МЕХАНІЗМИ НАРКОЗА

На картині американського художника Р. Хінклі зображена перша публічна операція під ефірним наркозом.

Цей регулятор подачі ефіру, винайдений Луї Обреденом, застосовували аж до 70-х років XX століття. На дихальної масці закріплений тонкостінний металевий кулю, всередині якого знаходяться просочені ефіром шматочки фетру.

У XIX столітті часто застосовували Хлороформний маску, сконструйовану німецьким лікарем Куртом Шіммельбуша. За допомогою спеціального тримача на обличчя пацієнта накладали компрес - просочену хлороформом тканину.

<

>

ПЕРШІ СПРОБИ

До середини XIX століття ніякого наркозу не знали і навіть не припускали, що коли-небудь стане можливим оперувати так, щоб хворому було безпечно і неболяче, а лікаря зручно. І раптом відкриття посипалися одне за іншим, як стиглі груші під вітром. Мабуть, і відкриття дозріли, і вітер нових ідей був сильний. Зараз навіть неможливо встановити, хто, власне, був першовідкривачем.

Офіційною датою початку "наркозно ери" вважається 16 жовтня 1846 року, коли американський лікар Джон Уоррен вперше оперував хворого під ефірним наркозом. Винахідниками наркозу визнані Вільям Мортон, за професією зубний лікар, і його вчитель, лікар і хімік Чарльз Джексон, який і запропонував використовувати ефір. Однак ще в 1780 році англійський хімік Хемфрі Деві, виробляючи випробування закису азоту на собі, написав: "Закис азоту, мабуть, має властивості знищувати біль". Але на його слова ніхто не звернув уваги. Зубний лікар з Коннектикуту (США) Хорас Велс попросив свого колегу Джона Риггса видалити йому хворий зуб під час дії закису азоту, що і було зроблено в 1844 році. Болі він не відчув, що підштовхнуло Уеллса до застосування закису азоту в своїй практиці. Хоча і нечасто, але закис азоту застосовують і сьогодні, а ефір майже забутий. Так хто винахідник?

З ефіром, до речі, теж не "все чисто". Опис його отримання шляхом перегонки суміші сірчаної кислоти з винним спиртом дав ще в XVI столітті німецький ботанік і аптекар Валеріус Кордус. Звідси походить і перша назва речовини - сірчаний ефір (пізніше його стали називати діетиловим ефіром або просто ефіром). На початку XVIII століття німецький лікар Фрідріх Гофман запропонував суміш ефіру зі спиртом в якості заспокійливих крапель, названих його ім'ям; їх застосовували більш ста років. Чистий ефір був отриманий лише в 1796 році Товіем Ловица, які працювали в Головній аптеці в Петербурзі. Наркотизирующее дію ефіру відкрив, як це не дивно, англійський фізик Майкл Фарадей, який в 1818 році навіть опублікував статтю на цю тему.

Розумна думка, як відомо, ніколи не приходить в єдину голову. Одночасно і незалежно один від одного німецький хімік Юстус Лібіх і французький аптекар Ежен Суберан отримали нове летюча речовина, яке назвали хлороформом. Ніхто з них про його наркотизирующихся дії не знав. Це встановив професор акушерства Единбурзького університету Джеймс Сімпсон. Незадоволений дією ефіру при знеболюванні пологів, він став пробувати різні леткі рідини і, природно, наткнувся на хлороформ. Вже 15 листопада 1847 хлороформ був застосований на практиці.

Далі почалася справжня гонка за новими препаратами і новими методами їх застосування. Всі перераховані кошти були або газами, або легколетючі рідинами, і тому їх вводили через дихальні шляхи (в той час через просту маску) - інгаляційно, тобто шляхом вдихання. Такий метод утруднював операції на обличчі або в положенні хворого на животі. Це призвело Миколи Івановича Пирогова до спроб вводити наркотичні препарати в пряму кишку, тобто неінгаляційний, що, втім, мало свої недоліки.

У 1899 році професор Генріх Дрезер повідомив про створення нового активного снодійного - гедонал, похідного уретану. Використовуючи це снодійне, професор Військово-медичної академії Микола Павлович Кравков розробив спосіб наркотизації з попереднім введенням медикаменту. Спочатку хворому давали таблетку гедонал, яка забезпечувала глибокий сон, а на його тлі - хлороформ. При цьому і наркотизація протікала спокійніше, і хлороформу було потрібно менше.

Пізніше було запропоновано введення одного гедонал внутрішньовенно. Перша операція з застосуванням внутрішньовенного наркозу виконана в 1909 році в клініці Сергія Петровича Федорова в Петербурзі. Неінгаляційний Гедоналовий наркоз, який назвали "російським способом наркозу", став витісняти хлороформ. Незабаром, втім, він був замінений гексеналом, похідним барбітуратів (до них відноситься, зокрема, фенобарбітал). Хімічні формули згаданих перших засобів, використаних для наркозу, надзвичайно відрізняються одна від одної, хоча і викликають майже однаковий ефект. Додамо, що наркоз можна викликати і електрострумом і гіпнозом.

ЩО Ж ТАКЕ НАРКОЗ?

Слово "наркоз" походить від грецького narke, що означає заціпеніння, оніміння. Згідно підручника з фармакології, це стан, що характеризується оборотним пригніченням центральної нервової системи, проявляється виключенням свідомості, пригніченням чутливості (в першу чергу больовий), рефлекторних реакцій і зниженням тонусу м'язів.

Таке визначення описує лише зовнішню картину, але не дає характеристики наркозу і не розкриває механізм його виникнення. Почати з того, що недосвідчена людина затрудняється відрізнити стан наркозу від струсу мозку, сонячного удару і навіть непритомності. Втрата свідомості відбувається під час простого сну, не кажучи вже про комі (грец. Koma - глибокий сон) будь-якого походження. Звичайно, при всіх цих станах втрата свідомості супроводжується порушенням функції життєво важливих органів і систем. При наркозі такого бути не повинно, і це треба б обумовити в визначенні. Крім того, кома може виникнути як результат передозування наркотизирующихся кошти, отже, мова у визначенні йде не про наркоз взагалі, а про відносно безпечному хірургічному наркозі.

Наркоз без втрати свідомості - Рауш-наркоз, запропонований, до речі, Н. І. Пироговим, - найперша стадія наркозу, при якій усувається тільки чутливість, що досить для проведення дрібних операцій.

Порівняно недавно захоплювалися так званим "наркозом без наркозу", за медичною термінологією - нейролептаналгезией. Хворому вводили сильний нейролептик дроперидол, який усуває передачу небажаних рефлексів з оперованого органу на інші органи і системи, попереджає шок, а плюс до того пригнічує страх, напруга, блювоту і підсилює дію і без того потужного анестетика фентанілу. При цьому хворий не втрачає свідомість.

З іншого боку, барбітурати, використовувані і зараз для неінгаляційного наркозу, наприклад гексенал і тіопентал, не пригнічують почуття болю, тобто не є анестетиками! Виявляється, простого глибокого сну може бути досить для виконання операції.

Саме тому такі сильні снодійні тепер називають гіпнотікамі. В американській літературі вказується, що при тіопенталовим наркозі 10 відсотків оперованих відчувають біль, що неодноразово ставало причиною судових позовів. Все ж цей факт дає зрозуміти, чому при гіпнозі можна оперувати взагалі без хімічного втручання. Тепер є прекрасні анестетики, що не розслаблюють мускулатуру, наприклад кетамін.

Для виконання деяких операцій доводиться додатково вводити речовини, які тільки розслабленням м'язів і займаються, - міорелаксанти. Але не завжди воно потрібно, це розслаблення. Ось тому зараз від терміна "наркоз" вже практично відмовилися. Тепер кажуть "загальна анестезія". Так воно і зручніше: легше розрізняти загальну анестезію від місцевої, для досягнення якої використовуються зовсім інші речовини - місцеві анестетики типу новокаїну, лідокаїну і їм подібних.

Цей регулятор подачі ефіру, винайдений Луї Обреденом, застосовували аж до 70-х років XX століття. На дихальної масці закріплений тонкостінний металевий кулю, всередині якого знаходяться просочені ефіром шматочки фетру. Видихається пацієнтом повітря збирається в пакеті. За допомогою спеціального пристрою можна регулювати подачу ефіру, свіжого повітря і зворотне вдихання з пакета.

Дійсно, для операції головне - усунути всі відчуття, а сон будь-якої глибини, придушення рефлексів і розслаблення м'язів можна викликати при необхідності іншими речовинами. Так що хірургічний наркоз - це загальна анестезія в поєднанні з гіпнотікамі, транквілізаторами, нейролептиками, речовинами, які блокують патологічні рефлекси, і міорелаксантами, завдяки чому вдається отримати повністю безпечне і позбавлене неприємних відчуттів стан, яке забезпечує хірургу можливість виробити необхідну втручання.

Але чому ж багато речовин, такі різні, здатні приводити людину в стан, схоже з типовим хірургічним наркозом? Наркоз, що викликається кетаміном або ефіром, не може забезпечуватися тим же механізмом, що і наркоз після введення інертного газу ксенону або тим більше гіпнотичного навіювання. Тут йдуть одні припущення.

СКІЛЬКИ РЕЧОВИН, СТІЛЬКИ ТЕОРІЙ?

Мозок - чудове скупчення нервових клітин числом близько 1010, тобто десять мільярдів штук. Всі вони мають по кілька відростків, які начебто переплітаються, але насправді ніде не стикаються. Імпульси по відростках передаються за допомогою електрики, але воно виконує лише роль спускового гачка. Нервове закінчення, отримавши удар струмом, вистрілює дрібними молекулами передавачів-медіаторів, які, увійшовши в зіткнення з кліткою-мішенню, змінюють її стан. Вона або збуджується, або гальмується, або повністю втрачає чутливість, завмирає.

Перша теорія, що пояснює дію наркотизирующихся речовин, створена в 1875 році французьким фізіологом Клодом Бернаром і названа коагуляционной. Було відзначено, що під дією ефіру і хлороформу відбувається оборотна коагуляція (згортання) внутрішньоклітинних білків в ізольованих нейронах. Однак в 1938 році російський хірург П. І. Макаров довів, що при прижиттєвому спостереженні за клітинами під час хлороформного наркозу ніякої коагуляції не відбувається - концентрація наркотику для цього занадто мала.

Наступна теорія Е. Овертон і Г. Мейєра, створена в 1899 році, названа ліпідної. Передбачалося, що наркотичні речовини діють тим сильніше, чим краще розчиняються в ліпідах (жирах). Але після отримання нових речовин, зокрема гексенала і тіопенталу, а також стероїдних анестетиків (віадріл і інші), які погано розчиняються в жирах, а діють сильно, ця теорія збереглася лише в тій частині, що взагалі-то наркотики повинні в якийсь міру дійсно бути жиророзчинними. Воно і зрозуміло, зовсім не розчинні в жирах речовини не можуть ні пройти крізь гематоенцефалічний бар'єр мозку, ні проникнути всередину клітини через клітинну мембрану.

Переказувати все теорії в історичній послідовності немає сенсу. Їх було багато - протеїнова, теорія зміни поверхневого натягу мембран, термодинамічна, теорія освіти водних кристалів, теорія порушення окислювальних процесів, - але всі вони давали лише часткове пояснення для якоїсь групи речовин. В даний час найбільш популярна мембранна теорія. Відповідно до цієї теорії, включення молекул наркотизирующихся речовини в мембрану клітин ускладнює проникнення через неї активних іонів, зокрема натрію, калію і кальцію, які здійснюють генерацію електричних потенціалів дії. В результаті електроактивних нейронів порушується. Оскільки більшість наркотичних речовин хімічно інертно, то передбачається, що вони вступають з мембраною не стільки в хімічну, скільки в фізичне взаємодія.

УНІВЕРСАЛЬНИЙ ТОРМОЗ

А тепер ще одна несподіванка. У 1950 році американські хіміки У. Робертс і С. Френкель виявили в мозку нову амінокислоту, яку вони назвали гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК). Було дивно, що ця кислота не вбудовується в білки, а перебуває ніби у вільному плаванні. Навіщо? Відповідь отримали через десять з гаком років. Англійський вчений К. Крньевіч підвів слабкий розчин ГАМК до однієї з кірковихклітин, що сприймають чутливі імпульси. Яке ж було його здивування, а потім і захоплення, коли він встановив, що ГАМК придушила реактивність чутливих клітин кори мозку, тобто є гальмівним речовиною. Японські автори зробили ще простіше. До чутливої ​​зоні кори вони підвели плаваючий електрод, а на нього зверху надягли папірець, змочену ГАМК. Той же результат. Японський досвід пізніше був відтворений автором цієї статті.

Потім виявили, що ГАМК гальмує не тільки клітини, що сприймають імпульси, а й клітини, їх генеруючі. Дальше більше. І ось нарешті встановили, що ця речовина є гальмівним медіатором приблизно для 20-30 відсотків нервових клітин. Були складені карти дії ГАМК в мозку, причому вони збіглися з тими зонами, які відповідальні за сон і біль.

Мало того, при окисленні ГАМК утворюється оксибутират, який виявився наркотизирующихся засобом, хоча і слабким. Так було доведено, що наркоз може бути не тільки мембранним, а й синаптическим, а саме - викликати ефект в результаті хімічної реакції з тими ділянками клітин-викон нітельніц, які підпорядковуються спеціальним хімічним командам.

До речі, речовини бензодиазепиновой групи і барбітурати роблять центральне заспокійливу, протисудомну і що розслабляє м'язи дію, активуючи рецептори, чутливі до ГАМК.

Логічно було б припустити, що на противагу універсальному гальмівному фактору повинен існувати і універсальний активує фактор. Дійсно, таким виявилася відома з 1866 року і широко поширена в організмі, в тому числі і в мозку, глутамінова кислота, а також її амід - глутамат. У 1974 році Д. Куртіс і Г. Джонстон (США) встановили, що при впливі глутамату на мовчазні нервові клітини в них виникає активність, що і дозволило віднести глутамінової кислоти до збудливим амінокислотам.

У XIX столітті часто застосовували Хлороформний маску, сконструйовану німецьким лікарем Куртом Шіммельбуша. За допомогою спеціального тримача на обличчя пацієнта накладали компрес - просочену хлороформом тканину. Щоб дія наркозу не слабшав, час від часу тканину додатково змочували хлороформом. Найбільша небезпека полягала в передозуванні і блокаді дихальних шляхів.

Приблизно в ті ж роки в нашій країні був введений в практику новий неінгаляційний загальний анестетик кетамін (кеталар, калипсол). Кетамін має виражену аналгетичну ефектом завдяки хімічній активації опіатнихрецепторів мозку; при цьому з депо вивільняються ендогенні анальгетики - енкефаліни. Особливий інтерес представляє здатність кетаміну блокувати деякі рецептори глутамату, знижуючи таким чином як загальну активність мозку, так і опосредуемое через них сприйняття болю.

Отже, остаточного, тим більше універсальної відповіді на питання про механізм дії речовин, що викликають наркоз, немає. Попередньо можна сказати, що загальні анестетики можуть бути розділені на дві групи: речовини, які взаємодіють з мембранами нейронів за рахунок своїх фізичних властивостей, і речовини, які надають виборче хімічне дію на певні клітинні рецептори, які беруть участь у формуванні відчуття болю.

Неясностей залишається досить. Так і не вирішено питання про те, яким же чином настільки різноманітні речовини і впливу здатні викликати практично невиразну картину наркозу. Можливо, що в мозку вищих тварин збереглася якась універсальна система, яка у нижчих організмів бере участь в пасивної захисної реакції заціпеніння і уявної смерті. Якщо це так, то активувати її здатні самі різні стимули і впливу на різні відділи мозку. Сказане не можна навіть розглядати як гіпотезу, тільки лише як припущення.

ФЕНТАНІЛ І БОРОТЬБА З ТЕРОРИЗМОМ

Під час операції зі звільнення заручників, захоплених терористами в жовтні 2002 року в Москві, спецслужби застосували фентаніл (про це було заявлено офіційно). Оскільки анальгетик фентаніл застосовується як наркотизирующее речовина (про що згадувалося вище), варто поговорити про нього докладніше.

У всіх країнах, крім бойових отруйних речовин несмертельної дії типу зарину, існували і існують теоретично несмертельні отруйні речовини, умовно звані "поліцейськими", які, зрозуміло, можуть бути використані і в бойових умовах, а тому тримаються в полусекрете. На зміну сльозогінним газам неминуче повинні були прийти інші. І прийшли.

В останні роки в міжнародних наукових журналах публікувалися статті про те, що в якості поліцейського зброї (будемо називати його так) можуть бути використані речовини психотропної дії, які не включені в Конвенцію про заборону виробництва і зберігання отруйних речовин. У числі інших згадувалися і похідні морфіну. Досить добре відомо, що морфін - це не тільки болезаспокійливий, а й наркотичну, а отже, психотропну речовину. У терапевтичних дозах морфін і синтетичні морфіноподібні речовини типу промедолу діють в мозку тільки на чутливі до опію (опіоїдні) клітини, пригнічуючи біль. Але вже в мінімально токсичних дозах сам морфін знижує сприйняття навколишнього, пригнічує активність, викликає байдужість і напівсонний стан - НЕ дійсність, але й не сон, тим більше, не наркоз. Висловлюючись образно - очманіння.

При введенні токсичних доз морфіну порушується блювотний центр і пригнічується дихальний центр. У міру синтезу нових речовин дійшли і до фентанілу, схожого за будовою з промедолом, але приблизно в 100 разів більше активного. На практиці виявилося, що фентаніл забезпечує знеболювання достатня, щоб зробити хірургічну операцію. Друге його гідність - швидкість настання ефекту, від 1 до 5 хвилин. Недолік для хірургії полягає в короткочасності дії - 15-30 хвилин. Для поліцейських цілей це якраз гідність. Правда, поліцейським хотілося б, щоб побічні дії фентанілу - одурманення, спастичний скорочення м'язів, блювотний ефект - були більш виражені. А ось пригнічення дихального центру в будь-якому випадку є недоліком, оскільки при відсутності апарату для штучного дихання може обернутися катастрофою.

Мабуть, під час спецоперації в театральному центрі використовували одне з похідних фентанілу, можливо діметілфентаніл. Хоча ця речовина не призводить до загибелі здорових дорослих людей, але, як всі опіоїди, воно небезпечне для дітей, для хворих на бронхіальну астму, діабет і для тих, хто знаходиться в стані сильного стресу. А таких серед заручників було багато. Саме це, а також недостатня підготовленість медичних служб для надання допомоги великій кількості постраждалих стали причиною загибелі людей.

Так, більшість токсичних ефектів як самого морфіну, так і синтетичних опіоїдів усувається їх антагоністами - налорфін і налоксоном, однак пригнічення дихання вони не знімають, а забезпечити всіх апаратами для примусової вентиляції легень було нереально.

Є і ще один момент. Справа в тому, що всі синтетичні опіоїди, починаючи з фентанілу, - порошки або їх розчини. Але не будеш же бігати за кожним терористом зі шприцом! Однак ще на зорі появи перших отрут типу ДЛК (діетіламід нікотинової кислоти), що викликають псіхозоподобние стану, були сконструйовані спеціальні аерозольні генератори, що дозволяють створювати цілі хмари, що включають тверді частинки настільки малі розміри, що вони не затримуються навіть стандартними протигазами. Для успіху операції в театральному центрі було потрібно дуже швидко наситити аерозолем зал для глядачів, що і було зроблено. Набагато простіше застосовувати цей метод в невеликих закритих приміщеннях. Ніде правди діти, мене дивувало, що такі операції до теперішнього часу не робилися при звільненні заручників в літаках.

Див. В номері на ту ж тему

стаття Рудоволоса СИЛЬНІШИЙ ВІДЧУВАЮТЬ БІЛЬ