薬理学/全身麻酔薬

全身麻酔は、局所麻酔とは異なる。
全身麻酔は、作用持続中に、意識が一時的に消失する。
いっぽう、局所麻酔は単に、作用持続中に、痛覚などの感覚が鈍麻するだけである。
なお、全身麻酔では意識の消失にともない、感覚も消失し、不動になり、刺激への反応も減少する。これらの作用などの理由もあり、外科手術には全身麻酔が必須である。
全身麻酔は、吸入麻酔と、静脈内注射による静脈麻酔がある。
静脈麻酔は、速攻性があるので、吸入麻酔の導入として使われる。
ケタミン、チオペンタール、チアミラール、プロポフォールなどが、静脈麻酔である。
吸入麻酔は、ガス状の麻酔薬を患者に吸入させて麻酔を效かせる。
ハロタン、イソフルラン、笑気(亜酸化窒素)、などの吸入麻酔薬がある。
なお、実用化されている吸入麻酔薬の多くは、炭素骨格Cをもつ麻酔薬であり、揮発性の麻酔薬である。ハロタン、イソフルラン、エンフルンランなど、すべて炭素骨格 C をもつ、揮発性の物質である。
例外的に、亜酸化窒素(笑気)が、炭素原子を持たない吸入麻酔薬である。
このような化学的特性から、ハロタン、イソフルラン、エンフルランなどの揮発性の吸入麻酔薬は、常温・常圧では液体であり、揮発的に気化していく(というか、そういう物質なので「揮発性」と呼んでいる)。なお、現代では使われなくなったが、エーテル麻酔薬も同様に、揮発性であり、炭素骨格Cをもつ。なお、揮発性麻酔はそのままでは、ほとんど液体のままなので、使用の際には気化器を使って気化させる。
一方、亜酸化窒素は常温でガスであり、「ガス性」の吸入麻酔薬として亜酸化窒素は分類される。
全身麻酔は、大脳を麻痺させているという定説である。どの医学書でも、全身麻酔の項目で、大脳のハナシをする。だが、全身麻酔の詳しい作用機序は、じつは不明である。
よく医学書で紹介される仮説として、GABAA受容体やグリシン受容体など各種の受容体、またはカリウムチャネルなど各種の電位依存性チャネルなどへの影響による麻酔の機序の学説が提唱されており、仮説という推測にすぎず、真相は不明である。
麻酔の量を多くしすぎると、呼吸麻痺や循環不全により、生命の危機になる。この呼吸麻痺は、脳組織の一部である延髄の麻痺によるものだというのが、古くからの定説である。
なので全身麻酔は、その濃度により、
の順番に抑制していっているという学説が定説である。
吸入麻酔薬を吸い込むと效くのも、肺から脳に薬物が移動して作用しているためと思われる。
吸入麻酔薬には、ハロタン、イソフルラン、笑気(亜酸化窒素)、などがある。
上記のほか、歴史的にはエーテルが吸入麻酔薬としては古く、1846年から用いられてきたが、引火性が高いので危険なので、もはやヒトには使われていない。
実は、ハロタンも、肝毒性が問題視され、あまり使われなくなってきており、日本では2015年に販売が中止された。その他、ハロタンは悪性高熱症が起きやすいとされている問題もある。
なので現代では、イソフルランなど別の吸入麻酔薬がよく使われる。
なお、揮発性麻酔薬には、筋弛緩の作用もあり、主に骨格筋を弛緩させるが、子宮筋も弛緩させるので、帝王切開では避けるほうがよい。

吸入麻酔薬について、「血液/ガス分配係数」という指標がある。
「血液/ガス分配係数」の意味は、血液にどれだけ溶けやすいかを示したもので、数値が高いほど溶けやすい。要するに、血液への溶解度である。
単に「分配係数」と省略される場合もある。
気をつけるべきは、溶けやすいほど、吸入麻酔としての効果の発現は遅い、という事である。
なので、血液/ガス分配係数が高いほど、効果の発現は遅い。
吸入麻酔は、血液に溶けた状態ではなく、気化した状態で作用するので、なので血液/ガス分配係数が低いほど、その吸入麻酔薬の効果の発現は早い。
なので、たとえば
であるが、笑気のほうが効果の発現が早いと思われる。実際には、そのほかの要因も関係しているので一概には言えないが、分配係数の理論上はそうである。
また、どういうわけか、 血液に溶けにくい(分配係数の低い)麻酔薬ほど、排泄が早く、覚醒が早い。
つまり、作用の発現の速い薬ほど、効果の消失による覚醒も早い。
また、麻酔作用の強さを示す指標として、MAC(最小肺胞内濃度、minimum alveolar conentration)があり、MACの値が小さいほど強い麻酔薬である。
MACの値は、50%の患者が皮膚切開に対して体動を示さない時の最小肺胞内濃度である。
たとえばハロタンのMACは0.77であり、亜酸化窒素(笑気)のMACは105なので、笑気は麻酔薬としては弱い。
亜酸化窒素は、発現が早いが効果が弱いので、原則として他の吸入麻酔薬と併用する。
一般に、吸入麻酔薬(少なくとも揮発性麻酔薬はそう)は脳血流を増加させ、脳圧を亢進するので、脳外科手術には適さない。
特にハロゲンで、脳圧の亢進が強い。
一般に、全身麻酔により、濃度依存的に心筋は抑制され、血圧は低下する。
ただし、笑気は効果が弱いので例外的であり、「血圧低下」と言いきれるか微妙なところである。(※ 医学書でも、『NEW薬理学』では、笑気については血圧低下とは断言していない。)
少なくとも、(効果の弱くない)揮発性麻酔については血圧低下の作用があるのは確実である。
ハロタンは、心臓抑制作用が強い
一方、イソフルランは心臓抑制作用が弱い。

心拍出量の低下にともない、門脈血流なども低下する。
腎臓に対しては、少なくとも揮発性麻酔薬は。、糸球体濾過量を低下させる。
ハロタンは代謝産物に肝毒性がある。
一般に揮発性麻酔薬はいくつかの筋肉を弛緩させるが、揮発性麻酔薬は気管支平滑筋も弛緩させる。
イソフルランとエンフルランは、気道への刺激作用があり、咳を誘発することがある。
また、デンフルランも、気道刺激作用がある。

笑気は、呼吸系および循環系(心臓など)への抑制作用は小さい。
心筋の抑制が強い。脳圧の亢進が強い。
肝毒性がある。
「悪性高熱症」という致死的な高熱をひきおこしやすい。
上述のような使いづらさから、現代では使用頻度は減少している。

気道に対して刺激作用があるので、咳を誘発。

痙攣を引き起こすことがある。

血液/ガス分配係数が比較的に小さい。このため、麻酔の導入、覚醒も比較的に早い。
小児で、脳波の異常を誘発することがあるので、せん妄を起こす場合がある<。

血液/ガス分配係数が非常に小さい(笑気と同じくらいに小さい)。
このため、麻酔の導入と覚醒が非常に早い。
しかし、気道刺激性が強い。なので、気道導入には適さない。

麻酔作用が弱い。
なお歴史的には古く、1799年には亜酸化窒素の麻酔作用が発見されていた。
原則的に、他の麻酔薬と併用する。
また、笑気と併用することで、他の麻酔薬のMAC値(つまり使用量)を若干、減らす事ができる。
呼吸器、循環器への影響が小さい。
麻酔導入薬としても、よく使われる。単独では覚醒もすみやかなので、他の麻酔薬を併用する必要がある。
静脈麻酔は、よく点滴の形式で行われる。(ただし例外もある。)
点滴による麻酔の場合、次々に麻酔性分が供給されるので、麻酔薬には、その事を念頭においた特性が要求される。
まず、作用時間の短い薬であっても、点滴から次々と麻酔成分が供給されるので、あまり問題は無い。
むしろ作用時間の短い薬のほうが、理想的な静脈麻酔であるとすら、されている。
また、点滴終了後に覚醒を早めるためには、その薬は代謝がされやすい等、体内への蓄積がされにくい要件も必要である。
プロポフォールという麻酔薬が、肝臓での代謝もされやすくて、作用発現も早いので、静脈麻酔の持続投与として、よく使われる。
一方、バルビツール酸系薬は、鎮痛作用は無いので、ほかの鎮痛薬と併用する必要がある。また、バルビツール酸系薬は、持続投与には向かない。
このほか、併用薬として、モルヒネなどの麻薬性鎮痛薬(オピオイド)が、全身麻酔の静注麻酔の際に、鎮痛薬として併用される。

ケタミンは、NDMA受容体の拮抗薬であり、フェンシクリジンの誘導体である。
ケタミンは、完全な意識消失はせず、意識の解離状態にする。また、麻酔状体下の記憶焼失、健忘を引き起こす。
ケタミンの投与により、脳波上では、大脳皮質は徐波化しているのに、大脳辺縁系は覚醒波を示すので、このような現象を「解離」という。
このためケタミンは 解離性麻酔薬 とも言われている。
また、ケタミンには鎮痛作用がある。
上述のような作用のため、ケタミンの用途としては、麻酔だけでなく、慢性疼痛の治療にも用いられる。
循環系に関しては他の薬物と異なり、ケタミンは血圧上昇、心拍数の増加などを起こす。
ケタミン麻酔からの回復期には、不快な夢や幻覚を見る。つまり、いわゆる「せん妄」がケタミン麻酔からの回復期にある。
(いわゆる脱法ドラッグなどとしての)乱用が国内外で問題になり、ケタミンは日本では2007年1月より麻薬に指定された。

プロポフォールは、作用発現が早く、約30秒 〜 1分以内である。このため、プロポフォールは麻酔導入にも使われる。
また、プロポフォールは肝臓での代謝もされやすいので、点滴終了後の覚醒も速やかであり、約5分以内である。
よってプロポフォールは持続点滴による麻酔にも、よく用いられる。
プロポフォールは、イソプロピルフェノールの誘導体であり、非水溶性なので脂肪乳濁剤で投与する。このため、血中脂質も上昇する。

バルビツール酸系として、チオペンタールまたはチアミラールがある。
チオペンタールおよびチアミラールは、鎮静作用はあるが、鎮痛作用は無い。
脂溶性が高い。なので、容易に血液脳関門を突破する。
こういった理由もあってか、発現は速く、静注後に約20秒で意識が消失するので、麻酔の導入には向いている。
しかし、脂肪組織に分布しやすいので蓄積されやすい事と、脳以外の脂肪組織にも分布することで脳の麻酔が薄まりやすいことから、麻酔の維持には向かない。
なお、15〜30分で回復(覚醒)する。
脂肪に蓄積されるといっても、しかし肝代謝を受けるので、しだいに不活性化していき消失していく。
なお、作用機序としては、チオペンタールまたはチアミラールは、中枢神経系のGABAA受容体に結合し、Clチャネルを開口させる。

持続麻酔の際、鎮痛薬として、麻薬性鎮痛薬を使う場合がある。
フェンタニルまたはレミフェンタニルが、オピオイドμ受容体を選択的に刺激する。
フェンタニルまたはレミフェンタニルは、鎮痛薬として麻酔時に併用される。
レミフェンタニルは作用発現が1分と、非常に速い。
なお、オピオイドの呼吸抑制の際には、ナロキソンで回復する。