氙氣在老年患者手術麻醉中的應用前景

張紅婷

撫順市第二醫院(遼寧 撫順 113000)

氙氣是一種化學性質極其穩定的惰性氣體，不燃燒、不助燃、不會爆炸，無色無味，常用來作為氙光燈的填充氣源，現也被醫學上用來作全身麻醉劑，2000年俄羅斯批準氙氣作為麻醉藥物應用于臨床，2005年德國也將氙氣列為臨床麻醉藥物，同樣在2007年歐洲藥品管理局也做出了批準，同意氙氣在歐洲應用于臨床麻醉。現今醫學發展迅速，人類壽命普遍延長，老年人數量比上個世紀增長許多，當然老年患者也隨之增加，一些疾病通過手術治療才是最佳手段，所以老年患者手術麻醉也成為了臨床需要關注的重要問題。老年患者機體儲備能力低、患有多種基礎性疾病等因素使手術麻醉風險增加，其手術過程的并發癥發生率比青壯年人群高，并且手術死亡率也相對較高。經現代醫學研究發現，氙氣作為一種非鹵代麻醉藥物，無毒無刺激性，它的誘導快、蘇醒快、能保護器官和神經系統等特性，對老年患者手術的安全性提供了保障。以下將對氙氣的性質和麻醉機制，氙氣作為麻醉劑對老年患者的應用優勢及其臨床應用進行闡述。

1 氙氣的性質和作用機制

氙氣Xenon，元素符號Xe，無色無臭無味的稀有氣體，熔點-111.9℃，沸點(-107.3±3)℃。氙氣沒有毒性，被人體吸入后不會產生毒副作用，且以原形排出，但吸入的濃度較高時可能會造成窒息。氙氣化學性質極不活潑，以單原子形式獨立存在于大氣中，在空氣中含量約為0.00087%，具有惰性氣體所有性質，幾乎不會發生化學反應，不燃燒、不助燃、不會爆炸，不會污染環境，是一種安全性非常高的氣體。1951年《科學》雜志發表的一篇論文稱首次完成了氙氣的動物實驗和人體實驗，該論文提到氙氣麻醉的誘導迅速，血流動力穩定，蘇醒快等特點。氙氣用于臨床麻醉最早的報道見于1980年，2001年其作為吸入麻醉劑被開始大量應用[1]。在不斷的臨床使用中氙氣的優良特性被更多地發現，使得它重新被各國研究者所重視。Nakata等指出，在不排除異氟烷的干擾下，氙氣最低肺泡有效濃度為63%。在體內無代謝過程，對組織和器官無毒性副作用，作為麻醉藥物是比較安全的[2]。

氙原子最外層有8個電子，能夠阻止共價結合，而其又有吸引周圍的分子的極化性。現在臨床常用的靜脈麻醉和吸入麻醉藥物的麻醉機制是通過激動γ氨基丁酸受體來增加抑制疼痛的作用。而氙氣作為氣體性吸入麻醉藥其麻醉機制一般被認為是通過拮抗N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體亞型-谷氨酸鹽受體，從而發揮麻醉作用，減少疼痛達到鎮痛效果，該作用為非拮抗性，因此麻醉使用的氙氣最終會回歸大氣循環[3]。

2 氙氣作為麻醉劑對老年患者的應用優勢

2.1 快速誘導和蘇醒

氙氣的血氣分配系數非常低，同樣非常低的還有氙氣的脂溶性，這使得氙氣的誘導時間和蘇醒時間比其他麻醉藥短[2]。以老年患者為研究對象表明，氙氣麻醉的呼氣末濃度上升比異氟醚更快，在誘導時間上，氙氣的71秒明顯要優于異氟醚的141秒。在與七氟烷的對比實驗中，無論是從睜眼時間和拔管時間，還是從定向性的恢復、聽從命令的時間等臨床觀察的數據對比來看，也是氙氣麻醉的效果要優于七氟烷。

2.2 器官保護作用

氙氣麻醉能保護心血管穩定，因為吸入氙氣基本不影響心肌細胞鈉、鉀、鈣等離子的流動。氙氣麻醉在對合并心血管患者的手術中保持心功能穩定的表現尤其突出。氙氣麻醉有利于保護心功能，老年患者多數伴有基礎性疾病、心肺功能不全等，因此更適宜用吸入氙氣的麻醉方法。觀察患者吸入氙氣過程中心電圖、心臟指數、血壓及全身血管阻力的變化情況，統計數據表明，上述指標均沒有顯著變化。通過家兔局部心肌缺血灌注模型實驗，結果表明，氙氣組梗死面積小。還有研究顯示氙氣麻醉能減少病人的心肌梗死面積，以及引發心臟的適應功能[4]。氙氣能夠保護心肌組織在非致命性缺血時不形成梗死灶。通過對動物實驗數據統計分析，在嚙齒動物的缺血性再灌注損傷模型中，吸入氙氣法具有保護腎臟作用。在對大鼠進行同種異體腎移植手術試驗時，可增強大鼠腎小管細胞增殖，減少腎小管細胞凋亡及炎癥，與對照組相比，應用氙氣治療組抑制T細胞浸潤及纖維化效果顯著，可有效阻礙慢性移植腎病發展，對腎功能的改善有積極作用。這對老年患者且伴有腎功能疾病者具有相當好的保護作用[5]。

2.3 神經保護作用

氙氣能降低興奮性神經毒性，這可能是其能保護神經系統的機制之一，另外能夠穩定腦灌注壓也是能其起神經保護作用的一個原因。氙氣可非競爭性抑制NMDA受體，增加細胞鈣離子內流，抑制興奮性毒性的關鍵毒性，阻止神經細胞的死亡[3]。同時氙氣不會升高顱內壓，也不會使腦血流量增加，美國麻醉師協會有實驗研究表明，氙氣吸入只能引起白質灌注量的增加，而不會增加灰質的灌注量，這說明氙氣麻醉方法對腦內不同區域血流動力學的影響不同，能夠增加安全性。氙氣作為NMDA受體拮抗劑，可降低應激狀態下急性神經元損傷。一項臨床試驗對心臟驟停的昏迷患者做顱腦核磁共振，比對氙氣治療和常規治療的核磁共振成像，氙氣對照組腦白質損傷面積比常規組損傷面積小。氙氣在基因表達方面，對抗凋亡基因Bcl-xL起上調作用，對促凋亡基因Bax起下調作用，說明氙氣在其中發揮的是負性阻礙作用，而起神經保護作用的可能機制是抗凋亡。此外，氙氣對神經系統的保護作用還與鈣離子依賴機制有一定的關系，并且神經預處理效應也對保護神經系統有積極作用。

2.4 穩定循環特性

氙氣對循環系統影響較小，在維持心血管功能的穩定性實驗中，氙氣麻醉比異丙酚麻醉更穩定，氙氣麻醉的患者心血管系統波動小，只表現為心率降低，提供更高水平的動脈壓，而無心功能不全癥狀產生，這就提高了老年患者麻醉的安全性和有效性。與瑞芬太尼合用，能降低心率和心輸出量，增加血中兒茶酚胺等分泌，使外周血管阻力升高。神經外科手術中，氙氣麻醉的方法對腦血管反應性沒有影響，也不會影響腦血流量[6]。

2.5 有效的鎮痛作用

氙氣有鎮痛作用。有研究顯示，百分之三十的氧氣與百分之七十的氙氣混合使用，可起到較好的麻醉效果，同比例的氧氣與氧化亞氮也可達到相近的麻醉深度，手術過程中用芬太尼來穩定循環，比較氙氣組和氧化亞氮組芬太尼使用量，氧化亞氮組用量較大[7]。在多模式疼痛試驗中，氙氣的鎮痛效果明顯強于氧化亞氮。氙氣的鎮痛作用主要是通過與NMDA受體上的谷氨酸結合，阻斷了由外周向中樞傳遞痛感。

2.6 氙氣不影響肺的順應性

氙氣化學性質穩定，是一種惰性氣體，因此，人體吸入后，不會進行生物轉化，也幾乎不參加體內的任何化學反應，吸入后仍以原形態經肺呼出，不會引起高熱反應。研究表明，老年患者手術時采用氙氣麻醉對肺功能無明顯影響[8]。基于氙氣的種種優勢，可將其運用于其他手術過程中，由于其對肺部功能幾乎沒有影響，在臨床上也會用吸入氙氣的麻醉方式來給患有慢性肺病且伴有多種基礎疾病的患者進行麻醉。患腸梗阻的老年人不能用氙氣麻醉，特別是伴有慢性肺疾的老人，因為氙氣會在腸腔等內臟的中空處滯留。

3 臨床應用

本世紀初，俄羅斯、德國相繼批準氙氣作為麻醉劑用于臨床，歐洲藥品管理局也做了同樣的決定。但因氙氣生產成本高，運輸要求高，導致其價格居高不下，已經影響到其在臨床上的應用與發展[9]。近年也有研究人員提出回收氙氣的方法，如采用物理方法將氙氣與氧氣、氮氣等分離，回收的氙氣進行再利用，但回收方法還需進一步實驗。上世紀末有研究人員用氣相色譜法對飽和氙氣的血液進行分析，測得血氣分配系數為0.115，按所測數值來看，在目前所用的吸入麻醉劑中，氙氣是血氣分配系數最低的。吸入氙氣和其他麻醉藥臨床效果對比分析，結論是采用氙氣麻醉的患者，無論是在反應時間、睜眼時間還是拔管時間上，均較其他藥物更短。根據氙氣的藥理學特點并結合臨床觀察得知，氙氣用于全身麻醉時患者蘇醒速度與吸入其他麻醉藥的患者相比較快。臨床上，氙氣也被應用于磁共振成像，成像效果好，對于發現肺部疾病有很大幫助，對于手術前對肺部情形的檢查判斷大有益處，也為麻醉醫師在術中對呼吸系統有了更清晰的認識。現代醫學對氙氣臨床研究與應用的重視程度越來越高，氙氣將更好地為現代醫療服務。

4 小結

氙氣作為吸入麻醉劑，來自大氣，歸于大氣，對環境無污染。它的誘導快、蘇醒快、能保護器官和神經系統、有效鎮痛、對肺的順應性無影響等特性，都是其成為理想吸入麻醉劑的原因。隨著年齡的增加、身體機能的衰退、心肺功能的下降、基礎疾病的合并增多，使老年患者麻醉耐受能力相比于青壯年差。氙氣麻醉劑為非拮抗性質，其自身的惰性導致不會產生化學反應，這就使不良反應減少，對于老年患者來說，是一種非常理想的手術麻醉劑，隨著研究的深入，其應用前景將更為廣闊。

然而氙氣是一種稀有氣體，空氣中含量微少，不易獲取，為節約用量，臨床趨向于緊閉式環路低流量方式進行麻醉。氙氣的分離提純成本較高，因氙氣的惰性性質，與其他物質很難發生化學反應，故不能用化學方法來制造氙氣。目前，全世界來看，可供醫用的氙氣總量僅為其年產量的十五分之一，滿足不了臨床需要，因此在臨床上大規模使用還需解決其分離提純問題。同樣，氙氣在臨床上的推廣，還要解決氣體輸送問題，輸送系統的材質、設備、回收利用裝置等的進一步研發，也將影響其在臨床上的使用范圍。