Способ оценки проводниковой анестезии

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в фармакологии для испытания местноанестезирующих веществ. Проводят выделение под общим наркозом нервного ствола у животного и измеряют исходный порог раздражения нерва, а затем осуществляют локальное воздействие изучаемого анестетика на перерезанный в области шеи блуждающий нерв с последующим раздражением последнего одиночными залпами из 3 электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц, 5-6 порогов), наносимыми проксимальнее локального воздействия синхронно с зубцом R ЭКГ при постоянной температуре тела, и оценкой местноанестезирующей активности (МА, %) по формулe МА = 100(ИХЭ-ТХЭ)/ИХЭ, где ИХЭ и ТХЭ - соответственно исходный (т.е. до воздействия на нерв) и тестируемый во время воздействия хронотропный эффект раздражения блуждающего нерва. Способ упрощает и повышает качество оценки проводниковой анестезии.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в фармакологии для испытания местноанестезирующих веществ в опытах на животных.

К настоящему времени описано более 150 способов скрининга местных анестетиков в опытах на животных [1], что, с одной стороны, говорит об актуальности обсуждаемой задачи, а с другой, - об отсутствии универсального способа оценки местноанестезирующей активности изучаемых веществ, позволяющего объективно оценить скорость наступления, глубину и продолжительность местноанестезирующего эффекта.

В соответствии с практикой клинического использования местных анестетиков все способы их фармакологического скрининга делятся на модели поверхностной, инфильтрационной и проводниковой анестезии [1], каждая из которых представляет самостоятельный интерес.

Известны способы оценки проводниковой анестезии седалищного нерва лягушки по Тюрку [1], анестезии поясничного сплетения лягушки по Бюльбринг и Уайд [1], анестезии хвоста у мышей по Бианци [1], анестезии седалищного нерва у крыс по Камугис и Тэкман [1], анестезии нижнего дентального нерва у кроликов [1], анестезии большеберцового нерва у кроликов [1]. Общими признаками перечисленных способов является локальное воздействие исследуемого вещества на изучаемый нерв с последующим болевым воздействием на органы, расположенные дистальнее блокированного участка. О скорости наступления и глубине анестезии судят по изменению порога раздражения и выраженности защитных двигательных реакций.

Основными недостатками этих способов являются: 1) тесная зависимость результатов от уровня подготовки экспериментатора, а также его индивидуальной манеры болевого раздражения и оценки ответных реакций; 2) сложность длительной и качественной регистрации ответных реакций животного; 3) значительный субъективизм в оценке ответных реакций; 4) косвенный характер ответной реакции на раздражение нерва, обусловленный многоэтапной и многоконтурной обработкой ноцицептивной (болевой) импульсации в структурах спинного и головного мозга, и неизбежный при этом разброс экспериментальных данных.

Наиболее близким из аналогов, принятым за прототип, является способ оценки проводниковой анестезии седалищного нерва у кроликов [1], включающий легкий ингаляционный наркоз, обнажение седалищного нерва, погружение участка нерва (1 см) в специальную тестирующую ванночку с физиологическим раствором, определение порога болевой чувствительности по изменению ритма и глубины дыхания при раздражении дистального (по отношению к ванночке) отрезка нерва электрическими импульсами (0,3 мс, 50 Гц, 2 с) нарастающей силы (начиная с 0,5 В), воздействие местного анестетика на нерв (путем замены физиологического раствора в ванночке на раствор изучаемого вещества), определение болевого порога через заданные промежутки времени и оценку местноанестезирующей активности по изменению болевого порога, причем за 20% анестезию принимают устранение реакции на исходное пороговое раздражение, за 40% анестезию - увеличение порога на 1 В, за 60% анестезию - увеличение порога на 2 В, и за 100% анестезию - увеличение порога на 4 В.

Недостатками описанного способа являются: 1) сложность длительной и качественной регистрации глубины и частоты дыхания; 2) значительный субъективизм в оценке изменений дыхания, так как параметры последнего сильно варьируют даже у покоящегося животного; 3) косвенный характер ответной реакции на раздражение нерва, обусловленный многоэтапной и многоконтурной обработкой ноцицептивной (болевой) импульсации в структурах спинного и головного мозга, и неизбежный при этом разброс экспериментальных данных; 4) невозможность использования общего неингаляционного наркоза, подавляющего ответные реакции на болевое раздражение; 5) возможность осуществления способа только на кроликах, способных в отличие от других лабораторных животных переносить фиксацию без общего наркоза; 6) произвольный принцип оценки глубины анестезии (в %%) по абсолютному приросту болевого порога (в вольтах) при весьма вариабельной исходной величине порога; 7) сложность автоматизации способа, весьма актуальной в связи с появлением большого количества новых местноанестезирующих средств.

Задачей изобретения является упрощение и повышение точности способа.

Сущностью изобретения является применение в качестве объекта исследования периферического конца перерезанного на шее блуждающего нерва, раздражение которого производят одиночным залпом из 3 супрамаксимальных электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц, 5 - 6 порогов), наносимым проксимальнее локального воздействия изучаемого вещества синхронно с зубцом R ЭКГ при постоянной температуре тела животного, а оценку местноанестезирующей активности (МА, %) производят по формуле: МА = 100(ИХЭ - ТХЭ)/ИХЭ, где ИХЭ и ТХЭ - соответственно исходный и тестируемый хронотропный эффект (ХЭ, %), определяемый по формуле: ХЭ = 100(RR_st - RR₀)/RR₀, где RR₀ - последний перед стимуляцией нерва интервал RR ЭКГ, а RR_st - первый интервал RR после стимуляции нерва, порог раздражения которого определяют до локального воздействия анестетика на нерв, раздражая его одиночными залпами из 300 - 400 электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц, 1 залп./мин) до появления 5-10% урежения сердечного ритма.

Теоретической и методической предпосылкой способа является возможность точного управления сердечным ритмом при поцикловой стимуляции блуждающего нерва залпами импульсов, наносимыми в различные фазы сердечного цикла (феномен синхронизации сердечного и вагусного ритмов возбуждения, основанный на фазозависимом характере хронотропного эффекта блуждающего нерва [2, 3]). Указанный феномен носит общебиологический характер и с одинаковым успехом воспроизводится на всех лабораторных животных [2, 4], причем хронотропный эффект, получаемый для данного количества импульсов в залпе, носит одинаковый (в %%) характер независимо от вида животного, а также степени активации его симпатической системы [2, 4].

Простейшим проявлением этого механизма является хронотропный эффект одиночного раздражения блуждающего нерва залпом импульсов, наносимым в различные фазы сердечного цикла [2, 5]. Как было показано в специальном исследовании [2, 6] , оптимальные значения длительности и частоты импульсов в залпе составляют при этом 1,5-2 мс и 30-40 Гц. Одновременно было установлено, что выраженность хронотропного эффекта закономерно увеличивается: а) при увеличении силы раздражения от пороговой величины до максимальной (3 порога); б) при увеличении количества импульсов в залпе от 1 до 16; в) при постепенном увеличении интервала между началом возбуждения синоатриального узла и залпом импульсов, наносимых на нерв [2-6].

Существенно, что достаточный для оценки проводниковой анестезии хронотропный эффект достигается уже при 3 импульсах в залпе (1,5-2 мс, 30-40 Гц), подаваемых на нерв синхронно с зубцом R ЭКГ при силе раздражения 5 - 6 порогов (для полного возбуждения нерва в случае непредвиденных колебаний порога раздражения) [2] . Как показывает опыт, все остальные фазы стимуляции нерва требуют более сложного методического обеспечения без какого-либо изменения сущности наблюдаемого явления [2].

Существенным признаком заявленного способа является также постоянство температуры тела животного, повышение которой укорачивает, а снижение - увеличивает фоновую длительность сердечного цикла [2, 7], используемую для оценки хронотропного эффекта и соответственно местноанестезирующей активности изучаемых веществ.

Способ осуществляют следующим образом. У экспериментального животного, находящегося под общим наркозом при постоянной температуре тела, выделяют на шее и перерезают правый (левый) блуждающий нерв. Раздражая периферический конец нерва залпом из 300-400 электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц), определяют порог его раздражения, используя в качестве критерия 5 - 10% урежение сердечного ритма на ЭКГ. Затем устанавливают супрамаксимальную силу раздражения (5 - 6 порогов) и производят раздражение нерва одиночным залпом из 3 импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц), определяя исходный хронотропный эффект (ИХЭ) по изменению интервалов RR ЭКГ. После этого подвергают локальному воздействию местного анестетика участок нерва дистальнее раздражающих электродов, параллельно определяя через заданные интервалы времени тестируемый хронотропный эффект, по выраженности которого (относительно ИХЭ) судят о скорости наступления и глубине анестезии, а также о динамике восстановления проводимости нерва.

Пример. У взрослой кошки массой 3 кг, находящейся под хлоралозо-нембуталовым наркозом (75 + 15 мг/кг внутрибрюшинно), в области шеи был выделен и перерезан правый блуждающий нерв. После этого проксимальный конец периферического отдела нерва был наколот на биполярные игольчатые электроды (межполюсное расстояние - 3 мм), соединенные с двухканальным электростимулятором ЭСУ-2. Дистальнее электродов (через 1 см) нерв был помещен в круглую ванночку (диаметр 1 см, высота 0,5 см) с двумя прорезями для размещения нерва и двумя поперечными патрубками для смены используемых растворов. Затем весь участок обнаженного нерва (включая область соединения с электродами, а также места входа и выхода его из ванночки) был залит расплавленной смесью воска с вазелиновым маслом для предотвращения высыхания нервных волокон и сохранения порога раздражения на постоянном уровне. Через указанные выше патрубки ванночка была заполнена физиологическим раствором Рингера - Локка и закрыта крышкой для предотвращения высыхания раствора и изменения концентрации составляющих его компонентов. В прямую кишку животного был введен контактный термометр, соединенный с рефлектором (мощность 100 Вт) для автоматического поддержания температуры тела на уровне 37 градусов.

На область 5-го межреберья слева от грудины и на левую заднюю конечность были наложены активные ЭКГ-электроды в виде булавок, а на правую заднюю конечность - такой же заземляющий электрод от двухканального электрокардиографа ЭЛКАР-2, выходной сигнал от которого подавался на устройство [8], трансформирующее зубец R ЭКГ в стандартный импульс (1 мс, 10 В) для внешнего запуска электростимулятора ЭСУ-2.

После периода стабилизации функциональных показателей организма (15 мин) была записана исходная ЭКГ, показавшая, что фоновая длительность интервала RR ЭКГ равна 340 мс. Затем был определен порог раздражения блуждающего нерва при раздражении его одиночными залпами из 400 электрических импульсов (2 мс, 40 Гц, 1 залп./мин), составивший для 5% урежения сердечного ритма 0,3 В. После этого синхронно с зубцом R ЭКГ было произведено одиночное раздражение блуждающего нерва залпом из 3 импульсов (2 мс, 40 Гц, 1,8 В), в результате чего тестируемый кардиоцикл удлинился до 620 мс. Таким образом, исходный хронотропный эффект (ИХЭ) блуждающего нерва составил 280 мс или 87,5% по отношению к фоновой длительности кардиоцикла.

Через 2, 4, 6, 8 и 10 мин после замены физиологического раствора в ванночке 0,5% раствором новокаина были произведены такие же раздражения нерва, показавшие, что тестируемый хронотропный эффект (ТХЭ) изменялся соответственно до 26,3; 4,0; 1,0; 0,0 и 0,0%. На основании этих данных была определена местноанестезирующая активность (МА) новокаина по формуле: 100(ИХЭ - ТХЭ)/ИХЭ, показавшей, что искомый показатель составил через 2, 4, 6, 8 и 10 мин соответственно 69,9; 95,4; 98,8; 100,0 и 100,0%. После этого раствор новокаина в ванночке был заменен на раствор Рингера - Локка и через 5, 10, 15, 20, 25 мин вновь был определен ТХЭ, составивший 20,6; 40,3; 61,2; 81,4 и 100,0%. На основании этих данных динамика МА после удаления новокаина составила 76,5; 53,9; 30,0; 7,0 и 0,0%.

Таким образом, преимуществами заявленного способа перед аналогами являются: 1) возможность длительной и качественной регистрации сигналов, отражающих эффективность проводниковой анестезии; 2) возможность использования любых лабораторных животных в качестве объекта исследования; 3) возможность оценки проводниковой анестезии в условиях общего неингаляционного наркоза, так как индикатором местноанестезирующей активности служат не центральноопосредованные двигательные или болевые реакции на раздражение нерва, а прямое влияние блуждающего нерва на сердце; 4) высокая воспроизводимость результатов независимо от квалификации и методического почерка исследователя; 5) четкие и легко поддающиеся объективному измерению критерии проводниковой анестезии; 6) возможность полной автоматизации эксперимента.

Литература 1. Игнатов Ю.Д., Васильев Ю.Н., Жуков В.Н., Раманаускас Ю.Ю. и др. Методические рекомендации по экспериментальному изучению местноанестезирующих средств (одобрены Фармкомитетом СССР 12.07.89, протокол N 9). - Москва, 1990. - 49 с.

2. Шейх-Заде Ю. Р. Анализ деятельности сердца при усвоении им ритма раздражения блуждающего нерва.- Автореф. дисс. докт. мед. наук (14.00.17). Киев, 1990. - 43 с.

3. Шейх-Заде Ю. Р. , Голунова Т.Д., Покровский В.М. Точно регулируемое снижение частоты сердечных сокращений при раздражении вагосимпатического ствола у лягушек. //ДАН СССР. - 1980. - Т. 252, N 5. - С. 1273-1274.

4. Шейх-Заде Ю. Р., Кручинин В.М., Сукач Л.И. и др. Общие принципы управления сердечным ритмом при залповом раздражении блуждающего нерва у различных животных //Физиол. ж. СССР. - 1987. - Т. 73, N 10. - С. 1325-1330.

5. Шейх-Заде Ю. Р. Влияние одиночного раздражения блуждающего нерва на ритм сердечных сокращений у кошек. //Там же. - 1981. - Т.67, N 7. - С. 1027-1034.

6. Шейх-Заде Ю.Р., Кручинин В.М. Влияние параметров стимуляции на усвоение сердцем ритма раздражения блуждающего нерва. //Там же.- 1983. - Т.69, N 7. - С. 949-951.

7. Покровский В.М., Шейх-Заде Ю.Р., Воверейдт В.В. Сердце при гипотермии.- Л.: Наука, 1984. - 141 с.

8. Шейх-Заде Ю. Р. , Воверейдт В. В. Помехоустойчивый интервалометр. //Физиол. ж. СССР. - 1982. - Т.68, N 6. - С. 824-825.

Формула изобретения

Способ оценки проводниковой анестезии, включающий выделение под общим наркозом нервного ствола у животного, измерение исходного порога раздражения нерва, локальное воздействие на нерв изучаемого вещества и определение его местноанестезирующей активности по ответной реакции на электрическое раздражение нерва, отличающийся тем, что в качестве объекта раздражения используют периферический отдел перерезанного в области шеи блуждающего нерва, раздражение которого производят одиночным залпом из 3 супрамаксимальных электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц, 5-6 порогов), наносимым проксимальнее локального воздействия вещества синхронно с зубцом R ЭКГ в условиях постоянной температуры тела, а оценку местноанестезирующей активности производят по формуле МА=100(ИХЭ-ТХЭ)/ИХЭ, где МА - местноанестезирующая активность изучаемого вещества (%); ИХЭ - исходный хронотропный эффект раздражения блуждающего нерва (%), определяемый до локального воздействия местного анестетика на нерв; ТХЭ - тестируемый хронотропный эффект (%), определяемый во время проводниковой анестезии, причем измерение хронотропного эффекта производят по формуле ХЭ = 100 · (RR_st - RR_o)/RR_o, где ХЭ - хронотропный эффект (%); RR_o - длительность последнего интервала RR ЭКГ (мс) перед стимуляцией нерва; RR_st - длительность первого интервала RR ЭКГ (мс) после стимуляции нерва, порог раздражения которого определяют до создания проводниковой анестезии, раздражая нерв одиночными залпами из 300-400 электрических импульсов (1,5-2 мс, 30-40 Гц, 1 залп/мин) до появления 5-10% урежения сердечного ритма.