻醉药物的分压为零，患者便苏醒了。当水库中充满了药物时，靶向组织中的麻醉药物分压达到有效剂量，患者便处于麻醉状态。

影响诱导和恢复速度的因素包括：

（1）在组织和血液中的溶解度：在血液和组织中溶解度较大的药物相当于具有一个更大的水库需要填充，才能在组织中达到适合的分压以产生麻醉效果。恢复时，溶解度较大的药物相当于具有一个更大的水库需要排空。基于同样的原理，对于溶解度较大的药物，其诱导速度就较慢（因为需要填满的水库容量较大）恢复也需要更长的时间。比如，当其他条件都相同时，异氟醚的诱导和恢复速度比地氟醚更慢（详见表格5.1吸入麻醉药的物理特性）

（2）吸入浓度：高浓度的吸入麻醉药可以在肺泡与血液之间提供更大的压力梯度，从而可以加快诱导速度。浓度梯度增加可以使动脉血中药物浓度增加，因此可以加快麻醉诱导。恢复过程中与此现象相反，吸入气体中药物浓度为零时，更有利于吸入麻醉药物离开血液进入肺泡。（见图5.1）

图5.1 肺泡气与吸入气体中麻醉药物的浓度的比值

图中显示了随着时间的推移，吸入气体（FI） 与肺泡气体（FA）中吸入麻醉药浓度比值如何变化。溶解度最低的药物最快达到平衡（FA/ FI）。（摘自：Modern Anesthetics: Handbook of Experimental Pharmacology, by Helmut Schwilden, Springer 2008. 已获使用授权）

（3）新鲜气体流量：麻醉机器中的新鲜气体流量越高，诱导速度越快。通过快速而完全地取代呼出气体（呼出气体中所含麻醉药物量少），可以保证吸入气体中持续含有高浓度的麻醉药物。同样，在恢复阶段，吸入高流量不含麻醉药物的新鲜气体可以快速地从回路中将麻醉药物冲洗干净，加快吸入麻醉药物从肺中清除。

（4）分钟通气量：分钟通气量较大（潮气量×呼吸频率），诱导时快速提供新鲜的吸入麻醉药，恢复时快速清除吸入麻醉药，从而加快诱导和恢复的速度。这与大多数患者的吸入诱导和恢复都具有临床相关性。比如，一位分钟通气量较高的患者（如婴儿）的吸入诱导与恢复的速度比一位分钟通气量较低（如老年人）的速度要快。通气量对高溶解度药物（如乙醚）的影响较大，对相对溶解度较小的药物（如氧化亚氮）影响较小。由于常用的吸入麻醉药溶解度处于较低至中等水平，所以这一作用只产生中等程度的影响。

吸入麻醉药的作用原理

吸入麻醉药的作用机制目前仍不完全清楚。现已在脊髓、脑干和大脑皮质水平证实了麻醉作用。

用于解释吸入麻醉药作用机制的理论包括：

（1）Meyer-Overton规则：观察发现吸入麻醉药的效能与脂溶性相关。由此推断，吸入麻醉药通过溶解于疏水位点发挥作用。以往认为这一作用发生于细胞膜脂质双分子层，现在认为发生在一种或者多种蛋白的相对疏水区域。

（2）GABA强化：许多吸入麻醉药物都可以增强γ-氨基丁酸系统的活性。静脉麻醉药物，比如苯二氮?类、丙泊酚和依托咪脂，也有同样的作用。研究发现吸入麻醉药的效能与其增强GABA系统活性的能力相关，由此产生了GABA增化学说。学说认为增强GABA系统的活性可能是吸入麻醉药发挥作用的关键要素。

（3）其他受体系统：吸入麻醉药与多种细胞受体有着不同程度的相互作用，其中包括NMDA受体及乙酰胆碱受体。

麻醉深度与MAC

最低肺泡有效浓度（MAC）是一种最常用于描述吸入麻醉药剂量的方法。麻醉医生使用的MAC，是一种特殊的ED50。1 MAC指的是手术切皮刺激下50%的对象无体动反应时的肺泡中药物浓度。引入MAC的概念，为比较不同吸入麻醉药的效能提供了标准。此外，吸入麻醉药的MAC具有可相加的特性（一名患者接受了0.5 MAC的一种药物和0.4 MAC的另一种药物，则总的麻醉药物剂量为0.9 MAC）。这样就可以对同时接受超过一种药物（通常为一种挥发性麻醉药加上氧化亚氮）的患者进行麻醉深度的判定。

吸入麻醉药MAC的倍数可以用来描述不同的麻醉深度。虽然MAC的倍数并不是线性的因为不同药物的剂量-效应曲线并不平行。然而，一些有用的剂量水平如下：

（1）0.3~0.4 MAC在无其他药物的影响下，这一剂量水平与麻醉苏醒相关（称为MAC-awake）。

（2）1.3 MAC可以阻断95%的患者对手术切皮时的反应（吸入麻醉药的1.3 MAC相当于静脉麻醉药的ED95）。

（3）1.5 MAC基本上可以阻断手术刺激引起的交感反应。

请注意上述吸入麻醉药的MAC值是针对正常成年人。表格5.2列出了常用吸入麻醉药的MAC值。

吸入麻醉药的MAC值可能因为各种因素而在某个患者中增加或者降低。表格5.3列出了这些会影响MAC值的因素。

氧化亚氮

氧化亚氮是一种无色、无刺激性的气体，带有微甜的气味和味道。它是目前在使用的麻醉药中唯一的无机化合物。室温下氧化亚氮的蒸气压力为745PSI。因为它的临界温度（低于此温度时，无论施加多大的压力，都无法使气体液化）在手术室的环境温度范围之内，所以在正常大气压下它以气态形式存在。氧化亚氮被压缩成液态以便于存储。由于它的效能较弱（MAC=105%），所以在正常大气压下无法给予1 MAC的氧化亚氮，否则会因缺乏氧气而引起窒息。实践中，大多数麻醉机能够提供的最大MAC为0.67（吸入氧化亚氮深度达70%）。

有关氧化亚氮的心血管效应、呼吸效应、中枢效应、弥散至含气腔隙、蛋氨酸合成酶抑制剂、致畸作用和恶心呕吐，详见电子书。

浓度效应

浓度效应可以解释为什么吸入麻醉药物的浓度越高，其在动脉血中浓度上升得越快。因为进入肺泡毛细血管的气体总量高于氮气进入肺泡的量，所以肺泡的容量减少。肺泡容量的减少导致麻醉药物的浓度增高。这种反应如同在肺泡内创造了真空环境，于是更多的麻醉气体便快速进入肺泡。这一效应在使用氧化亚氮时最为显著，因为它是最不可溶的气体。

第二气体效应

当联合使用氧化亚氮和另一种吸入麻醉药物，比如异氟醚时，可能会有第二气体效应，它是浓度效应的延伸和原理上的概念。正如我们在浓度效应中所见，尽管溶解度相对较低，诱导时大量的氧化亚氮被快速吸收入动脉血，在肺泡内创造了一种真空环境，于是第二种气体的摄取增加了。由于氧化亚氮被快速吸收，所引起的反应是产生了部分真空，促使第二种气体快速进入肺泡。

挥发性麻醉药（异氟醚，七氟醚和地氟醚）

目前麻醉实践中使用的挥发性麻醉药有许多相似的特点和不良反应：

（1）心血管效应：挥发性麻醉药抑制心肌收缩力和引起外周血管扩张（不同的麻醉药在这两者间的平衡有所不同）。对心率的影响也各不相同。动脉血压的降低具有剂量依赖性。

（2）呼吸效应：挥发性麻醉药使潮气量减小，呼吸频率轻度增快或者保持稳定，所以分钟通气量降低。机体对高碳酸血症的反应钝化（如麻醉状态下的患者发生高碳酸血症时分钟通气量增加的反应比清醒状态下要弱，即使二氧化碳分压已经很高时仍然会保持无呼吸状态）。如同使用氧化亚氮，低氧的呼吸驱动作用被显著降低。挥发性麻醉药还具有支气管扩张的作用。

（3）脑部效应：挥发性麻醉药减少脑氧耗量。在剂量超过1 MAC时，脑血流量增加，并引起颅内压增加。过度通气可以逆转药物引起的脑血管扩张。

（4）对肌肉骨骼的影响：挥发性麻醉药可以增强神经肌肉阻滞药物的作用。

（5）对产科的影响：挥发性麻醉药剂量-依赖性地影响子宫平滑肌的收缩力。

（6）对肝肾血流的影响：所有的药物都会减少肾脏血流量，减少肾小球滤过率以及减少尿量。肝血流量也会减少。

（7）恶心呕吐：挥发性麻醉药会引起术后的恶心呕吐。

（8）恶性高热：挥发性麻醉药会诱发恶性高热（注意：氧化亚氮不会）。

（9）心肌预处理：心肌接受挥发性麻醉药，可能对接下来的缺血和再灌注损伤具有保护作用。

异氟醚、七氟醚和地氟醚各自特点请详见电子书。

Jerome M. Adams

John W. Wolfe

Jesse M. Ehrenfeld

建议延伸阅读资料

[1] Campagna JA，Miller KW，Forman SA (2003) Mechanisms of actions of inhaled anesthetics.

N Engl J Med 348：2110–2124

[2] Eger EI (2005) Uptake and distribution. In: Miller RD (ed) Anesthesia，6th edn. Churchill Livingstone，New York，pp 131–153

[3] Eger EI，Saidman LJ，Brandstater B (1965) Minimum alveolar anesthetic concentration: a standard of anesthetic potency. Anesthesiology 26(6)：756–763

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