氙气在老年患者手术麻醉中的应用前景

张红婷

抚顺市第二医院(辽宁 抚顺 113000)

氙气是一种化学性质极其稳定的惰性气体，不燃烧、不助燃、不会爆炸，无色无味，常用来作为氙光灯的填充气源，现也被医学上用来作全身麻醉剂，2000年俄罗斯批准氙气作为麻醉药物应用于临床，2005年德国也将氙气列为临床麻醉药物，同样在2007年欧洲药品管理局也做出了批准，同意氙气在欧洲应用于临床麻醉。现今医学发展迅速，人类寿命普遍延长，老年人数量比上个世纪增长许多，当然老年患者也随之增加，一些疾病通过手术治疗才是最佳手段，所以老年患者手术麻醉也成为了临床需要关注的重要问题。老年患者机体储备能力低、患有多种基础性疾病等因素使手术麻醉风险增加，其手术过程的并发症发生率比青壮年人群高，并且手术死亡率也相对较高。经现代医学研究发现，氙气作为一种非卤代麻醉药物，无毒无刺激性，它的诱导快、苏醒快、能保护器官和神经系统等特性，对老年患者手术的安全性提供了保障。以下将对氙气的性质和麻醉机制，氙气作为麻醉剂对老年患者的应用优势及其临床应用进行阐述。

1 氙气的性质和作用机制

氙气Xenon，元素符号Xe，无色无臭无味的稀有气体，熔点-111.9℃，沸点(-107.3±3)℃。氙气没有毒性，被人体吸入后不会产生毒副作用，且以原形排出，但吸入的浓度较高时可能会造成窒息。氙气化学性质极不活泼，以单原子形式独立存在于大气中，在空气中含量约为0.00087%，具有惰性气体所有性质，几乎不会发生化学反应，不燃烧、不助燃、不会爆炸，不会污染环境，是一种安全性非常高的气体。1951年《科学》杂志发表的一篇论文称首次完成了氙气的动物实验和人体实验，该论文提到氙气麻醉的诱导迅速，血流动力稳定，苏醒快等特点。氙气用于临床麻醉最早的报道见于1980年，2001年其作为吸入麻醉剂被开始大量应用[1]。在不断的临床使用中氙气的优良特性被更多地发现，使得它重新被各国研究者所重视。Nakata等指出，在不排除异氟烷的干扰下，氙气最低肺泡有效浓度为63%。在体内无代谢过程，对组织和器官无毒性副作用，作为麻醉药物是比较安全的[2]。

氙原子最外层有8个电子，能够阻止共价结合，而其又有吸引周围的分子的极化性。现在临床常用的静脉麻醉和吸入麻醉药物的麻醉机制是通过激动γ氨基丁酸受体来增加抑制疼痛的作用。而氙气作为气体性吸入麻醉药其麻醉机制一般被认为是通过拮抗N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体亚型-谷氨酸盐受体，从而发挥麻醉作用，减少疼痛达到镇痛效果，该作用为非拮抗性，因此麻醉使用的氙气最终会回归大气循环[3]。

2 氙气作为麻醉剂对老年患者的应用优势

2.1 快速诱导和苏醒

氙气的血气分配系数非常低，同样非常低的还有氙气的脂溶性，这使得氙气的诱导时间和苏醒时间比其他麻醉药短[2]。以老年患者为研究对象表明，氙气麻醉的呼气末浓度上升比异氟醚更快，在诱导时间上，氙气的71秒明显要优于异氟醚的141秒。在与七氟烷的对比实验中，无论是从睁眼时间和拔管时间，还是从定向性的恢复、听从命令的时间等临床观察的数据对比来看，也是氙气麻醉的效果要优于七氟烷。

2.2 器官保护作用

氙气麻醉能保护心血管稳定，因为吸入氙气基本不影响心肌细胞钠、钾、钙等离子的流动。氙气麻醉在对合并心血管患者的手术中保持心功能稳定的表现尤其突出。氙气麻醉有利于保护心功能，老年患者多数伴有基础性疾病、心肺功能不全等，因此更适宜用吸入氙气的麻醉方法。观察患者吸入氙气过程中心电图、心脏指数、血压及全身血管阻力的变化情况，统计数据表明，上述指标均没有显著变化。通过家兔局部心肌缺血灌注模型实验，结果表明，氙气组梗死面积小。还有研究显示氙气麻醉能减少病人的心肌梗死面积，以及引发心脏的适应功能[4]。氙气能够保护心肌组织在非致命性缺血时不形成梗死灶。通过对动物实验数据统计分析，在啮齿动物的缺血性再灌注损伤模型中，吸入氙气法具有保护肾脏作用。在对大鼠进行同种异体肾移植手术试验时，可增强大鼠肾小管细胞增殖，减少肾小管细胞凋亡及炎症，与对照组相比，应用氙气治疗组抑制T细胞浸润及纤维化效果显著，可有效阻碍慢性移植肾病发展，对肾功能的改善有积极作用。这对老年患者且伴有肾功能疾病者具有相当好的保护作用[5]。

2.3 神经保护作用

氙气能降低兴奋性神经毒性，这可能是其能保护神经系统的机制之一，另外能够稳定脑灌注压也是能其起神经保护作用的一个原因。氙气可非竞争性抑制NMDA受体，增加细胞钙离子内流，抑制兴奋性毒性的关键毒性，阻止神经细胞的死亡[3]。同时氙气不会升高颅内压，也不会使脑血流量增加，美国麻醉师协会有实验研究表明，氙气吸入只能引起白质灌注量的增加，而不会增加灰质的灌注量，这说明氙气麻醉方法对脑内不同区域血流动力学的影响不同，能够增加安全性。氙气作为NMDA受体拮抗剂，可降低应激状态下急性神经元损伤。一项临床试验对心脏骤停的昏迷患者做颅脑核磁共振，比对氙气治疗和常规治疗的核磁共振成像，氙气对照组脑白质损伤面积比常规组损伤面积小。氙气在基因表达方面，对抗凋亡基因Bcl-xL起上调作用，对促凋亡基因Bax起下调作用，说明氙气在其中发挥的是负性阻碍作用，而起神经保护作用的可能机制是抗凋亡。此外，氙气对神经系统的保护作用还与钙离子依赖机制有一定的关系，并且神经预处理效应也对保护神经系统有积极作用。

2.4 稳定循环特性

氙气对循环系统影响较小，在维持心血管功能的稳定性实验中，氙气麻醉比异丙酚麻醉更稳定，氙气麻醉的患者心血管系统波动小，只表现为心率降低，提供更高水平的动脉压，而无心功能不全症状产生，这就提高了老年患者麻醉的安全性和有效性。与瑞芬太尼合用，能降低心率和心输出量，增加血中儿茶酚胺等分泌，使外周血管阻力升高。神经外科手术中，氙气麻醉的方法对脑血管反应性没有影响，也不会影响脑血流量[6]。

2.5 有效的镇痛作用

氙气有镇痛作用。有研究显示，百分之三十的氧气与百分之七十的氙气混合使用，可起到较好的麻醉效果，同比例的氧气与氧化亚氮也可达到相近的麻醉深度，手术过程中用芬太尼来稳定循环，比较氙气组和氧化亚氮组芬太尼使用量，氧化亚氮组用量较大[7]。在多模式疼痛试验中，氙气的镇痛效果明显强于氧化亚氮。氙气的镇痛作用主要是通过与NMDA受体上的谷氨酸结合，阻断了由外周向中枢传递痛感。

2.6 氙气不影响肺的顺应性

氙气化学性质稳定，是一种惰性气体，因此，人体吸入后，不会进行生物转化，也几乎不参加体内的任何化学反应，吸入后仍以原形态经肺呼出，不会引起高热反应。研究表明，老年患者手术时采用氙气麻醉对肺功能无明显影响[8]。基于氙气的种种优势，可将其运用于其他手术过程中，由于其对肺部功能几乎没有影响，在临床上也会用吸入氙气的麻醉方式来给患有慢性肺病且伴有多种基础疾病的患者进行麻醉。患肠梗阻的老年人不能用氙气麻醉，特别是伴有慢性肺疾的老人，因为氙气会在肠腔等内脏的中空处滞留。

3 临床应用

本世纪初，俄罗斯、德国相继批准氙气作为麻醉剂用于临床，欧洲药品管理局也做了同样的决定。但因氙气生产成本高，运输要求高，导致其价格居高不下，已经影响到其在临床上的应用与发展[9]。近年也有研究人员提出回收氙气的方法，如采用物理方法将氙气与氧气、氮气等分离，回收的氙气进行再利用，但回收方法还需进一步实验。上世纪末有研究人员用气相色谱法对饱和氙气的血液进行分析，测得血气分配系数为0.115，按所测数值来看，在目前所用的吸入麻醉剂中，氙气是血气分配系数最低的。吸入氙气和其他麻醉药临床效果对比分析，结论是采用氙气麻醉的患者，无论是在反应时间、睁眼时间还是拔管时间上，均较其他药物更短。根据氙气的药理学特点并结合临床观察得知，氙气用于全身麻醉时患者苏醒速度与吸入其他麻醉药的患者相比较快。临床上，氙气也被应用于磁共振成像，成像效果好，对于发现肺部疾病有很大帮助，对于手术前对肺部情形的检查判断大有益处，也为麻醉医师在术中对呼吸系统有了更清晰的认识。现代医学对氙气临床研究与应用的重视程度越来越高，氙气将更好地为现代医疗服务。

4 小结

氙气作为吸入麻醉剂，来自大气，归于大气，对环境无污染。它的诱导快、苏醒快、能保护器官和神经系统、有效镇痛、对肺的顺应性无影响等特性，都是其成为理想吸入麻醉剂的原因。随着年龄的增加、身体机能的衰退、心肺功能的下降、基础疾病的合并增多，使老年患者麻醉耐受能力相比于青壮年差。氙气麻醉剂为非拮抗性质，其自身的惰性导致不会产生化学反应，这就使不良反应减少，对于老年患者来说，是一种非常理想的手术麻醉剂，随着研究的深入，其应用前景将更为广阔。

然而氙气是一种稀有气体，空气中含量微少，不易获取，为节约用量，临床趋向于紧闭式环路低流量方式进行麻醉。氙气的分离提纯成本较高，因氙气的惰性性质，与其他物质很难发生化学反应，故不能用化学方法来制造氙气。目前，全世界来看，可供医用的氙气总量仅为其年产量的十五分之一，满足不了临床需要，因此在临床上大规模使用还需解决其分离提纯问题。同样，氙气在临床上的推广，还要解决气体输送问题，输送系统的材质、设备、回收利用装置等的进一步研发，也将影响其在临床上的使用范围。