概述#

全身麻醉藥（general anesthetics）是結構多樣的一類藥物，產生共同的終點——一種行為與感知上的麻醉狀態。本章涵蓋麻醉狀態與作用機轉、靜脈（parenteral）麻醉藥、吸入性麻醉藥、麻醉輔助藥，以及治療性氣體（氧氣、二氧化碳、一氧化氮）。

麻醉狀態與效價#

麻醉狀態的構成#

麻醉狀態可視為一組「成分性」的行為或知覺改變：

  • 失憶（amnesia）
  • 對傷害性刺激的不動（immobility）
  • 對傷害性刺激自律反應的減弱
  • 止痛（analgesia）
  • 意識喪失

全身麻醉只在能促進手術或其他傷害性程序進行時才有用。手術通常需要患者不動、對手術無過度自律反應，並對程序失憶。

麻醉效價的測量#

吸入性麻醉藥的效價以 MAC（minimum alveolar concentration，最低肺泡濃度） 單位衡量。1 MAC 定義為能使 50% 受試者對手術刺激不產生移動反應的最低肺泡濃度。其優點是可經紅外光譜或質譜連續監測呼氣末濃度、直接反映作用部位的自由濃度、且是反映重要臨床目標的簡單終點。

不同麻醉藥產生失憶與不動所需濃度的比值差異甚大（如 nitrous oxide 對比 isoflurane），暗示不同藥物可能透過不同機轉產生這些行為終點。

麻醉的機轉#

20 世紀大半時期主張所有麻醉藥透過共同機轉作用（單一理論 unitary theory），最具代表性的是 Meyer-Overton 規則——麻醉效價與在橄欖油中的溶解度相關，指向脂質雙層。但已發現明確例外（如麻醉藥的對映體選擇性），脂質理論已大致被揚棄，思考焦點轉向特定的蛋白質結合位點，單一理論亦被揚棄。

細胞與分子層次#

  • 細胞效應：吸入性麻醉藥可使神經元過極化；在麻醉濃度下對突觸傳遞有顯著影響，對動作電位產生或傳導影響較小。吸入藥抑制興奮性突觸、增強抑制性突觸；靜脈藥主要增強抑制性神經傳遞，但 ketamine 主要抑制麩胺酸性興奮傳遞。
  • 分子標的：
    • GABAₐ 受體：對多種麻醉藥（鹵化吸入藥、propofol、巴比妥、etomidate、神經類固醇）敏感，增加受體對 GABA 的敏感性而增強抑制性傳遞。propofol 與 etomidate 對傷害刺激不動經 β3 次單元、鎮靜經 β2 次單元介導。
    • glycine 受體：吸入藥增強 glycine 活化的氯通道（脊髓與腦幹抑制傳遞）。
    • NMDA 受體：ketamine（結合 PCP 位點）、nitrous oxide、cyclopropane、xenon 抑制 NMDA 活化電流——這些是不顯著作用於 GABAₐ/glycine 的麻醉藥。
    • 雙孔域 K⁺ 通道：鹵化吸入藥、xenon、nitrous oxide、cyclopropane 活化，可能是其使神經元過極化之處。
  • 解剖部位：不同成分於 CNS 不同部位產生。吸入藥對手術切開的不動反應作用於脊髓；視丘抑制是麻醉的一致特徵；皮質抑制可能先於視丘。

靜脈麻醉藥#

藥動學原則#

靜脈麻醉藥為小型疏水性化合物，疏水性是支配其藥動學的關鍵。單次靜脈推注後優先分布至高灌流且親脂的腦與脊髓而迅速麻醉，隨後再分布（redistribution） 至灌流較低的肌肉、脂肪而終止單次劑量的麻醉作用（非靠代謝）。

半衰期具「情境敏感性（context-sensitive）」：單次推注後 thiopental 約 10 分鐘清醒，但長時間輸注後可能需超過一天。propofol、etomidate、ketamine 的情境敏感半衰期隨輸注延長僅小幅增加。

各類藥物#

  • 巴比妥類（thiopental、methohexital）：抑制 EEG、降低腦代謝率（CMRO₂）與顱內壓；劑量依賴性降血壓（主要為血管擴張）；呼吸抑制。可誘發紫質症急性發作（紫質症患者禁忌）。不誘發惡性高熱。
  • propofol：美國最常用的靜脈麻醉藥（2,6-diisopropylphenol 脂肪乳劑），作用於 GABAₐ 受體。清除率高，恢復快，適合門診程序；有抗噁心作用、注射疼痛。降血壓較 thiopental 顯著。
  • etomidate：取代咪唑類，最適合需維持心血管穩定者（冠心病、心肌病、低血容）。會抑制腎上腺皮質生物合成酶、引起噁心嘔吐與注射疼痛、肌陣攣，不建議長期輸注。
  • ketamine：arylcyclohexylamine（phencyclidine 同系物），抑制 NMDA 受體，產生獨特的分離性麻醉（dissociative anesthesia）——深度止痛、對指令無反應、失憶，但可能睜眼、自主呼吸。具間接擬交感作用（維持血壓）、強力支氣管擴張，適合有低血壓或支氣管痙攣風險者及兒科程序。增加腦血流與顱內壓；甦醒譫妄（幻覺、生動夢境）為常見併發症（苯二氮平可減少）。

吸入性麻醉藥#

吸入性麻醉藥治療指數（LD50/ED50）僅 2-4，是臨床最危險的藥物之一。藥物選擇常基於病人病生理與藥物副作用譜的配對。

藥動學原則#

  • 以氣體投予，分配係數（blood:gas、brain:blood、fat:blood，見原書 Table 19–1）支配其攝取與分布。平衡時麻醉氣體在各組織的分壓相等。
  • 血氣分配係數低者（nitrous oxide、desflurane）誘導與恢復快；高者（halothane）較慢，並在長時間給藥時於脂肪蓄積而延長恢復。提高吸入分壓可克服高溶解度藥物的誘導速度限制。

各類藥物#

  • halothane：第一個現代鹵化吸入藥，不刺激氣道、適合兒童吸入誘導；潛力強。劑量依賴性降血壓（主要為直接心肌抑制）、致心律不整（對腎上腺素敏化心肌，可致竇性心搏過緩）。可致罕見的猛爆性肝壞死（halothane hepatitis，免疫反應於三氟乙醯化肝蛋白）。可觸發惡性高熱。
  • isoflurane：全球常用，常用於麻醉維持（氣味刺鼻）。心輸出量維持良好，降血壓源於全身血管阻力下降；強力冠狀血管擴張。>99% 經肺排出。
  • enflurane：恢復較慢；可產生棘波—圓頂腦電活動與癲癇活動，癲癇患者一般不用。代謝產生顯著氟離子。
  • desflurane：血氣分配係數極低，誘導與恢復極快，廣用於門診手術。是強氣道刺激物（咳嗽、喉痙攣），不用於誘導。對乾燥 CO₂ 吸收劑可產生 CO。
  • sevoflurane：低溶解度、不刺激氣道，適合（尤其兒童）吸入誘導。與乾燥 CO₂ 吸收劑反應可產生 compound A（潛在腎毒性）與 CO；FDA 建議新鮮氣流至少 2 L/min。
  • nitrous oxide（N₂O）：弱麻醉藥但有顯著止痛作用（NMDA 拮抗），單獨僅在高壓下達手術麻醉深度。常作輔助藥（「第二氣體效應」加速誘導）。會與體腔內氣體交換致氣腔擴大（氣胸、腸阻塞等禁用）。氧化維生素 B12 而抑制甲硫胺酸合成酶，可致巨母紅血球貧血與周邊神經病變，不用於慢性止痛。停藥時須給 100% O₂ 以避免擴散性缺氧。
  • xenon：惰性氣體，心肺副作用極小（NMDA 拮抗、活化 TREK 通道）；極不溶於血液，誘導恢復快。但稀有昂貴，美國未核准。

麻醉輔助藥#

  • 苯二氮平類：midazolam（最常用，水溶性、起效快、作用短）用於圍術期焦慮緩解、失憶、鎮靜；麻醉劑量可致長時間失憶與鎮靜。
  • α2 腎上腺素致效劑：dexmedetomidine 高度選擇性 α2 致效，產生鎮靜與止痛但呼吸抑制極小，鎮靜類似自然睡眠。常見副作用為低血壓與心搏過緩。
  • 止痛藥：除 ketamine 外麻醉藥皆非有效止痛藥，故併用鴉片類（fentanyl、sufentanil、alfentanil、remifentanil、嗎啡）以減少麻醉需求並抑制血流動力反應。
  • 神經肌肉阻斷劑：去極化（succinylcholine）與非去極化（vecuronium）；用於放鬆下顎、頸、氣道肌肉以利插管。本身非麻醉藥，不可替代足夠麻醉深度。

麻醉的細胞保護與毒性#

齧齒類在突觸生成期暴露於麻醉藥（isoflurane、propofol、midazolam、nitrous oxide、thiopental）會造成發育中腦的廣泛凋亡性神經退化與後續認知功能障礙。GABAₐ 致效與 NMDA 拮抗皆有角色，兩者合併毒性最大。其與人類嬰幼兒手術麻醉的相關性尚待釐清。

相對地，麻醉藥可減少腦與心臟的缺血損傷（抑制興奮毒性、減少發炎、活化促存活訊息與 ATP 依賴 K⁺ 通道）。

治療性氣體#

氧氣（oxygen）#

  • 氧氣為生命所必需；缺氧（hypoxia） 是組織氧合不足的危及生命狀態，可源於組織灌流改變、血氧張力下降或攜氧能力下降。
  • 氧主要與血紅素化學結合運送（見氧合血紅素解離曲線 Figure 19–8），溫度升高、PCO₂ 升高、pH 下降使曲線右移而有利組織釋氧。
  • 低血氧的肺部機轉：低吸入氧分率、擴散障壁增加、換氣不足、通氣—灌流不匹配、分流（shunt）。除分流外，補充氧氣多可改善。

對少數因長期 CO₂ 滯留而呼吸中樞被抑制、靠「缺氧驅動」維持換氣者，給予過多氧可抑制此驅動而致呼吸性酸中毒，補充氧須謹慎滴定。高濃度氧亦可促成吸收性肺不張。

  • 給氧系統：低流量（鼻導管、簡單面罩）FiO₂ 受換氣模式影響大；高流量（Venturi 面罩、混合器）提供相對恆定的 FiO₂。以脈衝血氧飽和儀（pulse oximetry）非侵入性監測動脈血氧飽和度。
  • 高壓氧治療（hyperbaric oxygen）：用於減壓病、空氣栓塞、CO 中毒、氣性壞疽、慢性難治性骨髓炎等。CO 對血紅素親和力約為 O₂ 的 250 倍，高 PO₂ 促進 O₂ 競爭結合位點並增加溶解氧。副作用含中耳氣壓傷、CNS 毒性、癲癇、肺毒性。

二氧化碳（carbon dioxide）#

  • 由代謝產生，經血液（主要為碳酸氫根）運送至肺呼出。PCO₂ 升高致呼吸性酸中毒，下降致呼吸性鹼中毒。
  • 呼吸：CO₂ 是快速、強力的換氣刺激（酸化中樞化學受體與周邊頸動脈體）。
  • 循環：直接效應（心肌收縮力下降、血管擴張）與中樞介導的交感活化（心收縮力、心率、血管收縮增加）相對抗；淨效應為心輸出量、心率、血壓增加，總周邊阻力下降。
  • CNS：高碳酸血症抑制大腦皮質興奮性、提高皮膚痛閾；對換氣不足者增加 PCO₂ 可進一步抑制 CNS（正回饋致命循環）。臨床上以過度換氣降低顱內高壓。

一氧化氮（nitric oxide, NO）#

  • 經刺激可溶性鳥苷酸環化酶增加 cGMP。血管中內皮基礎釋放的 NO 是靜息血管張力的主要決定因素，造成血管擴張並抑制血小板聚集；亦為巨噬細胞細胞毒性的效應分子、神經中長期增益的介質。NO 生成受損與動脈粥樣硬化、高血壓、血管痙攣及缺血—再灌流損傷有關。
Backward Opioids, Analgesia, and Pain Management Local Anesthetics Forward