全身麻酔

吸入麻酔薬は揮発性の液体または気体であり、通常は麻酔器を使用して投与されます。麻酔器は、酸素、麻酔薬、および周囲の空気の混合物を構成し、それを患者に供給し、患者と機器のパラメータを監視することができます。液体麻酔薬は機器内で気化されます。^{[ 5 ]}

吸入麻酔には多くの化合物が使用されてきましたが、現在広く使用されているのはごくわずかです。デスフルラン、イソフルラン、セボフルランは、今日最も広く使用されている揮発性麻酔薬です。これらはしばしば亜酸化窒素と併用されます。古く、あまり一般的ではない揮発性麻酔薬には、ハロタン、エンフルラン、メトキシフルランなどがあります。研究者たちは、麻酔薬としてキセノンを使用することも積極的に研究しています。^{[ 5 ]}

注射麻酔薬は、意識消失状態の導入および維持に使用されます。麻酔科医は、静脈注射の方が筋肉注射や皮下注射よりも迅速で、一般的に痛みが少なく、信頼性が高いため、静脈注射を好みます。最も広く使用されている薬剤には、以下のようなものがあります。

• プロポフォール
• エトミデート
• メトヘキシタールやチオペンタールなどのバルビツール酸系薬剤
• ミダゾラムなどのベンゾジアゼピン系薬剤
• ケタミンは英国では「現場麻酔」として、例えば交通事故や同様の状況で、現場で手術を行う必要がある場合や、手術室へ移動する時間がない場合などに使用され、状況が許せば他の麻酔薬が優先される。米国では手術の場面でより頻繁に使用されている。^{[ 5 ]}

ベンゾジアゼピンは鎮静剤であり、他の全身麻酔薬と併用して使用されます。^{[ 2 ] [ 5 ]}

• GABA _A受容体は、ニューロンを過分極させ、中枢神経系の抑制性受容体として機能する塩化物チャネルです。これらの受容体を刺激する全身麻酔薬は、通常、鎮静状態や意識消失状態を誘発するために使用されます。そのような薬剤には、プロポフォール、エトミデート、イソフルラン、ベンゾジアゼピン（ミダゾラム、ロラゼパム、ジアゼパム）、バルビツール酸系薬剤（チオペンタールナトリウム、メトヘキシタール）などがあります。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

• ケタミンはNMDA受容体拮抗薬であり、主に鎮痛効果を目的として使用され、適応外使用として抗うつ効果も期待されています。しかし、この薬は覚醒状態も変化させるため、全身麻酔状態を維持するために他の全身麻酔薬と併用されることがよくあります。ケタミン単独投与は解離状態を引き起こし、患者は幻聴や幻視を経験することがあります。さらに、痛みの知覚と有害刺激の知覚が分離します。ケタミンはGABA作動性介在ニューロン上のNMDA受容体に優先的に結合するようで、これがその効果を部分的に説明している可能性があります。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

• 2 孔カリウムチャネル (K _2P s)は、ニューロンの静止膜電位に寄与するカリウムコンダクタンスを調節します。したがって、これらのチャネルが開くと過分極電流が促進され、ニューロンの興奮性が低下します。K _2P s は全身麻酔薬 (特にハロゲン化吸入麻酔薬) の影響を受けることがわかっており、現在、潜在的な標的として研究されています。K _2Pチャネルファミリーは 6 つのサブファミリーからなり、15 個の固有のメンバーが含まれています。これらのチャネルのうち 13 個 (TWIK-1 および TWIK-2 ホモマーを除く) は全身麻酔薬の影響を受けます。全身麻酔薬がこれらのチャネルに直接結合することが確認されておらず、これらの薬剤が K _2Pコンダクタンスにどのように影響するかも明らかではありませんが、電気生理学的研究により、特定の全身麻酔薬が K _2Pチャネルの活性化を引き起こすことが示されています。この薬物誘発性チャネル活性化は、特定の K _2Pチャネル (すなわち TREK-1 および TASK チャネル) 内の特定のアミノ酸に依存することが示されています。TREK-1 の場合、膜脂質クラスターへの麻酔薬の摂動とホスホリパーゼ D2 の活性化によって活性化が示されました。精製再構成 TREK-1 への麻酔薬の直接結合はコンダクタンスに影響を与えませんでした。^{[ 8 ]} 特定の全身麻酔薬の効果は、野生型マウスと比較してK _2Pノックアウトマウスではそれほど顕著ではありません。累積的に、TASK-1、TASK-3、およびTREK-1は、全身麻酔の誘導に役割を果たしていることが特によく裏付けられています。^{[ 3 ] [ 6 ] [ 7 ]}

• オピオイド受容体作動薬は主に鎮痛効果を目的として使用されます。しかし、これらの薬剤は鎮静作用も引き起こします。この作用は、オピオイド受容体とアセチルコリン受容体の両方に対するオピオイドの作用によって媒介されます。これらの薬剤は覚醒を低下させる可能性がありますが、意識の喪失は引き起こしません。そのため、全身麻酔状態を維持するために、他の全身麻酔薬と併用されることがよくあります。そのような薬剤には、モルヒネ、フェンタニル、ヒドロモルホン、レミフェンタニルなどがあります。^{[ 2 ] [ 4 ]}
• α2アドレナリン受容体作動薬であるデクスメデトミジンを投与すると、ノンレム睡眠に似た鎮静状態が得られます。適応外使用として、他の全身麻酔薬と併用して全身麻酔状態を維持するのに用いられます。注目すべきは、患者はこのノンレム睡眠状態から容易に覚醒してしまうことです。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}
• ドーパミン受容体拮抗薬は鎮静作用と制吐作用を持つ。以前は、神経遮断麻酔（カタレプシー、鎮痛、無反応）を誘発するためにオピオイドと併用されていた。神経遮断麻酔を受けた患者は、行われている医療処置を認識していることが多いが、動いたり感情を表現したりすることができないため、現在ではそのような目的では使用されていない。そのような薬剤には、ハロペリドールやドロペリドールなどがある。^{[ 2 ]}

麻酔を受けた人は、まず鎮痛を感じ、続いて健忘と混乱を感じ、次の段階へと移行する。^{[ 4 ]}

ステージIIは、しばしば、患者がせん妄状態になり、混乱し、重度の健忘症を呈することを特徴とする。呼吸パターンの不規則性は、この麻酔段階でよく見られる。吐き気や嘔吐もステージII麻酔の兆候である。せん妄の結果として、もがきやパニックが起こることもある。^{[ 4 ]}

ステージIIIの開始時には正常な呼吸が再開します。ステージの終わりに近づくと、呼吸は完全に停止します。ステージIII麻酔の指標には、まつげ反射の消失と正常な呼吸が含まれます。ステージIII麻酔の深さは、眼球運動と瞳孔の大きさで判断できる場合が多いです。^{[ 4 ]}

第 IV 段階では呼吸は起こらない。その後すぐに循環不全と血管運動中枢の抑制が起こる。呼吸と循環の補助が利用できない場合、この麻酔段階で死亡することが多い。^{[ 4 ]}

最小肺胞濃度（MAC）とは、患者の50%が外科的切開に反応しなくなる肺内の吸入麻酔薬の濃度です。この値は、さまざまな吸入全身麻酔薬の効力を比較するために使用され、医療従事者が全身麻酔の導入および/または維持中に使用する薬剤の分圧に影響を与えます。^{[ 3 ] [ 4 ]}

誘導

麻酔の導入は、吸入麻酔薬が脳と脊髄に拡散することによって促進されます。全身への拡散は、さまざまな組織内の薬剤の分圧が肺内の薬剤の分圧と等しくなるまで続きます。^{[ 3 ]}医療従事者は、吸入麻酔薬の分圧を変化させることで、麻酔導入の速度と麻酔薬の最終的な組織濃度を制御できます。肺内の薬剤の分圧が高いほど、全身への拡散がより速く促進され、より高い最大組織濃度が得られます。呼吸数と吸気量も、肺血流量の程度と同様に、麻酔開始の速さに影響します。^{[ 4 ]}

気体状薬剤の分配係数は、さまざまな組織における相対的な溶解度を示す指標です。この指標は、分圧が等しい場合（気体：血液、脂肪：血液など）、2 つの組織間の相対的な薬剤濃度を表します。吸入麻酔薬は、組織溶解度と分配係数に関して大きく異なります。[ 3 ^]溶解度の高い麻酔薬は、特定の組織内の分圧を上昇させるために多くの薬剤分子を必要としますが、溶解度の低い麻酔薬は比較的少ない分子で済みます。^{[ 4 ]}一般的に、溶解度の低い吸入麻酔薬は平衡に早く達します。しかし、脂肪：血液分配係数の高い吸入麻酔薬は、脂肪組織の血管分布が最小限であるため、平衡に達するのが遅くなります。脂肪組織は、薬剤の大きな、ゆっくりと満たされる貯蔵庫として機能します。^{[ 3 ]}

ほとんどの研究はエタノールの酩酊作用に焦点を当てていますが、エタノールは全身麻酔を引き起こすこともあります。^{[ 10 ]}古代から、現代​​の薬剤が開発される以前は、アルコールは全身麻酔薬として使用されていました。^{[ 11 ]}