전신마취제 (General Anesthetics)            

중추신경계의 기능을 가역적으로 억제하여 ① 의식의 소실 ② 전신의 지각을 둔마 또는 소실 ③ 근육의 이완을 초래하는 약물 주로 호흡과 혈행만으로 생명을 유지함

마취제의 사용순서 1. 전마취제 --- 진정, 진통, 진토, 근이완제 2. 마취유도 --- 정맥용 마취제, 직장마취제[Tribromoethanol(Avertin): 광선이나 습기에 노출되면 hydrobromic acid 유리], N2O 3. 마취유지 --- 흡입마취제

1. 전신마취제의 특성 이상적인 마취제의 조건 1) 의식과 기억을 신속하게 소실시키고 수술기 동안 유지되며 2) 근육운동 및 심혈관 반사자극을 초래하지 않도록 진통작용이 있고 3) 심장혈관계 및 호흡기계에 최소한의 가역적 변화만을 초래하며 4)기관내 삽입이 용이하도록 골격근 이완작용이 있고 5)화염, 폭발성 등 수술실의 완전을 위협하지 않으며 6)신속하게 환자의 정신운동 기능을 회복 시킬 것 등.

2. 마취의 단계와 특성 (Signs and stages of Anesthesia) 1) 유도기(induction): 마취제의 투여로부터 수술에 적당한 마취작용이 나타날때까지 2) 유지기 (maintance): 혼합마취제의 투여에 의해 수술에 적당하게 마취된 시기 3)회복기(recovery): 수술 후 흡입마취제를 제거하고 환자의 의식소실이 신속하게 회복되는 시기임

마취의 심도와 마취의 깊이는 ether의 경우 다음과 같이 4기 4단계로 세분한다. 1) 제 1기 (stage I) : 진통기(stage of analgesia, preanesthesia) : 의식이 소실될 때 까지 지속된다. 의식은 명료하나 진통, 근이완, 졸음과 현기증 등이 나타나며 대뇌피질의 지각 및 종합중추가 마취되는 시기로 의식상태의 환자에게 수술을 할 수 있다. 2) 제 2기 (stage II) : 흥분기(stage of delirium, excitement): 의식이 소실되고 규칙적인 호흡이 시작될 때 까지로 이 시기는 환자가 움직이고 소리지르며 타액분비, 기침, 오심 및 구토 등이 발현되므로 가장 다루기 어렵다. 구토는 폐속에 위 내용물의 흡입되어 나타날 수 있으며 폐렴 혹은 죽음에 이를 수도 있다. 새로운 마취제는 이 단계를 단축시킨다.

3) 제 3기 (stage III) : 수술기(stage of surgical anesthesia) 제 1단계(Phase 1): 충분한 근이완을 필요로하는 수술에 적합함(흉부, 신경외과, 방광, 탈장수술등) 제 2단계(Phase 2): 중등도의 근이완과 인두, 복막 및 기타반사의 억제를 필요로 하는 수술(인후부, 관절 및 복부수술) 제 3단계(Phase 3): 상복부수술 및 신장부위의 수술에 적합 제 4단계(Phase 4): 횡경막 마비단계로 호흡은 횡경막에 의존되고 동공산대, 순환기 및 호흡기 허탈이 옴 4) 제 4기 (stage IV) : 연수마비기(stage of medullary paralysis, apnea): 최후로 연수가 마비되어 호흡이 정지된다. 연수 마비기에 인공호흡을 실시하면 소생할수 있다.

완전마취약: ether, cyclopropane, chlorform, halothane등 충분한 농도로 충분한 기간동안 투여하면 환자는 마취의 경과의 제3기의 4단계를 거쳐 제4기(연수마비)까지 마취되는 것: 100% 마취되는 현상 불완전마취약: Nitrous oxide, ethylene등 흡입된 공기중의 농도가 저산소증을 일으키는 80%를 초과하지 않는한 제3기의 1단계까지 마취된다. 이 1단계는 대개 제3기 전부의 약 25%에 해딩되므로 약한 마취제로 25% 마취되는 현상

전신마취제의 작용 및 기전 대부분의 마취제는 특정 수용체에 작용하며 마취를 일으킨다. Barbiturates과 benzodiazepines: GABA수용체에 작용하여 억제성 신경전달물질인 GABA의 기능을 증진시키며 Ketamine: 흥분성전달물질인 glutamate의 작용점에서 N-methyl-D-aspartic acid (NMDA)의 작용과 길항한다. 마약성진통제(narcortics): 다량 투여시 opioid 수용체(mu, kappa, delta)에 작용하여 의식의 소실을 유도함

흡입 또는 휘발성마취제: GABA, glutamate등의 신경전달물질 수용체의 기능을 비선택적으로 변화시킴으로써 마취작용의 중요 부위인 망상부활계, 피질 등의 부위에서 부위별 또는 생화학적 선택성의 결여를 나타낸다. 의식과 감각반응 상태를 전반적으로 조절하는 중추신경계의 기능을 억제한다고 할 수 있다.

기전 1) 마취제는 막의 거대분자를 교란시켜 일정 이상 팽창시키고 이온통로(ion channels)를 변화시켜 신경세포의 전기적 성질과 신경전달물질유리기능에 영향을 미치는 것 2) 생체막의 거대분자에 마취제가 부착하여 막의 구조와 기능을 억제한다는 막유동성(membrance fluidization)이론으로 마취제가 막의 지질층에 흡입되어 인지질의 운동을 증가시킨다는 것

3) 측상분리(lateral phase seperation) 이론으로 마취제가 gel또는 액체상태로 존재하는 세포막 지질의 상호변환을 억제하여 신경의 정상기능을 억제한다는 것, 그리고 마취제가 이온교환과 관련된 막 단백질과 지질의 대부분에 직접 영향을 미친다는 것 결론적으로 흡입마취제는 신경과 시냅스 기능을 유지하는 막에 존재하는 거대분자의 형태를 변화시켜 마취효과를 내는 것으로 생각된다. 즉 막의 변화로 이온류를 변화시켜(Na+의 유입감소 및 K+의 유출증가)서 마취를 일으킴

마취효력 1) 최소폐포농도(minimum alveolar concetration:MAC)로, 지용성은 oil/gas분배계수로 표시한다.(표17-3) 2) 마취상태의 정도: 동맥 혈액내에서의 마취제의 분압,폐포상피세포의 장력에 따라 조절 3) 폐포내 마취제의 농도: 흡입시의 농도, 폐포의 환기상태, 심장의 상태, 혈중용해도에 의존함

* 정맥마취제와 흡입마취제의 임상용도에 영향을 미치는 약물동력학적 특성 정맥마취제는 대부분 마취유도 및 마취보조제 등으로 소수술시 사용된다. 흡입마취제는 비교적 장시간의 마취상태 유지에 사용되다

1) 정맥마취제(Intravenons Anesthetics) ⑴ 정맥마취제 특성 분포 (Dustribution) : 정맥마취제는 의식의 신속한 소실을 필요로 할 때 가장 적당하다. 마취제는 지용성이 높으므로 뇌혈액관문(bloodbrain barrier) 등의 생체막으로 쉽게 분산됨

(2) 정맥마취제(intravenous Anesthesia Agent)의 종류 ◈ 초단시간형 바르비탈(Ultrachort Acting Barbiturates) Thiopental sodium(pentothal sodium), Thiamylal sodium(surital), Methohexital sodium 약리작용(phamacological actions): 수술시 thiopental만을 투여한다면 혈압이 변하거나 심장박동이 변하는 심각한 결과를 가져올 수도 있으므로 유도마취제로 사용할 수 있느나 마취유지제로 사용하기 위해서는 진통제나 흡입마취제인 N2O를 함께 투여해야 한다. Thiopental은 신속하고 좋은 유도마취제로 가격도 저렴하여 가장 많이 사용되며 기도의 분비와 구토를 거의 일으키지 않고 수술시 스트레스로 인한 catecholamines에 대한 심장의 반응도 민감하지 않다.

Methohexital은 약리학적 성질은 thoipental과 유사하나 작용시간은 thiopental의 반이고 축적효과가 거의 없어 유리하게 사용할 수 있으며 작용시간이 짧기 때문에 수술 후 신속한 의식회복됨

부작용(Adverse Effects): 다량을 정맥 투여하면 (I.V.bolus)심혈관이 억제 및 호흡억제. 정맥혈액에 의해 약물이 충분히 희석되도록 서서히 투여하면 정상 생리 pH에서 침전하지 않으나 부주의시 약물침전이 형성되어 동맥혈전, 혈관경련, 국소적 허혈, 조직가피(tissue sloughing)가 일어남, methohexital은 효력이 강해 희석 농도를 투여하므로 침전이 잘 형성되지 않는다. Barbiturates용액은 mepedrine, morphine, epinephrine등의 산성용액과 같이 투여해서는 안되며 천식, 두드러기(담마진), 혈관부종이 있는 환자는 allergy를 일으킬 수 있다. 급성간헐성포르피린증(acute intermittent porphyria)에는 금기.

◈ Benzodiazepines Midazolam(versed: 수용성이며 작용시간이 짧음), Diazepam(valium), Lorazepam(ativan)등. Benzodiazepines가 심장수술시 마취제로 사용: lorazopam이 작용시간이 길고 효과가 강력하여 선택적으로 사용 Flumazenil(romazincon)은 benzodiazepines 수용체를 선택적으로 차단하는 길항제로 benzodiazepines이 과량 투여되었을 경우에 사용된다.

Etomidate: 심혈관계와 호흡계에 대한 효과는 적이 때문에 안전역은 훨씬 크다 비교적 반감기가 짧기 때문에 마취유도제로 사용될 뿐만 아니라 위중한 환자에게 유지마취제로 사용될 수 있다. 장 점: 심혈관계와 호흡기계에 대한 안전성이다. 즉 심박출량과 이완기혈압이 잘 유지되며 관상혈관의 이완작용 때문에 관류압의 변화 없이 관상혈관의 저항을 감소시킨다. 이완기 관류압의 유지는 자동적으로 심장의 혈액공급을 증가시킬 수 없을 때 더욱 중요하며 심근의 산소나 혈액공급이 부족한 환자의 경우에 유용하다. 부작용: 정맥주사시 통증을 유발하고 간대성근경련운동(myoclonic muscle movement)을 초래.

Propofol 빠른 회복과 항구토 작용은 통원(ambulatory anesthesia)마취제로써 가장 빈번하게 사용. Propofol은 진통작용이 없으므로 opioid의 병용이 필요함 심장질환이 있는 환자에게는 주의하여 사용. 부작용: 경련. Anaphylaxis

◈ Ketamine Ketamine에 의한 무의식상태는 마취가 깊이 될 때까지 눈을 뜨고 있는 상태 dissociative anesthesia(의식활성은 있으나 감각자극에 대한 반응이 소실된 상태)를 나타낸다. 심장기능이 떨어진 환자나 자율조절이 억제된 환자, 저혈액량증 환자의 경우 마취유도 후 급격한 혈압강하를 경험할 수 있으나 위와 같은 환자를 피함 Ketamine은 진통작용이 있다는 점에서 다른 마취제와 다르며 3도 화상의 표면절제수술과 같은 피부수술에 사용.

장 점: 근육주사를 할 수 있다는 점인데 특히 흡입마취나 정맥투여가 어려운 소아과에서 유용하게 이용되며 완전한 마취제로써 다른 보조마취가 필요 없음 부작용: 흥분과 환각작용을 일으키는 것 Diazepam과 같은 진정제를 투여 안내압을 상승시킬 수 있으므로 안과수술시에는 주의.

◈ 마약성 진통제(Narcotics)와 정맥마취제의 상관성 마약성 진통제: 통증반응에 보조제로 사용. Fentanyl(Duragesic), Sufentanil citrate(Sufenta), Alfentanil(Alfenta)등 Remifentanil은 혈중 esterase에 의해 분해되므로 초단시간형으로 작용. Meperidine hydrochloride(Demerol)는 빈맥을 유도하고 morphine은 histamine을 유리하므로 기관지수축과 저혈압을 일으킨다.

6. 흡입마취제( 그림 17-3) 물리적 특성에 따라 상온에서 가스상태로 탱크에 저장하고 마취기구로 흡입이 조절되는 것(N2O, cycloprophane)과 액체상태로 저온에서 흡입시키는 두 종류로 나누거나 할로겐 원자(halogen atom)의 함유 유무 의해 분류하기도 한다. 작용순서; 1) 대뇌피질(진통) 2) 뇌간망상체(의식소실) 3) 척수(근이완) 4) 연수(호흡마비) * Morphine : 1) 대뇌피질 2) 연수 3) 척수

* 휘발성 액체 흡입마취제(Volatile Liquids Inhalation Anesthetics): ⑴ 할로탄(Halothane) : 뇌혈관에 직접적인 이완작용을 일으켜 뇌혈류량을 증가시키며 뇌질환 환자에게서는 위험한 수준까지 뇌압이 증가할 수 있다. Halothane 사용시 catecholamine류의 심장에 대한 부정맥 효과가 민감해 지므로 epinephrine으로 환자의 혈압을 유지시 주의하여야함 Halothane은 간에서 산화되어 trifuoroacetic acid, Br-, Cl-을 형성하며 산소 부족시에는 환원 중간 대사물이 간을 자극하여 과민성반응으로 간을 괴사시키고 간염을 유발하므로 간 기능이 손상된 환자는 halothane을 사용하지 말아야 한다. ⑵ Methoxyflurane: 산화대사물인 oxalic acid와 fluoride가 신 세뇨관의 기능을 손상시켜 신 독성을 유발한다는 점이 다르다. ⑶ Enflurane :

⑵ Methoxyflurane: 산화대사물인 oxalic acid와 fluoride가 신 세뇨관의 기능을 손상시켜 신 독성을 유발. ⑶ Enflurane : 강직-간대성전간(tonic-clonic seizure)이 관찰되므로 경련의 병력이 있는 사람은 사용하지 않는 것이 좋음. 혈중 fluoride를 증가시키므로 신장질환자는 사용시 주의.

⑷ Isoflurane : Isoflurane은 enflurane의 구조이성질체로 진통, 근신경차단, 호흡억제 등의 약리학적 성질이 유사하다. 심박출량이 잘 유지되며 심근이 카테콜라민에 대해 민감하지 않은 점 등이 다르다. Fluoride의 생성이 적으므로 할로겐화 탄화수소물 중에서 심혈관에 안전하고 부작용도 적어 가장 많이 사용된다.(독성:냄새) ⑸ Desflurane : Desflurane은 조직 및 혈관내 용해도가 낮기 때문에 마취분압이 신속히 형성되고 회복도 빠르다. 호흡으로 신속히 소실되므로 회복도 빠르다. 부작용은 기도를 자극하므로 흡입을 통한 마취는 안전하지 못하다.

⑹ Seroflurane: 가장 최근에 소개된 흡입 마취제로 desflurane과 유사하게 조직과 혈액에 용해도가 낮으므로 마취의 회복이 빠르며 nonpungent로 흡입이 가능하고 특히 소아과에서 유용하다.

* 할로겐 화합물이 아닌 흡입마취제 (Nonhalogenated Inhalational anethetics) ⑴ Nitrous oxide (air inhalational gas: laughing gas): 혈압강하나 심장억제 없이 마취효과를 낸다. N2O에 의한 교감신경자극에 의해 심장억제가 상쇄되며 호흡기능을 유지하나 opioid 나 benzodiazepines에 의한 호흡억제효과를 상승시키므로 주의해야 한다. N2O는 낮은 농도에서 의식소실, 건망, 진통 등의 특징을 나타내므로 morphine의 치료농도와 동시에 투여하면 수술시의 통증을 효과적으로 차단할 수 있어 치과와 분만 등 통증이 심한 수술시 유용하다.

⑵ Ether : 기도자극, 오심, 구토 (3) Cyclopropane : Epinephrine에 민감성, 부정맥 초래 (4) Chloroform : 부정맥 초래, 간, 심장독성, Acidosis 인화성과 폭발성.

* 전마취제(Premedication) 목적: 전신마취를 할 때 흡입마취약을 단독으로 사용하는 것 보다 마취시의 위험을 적게하고 또 마취를 용이하게함

환자를 진정시키고 고통을 완화하여 수술에 대한 불안, 공포를 제거: 아편 alkaloid류(fentanyl, morphine, meperidine), phenobarbital, diazepam 2. Atropine, scopolamine등은 부교감신경의 억제 작용(서 맥과 기도분비 억제)으로 ether등의 기관지자극에 의한 분비촉진에 길항 Morphine의 호흡억제 작용도 길항 마취시 생기는 기관지 수축, 심근부정맥 같은 미주신경 반사 억제 Scopolamine은 ether의 마취작용 증강

3. 기초마취: 환자의 무의식상태로 한후 흡입마취약을 깊게하기위해 정맥마취약, 직장마취약[tribromoethanol(Avertin)] Thiopental: nitrous oxide와 같이 마취가 불안전 할 때 효과를 증진 시킬 목적으로 사용 4. 근이완약: 수술시 골격근의 이완상태를 충분히 하기위여 사용, 기관내 삽입을 원활하게 하기 위해 사용. 일반적으로 마취약만으로 근이완을 시키려면 신체의 위험을 초래하므로 가벼운 마취를 시킨후 근이완약을 사용하면 마취가 용이하며 안전하다. d-tubocurarine, succinylcholine, gallamine 등

항히스타민류(antihistamines ; diphenhydramine 등)는 알러지반응 억제작용 Cimetidine는 위산분비 억제 Droperidol은 구토억제 작용 혈압강하시에는 NE, Epi, 및 phenylephrine사용 부정맥 초래시: procainamide, propranolol사용 표 17-4 임상 용도에 의한 전신마취제의 요약 표 17-1 전신마취제의 특성