Kā radās viens no diženākajiem sasniegumiem mūsdienu medicīnā – narkoze? Kā tā darbojas? 12
Māris Zariņš, “Planētas Noslēpumi”, AS “Latvijas Mediji”
Narkozi var uzskatīt par vienu no diženākajiem sasniegumiem mūsdienu medicīnā, jo bez anestēzijas modernā ķirurģija jau praktiski vairs nav iedomājama. Taču, lai arī narkotizējošas vielas medicīnā izmanto vismaz pusotru gadsimtu, par narkozes mehānismiem joprojām nav pilnvērtīgas sapratnes arī zinātnes ļaudīm: ķīmiskās struktūras ziņā pilnībā atšķirīgi savienojumi spēj dot vienādu rezultātu – cilvēks zaudē sāpju jutību un vienlaikus arī spēju kustēties. Kāpēc? Turklāt zināms, ka šo īpašību savā darbībā mēdz izmantot ne tikai ārsti, bet arī specdienesti faktiski visā pasaulē…
I
Līdz aptuveni 19. gadsimta vidum narkoze nebija zināma un neviens pat nespēja iedomāties, ka varētu būt iespējams operēt tā, lai pacientam nesāpētu, viņš justos drošībā un ārstam būtu maksimāli ērti. Bet tad kādā brīdī sākās īstens atklājumu birums, un tagad jau praktiski neesot iespējams vispār noteikt, kurš īsti uzskatāms par īsteno narkozes pirmatklājēju.
Lai kā arī būtu, bet par “narkozes ēras” oficiālo sākuma datumu uzskata 1846. gada 16. oktobri, kad amerikāņu ārsts Džons Vorens pirmo reizi operēja pacientu, kurš bija ētera narkozes iespaidā. Bet par narkozes izgudrotājiem atzīti zobārsts Viljams Mortons un viņa skolotājs, ārsts un ķīmiķis Čārlzs Džeksons, kurš tad arī nācis klajā ar piedāvājumu izmantot ēteri. Tiesa, esot zināms, ka jau 1780. gadā angļu ķīmiķis Hemfrijs Devī veicis eksperimentus ar slāpekļa oksīdu ar sevi, pēc kā rakstījis: “Slāpekļa oksīdam acīmredzami piemīt spēja likvidēt sāpes.” Tolaik gan neviens šiem viņa vārdiem nepievērsa uzmanību. Tik ilgi, kamēr 1844. gadā ASV pavalsts Konektikutas zobārsts Horass Velss palūdza kolēģim Džonam Rigsam izraut viņa beigto zobu, kā sāpju mazinātāju izmantojot slāpekļa oksīdu. Tas, ka viņš patiešām nesajuta sāpes, bet zobu izdevās sekmīgi izraut, Velsu pamudināja sākt slāpekļa oksīdu izmantot arī savā ikdienas praksē. Var piebilst, ka ne pārāk bieži, tomēr slāpekļa oksīdu šādiem nolūkiem mēdz izmantot arī mūsdienās, savukārt ēteris gan praktiski skaitās pilnībā aizmirsts.
Anesteziologs iemidzina pacienti, izmantojot ēteri, 1880. gadā.
Bet saistībā ar ēteri, izrādās, arī ne gluži “visi papīri ir tīri”. Zināms, ka tā iegūšanu, destilējot sērskābi un vīnspirtu, jau 16. gadsimtā aprakstījis vācu botāniķis un aptiekārs Valeriuss Korduss. No tā arī radies šīs vielas sākotnējais nosaukums – sēra ēteris, ko vēlāk sāka dēvēt par dietila ēteri vai vienkārši par ēteri. Bet 18. gadsimta sākumā vācu ārsts Fridrihs Hofmans piedāvāja ētera un spirta maisījumu kā nomierinošus pilienus, kas nodēvēti viņa vārdā, un tie pielietoti vismaz simt gadu. Pilnībā tīru ēteri tikai 1796. gadā ieguva Krievijas pilsētas Pēterburgas galvenās aptiekas līdzstrādnieks Tovijs Lovics, savukārt tā narkotizējošo iedarbību – lai cik arī dīvaini tas izklausītos – pirmais vispār atklāja ievērojamais angļu fiziķis Maikls Faradejs, kurš 1818. gadā par šo tēmu pat publicēja apjomīgu rakstu.
Tostarp no cilvēces vēstures labi zināms, ka laba doma nevar tā vienkārši ienākt prātā tikai kādam vienam cilvēkam, jo domas vispār “lidinās gaisā”, un tad ir tikai jautājums par to, kurš pirmais pamanās kādu no tām notvert – vienalga, vai tas saistīts ar zinātni, mūziku, mākslu un tamlīdzīgi. Dažkārt sanāk, ka to izdara vienlaikus vairāki ļaudis. Tā, piemēram, vienlaikus un pilnībā neatkarīgi viens no otra vācu ķīmiķis Justuss Lībihs un franču aptiekārs Ežēns Suberāns ieguva savu gaistošo vielu, ko drīz nodēvēja par hloroformu. Bet zīmīgi ir arī tas, ka neviens no viņiem abiem neko nezināja par šīs vielas narkotizējošo īpašību, un to savukārt atklāja Edinburgas universitātes aukušierijas profesors Džeimss Simpsons. Viņš nebija lāgā apmierināts ar ētera iedarbību sāpju mazināšanā dzemdībās, tāpēc sāka pārbaudīt dažādus gaistošos šķidrumus, kamēr uzdūrās hloroformam. 1847. gada 15. novembrī viņš pirmo reizi gluži praktiski izmantoja hloroformu un jutās puslīdz apmierināts ar tā iedarbības rezultātu.
Inhalators ētera anestēzijai.
Kopš tā laika sākusies īstena jauno preparātu un jaunu to lietošanas metožu izgudrošanas sacīkste. Tostarp var piebilst, ka visi iepriekš pieminētie līdzekļi bija vai nu gāzes, vai ātri gaistoši šķidrumi, tāpēc tos ievadīja pa elpošanas ceļiem jeb gluži konkrēti ieelpojot cauri visparastākajai maskai. Bet tāda metode tomēr bija apgrūtinoša tajā gadījumā, ja bija jāoperē seja vai arī pacients atradās guļus uz vēdera.
1899. gadā profesors Henrihs Drezers nāca klajā ar paziņojumu par jaunu aktīvo miega zāļu izgudrošanu, ko nodēvēja par hedonālu. Savukārt Krievijas Kara medicīnas akadēmijas profesors Nikolajs Kravkovs izgudroja jaunu narkotizēšanas metodi ar šā medikamenta iepriekšēju ievadīšanu: vispirms pacientam deva hedonāla tableti, kas nodrošināja dziļu miegu, bet uz tā fona jau pielietoja hloroformu. Turklāt šajā gadījumā gan pati narkotizācija noritēja mierīgāk, gan arī vajadzēja izmantot mazāk hloroforma.
Tad nāca piedāvājums ievadīt tikai hedonālu, taču – tieši vēnā. Pirmā tāda operācija ar venozu narkozes ievadīšanu 1909. gadā arī notikusi Krievijā – Sergeja Fjodorova klīnikā Pēterburgā. Kopš tā laika neinhalatorā hedonāla narkoze sāka pārliecinoši izstumt no savām iepriekšējām pozīcijām hloroformu. Tiesa, jau drīz to aizstāja ar barbiturātu pārstāvi heksenālu. Šo pirmo narkozei izmantoto līdzekļu ķīmiskās formulas ievērojami atšķiras cita no citas, lai gan spēj izraisīt praktiski vienādu efektu. Vēl jāpiebilst, ka narkozi var nodrošināt ar elektrostrāvu un arī hipnozi.
II
Vārds ‘narkoze’ cēlies no grieķu ‘narke’, kas nozīmē sastingumu. Farmakoloģijas mācību literatūra pauž, ka šis stāvoklis, ko raksturo atgriezeniska centrālās nervu sistēmas nomākšana, izpaužas kā apziņas atslēgšana, jutīguma likvidēšana (vispirms jau saistībā ar sāpēm), reflektorajām reakcijām un muskuļu tonusa mazināšanos.
Taču tāds vērtējums apraksta tikai ārējo ainu, bet neraksturo pašu narkozi un neatklāj tās iestāšanās mehānismu. Katrā ziņā nezinošs cilvēks nespēs atšķirt narkozes stāvokli no smadzeņu satricinājuma, saules dūriena vai pat vienkārša ģīboņa. Apziņas zaudēšana notiek arī parastā miega laikā, nemaz nerunājot par jebkādas izcelsmes komu (grieķu ‘koma’ – dziļais miegs). Protams, visos šajos stāvokļos apziņas zaudēšanu pavada arī dzīvības nodrošināšanai svarīgu orgānu un sistēmu darbības traucējumi. Savukārt narkozes apstākļos nekam tādam nevajadzētu būt. Turklāt koma var iestāties arī narkotizējošas vielas pārdozēšanas rezultātā, respektīvi, runa ir nevis vispār par narkozi kā tādu, bet gan tieši par salīdzinoši drošo ķirurģisko narkozi.
Pati pirmā narkozes stadija, kas neparedz apziņas zaudēšanu, izpaužas tikai kā jutīguma zaudēšana, ar ko ir pilnībā pietiekami dažādu sīku operāciju veikšanai. Tāpat vēl gluži nesen daudzi bija aizrāvušies ar tā dēvēto “narkozi bez narkozes” jeb medicīniskajā terminoloģijā – neiroleptanalgēzija. Proti, pacientam ievadīja spēcīgu neiroleptiķi droperidolu, kas novērš nevēlamu refleksu noraidīšanu no operējamā orgāna un sistēmas un novērš šoku, kā arī nomāc bailes, saspringumu, vemšanu un pastiprina jau arī bez visa tā jaudīgā anestētiķa fentanila iedarbību. Turklāt pacients ne uz mirkli nezaudē samaņu.
Pacienta sagatavošana operācijai, izmantojot ētera un slāpekļa oksīda narkozi, 1922. gadā.
No otras puses, arī mūsdienās tā dēvētajai neinhalācijas narkozei izmantotie barbiturāti, piemēram, heksenāls un tiopentāls, nenomāc sāpju sajūtu, jo tie nav anestētiķi. Izrādās, pat ar parastu dziļo miegu var būt pietiekami ķirurģiskas operācijas veikšanai. Tieši tāpēc tādas spēcīgas miega zāles dēvē par hipnotiķiem. Amerikāņu medicīniskajā literatūrā esot norādīts, ka narkozē ar tiopentāla pielietošanu vismaz 10% pacientu sajūt sāpes, un tas vairākkārt kļuvis par iemeslu tiesvedībai. Taču šis fakts arī ļauj apjēgt to, kāpēc hipnozē iespējams veikt operāciju, iztiekot vispār bez jebkādas ķīmiskas iejaukšanās. Mūsdienās ir pietiekami labi anestētiķi, kas neatslābina muskulatūru, piemēram, ketamīns.
Dažu operāciju veikšanai nākas papildus ievadīt pacientam vielas, kas tikai atslābina muskuļus, jeb miorelaksantus. Tiesa, ne gluži vienmēr šī atslābināšana vispār ir nepieciešama. Un šis tad esot iemesls, kāpēc mūsdienās praktiski vairs nelieto terminu “narkoze”, tā vietā lietojot “vispārējā anestēzija”. Turklāt tā arī esot ērtāk, jo vieglāk atšķirt vispārējo anestēziju no lokālās, kuras sasniegšanas nolūkā izmanto gluži citas vielas – lokālos anestētiķus, piemēram, novokaīnu, lidokaīnu un tamlīdzīgus.
Taču joprojām paliek jautājums: kāpēc atsevišķas un savstarpēji atšķirīgas vielas spēj cilvēku novest tādā stāvoklī, kas klasificējams kā tipiska ķirurģiskā narkoze? Proti, pētnieki pauž aizdomas, ka ar ketamīnu vai ēteri izraisīta narkoze nevar uzrādīt to pašu mehānismu, ko narkoze pēc inertās gāzes ksenona ievadīšanas vai vēl jo vairāk pēc hipnozes. Un šajā vietā tad arī sākas neskaitāmu pieņēmumu valstība…
III
Pētnieki pauduši, ka smadzenes ir unikāla un brīnišķīga nervu šūnu krātuve – to ir vismaz desmit miljardi, un tām visām ir katrai pa vairākiem izaugumiem, kas it kā savstarpēji savijas, lai gan patiesībā nevienā vietā pat nesaskaras. Impulsi pa šiem izaugumiem ceļo ar strāvas palīdzību, lai gan arī tā kalpo faktiski tikai kā palaidējmehānisms. Saņēmis strāvas triecienu, nervu galiņš sāk šaut ar mediatoru sīkajām molekulām, kas, saskaroties ar izvēlēto mērķa šūnu, maina tās stāvokli. Proti, tā vai nu uzbudinās, vai sabremzējas, vai arī pilnībā zaudē jutību un pamirst.
Pirmā teorija, kas skaidroja narkotizējošo vielu darbību, noformulēta 1875. gadā, to izdarījis franču fiziologs Klods Bernārs, un tā nodēvēta par koagulatīvo. Uzsvērts, ka ētera un hloroforma iedarbībā notiek atgriezeniska šūnas iekšējo olbaltumvielu koagulācija (recēšana) izolētos neironos. Vēlāk (1938) gan citi pētnieki pierādīja, ka hloroforma narkozes laikā nav novērojama nekāda koagulācija, jo narkotiskās vielas koncentrācija šim nolūkam ir pārāk maza.
Nākamo teoriju 1899. gadā noformulēja E. Overtons un H. Meijers, un to nodēvēja par lipīdo. Bija pieņemts, ka narkotiskā viela iedarbojas spēcīgāk, ja tā pati par sevi labāk izšķīst lipīdos (taukos). Bet pēc jaunu vielu (pamatā – heksenāls un tiopentāls) un steroīdo anestētiķu (viadrils un citi) iegūšanas, kas gan slikti izšķīdināmi taukos, toties iedarbojas ļoti spēcīgi, šī teorija saglabājās vairs tikai tajā daļā, kas pauž, ka vispār jau narkotiskajām vielām kaut kādā mērā vajadzētu šķīst taukos… Un, kā pauduši mūsdienu speciālisti, tas arī ir saprotami, jo tādas vielas, kas vispār nešķīst taukos, nespēj izkļūt cauri ne smadzeņu hematoencefāliskajai barjerai, ne arī iekļūt šūnā caur tās membrānu.
Laikam jau nav lielas jēgas šeit pārstāstīt visas teorijas to vēsturiskajā secībā, jo vispār tādu bijis daudz, taču tās visas devušas tikai daļēju skaidrojumu saistībā ar kādu konkrētu vielu grupu. Mūsdienās vispopulārākā ir membrānas teorija. Atbilstoši tai narkotizējošo vielu molekulu iekļaušanās šūnu membrānā apgrūtina aktīvo jonu izkļūšanu cauri tai. Pamatā runa ir par nātrija, kālija un kalcija joniem, kas īsteno darbības elektrisko potenciālu ģenerēšanu. Rezultātā notiek neironu elektriskās aktivitātes traucējumi. Tā kā lielākā daļa narkotisko vielu ir ķīmiski inertas, izvirzīts pieņēmums, ka tās ar membrānu stājas ne tik daudz ķīmiskajā, cik tieši fiziskajā mijiedarbībā.
IV
Firmas “Dräger” 1958. gadā radītais narkozes aparāts.
Un ir vēl kaut kas lielā mērā faktiski pat negaidīts. 1950. gadā amerikāņu ķīmiķi V. Robertss un S. Frenkels smadzenēs atklāja jaunu aminoskābi, nodēvējot to par gamma–aminoeļļas skābi (GAES). Dīvaini šķita tas, ka šī skābe neiekļaujas olbaltumvielās, bet gan atrodas it kā savdabīgā brīvajā peldējumā. Jautājums bija šāds: kālab tā?
Atbilde pienāca pēc mazliet vairāk nekā desmit gadiem. Angļu pētnieks K. Krinevičs vāju GAES šķīdumu pievadīja vienai no tām šūnām, kas uztver jutīguma impulsus, un vispirms par lielu pārsteigumu, bet drīz jau atklātā sajūsmā konstatēja, ka GAES apspiedusi smadzeņu garozas jutīguma šūnu reaktivitāti, proti, tā uzstājas kā bremzējoša viela. Savukārt jau drīz japāņu pētnieki rīkojās vēl vienkāršāk: smadzeņu garozas jutīgajai zonai pievadīja peldošu elektrodu, kam virsū uzlika GAES samērcētu papīriņu. Un – tas pats rezultāts!
Vēlāk pētnieki jau konstatēja, ka GAES bremzē ne tikai impulsus uztverošās šūnas, bet arī tos ģenerējošās šūnas. Un, visbeidzot, konstatēts, ka šī viela kalpo kā bremzējošais mediators aptuveni 20–30% nervu šūnu. Kad izveidoja GAES iedarbības kartes, tās pilnībā sakrita ar tām zonām, kuras atbildīgas par miegu un sāpēm. Vēl vairāk, izrādās, GAES oksidēšanās rezultātā veidojas oksibutirāts, kas, lai arī salīdzinoši vājš, tomēr arī izrādījies narkotizējošs līdzeklis. Tādā veidā izdevās pierādīt, ka narkoze var būt ne tikai membrāniska, bet arī sinaptiska jeb tātad tā var izraisīt attiecīgo efektu, īstenojoties ķīmiskajai reakcijai ar tiem izpildītājšūnu iecirkņiem, kas pakļaujas speciālām ķīmiskajām komandām.
Pētnieki pauduši, ka būtu loģiski pieņemt to, ka par pretsvaru universālajam bremzējošajam faktoram varētu būt arī universālais aktivizējošais faktors. Un patiešām – tāda izrādījusies jau kopš 1866. gada zināmā un organismā pietiekami izplatītā (ieskaitot smadzenes) glutamīnskābe, kā arī tās amīds glutamāts. 1974. gadā amerikāņi D. Kērtiss un H. Džonstons konstatēja, ka, glutamātam iedarbojoties uz klusējošajām nervu šūnām, tajās veidojas aktivitāte, kas tad arī licis glutamīnskābi pieskaitīt uzbudinošajām aminoskābēm.
Vārdu sakot, iepazīstoties ar šajā materiālā apkopoto informāciju, tomēr neesot iespējams piemeklēt universālu skaidrojumu par to vielu darbības mehānismu, kas izraisa narkozi. Labākajā gadījumā varot teikt, ka vispārējie anestētiķi iedalāmi divās grupās: vielas, kas mijiedarbojas ar neironu membrānām saistībā ar savām fiziskajām īpašībām, un vielas, kas veic konkrētu iedarbību uz noteiktiem šūnu receptoriem, kas līdzdarbojas sāpju sajūtu veidošanā.
Un katrā ziņā joprojām nav atrisināts jautājums: kādā veidā tik dažādas vielas un to radītā iedarbība spēj izraisīt praktiski pilnībā vienādu narkozes ainu? Iespējams, augstāko dzīvnieku smadzenēs saglabājusies kaut kāda universāla sistēma, kas zemākajiem organismiem piedalās sastinguma pasīvajā aizsargreakcijā un tā dēvētajā šķietamās nāves stāvoklī. Iespējams, jā, taču, kā pauduši paši pētnieki, vispār tā pagaidām pat vēl nemaz neesot pilnvērtīga hipotēze…
