麻醉与神经肌肉兴奋传递神经肌肉兴奋

 

(一)衰老对神经肌肉传递功能的影响

衰老伴随着进行性肌肉量和肌力强度的减弱,从20岁到80岁,骨骼肌总量约减少35%~40%,但因肌肉含脂量升高,总重量并不减少。肌力减弱除与收缩蛋白减少有关外,肌浆网对钙的摄取和Ca2+-ATP酶活性均下降。

有报道老年大鼠足肌的运动神经末梢囊泡的密度约下降32%,但10Hz的成串刺激并不引起肌电反应衰减,可能与囊泡中乙酰胆碱含量代偿性增加有关,膈肌和胸锁乳突肌未发现囊泡中递质量的增加。老年鼠递质的转换利用率也可达到成年鼠的2倍,也是对囊泡量减少的代偿。在老年人也发现骨骼肌中可释放钙量的减少。α运动神经元和有髓鞘轴突数目也随年龄增加而减少,运动单位数量减少,神经肌肉接头退化,与肌肉的接触面积缩小,使其传递功能下降。除神经肌肉接头传递功能的改变影响老年人对肌松药的反应外,老年相关性代谢和排泄功能的下降同样也影响药物的作用。肌松药起效延迟与肌松药分布过程减慢有关,但对老年人肌松药药代和药效学研究所得出的结果报道差异很大,有报道老年人用美维库铵的肌松持续时间比年轻人长30%,可能与血浆假性胆碱酯酶活性下降有关,维库溴铵的自发恢复和清除半衰期均延长,罗库溴铵的自发恢复也有所延长,但通过自身降解的药物如顺阿曲库铵作用延长不明显,似乎药代学的影响大于药效学的变化。

(一)神经肌肉疾病的影响

神经或肌肉的病理情况可引起神经肌肉传递功能的改变和对肌肉松弛药的反应,如脊髓损伤、中风或长时间肌肉废用状态可引起中枢神经元对肌肉控制能力的下降,格林-巴利综合征病人的初级运动神经元活性丧失,肌无力综合征、应用镁制剂和某些抗生素引起突触前乙酰胆碱释放减少,重症肌无力和罕见的先天性N2受体通道病变引起突触后受体功能变异。骨骼肌离子通道功能异常也可产生神经肌肉疾患,如周期性麻痹可见Na+和Cl-通道异常,肌浆网Ca2+通道变异可见于某些恶性高热病人。

1、乙酰胆碱N2受体的上调和下调

经典的药理学原理认为激动剂的减少可引起受体数目的增加,而过多的激动剂刺激可引起受体数目减少,因此,导致神经对肌肉支配能力下降的疾病会导致骨骼肌乙酰胆碱N2受体的增多,如肌萎缩等慢性原发性肌病,由于肌肉慢性退变,突触后N2受体数目增加,N2受体上调包括成人型和胎儿型受体数目的增加。功能性或手术性去神经支配的肌肉可引起接头外胎儿型受体的广泛增加,部分去神经48小时后即可出现接头外受体增加,而且在去神经支配后,除正常成熟的Na+通道外,非成熟性Na+通道异构体也可在肌纤维细胞膜上表达。胎儿型受体对非去极化肌松药呈现抵抗作用,而对去极化肌松药非常敏感,应用去极化肌松药后受体通道开放时间延长,K+离子外流增加,可导致高钾血症。相反后膜N2受体数量下调则对非去极化肌松药敏感而对去极化肌松药不敏感。但也有报道去神经支配后对非去极化肌松药敏感性增加,可能的原因是神经肌肉传递的安全系数很大,即很大比例的受体被阻滞后才出现肌松表现,正常时70%以上的受体被阻滞后才有肌松,在某些去神经支配的病人可能已经存在临床或亚临床状态的肌力减弱,此时再阻滞少量受体即可发生肌力明显下降,所以此类病人术后常需拮抗肌松。

脊髓损伤和中风使中枢神经对肌单位的支配力下降,胎儿型受体上调,所以常表现为对去极化肌松药敏感和高钾,对非去极化肌松药呈抵抗作用。对脊髓损伤后琥珀胆碱引起高钾血症的易发时期的研究仍不多,个案报道认为从损伤后一周到数月,有发生在6个月到一年期间的报道。有时对非去极化肌松药的抵抗表现已恢复,却仍存在对琥珀胆碱的高钾反应。损伤后48小时后一般才出现受体上调,故24小时内用琥珀胆碱被认为是安全的。

2、长期制动

长时间不活动如卧床或坐轮椅可引起肌肉废用性萎缩,与上下运动神经元疾病不同,制动病人的神经功能本身无异常。肌肉蛋白合成下降、分解增多、肌萎缩、肌肉糖摄取减少、对胰岛素的反应性下降、甚至细胞凋亡均可见于废用性的肌肉。尽管运动神经元正常,仍有突触外非成熟的乙酰胆碱受体增生,同样表现出对非去极化肌松药的抵抗和对琥珀胆碱或乙酰胆碱敏感。动物实验发现,犬完全制动4天即出现对非去极化肌松药的抵抗,琥珀胆碱可引起高血钾、心搏骤停和死亡,重新恢复活动,神经肌肉接头的功能有时需20~50天才可完全恢复正常。单肢制动的动物,对肌松药的异常反应不仅发生在制动肢体,而且出现于其它肢体。全身制动的病人琥珀胆碱引起高钾的发生情况仍不十分清楚,但有报道一例全身制动5天的病人使用琥珀胆碱发生死亡,故认为制动超过24小时应避免应用琥珀胆碱。单肢制动的病人应用肌松药应综合考虑制动时间和病因。

3、重症病人

重症病人常发生软弱综合征或称重症病人多发性神经病变和肌病,病因可能是多方面的,软弱综合征可导致呼吸机脱机延迟。一项92例临床诊断为软弱综合征的重症病人的研究发现,43%的病人肌电图显示肌萎缩,28%显示患外周性神经病变。肌萎缩可能与废用、合成代谢降低、分解代谢增强等有关,有时发生类肌无力综合征,骨骼肌局部有免疫增强现象,动物实验发现了乙酰胆碱N2受体抗体和N2受体减少。

重症病人多发性神经病变系弥漫性轴突性神经病变,在多器官衰竭和败血症病人中发生率高达50%~70%,随着多器官衰竭和败血症的恢复,神经病变也很快恢复,一般认为长期使用肌松药或肌松药和皮质激素长时间联合应用对运动神经轴突有毒性作用,但实验结果尚无确切结论。

重症病人不活动或长时间用肌松药使乙酰胆碱N2受体上调,可导致用琥珀胆碱后高钾,虽然重症病人的肌无力可能有制动、多发性神经病变、肌病等多种原因,但琥珀胆碱均可引起高钾,故认为不活动24小时以上应避免使用琥珀胆碱。有不少报道提示重症病人长时间应用非去极化肌松药可引起全身无力状态,恢复时间可长达2天到6个月,由于同时多存在其它原因,肌松药在其中的作用尚难确定。临床发现重症病人用甾类肌松药引起的恢复延迟多见,有认为与肾功能不全和维库溴铵代谢产物3-去乙基维库溴铵蓄积有关,用顺阿曲库铵的恢复比维库溴铵快,由于个体差异极大,常规使用肌松监测也无法排除延迟恢复的发生。

4、神经脱髓鞘病变

多发性硬化系由对中枢神经系统神经髓鞘抗原的异常免疫反应引起,可发生于脑和脊髓的任何部位,引起感觉、运动、自主神经或神经精神学异常,此类病人运动单位的动作电位平均发放速度减慢,发放变异增大。基因异常或不明物资的致敏与发病有关。疾病、手术和麻醉应激可能加重病情衰竭速度,应用部位麻醉有争议,对局麻药敏感但不禁忌,高浓度局麻药对此类病人有神经毒性。肌松药的应用应根据病情考虑,有慢性运动无力,可能乙酰胆碱N2受体上调已发生,故对去极化肌松药敏感。对非去极化肌松药有矛盾性反应,与肌肉量的减少和神经肌肉传递安全系数(出现肌松的最低受体阻滞比例)降低有关。

格林-巴利综合征系自身免疫性疾病,体内存在抗神经成分的自身抗体,这些抗体在急性期可阻断突触前电压门控Ca2+通道和突触后乙酰胆碱N2受体通道,所以急性期血浆置换对病情有缓解作用。脱髓鞘病变引起类似去神经状态,接头后膜乙酰胆碱N2受体上调,即使交感神经功能恢复很长一段时间后,琥珀胆碱仍有引起高钾的危险。

5、肌病

肌营养不良系X染色体隐性遗传性疾病,常累及骨骼肌,有时累及心肌,表现为无力和相应的肺部并发症或严重心律失常,由于慢性肌退变,成人型和胎儿型乙酰胆碱N2受体同时在肌膜表达,对去极化肌松药异常敏感,有多例琥珀胆碱致死的报道。实际上对非去极化肌松药也敏感,表现为恢复延迟。此类病人恶性高热的发生率高。

肌痉挛症的特征是肌肉运动的启动困难,随意收缩后又有松弛困难。正常肌肉突触后膜去极化引起短暂的Na+通道开放,随后电压敏感性Cl-通道使肌膜恢复至静息电位,肌痉挛症系Na+通道变异所致,Na+通道于膜去极化后开放延迟,开放的持续时间延长,Na+不断流入,反复触发膜去极化循环。氯通道变异也可引起肌肉过度兴奋,随意运动后反复发生动作电位。肌无力的出现与肌肉收缩成分慢性损失有关,临床常见对非去极化肌松药的需要量下降。抗胆碱酯酶药可用于预测肌痉挛症的发生。虽然乙酰胆碱N2受体数量正常,仍应避免应用琥珀胆碱,因有使用后肌强直和心搏骤停的报道,心搏骤停可能与心肌本身病变有关,因为血钾一般正常。

重症肌无力系自身免疫性疾病,体内产生针对肌肉乙酰胆碱N2受体的细胞外部分的抗体,抗体引起相邻受体交联,激活补体,引起突触后膜溶解,产生受体数量和结构的变化,但这种抗体不对神经系统乙酰胆碱N受体起作用。慢性重症肌无力患者,受体数量可下降30%,剩余的受体大多数也被抗体结合,对乙酰胆碱的敏感性下降,重复刺激后反应下降。先天性肌无力综合征则有囊泡、乙酰胆碱酯酶或乙酰胆碱N2受体的遗传性变异引起的非自身免疫性疾病。重症肌无力病人由于受体数目减少或被抗体阻滞,故对非去极化肌松药敏感,对琥珀胆碱呈现抵抗效应,但治疗或血浆置换引起的假性胆碱酯酶减少可加强琥珀胆碱和美维库铵的作用。

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