氙氣(xenon;Xe)被發(fā)現(xiàn)具有麻醉作用已逾50年,氙氣在醫(yī)療上很受重視，氙氣能溶于細(xì)胞的油脂里，引起細(xì)胞麻醉和膨脹，從而神經(jīng)末梢作用暫時停止。人們曾試用體積分?jǐn)?shù)為80%氙氣和20%的氧氣組成的混合氣體，作為無副作用的麻醉劑。但由于其在大氣中含量稀有,生產(chǎn)造價高而限制了其臨床應(yīng)用。近年來,一系列臨床研究均證實氙氣吸入麻醉安全有效,其藥物動力學(xué)優(yōu)良,鎮(zhèn)痛效應(yīng)可,安全性能高,同時具有良好的心腦血管保護作用,臨床應(yīng)用前景廣闊。氙氣絕對是目前最理想的麻醉劑。

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1.氙氣理化性質(zhì)
氙位于元素周期表第54位,元素符號為Xe,最外層電子軌道處于飽和狀態(tài),呈電中性,是以單原子形式存在的惰性氣體。氙氣的分子量為131.3,在大氣中僅占0.00087%,比重為5.887g/L,其在水中溶解度為0.085-0.096/L, 熔點為-111.9℃,沸點為-107.1℃,無色無味,不會燃燒或爆炸,是常壓下惟1具有麻醉作用的氣體。用于麻醉時,其血氣分配系數(shù)為0.14,油氣分配系數(shù)為1.9,MAC值(人類)為0.71.氙難以得到或失去電子形成共價鍵,僅在極端非生物學(xué)條件下可形成氙氣的鹵化物,如XeF2,XeF4。綜上,氙氣具有以下的理化和藥理學(xué)特點:

(1)化學(xué)性質(zhì)高度穩(wěn)定;
(2)不會燃燒或爆炸;
(3)血液組織中溶解度小;
(4)不與各種手術(shù)材料發(fā)生反應(yīng);
(5)在體內(nèi)不產(chǎn)生代謝產(chǎn)物;
(6)組織器官毒性低微。

2.氙氣麻醉發(fā)展歷史
1898年,Ramsay和Travers在蒸發(fā)液體空氣時發(fā)現(xiàn)了氙氣,并首先通過空氣分餾而純化。1935年Berken發(fā)現(xiàn)氙氣具有麻醉屬性,1946年Lawrence等將氙氣作為麻醉劑進行系統(tǒng)研究,首次發(fā)表論文明確指出氙氣對小鼠有鎮(zhèn)痛作用。1980年Lachmann和Eedmann首次將氙氣常規(guī)應(yīng)用于臨床麻醉,1995年Messer Medial,Dr ger等組成的麻醉學(xué)家小組提出了"氙氣麻醉方案",同年Messer Medical啟動了氙氣作為吸入麻醉藥物的研究過程。然而,氙氣造價的昂貴程度限制了該氣體的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用。2001年,氙氣作為吸入麻醉藥物進入市場。近幾年來,隨著氙氣作為麻醉劑各種優(yōu)良特性的顯現(xiàn),加之人們環(huán)保觀念的增強,使得各國研究者對無污染,誘導(dǎo)蘇醒迅速,具有心臟和神經(jīng)系統(tǒng)保護作用的氙氣充滿了興趣。

3.氙氣麻醉特點

（1）誘導(dǎo)蘇醒快
 氙氣吸入麻醉時,其血氣分配系數(shù)為0.14,低于其他吸入麻醉藥物,如地氟烷 0.42,異氟烷 1.4,氧化亞氮 0.47.其誘導(dǎo)時間極短,僅為71秒。氙氣麻醉恢復(fù)時間與相同MAC濃度的氧化亞氮/異氟烷或氧化亞氮/7氟烷相比,時間縮短約2/3。即便應(yīng)用于長時間手術(shù),其麻醉恢復(fù)時間仍不會延長。與丙泊酚處于相同麻醉深度下相比,氙氣麻醉恢復(fù)時間明顯短于丙泊酚。因此,氙氣吸入麻醉的快速誘導(dǎo)和蘇醒不僅可安全應(yīng)用于LC等短小手術(shù),亦可應(yīng)用于門診手術(shù)。同時,由于其有良好的鎮(zhèn)痛和器官保護作用,也利于"快通道"心臟手術(shù)麻醉和心血管功能的穩(wěn)定。

（2）心肌保護作用
 氙氣對心血管系統(tǒng)影響較小,在吸入麻醉狀態(tài)下,血流動力學(xué)穩(wěn)定,心電圖,心臟指數(shù),血壓等未見顯著變化。離體豚鼠心臟實驗表明,40-80%的氙氣改變心率,房室傳導(dǎo)時間,左心室壓力,冠脈血流量,氧供和氧耗等方面均不顯著。 氙氣具有心肌保護作用:在兔局部心肌缺血再灌注模型中,氙氣可降低再灌注過程中心肌梗死面積。氙氣可通過預(yù)適應(yīng)機制產(chǎn)生心肌保護作用(即預(yù)先應(yīng)用刺激物或應(yīng)急原可對稍候的損傷產(chǎn)生保護作用),缺血預(yù)適應(yīng)可保護心肌組織在短期非致命性缺血階段不形成梗死灶。實驗表明,PKC和p38 MAPK 是氙氣預(yù)適應(yīng)作用的關(guān)鍵介質(zhì);亦有實驗表明,氙氣也可產(chǎn)生類似于缺血后延遲適應(yīng)的延遲心肌保護作用,其分子機制仍未確定,尚需進1步研究。

（3）具有鎮(zhèn)痛作用
 氙氣具有鎮(zhèn)痛效能,在氙氣麻醉下,需要鎮(zhèn)痛藥芬太尼的用量與笑氣麻醉相比大為減少。在脊髓橫斷損傷大鼠模型,氙氣能直接抑制脊髓背側(cè)角傷害性反應(yīng)。Ohara 等報道,氙氣的鎮(zhèn)痛作用不依賴阿片或腎上腺素能受體。同時,氙氣能激活中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可能意味著,其可能在脊髓以上水平部位也具有鎮(zhèn)痛作用。目前研究表明,氙氣的鎮(zhèn)痛作用機理與其他吸入麻醉藥物不同,可能是通過抑制NMDA受體產(chǎn)生的。

（4）神經(jīng)保護作用
 NMDA受體在急性神經(jīng)損傷的發(fā)生發(fā)展過程中具有極其重要作用。因此,許多學(xué)者認(rèn)為,NMDA受體拮抗劑可阻斷急性神經(jīng)損傷病理生理過程。1系列體內(nèi)體外動物模型試驗表明,氙氣是1種強效的神經(jīng)保護藥物。低于麻醉濃度下,某些動物模型中氙氣IC50甚至僅為1個大氣壓的10-20%,便具有明顯的抗損傷保護作用。氙氣可減輕外源性神經(jīng)毒素或氧氣-葡萄糖剝奪后神經(jīng)-膠質(zhì)細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)體系發(fā)生的急性損傷。氙氣可預(yù)防缺血(大腦中動脈閉塞法),心肺轉(zhuǎn)流以及神經(jīng)興奮性毒素所引起的急性神經(jīng)損傷的形態(tài)學(xué)和功能學(xué)變化。

（5）毒副作用低
 氙氣作為惰性氣體,幾乎不參與任何化學(xué)反應(yīng)。在體內(nèi)不進行生物轉(zhuǎn)化,吸入麻醉后仍以原形式經(jīng)肺呼出。Froeba G等研究顯示,氙氣不會觸發(fā)惡性高熱反應(yīng)。Burov N等報道未發(fā)現(xiàn)氙氣具有毒性反應(yīng)的證據(jù);動物實驗顯示,氙氣無致突變性或致癌性。氙氣排放到大氣后不破壞臭氧層,不產(chǎn)生溫室效應(yīng),不燃燒或爆炸,對生態(tài)環(huán)境影響小。

（6）其他
 氙氣對呼吸道無刺激性,麻醉維持可用70%氙氣+30%氧氣。氙氣吸入不影響肺的順應(yīng)性,因此可適用于慢性肺部疾患的老年病人。由于氙氣能潴留于內(nèi)臟中空器官,腸腔和脂肪組織中,因此腸梗阻患者應(yīng)禁用氙氣吸入麻醉。

4.氙氣麻醉作用機制
 氙氣可調(diào)節(jié)與麻醉相關(guān)腦區(qū)域的若干靶分子,對新桿狀線蟲(C. elegans)研究在內(nèi)的1些近期研究均認(rèn)為,谷氨酸受體可能是氙氣麻醉作用的中樞靶分子,但目前尚無直接證據(jù)支持這1表述。目前認(rèn)為,氙氣通過作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)多種受體,調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)釋放和第2信使途徑發(fā)揮其麻醉作用。

（1）第2信使途徑
 全麻藥物可在突觸水平影響鈣調(diào)依賴性神經(jīng)遞質(zhì)釋放,第2信使系統(tǒng)可能影響突觸后神經(jīng)元對神經(jīng)遞質(zhì)的反應(yīng)。神經(jīng)元Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡可影響大腦神經(jīng)信號傳遞,促進麻醉狀態(tài)形成。在人內(nèi)皮細(xì)胞,ATP可導(dǎo)致胞內(nèi)鈣庫的Ca2+釋放和胞外Ca2+內(nèi)流。而經(jīng)過氙氣作用后,僅存在胞內(nèi)Ca2+的釋放,胞外Ca2+內(nèi)流則消失,若將氙氣移除,內(nèi)皮細(xì)胞則恢復(fù)上述兩種變化。因此,氙氣可能通過抑制胞膜Ca2+產(chǎn)生麻醉作用。
NO作為中樞神經(jīng)遞質(zhì)可能在氙氣麻醉中發(fā)揮作用。在氟烷和異氟烷麻醉大鼠腦內(nèi),存在有NO依賴性cGMP降低區(qū)域。氙氣能提高脊髓,腦干和海馬cGMP水平,不影響神經(jīng)元NO合酶活性,但目前尚未明確其與麻醉作用的具體機制。

（2）神經(jīng)遞質(zhì)釋放
 下丘腦是腦內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的關(guān)鍵中樞,其去甲腎上腺素能神經(jīng)活動負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)意識,心血管系統(tǒng)等。下丘腦后部負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng),去甲腎上腺素濃度升高可增強交感緊張性。與氧化亞氮相比,氙氣刺激大鼠下丘腦去甲腎上腺素能神經(jīng)元活性能力更強。這可能是氙氣催眠和產(chǎn)生交感效應(yīng)的機制。 運用微量滲析法實驗表明,氙氣可引起大鼠腦皮質(zhì)Ach初期大量釋放,隨后逐漸下降。目前,氙氣對膽堿能系統(tǒng)的作用與其麻醉,鎮(zhèn)痛作用機制相關(guān)性仍不明了,尚待進1步研究。

5.展望
 應(yīng)用氙氣麻醉誘導(dǎo)蘇醒快,具有心臟和神經(jīng)系統(tǒng)保護作用,同時產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用,毒副作用小。許多動物實驗中已經(jīng)顯示出其更多優(yōu)良特性,如動物心臟和腦缺血再灌注損傷模型中,可產(chǎn)生顯著的器官保護作用。但目前,可供臨床麻醉應(yīng)用的氙氣總量僅為其世界年產(chǎn)量的1/15,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床需要,因此大規(guī)模推廣尚存在一定困難。因此須加快基礎(chǔ)研究的廣度和深度,開展更多臨床試驗評估其作用,為其在臨床麻醉的應(yīng)用開辟更為廣闊的空間。