МІСЦЕВІ АНЕСТЕТИКИ

Инструмент
Что это?
Когда он нужен?
Как он работает?
Что от него ждать?

Лекарство
Действующее вещество и группа?
Показания к применению/дозы?
Механизм действия?
Побочные явления?

Аналгезия

Клітини нейронів мають специфічні Na+ канали:
альфа-субодиниці та дві менші Р-субодиниць.
Альфа-субодиниця складається з чотирьох однакових доменів, кожен з яких формується з 6 вкритих мембранами спіралей (S1-S6).
24 циліндричні спіралі розташовані радіально, оточені мембраною і формують центральний канал. Групуючись між собою вони утворюють ворота для трансмембранного проходження іонів, які регулюються залежно від заряду клітинної мембрани

sitemaker.med.umich.edu

Провідність Na+ каналів залежить від величини потенціалу мембрани. Під час потенціалу спокою основні ворота (і сам натрієвий канал) закрито. Повільна деполяризація викликає відкриття воріт (відкривання каналу), але швидка деполяризація під час генерації потенціала дії знову призводить до закриття каналу (його інактивації).

Якщо відкрита достатня кількість натрієвих каналів – кількість іонів натрію, що входить до клітини, починає перевищувати кількість іонів калію, що виходять з клітини
Це призводить до деполяризації мембрани нейрона, що ще більше сприяє відкриттю натрієвих каналів, в результаті чого відбувається подальша і остаточна деполяризація мембрани. Утворюється швидкий потік натрію всередину клітини до рівноважного Na+ -потенціалу (біля +67 mV).
Потім інактивація Na+ -каналів і робота натрій-калієвого насосу (шляхом активного транспорту) призводить до відновлення в клітині втрачених іонів калію та виведення з неї надлишкового натрію.

Цитоплазматичний замикач між DIII-S6 та DIV-S1 як місце скріплення МА
на натрієвому каналі

Класифікація α−субодиниць електричних натрієвих каналів у ссавців
+
+ (embryonic)
-
+
+
+
+
+
+
-
+
+
type I
type II
type III
SkM1 (μ1)
NaCh6
PN1
Найменування
SkM2 (Η1)
ЦНС, серце
ЦНС
Фетальний мозок
Скелетні м'язи
Серце
ЦНС, глія
SCG, DRGs, кишечник
+
SCN1a
SCN2a
SCN3a
SCN4a
SCN8a
SCN9a
SCN5a
Тип
NaV1.1
NaV1.2
NaV1.3
NaV1.4
NaV1.6
NaV1.7
NaV1.5
SNS (PN3)
+ (small & medium cells)
DRG
SCN10a
NaV1.8
+ (most small cells)
NaN (SNS2)
DRG
-
-
SCN11a
NaV1.9
+
NaG
Сідничний нерв, легені
+
SCN7a
NaX
(?)
+ (embryonic)
(embryonic, rat)
(adult, mouse)
Wood et al. 1998-2009

Місцеві анестетики (МА) проникають всередину аксону у вигляді ліпофільних основ.
Всередині нервового волокна МА переходять в іонізовану (протонну) форму і викликають блок натрієвих каналів у результаті з’єднання з рецептором.
Четвертичні (повністю іонізовані) МА діють всередині нервової клітини, на відміну від неіонізованих з’єднань (як анестезин), що розчинюються в мембрані, частково або повністю блокуючи натрієві канали.

Як іонізовані, так і неіонізовані молекули МА блокують натрієві канали, попереджуючи відкриття воріт (тобто викликаючи інактивацію каналів). У результаті інактивується так багато натрієвих каналів, що кількість відкритих каналів зменшується нижче певного мінімуму, необхідного для досягнення критичного рівня деполяризації. При цьому потенціал дії не генерується – виникає нервовий блок.
Цей блок посилюється пропорційно посиленню нервової стимуляції, що пов’язано з тим, що більша частина молекул МА (в іонізованій формі) входить до натрієвих каналів при їх відкритті, викликаючи інактивацію більшої кількості цих каналів.

Місцева анестезія (МА)
МА – будь-яка маніпуляція, що призводить до втрати чутливості в частині тіла до болю без впливу на свідомість.
Дозволяє пацієнту переносити хірургічні та стоматологічні втручання зі зниженням болю та дистресу
Може комбінуватися із загальною анестезією (ЗА)
Застосовується для знеболення при нехірургічних болях
Дозволяє встановити діагноз, обумовлений деякими хронічними станами.
Wikipedia 2009. http://en.wikipedia.org/wiki/Local_anesthesia

Застосовані поняття:
Місцева анестезія – в чіткому розумінні анестезія малої ділянки тіла (шкіра, зуб)
Регіональна анестезія – спрямована на знеболення більшої частини тіла (рука, нога)
Провідникова анестезія – широке поняття, яке включає велику кількість комбінацій технік місцевої та регіональної анестезії

Техніка:
Поверхнева анестезія
Інфільтраційна анестезія
Зональний блок
Периферичний блок нерва
Плексусна анестезія
Епідуральна анестезія
Спинальна анестезія
Внутрішньовенна периферична анестезія (блок Біра)
Місцева анестезія порожнин тіла (плевральна, суглобова…)
Wikipedia 2009. http://en.wikipedia.org/wiki/Local_anesthesia

Історія МА
Листя коки застосовували для стимуляції в Перу, МА ефект також був відомий та застосовувався
Кокаїн виділено в 1860
Кокаїн застосовано як МА в 1884
Прокаїн (амідоефір) – 1904
Лігнокаїн – 1943
Бупівакаїн – 1957
Прилокаїн – 1959

1855 р. Friedrich Gаedike виділив з листя південноамериканської рослини коки діючу речовину - Erythroxylon
1859 Albert Niemann 1859 виділив алкалоїд, названий ним «кокаїн» - речовина, що знаходиться всередині рослини коки
1898 Перший синтез кокаїну Richard Willstätter
Вже A. Niemann акцентував увагу на специфічному онімінню язика після контакту з кокаїном

1879 Василь (Базель) Костянтинович Анреп
залежність глибини анестезії, системних ускладнень (гіпертензія, збудження, судоми, пригнічення дихання та серцевий колапс) від застосованої дози, летальні дози для різних видів тварин, індивідуальність клінічного ефекту при однакових дозах та продемонстрована етапність настання клінічних ефектів, крім того він описав судинозвужуючі властивості кокаїну
підшкірне введення анестетика таке ж ефективне, як і аплікація на слизові

1884 Carl Koller застосовував місцеву анестезію в офтальмології.
З ініціативи - МА на слизових оболонках інших локалізацій, насамперед – в оториноларингології.
1884 році Jellinek застосував кокаїн на дихальних шляхах
1885 – William Halsted використав його для блокади нервових стовбурів
1898-99 роках його вводили перидурально (James Corning) та субарахноїдально (Heinrich Quincke, August Bier).

Першу статистику смертей від кокаїну (Falk, Weigand)
17 отруєнь при аплікації кокаїну на слизову носа без смертельних наслідків
12 випадків токсичного впливу при аплікації на слизову зіва, з них 2 – смертельні
11 отруєнь з 1 смертельним – при анестезії гортані
3 смертельні випадки при введені кокаїну в пряму кишку.
Найменше випадків реєстрували в офтальмології.
Більшість випадків була пов’язана саме з висококонцентрованими розчинами, а не з загальною дозою анестетика

Історія блоків
Блок плечового сплетіння
? Ранні 1900-і
Внутрішньовенна регіональна анестезія (Август Бір) 1908
Спинальна анестезія вперше проведена в 1885, в клінічній практиці з 1899 (Август Бір)
Каудальна - ? 1900-і
Епідуральна – 1930-і

МА – побічні ефекти
В залежності від МА, методу та місця введення
Місцеві:
Подовжена анестезія / парестезія
Гематома
Травма нерву
Системні:
Пригнічення ЦНС
Серцево-судинний колапс
Алергічні реакції
Невдала анестезія

Types of Local Anesthetics

Types of Local Anesthetics
Esters
Procaine
chloroprocaine
tetracaine
cocaine

Types of Local Anesthetics
Amides
Lidocaine
prilocaine
mepivacaine
bupivacaine
ropivacaine

Amides vs. Esters
МА складаються з ліпофільної (частіше – ароматичне кільце) та гідрофільної частин (частіше – вторинний або третинний амін), з’єднаних ефірним або амідним зв’язком.
Всі МА і поділяються на заміщені аніліди (аміди) та складні ефіри. До ефірів належать новокаїн та хлорпрокаїн, до амідів – усі інші сучасні МА (лідокаїн, мепівакаїн, бупівакаїн, прілокаїн, ропівакіїн та інші).

Ефекти місцевих анестетиків поділяються на місцеві – блокада нервових волокон (у разі блокади нервового стовбура – регіонарна анестезія) та загальні, що виникають внаслідок системної дії при резорбції (або введені) МА в кров’яне русло.
Системна дія місцевих анестетиків визначає їх токсичні ефекти.

МА изготавливаются как гидрохлориды, которые в водном растворе диссоциируют в ионизированные (заряженные и гидрофильные четвертичные амины) и неионизированные (незаряженные и липофильные третичные амины) формы.
Как ионизированные, так и неионизированные формы молекул МА включаются в блокаду импульса по нервному волокну. Неионизированные молекулы взаимодействуют с Na-каналами, проникая через липидную оболочку аксона. Ионизированные молекулы вероятно достигаю специфических рецепторов внутри Na-каналов через водный путь поры Na-канала

Overview nerv fibres
Sensitivity to LA

Местная диспозиция
Количество МА, которое достигает нерва, зависит от большой протяженности от места инъекции до нерва (интранейральная инъекция болезненна и может вызвать повреждение нерва). Минимальный объем необходим для обеспечения адекватного распространения раствора МА вокруг нерва, и минимальная концентрация (общая масса) необходимы для обеспечения адекватного градиента для проникновения в нерв.

Соединительнотканные и жировые барьеры
Спинальные нервные корешки свободно плавают в ликворе, и небольшое количество МА вызывает глубокую блокаду. Наоборот, плечевое сплетение и седалищный нерв окружены фасциальным футляром и жировой тканью, поэтому необходима аппликация большого количества МА для адекватной анестезии. Кроме того, во время диффузии в нерв, МА разбавляется абсорбцией в ткань, кровь и лимфу.

Скорость и протяженность диффузии
первично зависят от рКа МА, концентрации инъецируемого раствора и его растворимости в липидах. Т.к. рКа всех МА > физиологического рН, большинство МА находятся в ионизированной (менее липофильной) форме. Это может объяснять, в частности, относчительно плохую способность распространяться и проникать в ткани тетракаина (блок плечевого сплетения) и высокую эффективность при субарахноидальном введении. Ацидоз при местной инфекции замедляет диффузию МА, т.к. поваышается ионизация. Липидорастворимость повышает способность МА проникать через липидный барьер вокруг нерва, однако это м.б. нивелировано неспецифическим связыванием с липидными компонентами ненейрональных тканей

Кинетика нервного блока
Когда МА размещается рядом с плечевым сплетением, моторный блок часто предшествует сенсорному. Это отражает периферическую локализацию моторных волокон и центральную - сенсорных. Подобное не отмечено для спинальной анестезии, т.к. диффузия через барьеры минимальна.
Системная абсорбция влияет на количество МА, оставшегося в месте инъекции и, следовательно, на длительность анестезии. Пиковый уровень в крови (С мах), который развивается после периневральной инъекции, определяется многими факторами.

Уровень МА в крови определяется
Общая доза МА
Место инъекции (межреберный > эпидуральная > плечевое сплетение)
Добавление вазоконстрикторов (более эффективно с лидикаином, чем с бупивакаином)
Лекарственная местная вазодилятация (бупивакаин > лидокаин)
Связь локально как результат липидорастворимости
Перфузия тканей
Сопутствующая лекарственная терапия
Заболевания почек
Заболевания печени

Максимально безопасная доза МА основывается на С мах. которая возникнет после периневральной инъекции. Эти дозы - не абсолютные и должны рассматриваться только как основа в зависимости от многих комплексных и часто непредсказуемых факторов (см. Таб. 19-1).
Хотя максимально безопасная доза МА часто устанавливается в мг/кг, нет корреляции между весом тела и пиковым уровнем в плазме.

Распределение и элиминация
МА, который абсорбируется в венозную с/с, изначально попадает в легкие, где существенный подъем возникает для ограничения попадания препарата в системную циркуляцию для распределения в ткани, особенно интенсивно-перфузируемые, такие как головной мозг и сердце.
Связь с белками определяет количество МА, доступное для оказания фармакологического эффекта, т.к. только свободная фракция активна. Это варьирует между пациентами и зависит от самого МА и концентрации.

Связь с белками МА

Клиренс
Аминоамиды элиминируются из плазмы печенью. Моноэтилглицинэксилидид - активный метаболит лидокаина, который может обуславливать токсичность, даже если плазменная концентрация лидокаина - в пределах нормы.
Аминоэфиры быстро элиминируются из плазмы плазменной и печеночной холинэстеразами. Плазменный уровень этих МА у пациентов с дефицитом или атипичным энзимом м.б. повышен.

Физиологические и патофизиологические факторы
Сниженный сердечный выброс ухудшает очищение плазмы от МА вследствие снижения печеночного кровотока. Скорость в/в инфузии лидокаина для лечения аритмий сердца м.б. необходимо снизить у пациентов с сердечной недостаточностью во избежание токсичных эффектов.
Заболевания печени удлиняют Т 1/2β лидокаина и всех аминоамидов.
Возраст не меняет начальную дозу МА, но последующие дозы д.б. снижены во избежание кумуляции у пожилых. Т1/2β аминоамидов удлинено в 2-3 раза у новорожденных, достигая значений взрослых после 6 мес жизни.
Кислотно-щелочной баланс.
Фетальный ацидоз приводит к большему переходу МА из крови матери к плоду, но нет свидетельств о том, что плод более чувствителен к токсичному действию МА.

Действие лекарств и взаимодействие
Летучие анестетики, циметидин и пропранолол изменяют клиренс МА из-за ингибирования функцию оксидаз или снижая печеночный кровоток.
Нет признаков, что диазепам вытесняет бупивакан из мест его связи. следовательно, использование диазепама для лечения токсических реакций не повышает свободную фракцию бупивакаина.
Комбинация МА
Токсические эффекты суммируются скорее, чем синергические.

Выбор МА
Длительность операции
Выбранная региональная техника
Хирургическая необходимость (сенсорный блок в акушерстве, моторный - в ортопедии)
Опыт анестезиолога
Потенциал системной токсичности

Выбор МА
1. Концентрация выбранного МА определяется диаметром нерва, который д.б. блокирован. Нервы большого диаметра, как например при эпидуральной анестезии, требуют более высоких концентраций МА, чем блок периферических нервов.
2. Качество блока, вызываемое различными МА, значительно отличается. Интратекальное введение тетракаина вызывает больший моторный блок, чем бупивакаин, тогда как бупивакаин обеспечивает более длительную аналгезию. Для блока плечевого сплетения мепивакаин вызывает больший и более длительный моторный блок, чем лидокаин.
3. Бупивакаин и лидокаин м.б. использованы для всех региональных блоков и являются наиболее широко распространенными МА.

Эффекты адреналина при добавлении к раствору МА
Удлинение длительности действия
Снижение системной абсорбции
Повышает интенсивность блока
Снижает хирургическое кровотечение
Компонент тест-дозы как сигнал в/сосудистой инъекции

Эффекты адреналина при добавлении к раствору МА
1. Он менее эффективен в удлинении действия бупивакаина, чем тетракаина.
2. Может снизить пиковый плазменный уровень (лидокаин > бупивакаин) вероятно вследствие локальной вазоконстрикции и снижения скорости системной абсорбции МА.
3. Повышение интенсивности аналгезии м.б. из-за прямого действия адреналина (и др. α-агонистов) на антиноцицептивные рецепторы спинного мозга.
4. Вазоконстрикция для снижения хирургического кровотечения адекватно вызывается инфильтрацией раствором, содержащим адреналин (5 мкг/мл или 1:200000).
5. Если тест-доза содержит 15 мкг/мл адреналина, в/сосудистая инъекция м.б. обнаружена по повышению ЧСС и АД, по крайней мере, на 20%.
6. Использование в акушерстве. Альфа-эффекты могут снизить маточный кровоток, бета-эффекты - замедлить роды. Т.о. беременным не следует включать адреналин в раствор МА.
7. Системные эффекты. Абсорбированный адреналин (исключая субарахноидальное введение) вызывает преимущественно бета-эффекты, а в дозах выше 400 мкг - альфа-эффекты.

Противопоказания к включению адреналина в раствор МА
Нестабильная стенокардия
Аритмии сердца
Неконтролируемая гипертензия
Маточно-плацентарная недостаточность
Лечение ингибиторами МАО или трициклическими антидепрессантами
Периферический нервный блок в областях, где м.б. плохое коллатеральное кровообращение (пенис, пальцы)
В/в региональная анестезия

Карбонатные МА
Несмотря на более быстрое начало действия и интенсивность блока (диффузия СО2 в нерв снижает интраневральный рН), использование этих растворов остается спорным. Пиковый уровень в крови выше и более быстрое начало при эпидуральной анестезии может усилить снижение АД

Amides and Esters

Selection criteria

From NYSORA web site
Properties of Local Anesthetic Agents

Intravenous Lidocaine in Chronic Pain
Tetrodotoxin TTX
Some Na channels resistant to TTX
These may be important in Chronic pain
With Chronic pain probably up/down regulation receptor types
IV lidocaine may work at these recptors

Intravenous lidocaine in Chronic pain
Systemic administration of local anesthetic agents to relieve neuropathic pain.
AUTHORS' CONCLUSIONS: Lidocaine and oral analogs were safe drugs in controlled clinical trials for neuropathic pain, were better than placebo, and were as effective as other analgesics. Future trials should enroll specific diseases and test novel lidocaine analogs with better toxicity profiles. More emphasis is necessary on outcomes measuring patient satisfaction to assess if statistically significant pain relief is clinically meaningful
Cochrane Database Syst Rev. 2005 Oct 19;(4):Challapalli V,

Special preparations
www.aafp.org

Topical Local anesthetics
Tetracaine, Adrenaline (Epinephrine), and Cocaine
Tetracaine, adrenaline, and cocaine (TAC), a compound of 0.5 percent tetracaine (Pontocaine), 0.05 percent epinephrine, and 11.8 percent cocaine, was the first topical anesthetic mixture found to be effective for nonmucosal skin lacerations to the face and scalp.2 From 2 to 5 mL of solution is applied directly to the wound using a cotton-tipped applicator with firm pressure that is maintained for 20 to 40 minutes.2,3 However, the use of TAC is no longer supported by the literature because of general concern about toxicity and expense, and federal regulatory issues involving medications containing cocaine.
Principles of Office Anesthesia: Part II. Topical Anesthesia
SURITI KUNDU, M.D.,

EMLA
Eutectic Mixture of Local Anesthetics
Most pure anesthetic agents exist as solids. Eutectic mixtures are liquids and melt at lower temperatures than any of their components, permitting higher concentrations of anesthetics. Eutectic mixture of local anesthetics (EMLA) represents the first major breakthrough for dermal anesthesia on intact skin. It consists of 25 mg per mL of lidocaine, 25 mg per mL of prilocaine, a thickener, an emulsifier, and distilled water adjusted to a pH level of 9.4.3
Etymology: Greek eutEktos easily melted, from eu- + tEktos melted, from tEkein to melt -- more at THAW
1 of an alloy or solution : having the lowest melting point possible
2 : of or relating to a eutectic alloy or solution or its melting or freezing point
Principles of Office Anesthesia: Part II. Topical AnesthesiaSURITI KUNDU, M.D.,

Iontophoresis