MỞ ĐẦU: Thuốc mê hô hấp dùng để chỉ các loại thuốc được đưa vào cơ thể dưới dạng khí. Các thuốc này bao gồm N2O (là khí ở nhiệt độ phòng) và các thuốc mê bốc hơi (tồn tại ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng). Các thuốc mê bốc hơi hiện đại bao gồm các thuốc nhóm halogen như halothane, enflurane, isoflurane, sevoflurane và desflurane. Thuốc mê hô hấp là loại thuốc thường dùng nhất trong duy trì mê vì dễ dàng trong sử dụng và theo dõi cũng như cách tính toán tác dụng lâm sàng tương ứng với nồng độ cuối kỳ thở ra đáng tin cậy.
MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ DƯỢC LÝ 2.Nồng độ phế nang tối thiểu Nồng độ phế nang tối thiểu (minimum alveolar concentration - MAC) là nồng độ của thuốc mê hô hấp trong phế nang tại điểm cân bằng và cho phép 50% người bệnh không có cử động dưới tác động của kích thích phẫu thuật (rạch da) ở 1 atmostphere. MAC của thuốc mê hô hấp tương ứng với ED50 của các thuốc khác. Do các thuốc mê hô hấp được sử dụng trong điều kiện áp suất khoảng 1 atm (áp suất khí quyển tại nơi ngang mực nước biển) nên giá trị tăng thêm của MAC lên áp lực khí quyển thường không được tính đến. Điều này dẫn đến việc đánh giá nồng độ là yếu tố đo lường quyết định của thuốc mê hô hấp trong khi áp suất riêng phần (partial pressure) của thuốc mới là yếu tố đo lường quyết định trong thực hành.
Vị trí tác dụng của thuốc mê hô hấp là tại não. Trong điều kiện toàn bộ áp lực riêng phần của thuốc mê hô hấp trong phế nang được khuếch tán hoàn toàn vào máu để đạt trạng thái cân bằng (áp lực phế nang = áp lực trong máu) và không có rối loạn tưới máu não, tác dụng của thuốc mê sẽ xuất hiện khoảng vài phút sau khi thuốc mê xuất hiện trong khí cuối kỳ thở ra. Các yếu tố làm tăng và giảm MAC được trình bày trong Bảng 1. Các yếu tố làm tăng và giảm MAC Yếu tố làm tăng MAC Yếu tố làm giảm MAC Trẻ em Giai đoạn sơ sinh Tăng thân nhiệt Người lớn tuổi Cường giáp Phụ nữ có thai Catecholamine và thuốc đồng vận giao cảm Tụt huyết áp Sử dụng thuốc nhóm á phiện kéo dài Hạ thân nhiệt Nghiện rượu Nhược giáp Amphetamine (mới sử dụng) Đồng vận α2 Tăng natri máu Thuốc an thần Thuốc nhóm á phiện Rượu (mới sử dụng) Sử dụng amphetamine kéo dài Lithium Trong thực hành, nồng độ thuốc mê cuối kỳ thở ra thường được sử dụng để đánh giá nồng độ thuốc mê trong phế nang.
Tuy nhiên, điều này chỉ đúng trong điều kiện không có khoảng 14 Bộ môn Gây mê – Hồi sức Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch chết và shunt tại phế nang, vì hai tình trạng này sẽ làm nồng độ thuốc mê tại phế nang và cuối kỳ thở ra khác nhau. MAC tỷ lệ nghịch với độ mạnh và tính tan trong lipid của thuốc mê. Trong khi đó, hệ số hoàn tan máu – khí (blood:gas partition coefficient) cho biết tính tan trong máu (hay trong nước) của thuốc mê, không liên quan đến MAC và có ảnh hưởng lên tốc độ khởi mê (hay thời gian tiềm phục) và thức tỉnh. MAC là giá trị trung bình thu thập trong dân số, không cho phép dự đoán đáp ứng của một cá nhân đối với thuốc.
Giá trị MAC và hệ số hòa tan máu - khí Thuốc mê Hệ số hòa tan máu – khí MAC (người từ 36 – 49 tuổi) Halothane 2,4 0,75% Enflurane 1,9 1,7% Isoflurane 1,4 1,2% Sevoflurane 0,65 2,0% Desflurane 0,42 6,0% N 2O 0,47 104% Trong thực hành lâm sàng, có một số loại MAC khác nhau: - MAC thức tỉnh: Giá trị MAC mà tại đó, người bệnh xuất hiện trở lại đáp ứng với y lệnh lời nói, xảy ra trong quá trình tỉnh mê. Với đa số các thuốc mê hô hấp, MAC thức tỉnh ở vào khoảng 0,33 MAC. Điều đáng lưu ý là việc chuyển từ thức tỉnh sang mất tri giác đòi hỏi giá trị 0,4 – 0,5 MAC. - MAC đặt nội khí quản: Giá trị MAC mà tại đó người bệnh không có cử động hoặc ho khi đặt ống nội khí quản.
MAC đặt NKQ có giá trị khoảng 2,0 MAC - MAC-BAR (block the autonomic response) là giá trị MAC mà tại đó chúng ta phong bế đáp ứng giao cảm (không tăng huyết áp, nhịp tim hoặc giải phóng catecholamine) khi rạch da. MAC-BAR có giá trị vào khoảng 1,6 – 1,7 MAC 2.Động học của thuốc mê hô hấp Tại trạng thái cân bằng, áp lực riêng phần của thuốc mê hô hấp trong phế nang (PA) sẽ bằng với trong máu động mạch (Pa) và tương ứng với giá trị tại não (PB). Do đó, PA là giá trị gián tiếp của PB. Tuy nhiên, trạng thái cân bằng hoàn toàn (khi phân suất thuốc mê trong phế nang bằng phân suất trong khí hít vào tức là FA/FI = 1) sẽ rất khó đạt được do thời gian cần thiết sẽ kéo dài vài giờ.
Nhiều yếu tố sinh lý và dược lý ảnh hưởng lên tốc độ đạt cân bằng của các thuốc mê hô hấp. Thông khí phế nang Tăng thông khí phế nang sẽ làm tăng PA nhanh chóng, do đó PB cũng tăng nhanh và thời gian tiềm phục của gây mê sẽ nhanh hơn. Dung tích cặn chức năng (functional residual capacity – FRC) lớn sẽ làm pha loãng nồng độ khí hít vào nên thời gian tiềm phục sẽ chậm hơn. Ngược lại, người bệnh có FRC nhỏ sẽ làm PA tăng nhanh hơn nên thời gian tiềm phục sẽ nhanh hơn.
15 Bộ môn Gây mê – Hồi sức Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch Hình 1. Sự thay đổi FA/FI của các thuốc mê hô hấp khác nhau (FA: phân suất của thuốc mê hô hấp trong phế nang; FI: phân suất thuốc mê hô hấp trong khí hít vào) 2. Nồng độ thuốc mê trong khí hít vào Nồng độ thuốc mê trong khí hít vào tăng sẽ làm tăng nhanh PA nên giúp thời gian tiềm phục nhanh hơn. Cung lượng tim Cung lượng tim cao có khuynh hướng duy trì chênh lệch nồng độ (concentration gradient) giữa phế nang và mạch máu phổi, do đó PA sẽ tăng chậm.
Ngược lại, cung lượng tim thấp giúp đạt cân bằng nhanh hơn. Nói cách khác, cung lượng tim cao tương tự như một thể tích lớn mà thuốc mê cần làm đầy trước khi khuếch tán vào não. Tuy nhiên, các thuốc mê thế hệ mới (tương đối ít tan trong máu) ít bị ảnh hưởng bởi cung lượng tim hơn so với các thuốc mê tan nhiều trong máu. Tính hòa tan của thuốc mê trong máu (Hệ số máu – khí) Hệ số máu – khí là tỷ số giữa lượng thuốc mê trong máu và trong khí khi đạt tình trạng cân bằng ở 37oC.
Các thuốc mê có hệ sô máu – khí cao (tính tan trong máu cao) được cho là có thời gian tiềm phục nhanh. Tuy nhiên, điều này không đúng vì thuốc mê sẽ tồn tại ít ở dạng áp suất riêng phần (không tan) trong máu hơn, mặc dù tổng lượng thuốc trong máu có giá trị lớn. Áp suất riêng phần của thuốc mê trong máu và trong não mới là yếu tố quan trọng để giúp tăng độ mê hơn là tổng lượng thuốc mê trong máu. Nói cách khác, thuốc mê có tính hòa tan nhiều sẽ cần một lượng lớn để gây bão hòa máu trước khi khuếch tán vào não.
Các thuốc mê có tính hòa tan thấp sẽ có áp suất riêng phần lớn hơn, do đó thời gian tiềm phục và tỉnh mê sẽ nhanh hơn. Hiệu ứng nồng độ Hiệu ứng nồng độ mô tả ảnh hưởng động học khi hít một loại khí có nồng độ cao (phân suất cao trong hỗn hợp khí hít vào). Khi một loại khí có nồng độ cao được hít vào, đa số loại khí khuếch tán vào phổi chính là loại khí đó. Khi thể tích phế nang bị giảm đi do sự khuếch 16 Bộ môn Gây mê – Hồi sức Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch tán này trong 1 nhịp thở, thể tích thường lưu hít vào trong nhịp thở kế tiếp sẽ tăng để bù đắp thể tích đã mất.
Hiện tượng này làm tăng thông khí phế nang trong giai đoạn khí khuếch tán nhanh vào máu (rapid uptake). Hiệu ứng nồng độ cao thường chỉ dùng để mô tả động học của N2O do đây là khí duy nhất an toàn khi cho qua đường hô hấp ở nồng độ cao. Hiệu ứng khí thứ 2 Hiệu ứng khí thứ 2 mô tả ảnh hưởng của sự hiện diện một khí có nồng độ cao như N2O lên đường cong FA/FI của khí thứ 2 có nồng độ thấp hơn (ví dụ isoflurane trong Hình 2) Hình 2. Hiệu ứng khí thứ 2 cho thấy sự gia tăng của FA/FI của isoflurane khi sử dụng kèm theo N2O nồng độ cao (70%) so với không có N2O.
Việc hấp thu của N2O có thể tích và nồng độ cao sẽ làm gia tăng nồng độ của isoflurane trong phế nang. Quá trình hấp thu này cũng làm tăng thông khí phế nang trong phổi do tăng thể tích thường lưu hít vào như đã mô tả trong hiệu ứng nồng độ. Đối với các thuốc mê ít tan trong nước hơn như sevoflurane hoặc desflurane, hiệu ứng khí thứ 2 ít có ảnh hưởng hơn trong thực hành lâm sàng. Chuyển hóa Cytochrome P450 của gan (CYP2E1) chuyển hóa liên kết giữa carbon (ký hiệu C) và halogen trong thuốc mê để phóng thích ion halogen (F-, Cl-, Br-), có thể gây độc gan và thận.
Liên kết C – F là liên kết bền nhất và chỉ bị chuyển hóa ở mức tối thiểu trong khi các liên kết C – Cl, C- Br và C – I kém bền hơn và dễ bị chuyển hóa hơn. Chuyển hóa của các thuốc mê hô hấp Thuốc mê % bị chuyển hóa Chất chuyển hóa N 2O < 0,01 (N2) Halothane 20 Acid trifluoroacetic, Cl-, Br- Sevoflurane 3,5 Muối fluorides vô cơ và hữu cơ Chất A trong trường hợp có vôi lime soda và nhiệt độ cao (chất B, C, D và E) Enflurane 2 Muối fluorides vô cơ và hữu cơ Isoflurane 0,2 Acid trifluoroacetic và F- Desflurane 0,02 Acid trifluoroacetic 3. NITROUS OXIDE N2O: N2O là một khí không màu, mùi ngọt, không gây kích thích hô hấp, được điều chế từ nhiệt phân ammoni nitrate ở 250oC. Thuốc có tính giảm đau mạnh nhưng tính gây mê yếu, thường 17 Bộ môn Gây mê – Hồi sức Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch dùng kèm O2 với nồng độ 50% (hỗn hợp Entonox), kết hợp với thuốc mê bốc hơi hay thuốc mê tĩnh mạch khác.
Cơ chế hoạt động chính xác của N2O chưa rõ, giả thuyết hiện nay là N2O tác dụng lên thụ thể NMDA (N-methyl-D-aspartate) trong hệ thần kinh trung ương.