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刘艳萍:大脑的“开关系统”:全麻与局麻的神经生物学差异

大脑的“开关系统”是指大脑中负责意识、感觉和运动控制的复杂神经网络,这一系统如同精密的电路总控,通过神经突触间的信号传递调节人体的觉醒与休眠状态。在医学领域,全身麻醉(全麻)和局部麻醉(局麻)作为两种核心麻醉技术,其神经生物学机制存在本质差异。全麻是通过药物作用于中枢神经系统的多个关键区域,实现意识丧失、痛觉阻断、记忆缺失的“三重抑制”,使患者在手术期间处于深度无意识状态;而局麻则像精准的“局部断电”,仅选择性阻断手术区域周围神经的信号传导,患者全程保持清醒意识,仅失去局部痛觉感知。这种“整体关闭”与“局部屏蔽”的区别,构成了两种麻醉方式最根本的神经生物学特征。

全麻药物的作用靶点高度集中于大脑皮层与脑干网状激活系统这两大核心结构。大脑皮层作为意识活动的“司令部”,其前额叶负责决策判断、顶叶处理躯体感觉、颞叶关联听觉记忆,全麻药物通过增强抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)的受体活性,或抑制兴奋性谷氨酸受体功能,全面降低皮层神经元的放电频率,导致意识“黑屏”。脑干网状激活系统则如同维持觉醒的“生物钟”,通过上行投射系统向皮层持续发送觉醒信号,丙泊酚等静脉麻醉剂可直接抑制该系统的中缝核、蓝斑核等神经核团,切断觉醒信号传导通路。临床常用的全麻药物包括吸入性麻醉剂(如异氟醚通过调节NMDA受体发挥作用,七氟醚可激活GABA_A受体)和静脉麻醉剂(如丙泊酚快速作用于皮层,咪达唑仑兼具镇静与抗焦虑效果),它们通过协同作用实现稳定的麻醉深度。

局麻药物则展现出高度的“靶向性阻断”特性,其核心机制是通过抑制神经细胞膜上的电压门控钠通道(Nav)发挥作用。当利多卡因、布比卡因等药物注射于手术部位周围组织后,会渗透进入神经纤维细胞膜,与失活状态的钠通道结合,阻止钠离子内流,从而中断动作电位的产生与传导。这种阻断具有明确的“频率依赖性”——对高频放电的痛觉神经纤维(Aδ纤维和C纤维)抑制作用更强,而对运动神经纤维影响较小。临床操作中,医生会根据手术范围选择不同扩散半径的局麻药:牙科手术常用2%利多卡因(作用持续1-2小时),而关节置换术可能选用0.5%布比卡因(长效作用可达6-8小时)。药物分子结构差异也影响作用特性,如罗哌卡因具有独特的S-异构体结构,对感觉神经的选择性更高,可减少运动功能阻滞。

全麻与局麻对患者生理状态的影响呈现显著的“全身-局部”差异。全麻药物因广泛抑制中枢神经系统,常引发一系列全身性生理波动:心血管系统表现为心肌收缩力减弱、外周血管扩张,导致平均动脉压下降15%-30%;呼吸系统因延髓呼吸中枢受抑,需依赖机械通气维持潮气量;消化系统则出现胃肠蠕动减慢、胃酸分泌减少。老年患者或合并心肺疾病者,还可能出现心律失常、术后认知功能障碍等并发症。相比之下,局麻的生理干扰局限于局部:在神经阻滞区域可能出现短暂血管扩张(如利多卡因导致的局部充血),但对心率、血压等核心生命体征影响微乎其微。这种优势使局麻患者术后苏醒时间缩短50%以上,且无需进入麻醉恢复室监测,尤其适用于高龄、高危患者的微创手术。

麻醉方式的选择是综合评估手术需求与患者状况的精细化决策过程。神经外科的脑功能区手术需患者术中配合完成语言、运动测试,此时采用清醒镇静联合头皮神经阻滞(如利多卡因+罗哌卡因混合液)可避免全麻对脑电信号的干扰;产科分娩镇痛则通过硬膜外阻滞(常用0.125%布比卡因复合芬太尼)实现“可行走分娩”。对于心脏直视手术、颅内动脉瘤夹闭术等超大型手术,全麻需联合气管插管与循环支持,确保术中无体动反应;而白内障超声乳化术(3mm切口)、脂肪瘤切除术等体表小手术,仅需局部浸润麻醉即可完成。医生还需考量患者个体差异:肥胖患者可能需调整全麻药物剂量,肝肾功能不全者应避免使用长效局麻药(如依替卡因),以降低药物蓄积风险。

总结:深入理解全麻与局麻的神经生物学差异,不仅揭示了“意识开关”的调控机制,更为精准麻醉提供了科学依据。全麻药物对中枢神经网络的整体调制,与局麻药对周围神经的靶向阻断,共同构成现代麻醉学的技术基石。随着神经影像学技术的发展(如功能磁共振监测全麻下皮层活动)和新型药物研发(如超短效局麻药氨布卡因),未来麻醉技术将实现更高水平的“个体化调控”——既能确保手术安全无痛,又能最大限度减少对神经系统的干扰,让患者在“可控的无意识”与“清醒的舒适化”之间获得最优医疗体验。

(刘艳萍 郑州人民医院 麻醉科)

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