申冬青 商丘市睢阳区中心医院麻醉科
在手术中,麻醉能让患者失去知觉,免受疼痛折磨,这一过程看似神奇,实则是麻醉药物通过精准作用于神经系统实现的。无论是全身麻醉让患者陷入 “沉睡”,还是局部麻醉阻断特定区域的感觉,都离不开对神经信号传递的调控。本文将深入解析麻醉让人体失去知觉的机制,揭开这一医学技术的神秘面纱。
人体的知觉,包括痛觉、触觉、温度觉等,依赖于神经系统的信号传递。外周神经如同 “电线”,能将身体各部位的刺激信号(如手术中的切割、牵拉)传递至脊髓,再由脊髓上传至大脑皮层的感觉中枢。大脑皮层对这些信号进行分析和处理后,人体才会产生相应的感觉。
例如,当手指被针刺时,指尖的感觉神经末梢会感知到这一刺激,并产生电信号。电信号通过外周神经传递到脊髓,随后沿着脊髓的上行传导束传至大脑的躯体感觉区,最终让人产生 “疼痛” 的知觉。而麻醉的作用,就是在这个信号传递链条中的某一环节进行干预,阻止信号到达大脑或让大脑无法感知信号。
全身麻醉能让患者失去意识、痛觉消失,同时还可能抑制呼吸和循环功能,其核心是对大脑功能的全面调控。全身麻醉药物主要通过以下途径让大脑 “休眠”:
大脑皮层是人体意识和知觉的核心区域,全身麻醉药物(如丙泊酚、七氟烷)能穿透血脑屏障进入大脑,抑制大脑皮层神经元的活动。这些药物会影响神经元细胞膜上的离子通道(如 γ- 氨基丁酸受体相关的氯离子通道),增加氯离子内流,使神经元处于超极化状态,难以产生和传递电信号。
当大脑皮层的神经元活动被广泛抑制时,其处理感觉信号的能力就会丧失。即使外周神经将痛觉信号传递至脊髓,大脑也无法对这些信号进行解读,从而让人失去意识和痛觉。
网状激活系统位于脑干,它如同大脑的 “唤醒中心”,能维持大脑皮层的觉醒状态。全身麻醉药物会抑制网状激活系统的功能,使其无法向大脑皮层传递唤醒信号。失去了 “唤醒” 刺激,大脑皮层就会进入抑制状态,人体随之陷入无意识状态。
例如,七氟烷等吸入性麻醉药能直接作用于脑干的网状结构,降低其神经元的放电频率,削弱其唤醒功能。这也是全身麻醉时患者能快速入睡,且不易被外界刺激唤醒的重要原因。
除了作用于大脑,全身麻醉药物还会在脊髓水平抑制痛觉信号的传递。脊髓背角是痛觉信号从外周传入大脑的关键中继站,麻醉药物能抑制背角神经元的兴奋性,减少痛觉信号向大脑的上传。这种 “双重抑制”(大脑 + 脊髓)能确保患者在手术中完全无痛。
与全身麻醉不同,局部麻醉仅作用于特定区域的外周神经,能在患者保持清醒的情况下,让身体的某一部分失去痛觉。其原理是通过阻断外周神经的电信号传导,使刺激信号无法传递至脊髓和大脑。
局部麻醉药物(如利多卡因、布比卡因)的作用靶点是外周神经纤维上的钠离子通道。神经纤维的电信号传递依赖于钠离子的内流:当神经受到刺激时,细胞膜上的钠离子通道开放,钠离子大量内流,产生动作电位(电信号)并沿神经纤维传导。
局部麻醉药物能与钠离子通道结合,使其无法开放。没有钠离子内流,神经纤维就无法产生动作电位,痛觉等刺激信号也就无法在神经纤维上传递。例如,在牙科手术中,医生将利多卡因注射到牙龈周围,药物会作用于牙龈部位的感觉神经纤维,阻断其信号传递,从而使患者在拔牙时感觉不到疼痛。
局部麻醉的作用范围取决于药物的注射部位和扩散范围。如果将药物注射到神经干附近(如臂丛神经阻滞),药物会扩散至整个神经干及其分支,使该神经支配的区域(如手臂)失去知觉;而表面麻醉(如眼部手术时滴用丁卡因)则是药物作用于黏膜表面的神经末梢,仅阻断局部的感觉信号。
此外,局部麻醉药物的作用时间与其化学结构有关。布比卡因的作用时间较长(可达 6-8 小时),适合长时间手术;而利多卡因的作用时间较短(约 1-2 小时),常用于短时操作。
麻醉并非简单的 “一麻到底”,而是需要根据手术需求精准调控深度。过浅的麻醉可能导致患者术中觉醒、感受到疼痛;过深则可能抑制呼吸和循环,增加并发症风险。麻醉医生通过以下方式调控麻醉深度:
全身麻醉通常采用 “复合麻醉” 方案,即联合使用镇静药(如丙泊酚)、镇痛药(如芬太尼)和肌松药(如罗库溴铵)。镇静药负责让患者失去意识,镇痛药阻断痛觉信号,肌松药则使肌肉松弛,便于手术操作。三种药物的剂量和配比会根据手术进度实时调整,确保麻醉深度适宜。
麻醉过程中,医生会通过多种监测指标评估麻醉深度,如脑电双频指数(BIS)。BIS 能反映大脑皮层的电活动状态,数值越低表示麻醉越深(通常维持在 40-60 之间)。此外,心率、血压、呼吸频率等生命体征的变化,也能间接反映麻醉深度是否合适。
手术结束后,麻醉药物会逐渐被代谢或排出体外,其对神经系统的抑制作用也会逐渐消失。在全身麻醉中,随着药物浓度降低,大脑皮层和网状激活系统的功能逐渐恢复,患者会从无意识状态转为清醒。此时,痛觉信号的传递也会逐渐恢复,患者可能会感受到术后伤口的疼痛,医生会通过镇痛药进行缓解。
局部麻醉则是药物逐渐从钠离子通道上解离,神经纤维的钠离子通道重新开放,信号传递功能恢复。例如,手臂局部麻醉后,随着药物作用消退,手臂会逐渐恢复知觉,可能先出现麻木感,随后痛觉、触觉逐渐恢复正常。
麻醉让手术中失去知觉的核心,是通过药物干预神经系统的信号传递:全身麻醉药物抑制大脑皮层和网状激活系统,阻止痛觉信号的感知和意识的形成;局部麻醉药物则阻断外周神经的钠离子通道,阻止信号向中枢传递。无论是让大脑 “休眠” 还是阻断外周 “信号线”,麻醉都实现了在保障患者安全的前提下,消除手术疼痛的目标。
随着医学的发展,麻醉药物和技术不断进步,麻醉的精准度和安全性也在不断提高。但无论技术如何发展,其核心始终是对神经系统的精准调控 —— 这一过程既体现了医学的严谨,也彰显了人类对减轻痛苦的不懈追求。