作者：钮阳 徐州医科大学2024级硕士研究生
审校：赵林林 徐医附院麻醉科
第二气体效应
第二气体效应是独立于浓度效应的一种独特现象。第一气体被血流大量摄取使得同时给予的另一种气体（第二气体）的肺泡气分压（PA）上升速率明显加快的现象称为第二气体效应。例如，氧化亚氮的大量摄取将加速伴随气体如挥发性麻醉药和氧气的摄取。氧化亚氮使用初期伴随动脉血氧分压（PaO2）的一过性的增加（约10%）反映了氧化亚氮对氧气的第二气体效应。这种PaO2的增加称为肺泡的过度氧合。由于第一气体的大量摄取，所有吸入气体（包括第一和第二气体）的气管内流量增加，第二气体在更小的肺容量内浓度升高（即浓缩作用），这是其产生机制。尽管第二气体效应已被药代动力学证实，其临床意义尚不明确。
2.肺泡通气量
与吸入气分压（P1）一样，增加肺泡通气量（VA）会促进吸入麻醉药的摄取以抵消血流的吸收作用。其净效应是加快肺泡气分压（PA）升高的速率，加速麻醉诱导。由此可知，通气不足的作用相反，可减慢麻醉的诱导。
控制通气可引起过度通气和静脉回流减少，通过增加摄取量（即VA增加）和减少丢失量（即CO降低)来达到加速肺泡气分压（PA）升高的目的。因此，控制通气可能会增加麻醉药过量的风险。从自主呼吸变为控制通气时，要想维持稳定的肺泡气分压（PA），应降低挥发性麻醉药的吸入气分压（P1）。
过度通气的另一个效应是使脑血量流随动脉二氧化碳分压（PaCO2）的降低而降低。可以想象，麻醉药摄取量增加对于加快肺泡气分压（PA）升高速率的作用因到达大脑的麻醉药的减少而抵消。从理论上讲，冠状动脉血流保持不变，增加麻醉药摄取会导致心肌抑制，而脑血流量的下降可延缓中枢神经系统抑制的发生。
3.麻醉呼吸环路
麻醉呼吸环路中影响肺泡气分压（PA）升高速度的因素包括：呼吸环路容积、吸入麻醉药在环路的橡胶塑料组件中的溶解度以及麻醉机的进气量。麻醉呼吸环路的容积起到缓冲作用，可减慢肺泡气分压（PA）的升高。高的进气量将抵消这种缓冲作用。吸入麻醉药在麻醉环路组件中的溶解将减慢肺泡气分压（PA）最初的上升速度。麻醉结束时，麻醉药分压梯度的逆转导致药物从麻醉环路组件中释放，从而减慢了肺泡气分压（PA）降低的速度。
4.药物溶解度
吸入麻醉药在血液和组织中的溶解度用分配系数表示（表7-1）。分配系数是指分布达到平衡（即在两相的分压相同）后吸入麻醉药在两相中的分配比值。例如，血-气分配系数为10表示当麻醉药分压在两相中相同时，其在血液中的浓度为10，而在肺泡气中的浓度为1。分配系数受温度影响。例如，液体温度降低时，气体在其中的溶解度增加。除非另有说明，通常所说的分配系数是指37℃时的溶解度。
血-气分配系数
血液溶解度高意味着血液相与气相达到平衡之前，血液中需要溶解大量的麻醉药。血液可以被认为是无药理活性的储存器，其大小由麻醉药在血液中的溶解度决定。当血-气分配系数高时，在动脉血分压（Pa） 和肺泡气分压（PA）达到平衡以前需要有大量的麻醉药溶解于血液中（图7-5）。临床上，增加吸入气分压（P1）在一定程度上可减轻高血液溶解度对肺泡气分压（PA）升高速度的影响。当血液溶解度低时，血液中只需溶解少量麻醉药即可达到平衡，这样肺泡气分压（PA）、动脉血分压（Pa）和大脑气体分压（Pbr）都可迅速升高（图7-5）。
组织-血液分配系数
组织-血液分配系数决定了药物在组织和动脉血间达到平衡所需时间（表7-1）。该时间可以通过计算每种组织的时间常数（即可溶于组织中麻醉药总量/组织血流量）来预测。对于挥发性麻醉药（如异氟烷），根据其脑血分配系数计算得出的时间常数为3~4min。所有组织包括大脑要与动脉血分压（Pa）完全达到平衡至少需要三倍的时间常数。这就是在确保大脑气体分压（Pbr）与肺泡气分压（PA）达到平衡前需维持挥发性麻醉药肺泡气分压（PA）稳定10~15min的原因。对于溶解度低的麻醉药如氧化亚氮、地氟烷和七氟烷，它们的时间常数约为 2min，要完全达到平衡需要约6min（即3倍即时间常数）。
组织间扩散转移
越来越多的证据表明部分麻醉药的摄取可能不是经由血流输送至不同组织，而是直接从对麻醉药亲和力较低的组织扩散转移至亲和力较高组织（即从含脂量低的组织转移到含脂量高的组织），例如从内脏到网膜脂肪、体格更大的人和动物可能有更大的瘦肉-脂肪界面，对七氟烷和异氟烷的吸收越多。由于脂肪组织的血流量相对小而体积相对大，在现实的临床麻醉时长下（少于12~24h），如果麻醉药仅通过血液转运至脂肪组织，将无法解释这种差异。
氧化亚氮和甲硫氨酸合成酶失活
氧化亚氮是唯一可以使甲硫氨酸合成酶失活的麻醉药，该酶调节维生素B12和叶酸代谢。尽管在多数人身上这种影响无临床表现，但是对于危重症患者或存在维生素B12缺乏症的患者可能会导致神经或血液系统后遗症。血液中同型半胱氨酸的浓度升高与冠状动脉事件风险增加相关，而同型半胱氨酸需要甲硫氨酸合成酶才能转换成甲硫氨酸。对于行颈动脉内膜剥离术的患者，术中使用氧化亚氮明显增加血浆同型半胱氨酸浓度和心肌缺血发作频率。
氧化亚氮进入密闭空腔
氧化亚氮的血-气分配系数（0.46）是氮气（0.014）的34倍。这种溶解度的差异意味着氧化亚氮离开血液进入含空气的空腔的速度是氮气的34倍。这种优先转移导致空腔的容积或压力升高。氧化亚氮进入具有顺应性腔壁且充消空气的腔室（如小肠、气胸、肺大疱、空气栓子）将导致气体容积增大。相反，氧化亚氮进入由无顺应性腔壁的腔室（如中耳、颅腔、幕上硬膜下腔）将导致压力升高。
空腔容积或压力增加程度取决于氧化亚氮的肺泡气分压、到达空腔的血流以及氧化亚氮的吸入时间。在动物模型中，吸入75%的氧化亚氮10min 可使气胸的容积增加1倍。因此，存在闭合性气胸是使用氧化亚氮的禁忌证。有胸部创伤史（如肋骨骨折）的患者使用氧化亚氮后肺的顺应性降低可能是氧化亚氮导致未识别的气胸加重。同样，吸入氧化亚氮会使静脉气栓的气泡迅速增大、不同于静脉气栓的气泡或气胸的迅速膨胀，氧化亚氮所致的肠道中气体容积增加缓慢。如果手术时间短，是否对腹腔内手术患者使用氧化亚氮就不那么重要。但是，术前肠道气体容积已增加（如肠梗阻）时，建议将氧化亚氮浓度限制在50%以内。遵照这种建议，即使是长时间手术，肠道内的气小容积最多增加1倍。
5.心输出量
心输出量通过带走肺泡内麻醉药的多少来影响肺动脉血液的摄取，从而影响肺泡气分压。高心输出量（如恐惧）导致摄取加速，使得肺泡中麻醉药分压增加的速度和诱导速度都减慢。低心输出量（如休克）时由于摄取到血液的麻醉药减少，加快了肺泡中麻醉药分压的增加速度。因此临床上休克患者的麻醉诱导普遍都很迅速。
分流
右向左的心内或肺内分流会减慢麻醉诱导速度。这是因为不含麻醉药的右向左分流血液对已流经通气肺泡的血中的麻醉药有稀释作用。右向左分流时动脉氧分压（PaO2）的降低也是类似机制。
左向右分流（如动静脉瘘、挥发性麻醉药使皮肤血流增加）导致流向肺的静脉血液比从组织流回的静脉血含有更高的麻醉药分压。因此左向右分流抵消了右向左的分流对动脉血麻醉药分压的稀释作用。只有伴随右向左分流时才能检测出左向右分流对动脉血麻醉药分压增加速度的影响。同样，没有左向右分流时右向左分流的稀释作用最为明显。综上所述，临床上右向左分流(?)的影响并不明显。
无效通气
无血流灌注的肺泡通气对动脉血麻醉药分压不存在稀释效应，因此不会影响麻醉诱导速度。无效通气的主要影响是在肺泡气和动脉血麻醉药分压间产生了分压差。呼气末二氧化碳分压和动脉血二氧化碳分压之间的差异也是同样的道理。
6.肺泡-静脉压差
肺泡-静脉压差反映了组织摄取吸入麻醉药的量。高血流灌注组织（如大脑、心脏、肾脏和肝脏）占体重的不到10%，但其血流量却占总心输出量的75%（表7-2）。因而这些高灌注组织中的麻醉药分压迅速与动脉血中的分压达到平衡。经过3倍的时间常数（吸入麻醉药需6~12min）后，约75%的回心静脉血的麻醉药分压和肺泡气分压相同（即肺泡-静脉压差很小）。因此，从肺泡摄取的麻醉药在6~12min后迅速降低，表现为吸入麻醉药分压和肺泡分压差减小。在此之后，由于摄取量的下降，需减低麻醉药的吸入浓度来维持稳定的肺泡气分压。
骨骼肌和脂肪约占体重的70%，但只占了心输出量的不足25%（知识框7-3）。这些组织接下来的数小时内继续充当麻醉药无活性储存器。因此脂肪组织和动脉血中的吸入麻醉药分压可能永远也无法达到平衡。
