If you've had surgery, you might remember starting to count backwards from ten, nine, eight, and then waking up with the surgery already over before you even got to five. And it might seem like you were asleep, but you weren't. You were under anesthesia, which is much more complicated. You were unconscious, but you also couldn't move, form memories, or, hopefully, feel pain. Without being able to block all those processes at once, many surgeries would be way too traumatic to perform. Ancient medical texts from Egypt, Asia and the Middle East all describe early anesthetics containing things like opium poppy, mandrake fruit, and alcohol. Today, anesthesiologists often combine regional, inhalational and intravenous agents to get the right balance for a surgery. Regional anesthesia blocks pain signals from a specific part of the body from getting to the brain. Pain and other messages travel through the nervous system as electrical impulses. Regional anesthetics work by setting up an electrical barricade. They bind to the proteins in neurons' cell membranes that let charged particles in and out, and lock out positively charged particles. One compound that does this is cocaine, whose painkilling effects were discovered by accident when an ophthalmology intern got some on his tongue. It's still occasionally used as an anesthetic, but many of the more common regional anesthetics have a similar chemical structure and work the same way. But for major surgeries where you need to be unconscious, you'll want something that acts on the entire nervous system, including the brain. That's what inhalational anesthetics do. In Western medicine, diethyl ether was the first common one. It was best known as a recreational drug until doctors started to realize that people sometimes didn't notice injuries they received under the influence. In the 1840s, they started sedating patients with ether during dental extractions and surgeries. Nitrous oxide became popular in the decades that followed and is still used today. although ether derivatives, like sevoflurane, are more common. Inhalational anesthesia is usually supplemented with intravenous anesthesia, which was developed in the 1870s. Common intravenous agents include sedatives, like propofol, which induce unconsciousness, and opioids, like fentanyl, which reduce pain. These general anesthetics also seem to work by affecting electrical signals in the nervous system. Normally, the brain's electrical signals are a chaotic chorus as different parts of the brain communicate with each other. That connectivity keeps you awake and aware. But as someone becomes anesthetized, those signals become calmer and more organized, suggesting that different parts of the brain aren't talking to each other anymore. There's a lot we still don't know about exactly how this happens. Several common anesthetics bind to the GABA-A receptor in the brain's neurons. They hold the gateway open, letting negatively charged particles flow into the cell. Negative charge builds up and acts like a log jam, keeping the neuron from transmitting electrical signals. The nervous system has lots of these gated channels, controlling pathways for movement, memory, and consciousness. Most anesthetics probably act on more than one, and they don't act on just the nervous system. Many anesthetics also affect the heart, lungs, and other vital organs. Just like early anesthetics, which included familiar poisons like hemlock and aconite, modern drugs can have serious side effects. So an anesthesiologist has to mix just the right balance of drugs to create all the features of anesthesia, while carefully monitoring the patient's vital signs, and adjusting the drug mixture as needed. Anesthesia is complicated, but figuring out how to use it allowed for the development of new and better surgical techniques. Surgeons could learn how to routinely and safely perform C-sections, reopen blocked arteries, replace damaged livers and kidneys, and many other life-saving operations. And each year, new anesthesia techniques are developed that will ensure more and more patients survive the trauma of surgery.
外科手術を受けたことがあれば 10からカウントダウンしたことを 覚えているでしょう 9 8 目覚めると 5まで数えないうちに 手術は終わっています でも 実際には眠っていたわけではないのです もっと複雑な 麻酔の作用を受けていたのです あなたは意識を失い 動けなくなり その間の記憶はなく うまくいけば 痛みを感じることはありません これらの過程をいっぺんに阻止しなければ 外科手術の多くはとても耐え難いものになるでしょう 古代エジプト アジア及び中東の医学書には どこでも ケシやマンドレイク ケシやマンドレイク アルコールを含んだ 初期の麻酔薬について述べられています 現在は 麻酔科医が 外科手術にあった配合の局所麻酔薬 吸入麻酔薬や 静脈麻酔薬を組み合わせているのです 局所麻酔は体の特定の部位からの 痛みの信号が 脳に到達するのを防ぎます 痛みなどの情報は 電気信号として神経系を通じて届きます 局所麻酔は電気的なバリケードを設定します ニューロンの細胞膜にある 荷電した粒子を出入りさせるタンパク質に結合し 正に荷電した粒子を締め出します この働きがある物質の1つがコカインで 眼科インターンの口に入ってしまったことで 偶然にも その鎮痛作用が発見されたのです 今でも麻酔薬として使われることもありますが 一般的な局所麻酔薬の多くは よく似た化学構造を持ち同じ作用があります 大手術で意識を失わせる必要がある場合は 脳を含む神経系全体に 働きかける必要があります それが吸入麻酔です 西洋医学ではジエチルエーテルが 最初に一般に用いられるようになりました これを吸った人が ケガをしても痛みを感じないことに 医師が気付くまでは もっぱら嗜好品として使われていました 1840年代には抜歯や手術の際に エーテルで患者に麻酔をするようになりました その後はエーテルから作られた セボフルレイン等が一般的になったものの 亜酸化窒素が人気となり これは今も使い続けられています 通常 吸入麻酔は 1870年代に開発された 静脈麻酔で補います 鎮静薬でもあるプロポフォールなどが 静脈麻酔薬として使われ 無意識へと導きます フェンタニルのようなオピオイドには 鎮痛作用があります これらの全身麻酔薬は 神経系の電気信号にも抑制作用があるようです 通常は脳の電気信号は 脳のさまざまな場所が互いに伝達するため 混沌としたコーラスになっています これで意識が保たれているのです しかし 麻酔をかけられると これらの信号は緩やかになり 整理され 脳の細胞はお互いに 会話をしなくなるわけです どのようにこれが起こるか 詳細には分かっていません 麻酔のいくつかは脳内ニューロンの GABA-A受容体に結びつき チャンネルを開けたままにするため 細胞内に負電荷が流れ込みます 負電荷が蓄積していくと ニューロンの送り出す電気信号を妨げるのです 神経系にはこういったチャンネルが数多くあり 動きや記憶 そして意識を司る 動きや記憶 そして意識を司る 神経経路を調節しています 麻酔薬の多くは複数の機能を抑制し また神経系だけに作用するわけではありません 麻酔薬の多くは心臓や肺 麻酔薬の多くは心臓や肺 その他の重要な臓器にも影響があります ヘムロックやトリカブト等 よく知られた毒物を含む 初期の麻酔薬と同様に 現在の薬品にも 深刻な副作用を持つ可能性があります そのため 麻酔科医は 患者のバイタルサインを注意深く観察して 必要に応じて配合を変えて 麻酔の作用を発揮させる必要があります 麻酔は複雑です しかし 使用方法を理解していくことで 外科技術を向上させました おかげで 外科医が いつでも安全に帝王切開を行ったり 詰まった動脈を再開したり 病変のある肝臓や腎臓を交換したり その他の手術で命を救うことができます 毎年 新しい麻酔技術が開発され ますます多くの患者が 外科手術という侵襲に耐えていけるのです