七氟烷由Regan于1968年合成，1976年由Holaday等进行一期临床试验，并于1986年完成三期临床。化学名为氟甲基－六氟－异丙基醚，具有全麻诱导快、苏醒迅速；对呼吸道无刺激；肌肉松弛作用强；及对循环影响小等优点。
　　随着七氟烷在临床广泛使用，有关这种新型的吸入麻醉药的药理学研究也逐步深入。近年来有关七氟烷的器官保护研究报道较多，特别是对心肌和脑组织的缺血缺氧后损伤的保护方面更引人注意。本文将系统综述七氟烷对心脏和脑组织保护作用的进展。
对脑组织影响
脑血流变化
　　实验研究发现随着七氟烷麻醉浓度升高，实验鼠脑组织氧耗量降低、葡萄糖代谢率降低；脑血流降低更明显[1]。浓度为1.5MAC七氟烷麻醉可使实验猪脑血管阻力降低，同时脑灰质和脑白质脑血流降低明显（25～34％），而脑组织的氧耗量降低更明显（50％）[2]。临床研究也证明，在浓度为1MAC的七氟烷麻醉下病人的脑代谢率、脑组织葡萄糖代谢率及脑血流较病人清醒状态时降低40～50％ [3]。
　　脑血管自主调节功能和对二氧化碳分压的反应性对于脑血流维持在正常生理范围有重要作用。虽然在浓度为1～1.5 MAC的七氟烷麻醉下病人脑自主调节功能及对二氧化碳分压的反应性轻微受损，如复合笑气后此调节功能受损更为显著（相对于MAC增加而言）[4]。这可从七氟烷复合笑气麻醉后颈静脉血中氧分压升高得到间接证明[5]。七氟烷麻醉时病人的二氧化碳分压高低会影响脑血流自动调节功能，如当病人呼气末二氧化碳分压为60mmHg时，七氟烷浓度为0.6 MAC时就不能维持这种自动调节功能[6]。在实验鼠中更高的七氟烷麻醉浓度（2 MAC）时脑血流自动调节功能仍维持在正常范围[7]。 Gupta. S 等[8]选择通过观察大脑中动脉血流速度与平均动脉压的关系作为评价脑血管自身调节功能，在非颅内神经外科手术患者中应用0.5和1.5 MAC七氟烷麻醉后脑血管自身调节功能未受影响。Kitaguchi K等[9]报道在脑缺血性疾病行颅内、外旁路引流术的病人中使用0.88 MAC七氟烷麻醉时脑血管自身调节功能未受影响。麻醉深度维持在1.5 MAC时七氟烷较异氟烷更能维持脑血流自动调节功能[4]。
　　七氟烷和异氟烷在许多方面性质相近，但在脑血管自主调节存有差异原因：吸入麻醉药对脑血管的影响作用依赖于麻醉药对血管的直接扩张作用和血流－代谢间接缩血管作用间的平衡。在使用吸入麻醉剂前病人脑组织代谢状态决定使用吸入麻醉剂对脑血管的影响效果，如脑组织代谢状态原本处于抑制状态，使用吸入麻醉剂后表现为血管扩张、脑血流增加；如病人处于清醒或浅麻醉状态时，使用吸入麻醉剂后脑血流则降低。有学者提出低浓度时表现为脑血管收缩效应、高浓度时脑血管扩张效应并影响脑血管自身调节作用[10]。七氟烷扩血管效应较地氟烷和异氟烷弱，有报道浓度为1.5 MAC时七氟烷扩血管效应是异氟烷的30％[11]。
颅内压变化
　　有学者在实验兔和实验猫中发现七氟烷有升高颅压效应[12, 13]。Artru AA等[3]报道七氟烷和异氟烷麻醉时颅内压不会升高。在垂体瘤切除术中使用七氟烷麻醉后发现，麻醉浓度为0.5 MAC和1.0 MAC时病人腰部脑脊液压力均有轻微升高趋势，但无统计学差异[14]。Takahashi H等[15]报道在实验狗中使用浓度为1.5MAC七氟烷麻醉时，结果发现维持正常水平和低水平的二氧化碳分压时实验犬的颅内压分别升高6.4 ± 1.4和3.8 ± 0.7mmHg，两者虽无统计学差异，但提出过度通气可以掩盖七氟烷升颅压效应。Petersen K等[16]曾比较异丙酚、异氟烷及七氟烷在相同的麻醉深度和过度通气的实验条件下发现各组患者的颅内压均有不同程度降低，异丙酚麻醉组降低1.7 mmHg，异氟烷组降低3.2 mmHg，七氟烷组降低3.4mmHg。

虽然七氟烷麻醉后可在一定程度上升高颅内压，但其可有效地维持颅内压对二氧化碳反应性，故神经外科手术中选用七氟烷是明智选择。

脑缺氧损伤保护
  　七氟烷对脑缺血缺氧性损伤有保护作用，在麻醉浓度为1MAC的氟烷和七氟烷时，夹闭实验鼠双侧颈动脉30分钟并将血压维持在30～40mmHg时，结果发现各组鼠酸中毒和高能磷酸化合物无差别，但七氟烷组鼠代谢性酸中毒自动恢复速度更快[17]。在麻醉浓度为1.4 MAC七氟烷麻醉后可减少实验鼠因阻断大脑中动脉所致的脑梗塞面积[18]。夹闭实验鼠单侧颈动脉30分钟并将维持低血压后发现：与笑气/芬太尼麻醉相比，浓度为1.4 MAC七氟烷麻醉组实验鼠神经系统受损程度相对较轻[19]。
　　神经元缺氧损伤后细胞内谷氨酸、天门冬氨酸外流是细胞发生损伤级联反应早期反应，如果阻断这两种兴奋　性氨基酸突触后反应的NMDA和AMPA受体表现出神经元保护效应[20]。在缺血缺氧处理后的实验鼠脑皮质切片中予以4％七氟烷，结果七氟烷发现神经元谷氨酸、天门冬氨酸明显减少，这可解释七氟烷的脑保护作用[21]。七氟烷还可增强星形细胞吸附谷氨酸、天门冬氨酸能力，减少突触间兴奋性神经递质，表现为缺氧后保护效应[22]。具有保护作用的钙/钠通道阻断剂、NMDA受体拮抗剂及低温均可减少神经元内多巴胺外流，七氟烷也可使脑组织多巴胺外流减少[21, 23-25]。七氟烷作为吸入麻醉剂还可激活钾通道阻断钠通道，表现为对脑组织缺血损伤后的保护效应[26]。
七氟烷对心脏功能的影响
对心肌灌注影响
　　七氟烷麻醉不会或很少会发生“冠脉窃血征”，其可通过降低冠状动脉（包括侧枝循环）阻力，增加心肌灌注。七氟烷降低血管阻力程度存在剂量依赖性，即随着浓度增加血管阻力下降更明显[27]。七氟烷增加冠脉血流可能与ATP敏感性钾通道活化无关。七氟烷不仅抑制缓激肽所致的内质网内的钙离子外流，而且抑制了胞膜的钙离子通道减少胞外钙离子内流实现血管平滑肌舒张[28]。七氟烷还可抑制α肾上腺素能受体介导的血管收缩作用，这可能是通过减少胞外钙离子内流而不是减少内质网内的钙离子外流而实现的[29]。七氟烷还可通过活性氧物质（reactive oxygen species）影响血管内皮依赖性的舒张作用[30]。
对心肌收缩功能影响
　　动物实验研究和临床观察均发现：与其他吸入麻醉剂类似，七氟烷可抑制心肌收缩功能，在相同的浓度下七氟烷对心肌抑制作用弱于氟烷的抑制作用。高浓度七氟烷的心肌抑制作用也不明显，即使浓度为2.0 MAC时实验犬的心输出量也只有轻微降低[31]。
　　七氟烷对心肌的抑制作用可能与抑制钙离子内流有关[32]。其具体机制可能与涉及钙离子内流通道速度调控方面，即七氟烷可加快钙离子内流通道关闭速度，结果表现为钙离子内流总量减少[33, 34]。七氟烷对心肌的收缩性和舒张功能影响均呈剂量依赖性抑制作用，七氟烷对心肌的负性肌力作用也可能与其抑制肌浆网中的钙离子外流及缩短心肌动作电位时间有关[35, 36]。
对心脏传导系统影响
　　在实验犬的离体心脏研究发现：七氟烷对窦房结起搏功能无影响[37]。除动物研究外，有学者报道浓度为1 MAC的七氟烷麻醉后，WPW综合征患者的窦房结功能及隐匿性旁路传导特点均无明显变化[28]。即使七氟烷麻醉浓度达2.0 MAC时也不会影响房室结传导时间、希氏－浦肯氏纤维传导时间及心室内传导时间[39]。总之，七氟烷对心脏的电生理影响较轻，在儿童斜视矫正术中牵拉眼肌时七氟烷麻醉组患儿发生心率降低和窦性停搏等异常情况比氟烷麻醉组要较轻[40]。
对心脏节律影响
　　与其他吸入麻醉剂类似（氟烷除外），使用七氟烷后不会出现心脏的室性期前收缩。七氟烷可防治急性心肌梗塞后的心律异常，有学者报道浓度为1 MAC的七氟烷可防止缺血15分钟后实验鼠心脏发生室颤[41, 42]。这可能与七氟烷可延长心肌纤维的绝对不应期有关[43]。七氟烷在一定程度上还可防治布吡卡因中毒引起的QRS波异常[44]。七氟烷作为强效的吸入麻醉剂可延长QT间期，在先天性QT间期延长的患者使用七氟烷麻醉后可加重QT延长情况，故有人提出对于有先天性和获得性QT间期延长的患者应慎用七氟烷[45]。吸入麻醉药引起心律失常的机制目前尚不清楚，这可能与吸入麻醉剂阻断钠离子转运有关[46]。
　　最早研究七氟烷麻醉时儿茶酚胺致心律失常作用是在1975年，研究结果表明七氟烷麻醉不会增加实验犬的心肌对肾上腺素的敏感性[47]。在七氟烷麻醉的实验犬中输注8～10μg.kg-1.min-1的肾上腺素后发现室性早搏并无明显增多。但硫喷妥钠可增加七氟烷麻醉后心肌对儿茶酚胺的敏感性，并降低发生心律失常的阈值。七氟烷麻醉发生心律失常的肾上腺素的浓度是氟烷麻醉时浓度的4倍[48]。而七氟烷麻醉浓度本身并不会影响心律失常发生率[49]。总之，七氟烷不会增加心肌对肾上腺素所致的心律失常的敏感性，故其可用于嗜铬细胞瘤切除术的麻醉。
对心肌的缺血损伤保护作用
　　在冠心病病人中使用七氟烷麻醉时，并不增加此类病人的患病率和死亡率。反而可保护心肌减少缺血和心梗的发生率。七氟烷在心肌缺血保护方面虽不及地氟烷，但也有显著作用。有文献[50]报道当七氟烷麻醉浓度大于1MAC时才会显示出对心肌的缺血后保护作用。
　　对离体豚鼠心脏预处理进行研究后发现，七氟烷可改善缺血损伤后心肌收缩功能和冠脉血流[51]。有研究报道在体外循环下行冠脉搭桥术患者中使用七氟烷麻醉组病人的心肌收缩功能和肾功能受损程度均较小[52]。在心脏手术复跳时使用浓度为1.5MAC的七氟烷后可减少再灌注损伤的心肌损伤面积[53]。 Julier K等[52]曾报道体外循环阻断主动脉前使用浓度为1.5MAC的七氟烷10分钟后，术后反映心肌收缩功能的敏感指标之一的β利尿钠肽与对照组相比明显降低；同时提出使用七氟烷进行多次短时间预处理较单次长时间预处理的心肌保护作用更明显。
与异丙酚比较：
　　与异丙酚麻醉比较，七氟烷麻醉后病人心肌肌钙蛋白升高程度较低，说明七氟烷对心肌保护作用更强[54]。De Hert等[55]报道与异丙酚麻醉相比，七氟烷麻醉后心室内压力升高最大速率（dp/dt）和正性肌力药、血管收缩药用量明显减少，术中、术后肌钙蛋白I浓度也较低，同时术后心脏每搏输出量增加更明显。De Hert在另外一项研究中比较多种麻醉药物的心肌保护作用，结果发现：与异丙酚（2－4μg/ml）和咪唑安定（0.5-1.5μg/kg/min）麻醉相比，七氟烷（呼气末浓度0.5-2%）和地氟烷（呼气末浓度1-4%）麻醉后病人在ICU和总住院天数均明显减少；同时吸入麻醉组术后肌钙蛋白I浓度（>4ng/ml）升高病例数及术后长时间正性肌力药物维持（>12小时）病例数均较少。吸入麻醉方式不仅可减轻心肌损伤还可维持心肌功能[56]。除体外循环下心脏手术中七氟烷麻醉后其心肌保护作用外，在非体外循环心脏手术中也证明了七氟烷麻醉后的心肌保护作用。Berthold B等[57]通过在非停跳冠脉搭桥术中借助经食道超声（TEE）监测比较七氟烷和异丙酚麻醉后心脏功能变化（心肌顺应性、MPI），结果发现七氟烷麻醉后心脏功能恢复较快好，提示七氟烷在非心脏手术中也有冠脉缺血损伤保护作用。

心肌保护机制
　　七氟烷麻醉后虽然抑制心肌收缩功能减少心脏做功，但也扩张外周血管降低心肌后负荷，结果保证正常的心输出量，这并不是七氟烷的心脏保护作用机制[58]。据报道吸入麻醉药心脏保护机制有：血流动力学因素、预处理、再灌注直接保护及减少多形核白细胞和血小板粘附聚集作用[59]。有人对缺血豚鼠心脏研究后发现，七氟烷与异氟烷麻醉后的血管内皮细胞合成前列腺环素和血栓烷A2减少，同时七氟烷还可减少此类物质的释放，故对于再灌注心肌保护而言七氟烷要优于异氟烷[60]。七氟烷与异氟烷类似，可通过减少多形核中性粒细胞的黏附产生豚鼠心肌的缺血再灌注损伤的保护效应[59]。有学者曾研究七氟烷对人的血小板功能的影响，结果发现当七氟烷浓度升至0.5MAC时即可增加血小板表面的黏附分子P选择素表达，而七氟烷浓度增加至2.0 MAC时便可可使血小板表面的VW因子的重新分布，表现出七氟烷有抑制血小板聚集作用[61] 。七氟烷对心肌缺血再灌注损伤保护作用机制有：改善心肌氧供/氧需比例和侧支循环等间接保护作用；通过缺血预处理样作用和再灌注过程中的直接保护作用[62]。另外，七氟烷还可增加缺血再灌注心肌细胞内ATP合成[63]。
七氟烷可通过激活KATP增加冠脉血流和心肌供血发挥心脏保护作用[59]。在心肌缺血损伤中三磷酸腺苷（ATP）敏感性钾通道（KATP）激活开放后可表现为心肌保护作用[64]。不同的吸入麻醉药通过激活不同K ATP来保护心肌，对地氟烷而言，其是通过激活线粒体和心肌肌纤维膜上的K ATP减小心肌缺血再灌注损伤面积，而七氟烷则只通过线粒体膜上的KATP起心肌保护作用[59, 65]。动物研究证明七氟烷通过激活KATP减少实验犬缺血后心肌梗塞面积并缩短预处理时间的阈值[53, 66] 。理论上通过激活肌纤维膜上的K ATP缩短心肌动作电位时间可减少心肌耗氧量可表现为心肌缺血损伤的保护作用，但研究表明在缺血预处理心肌保护作用中缩短心肌动作电位时间机制并不参与[67, 68]。KATP作为心肌缺血预处理过程的终末效应器，其在线粒体膜上的表达的生理作用主要是调控线粒体的容量和能量代谢[69]。由此可解释七氟烷可通过缺血预处理促使钝抑心肌功能恢复理论和动物研究提示K ATP 在心肌保护作用机制方面有重要作用[59, 70]。
　　最近七氟烷心肌保护研究报道显示：蛋白激酶C（PKC）、线粒体膜上KATP通道及活化氧物质（reactive Oxygen species, ROS）这三者均参与七氟烷心肌保护功能的信号传递的活化。七氟烷通过激活蛋白激酶C（PKC）、开放线粒体膜上KATP通道及促使产生活化氧物质（reactive Oxygen species, ROS）来调节心肌细胞的钙离子和氧化还原状态表现出保护心肌[71]。
　　总之，七氟烷具有对心、脑器官的保护作用，这为临床麻醉医生对特殊病例的处理提供更多的药物选择机会，但有关七氟烷对脑和心脏功能保护的具体机制还有待进一步研究和探讨。

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