<<
>>

Ранние теории общей анестезии

Механизм развития наркотического состояния при вдыхании паров ди­этилового эфира, хлороформа и некоторых других средств ученые вплоть до начала XX в. пытались связать в основном с теми или иными физико-химическими изменениями в тканях, не проявляя большого интереса к сущно­сти нейрофизиологических сдвигов, вызываемых этими веществами.

Поскольку клиническая картина наркоза, достигаемого различными веществами, в основ­ных проявлениях имела много общего, исследователи исходили из представле­ния о едином механизме действия общих анестетиков.

Одной из первых теорий наркоза была коагуляционная [Кюн, 1864) . Предпосылкой для нее явилось свойство диэтилового эфира и хлороформа вы­зывать своеобразное свертывание внутриклеточного белка с образованием зер­нистости в протоплазме. Эти значительные изменения в структуре клетки и рас­сматривались в качестве основной причины нарушения ее функции. Однако позже выяснилось, что отмеченные изменения возникают лишь при концентра­циях анестетиков в тканях, значительно превосходящих уровень, достигаемый в клинических условиях.

К этому же периоду относится и разработка липоидной теории [Германн, 1866]. В дальнейшем она получила развитие в работах Мейера и Овертона (1899—1901). Эта теория была основана на двух установленных к тому времени фактах: 1) значительной липоидотропности использовавшихся тогда наркотиче­ских веществ; 2) высоком содержании липоидов в нервных клетках. Согласно рассматриваемой теории, насыщение анестетиками богатых липоидами клеточ­ных мембран создает барьер для обмена веществ в клетке. Определенным подтверждением правильности гипотезы считали зависимость выраженности нар­котического эффекта анестетиков, т.е. их силы действия, по степени сродства к липоидам (закон Мейера — Овертона). В дальнейшем было выяснено, что такая закономерность прослеживается в отношении большинства ингаляционных ане­стетиков. Наряду с этим обнаружились исключения. Таким образом, связь меж­ду растворимостью наркотических веществ в жирах и силой их действия оказа­лась не универсальной.

Несмотря на то, что липоидная теория является во многом несостоятель­ной, накопленные в процессе разработки ее факты в значительной степени спо­собствовали успеху дальнейших изысканий.

В начале XX в. была предпринята попытка объяснить наркотический эф­фект применявшихся тогда общих анестетиков на основе изменений, называе­мых ими на границе водной и липопротеиновой фаз мембраны нервных клеток. Исследования в этом направлении показали, что анестетики жирного ряда обла­дают свойством снижать поверхностное натяжение на границе между липоидной оболочкой клетки в окружающей ее жидкости [Траубе, 1904—1913]. След­ствием такого влияния является повышение проницаемости мембраны вообще и для молекул анестетиков в частности. Эта концепция, получившая название теории поверхностного натяжения, в некоторой степени близка разработанной также в тот период адсорбционной теории. Автор ее [Лове, 1912] исходил из свойства анестетиков повышать проницаемость клеточных мембран и высокой сорбционной способности их в отношении внутриклеточных липоидов, нахо­дящихся в коллоидном состоянии. Предполагалось, что именно вследствие вы­сокого насыщения анестетиком липопротеиновых структур нервных клеток блокируется их специфическая функция.

Адсорбционная теория создала предпосылки для построения очередной гипотезы, объясняющей наркотический эффект анестетиков их ингибирующим влиянием на ферментные комплексы, занимающие ключевое положение в обес­печении окислительно-восстановительных процессов в клетках [Варбург, 1911; Ферворн, 1912].

Некоторые научные материалы, свидетельствовавшие о такого рода влия­нии анестетиков на метаболизм клеток, привели к формированию гипоксиче­ской теории наркоза. В соответствии с ней торможение функции ЦНС при на­сыщении анестетиками жирного ряда возникает в результате нарушения энерге­тики клеток. В 30—50-х годах эта теория нашла многочисленных сторонников. Однако при всей заманчивости и обстоятельности выдвинутых в пользу этой теории обоснований со временем обнаружились слабые стороны ее. В частно­сти, было выяснено, что в условиях общей анестезии клеточный метаболизм на­рушается далеко не всегда. Характерные для гипоксии метаболические измене­ния в клетке обычно возникают лишь при высокой концентрации некоторых анестетиков в тканях, значительно превышающей используемую в клинических условиях. Не получено также убедительных данных о снижении потребления кислорода клетками. Результаты некоторых исследований свидетельствуют, что в нейронах наркотизированных животных содержание аденозинтрифосфата (АТФ) остается близким к нормальному. Во многом не согласуется с гипокси­ческой теорией наркоза и динамика (КОС) тканей и оттекающей от ЦНС крови. Не укладывается в нее также быстрое восстановление функции нейронов после удаления из них анестетика. Если бы анестетики вызывали существенные мета­болические сдвиги, которые неизбежны при гипоксии тканей, быстрое восста­новление функции ЦНС при удалении анестетика из организма было бы мало­вероятным. Все отмеченные моменты вызывают серьезное сомнение в правиль­ности основных положений гипоксической теории наркоза.

В 1961 г. Полинг предложил теорию водных микрокристаллов, объяс­няющую развитие наркотического состояния под влиянием общих анестетиков свойством последних образовывать в водной фазе тканей своеобразные кри­сталлы. Они, как выяснилось, создают препятствие для перемещения катионов через мембрану клетки и тем самым блокируют процесс деполяризации и фор­мирование потенциала действия.

Однако дальнейшие исследования показали, что свойством кристаллооб­разования обладают не все общие анестетики. Те же из них, для которых харак­терен этот феномен, образуют кристаллы при концентрациях, превышающих используемые в клинической практике.

Из всех теорий наркоза, предложенных в первое столетие со времени на­чала изучения механизма действия наркотических средств, наибольшее разви­тие в дальнейшем получила мембранная теория. На раннем этапе формирования [Хобер, 1907; Винтерштейн, 1916] она, как и некоторые другие теории наркоза, базировалась на данных о влиянии наркотических веществ на физико-химические свойства клеточных мембран. Развитие наркотического состояния авторы связывали с нарушением проницаемости мембран нервных клеток для метаболитов. В таком виде рассматриваемая теория не заключала в себе новых существенных элементов по сравнению с ранее разработанными теориями нар­коза.

Большое значение для дальнейшего развития мембранной теории наркоза имели результаты фундаментальных исследований электрического трансмем­бранного потенциала и роли электрических процессов, происходящих на мем­бране клетки, в формировании потенциала действия и распространении возбуж­дения как в пределах одного нейрона, так и при межнейронных контактах. Пер­вая гипотеза, связывающая возбуждение клетки с изменением чрезмембранного электрического потенциала, принадлежит Бернштейну (1912). Он представлял возбуждение как результат распространения потенциала действия, но развитие его в зоне влияния возбуждающего фактора объяснял деполяризацией мембра­ны на основе одинакового по интенсивности потока Na+ внутрь клетки и К+ в обратном направлении.

В дальнейшем выяснилось, что при таком понимании процессов, проис­ходящих в клетке в ответ на раздражение ее, величина потенциала на границе деполяризованной и поляризованной зон мембраны не может быть выше потен­циала покоя и, соответственно, не может вызывать распространения возбужде­ния, так как потенциал действия должен превышать трансмембранный потенци­ал покоя (60—80 мВ) не менее чем в 1,5 раза Ответ на возникший вопрос был найден после того, как A Hodgkin и В. Katz (1949) установили, что перемещение К+ и Na+ через мембрану при раздражении клетки происходит неравномерно: выходу К+ из клетки предшествует интенсивный ток Na+ в клетку. При этом в зоне раздражения на мембране клетки возникает обратное обычному распреде­ление зарядов, т.е. снаружи электрический заряд становится отрицательным, а с внутренней поверхности — положительным. Возникающий на границе возбуж­дения потенциал при таком изменении электрического заряда мембраны значи­тельно превышает потенциал покоя, что и обусловливает способность его рас­пространять возбуждение. Возвращение К+ в клетку и извлечение из нее Na+ (катионный насос) происходит в следующей фазе и сопровождается затратой АТФ. В механизме перехода клетки из состояния покоя в состояние возбужде­ния с последующим восстановлением трансмембранного потенциала покоя важную роль придают Са2+. С влиянием их связывают интенсивности тока Na+ и К+ через мембрану во время ее деполяризации и восстановления потенциала по­коя.

Интимный механизм перемещения катионов через клеточную мембрану при формировании потенциала действия, его распространении и восстановле­нии исходного состояния клетки остается не вполне ясным. Существует мнение, что поток ионов идет не через фосфолипидные структуры мембраны, а через своеобразные «каналы», образованные белковыми молекулами. Причем пред­полагают наличие молекул-проводников, перемещающих по этим «каналам» Na+ и К+ [Gage P. W., Hammil О. Р., 1981; Roth S. Н., 1979].

Помимо рассмотренных выше представлений об электрических процес­сах, сопровождающих возбуждение клеток, изложению современного понима­ния механизмов действия общих анестетиков целесообразно предпослать крат­кие сведения о структуре и функции межнейронных контактов. Для них харак­терны специфическая чувствительность к определенным эндогенным вещест­вам (медиаторам) и также определенным фармакологическим средствам, неко­торое замедление проведения возбуждения по сравнению с нервным волокном, односторонность проведения импульсов. Помимо этого, синапсы обладают спо­собностью суммировать импульсы и трансформировать ритмическое возбужде­ние. По строению и функциональной характеристике синапсы ЦНС чрезвычай­но разнообразны. Основными структурными элементами их являются терминали приводящего и отводящего нервных волокон, пресинаптическая и постси­наптическая мембраны, синаптическая щель. В пресинаптических окончаниях нервных волокон (преимущественно на границе с синаптической щелью) сосредоточены мельчайшие пузырьки с медиатором. Есть данные о том, что медиа­тор вырабатывается находящимися в пресинаптических терминалях митохонд­риями. Распространяющееся по нервному волокну возбуждение в виде потен­циала действия, достигая пресинаптической мембраны, вызывает выделение первичной очень небольшой порции медиатора. Последний своим действием на рецепторы пресинаптической мембраны приводит к поступлению в синаптиче­скую щель такого количества медиаторов, которое способно обеспечить пере­дачу импульса на другой нейрон. При этом в результате возбуждения медиатором рецепторов постсинаптической мембраны формируется постсинаптический потенциал, а затем и потенциал действия, который, распространяясь, приводит нейрон в возбуждение Большинство нейронов ЦНС через синапсы связано с сотнями и тысячами других нейронов, и каждый из поступающих от них им­пульсов приводит к образованию возбуждающего или тормозящего постсинап­тического потенциала. В результате функциональное состояние того или иного нейрона в каждый данный момент зависит от взаимодействия потенциалов раз­личного характера.

<< | >>
Источник: Под ред. Бунятяна А.А.. Руководство по анестезиологии. 1995 {original}

Еще по теме Ранние теории общей анестезии:

  1. ТЕОРИИ И МЕХАНИЗМЫ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  2. Понятие об анестезиологии и реаниматологии. Виды общей анестезии. Местная анестезия.
  3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ. ИНФУЗИОННО-ТРАНСФУЗИОННАЯ ТЕРАПИЯ ВО ВРЕМЯ АНЕСТЕЗИИ И ОПЕРАЦИИ
  4. НЕИНГАЛЯЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  5. МОНИТОРИНГ ГЛУБИНЫ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  6. Принципы поддержания общей анестезии
  7. ЭНДОТРАХЕАЛЬНЫЙ МЕТОД ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  8. Пероральный и ректальный методы общей анестезии
  9. Пробуждение после общей анестезии
  10. ИНГАЛЯЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  11. ОШИБКИ, ОПАСНОСТИ И ОСЛОЖНЕНИЯ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
  12. Подготовка к проведению общей анестезии
  13. Механизм действия лекарственных средств для общей анестезии
  14. Определение риска общей анестезии и операции
  15. Основные этапы общей анестезии
  16. Аппаратура и оснащение для общей анестезии
  17. Препараты для общей анестезии
  18. Влияние общей анестезии на паттерны дыхания
  19. ПРИНЦИПЫ ПРОВЕДЕНИЯ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ