1. Đau và dẫn truyền đau
1.1. Chuyển đổi tín hiệu (Transduction)
1.2. Dẫn truyền điện thế (Conduction)
Sau đây là mô tả về các sự kiện điện xảy ra trong dây thần kinh trong quá trình dẫn truyền xung động. Một dây thần kinh sở hữu một điện thế nghỉ (Hình 1.7, bước 1). Đây là một điện thế âm: -70 mV tồn tại trên màng thần kinh, được tạo ra bởi nồng độ khác nhau của các ion ở hai bên màng (Bảng 1.2). Bên trong của dây thần kinh là âm so với bên ngoài.
Bước 1
Một kích thích kích thích dây thần kinh, dẫn đến chuỗi sự kiện sau:
1. Một giai đoạn đầu của quá trình khử cực chậm. Điện thế trong dây thần kinh trở nên ít âm hơn một chút (xem Hình 1.7, bước 1A).
2. Khi điện thế giảm xuống mức tới hạn, một giai đoạn khử cực cực kỳ nhanh chóng xảy ra. Đây được gọi là ngưỡng tiềm năng, hoặc ngưỡng kích hoạt (xem Hình 1.7, bước 1B).
3. Giai đoạn khử cực nhanh này dẫn đến sự đảo ngược điện thế qua màng thần kinh (xem Hình 1.7, bước 1C). Bên trong của dây thần kinh bây giờ có điện tích dương so với bên ngoài. Điện thế +40 mV tồn tại bên trong tế bào thần kinh.
Bước 2
Sau các bước khử cực này, sự tái phân cực xảy ra (Hình 1.7, bước 2). Điện thế dần dần trở nên âm hơn bên trong tế bào thần kinh so với bên ngoài cho đến khi điện thế nghỉ ban đầu là −70 mV lại đạt được. Toàn bộ quá trình (bước 1 và 2) cần 1 mili giây: khử cực (bước 1) mất 0,3 mili giây; tái phân cực (bước 2) mất 0,7 mili giây.
P/s:
1. Để tìm hiểu cụ thể và dễ hiểu hơn về cơ chế dẫn điện thế, mời các bạn xem video trên youtube (mục 9, phần "Nguồn").
2. Do cơ chế của thuốc tê chỉ tác động đến phần dẫn truyền này nên mình không đi sâu vào các con đường truyền (transmission) và điều biến (modulation).2. Cơ chế của thuốc tê
2.1. Tác dụng
Tác dụng chính của thuốc gây tê trong việc chặn một dẫn truyền là làm giảm tính thấm của các kênh ion đối với natri (Na+). Thuốc gây tê ức chế chọn lọc độ thẩm thấu đối với natri, giá trị của nó thường lớn hơn khoảng 5 đến 6 lần so với mức tối thiểu cần thiết để dẫn truyền xung động. Thuốc gây tê làm giảm cả tốc độ tăng của điện thế động và vận tốc dẫn truyền của nó. Thuốc gây tê làm giảm độ dẫn điện kali (K+) qua màng thần kinh rất nhẹ, hầu như không đáng kể.
Cơ chế mà các ion natri xâm nhập vào sợi trục của dây thần kinh, tạo ra điện thế hoạt động, bị thay đổi bởi thuốc gây tê tại chỗ. Màng thần kinh vẫn ở trạng thái phân cực vì các chuyển động ion chịu trách nhiệm về điện thế động không hoạt động. Bởi vì điện thế của màng không thay đổi, dòng điện cục bộ không phát triển và cơ chế truyền xung động bị đình trệ. Một xung động đến một đoạn dây thần kinh bị chặn sẽ bị dừng lại vì nó không thể giải phóng năng lượng cần thiết cho sự lan truyền tiếp tục của nó. Chặn dây thần kinh được tạo ra bởi thuốc gây tê được gọi là chặn dây thần kinh không phân cực.
Khi được điều chế trong phòng thí nghiệm, thuốc gây tê là các hợp chất base hòa tan kém trong nước và không ổn định khi tiếp xúc với không khí. Giá trị pKa của chúng nằm trong khoảng từ 7,5 đến 10. Ở dạng này, chúng có rất ít hoặc không có giá trị lâm sàng. Tuy nhiên, bởi vì chúng có tính bazơ yếu, chúng dễ dàng kết hợp với axit để tạo thành muối, ở dạng này, chúng khá hòa tan trong nước và tương đối ổn định. Thuốc gây tê tại chỗ dùng để tiêm được phân phối dưới dạng muối axit, phổ biến nhất là muối hydrochloride (ví dụ, lidocaine hydrochloride, articaine hydrochloride), được hòa tan trong nước hoặc nước muối vô trùng.
Ai cũng biết rằng độ pH của dung dịch gây tê (cũng như độ pH của mô mà nó được tiêm vào) ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động chặn dẫn truyền. Axit hóa mô làm giảm hiệu quả gây tê. Gây tê không đủ thường xuyên xảy ra khi tiêm thuốc gây tê vào các vùng bị viêm hoặc nhiễm trùng. Quá trình viêm tạo ra các sản phẩm có tính axit: pH của mô bình thường là 7,4; Độ pH của vùng bị viêm là 5 đến 6.
Mặc dù có sự thay đổi rất lớn về độ pH của chất lỏng ngoại bào, độ pH bên trong dây thần kinh vẫn ổn định. Do đó, hoạt động bình thường của dây thần kinh bị ảnh hưởng rất ít bởi những thay đổi của môi trường ngoại bào. Tuy nhiên, khả năng ngăn chặn các xung thần kinh của thuốc gây tê tại chỗ bị thay đổi sâu sắc do sự thay đổi của pH ngoại bào.
Sự phân bố thuốc tê
Như đã thảo luận, thuốc gây tê tại chỗ có sẵn dưới dạng muối axit (thường là hydrochloride) để sử dụng trong lâm sàng. Muối axit của thuốc gây tê, cả tan trong nước và ổn định, được hòa tan trong nước hoặc nước muối vô trùng. Trong dung dịch này, nó tồn tại đồng thời dưới dạng phân tử không tích điện (RN), còn được gọi là bazơ, và dưới dạng phân tử tích điện dương (RNH+), được gọi là cation. Khi pH của dung dịch có tính axit, các ion hydro (H+) cũng có mặt.
RNH+ ⇌ RN + H+
Tỷ lệ tương đối của mỗi dạng ion trong dung dịch thay đổi theo độ pH của dung dịch hoặc các mô xung quanh. Khi có nồng độ ion hydro cao (pH thấp), cân bằng dịch chuyển sang trái và hầu hết dung dịch gây tê tại chỗ tồn tại ở dạng cation:
RNH+ <- RN + H+
Khi nồng độ ion hydro giảm (pH cao hơn), cân bằng chuyển dịch về dạng bazơ tự do:
RNH+ -> RN + H+
Tỷ lệ tương đối của các dạng ion cũng phụ thuộc vào pKa, hoặc hằng số phân ly, của thuốc gây tê cụ thể. PKa là thước đo ái lực của phân tử đối với các ion hydro (H +). Khi pH của dung dịch có giá trị bằng pKa của thuốc tê thì đúng 50% dược chất tồn tại ở dạng RNH + và 50% ở dạng RN. Phần trăm thuốc tồn tại ở một trong hai dạng có thể được xác định từ phương trình Henderson-Hasselbalch (Hình 1.18).
Tác động lên màng thần kinh
Hai yếu tố liên quan đến hoạt động của thuốc gây tê là (1) sự khuếch tán của thuốc qua vỏ bọc thần kinh và (2) liên kết tại vị trí thụ thể trong kênh ion. Dạng base tự do không tích điện, hòa tan trong lipid (RN) của thuốc tê chịu trách nhiệm khuếch tán qua vỏ bọc thần kinh.
Quá trình này được giải thích trong ví dụ sau:
1. Một nghìn phân tử của thuốc gây tê tại chỗ với pKa là 7,9 được tiêm vào các mô bên ngoài dây thần kinh. Độ pH của mô là bình thường (7,4) (Hình 1.19).
2. Từ phương trình Henderson-Hasselbalch, có thể xác định rằng ở pH mô bình thường, 75% phân tử gây tê tại chỗ có ở dạng cation (RNH +) và 25% ở dạng bazơ tự do (RN).
3. Theo lý thuyết, tất cả 250 phân tử RN ưa béo sẽ khuếch tán qua vỏ bọc thần kinh để đến bên trong (sợi trục) của nơron.
4. Khi điều này xảy ra, trạng thái cân bằng ngoại bào RNH + ⇌ RN đã bị phá vỡ do chuyển các dạng bazơ tự do vào tế bào thần kinh. 750 phân tử RNH + ngoại bào còn lại bây giờ sẽ hiệu chỉnh lại theo độ pH của mô và pKa của thuốc:
RNH+ (570) ⇌ RN (180) + H+
5. 180 phân tử RN ưa béo mới được tạo ra khuếch tán vào tế bào, bắt đầu lại toàn bộ quá trình (bước 4). Về mặt lý thuyết, điều này sẽ tiếp tục cho đến khi tất cả các phân tử gây tê tại chỗ khuếch tán vào sợi trục.
6. Tuy nhiên, thực tế có phần khác nhau. Không phải tất cả các phân tử gây tê đều sẽ đi đến bên trong dây thần kinh, vì quá trình khuếch tán (thuốc sẽ khuếch tán theo mô hình ba chiều, không chỉ về phía dây thần kinh), và vì một số sẽ được hấp thụ vào mạch máu (ví dụ: , mao mạch) và các mô ngoại bào tại vị trí tiêm.
7. Sau khi xâm nhập vào vỏ bọc thần kinh và xâm nhập vào sợi trục bởi dạng RN ưa béo của thuốc tê, quá trình tái hiệu chỉnh xảy ra bên trong dây thần kinh, vì thuốc gây tê tại chỗ không thể chỉ tồn tại ở dạng RN ở pH nội bào là 7,4. Bảy mươi lăm phần trăm các phân tử RN hiện diện trong sợi trục chuyển về dạng RNH +; 25% phân tử còn lại ở dạng RN chưa tích điện.
8. Ở trong sợi trục, các ion RNH + đi vào kênh natri, gắn vào vị trí thụ thể kênh, và cuối cùng chịu trách nhiệm cho việc phong tỏa dẫn truyền.
Trong hai yếu tố – khả năng khuếch tán và liên kết – chịu trách nhiệm về hiệu quả gây tê, yếu tố khuếch tán là cực kỳ quan trọng trong thực tế. Khả năng khuếch tán của thuốc gây tê qua các mô xung quanh dây thần kinh có ý nghĩa quan trọng, bởi vì trong các tình huống lâm sàng, thuốc gây tê tại chỗ không thể được đưa trực tiếp vào màng thần kinh như trong phòng thí nghiệm. Các dung dịch gây tê có khả năng khuếch tán qua mô mềm tốt hơn mang lại lợi thế trong thực hành lâm sàng.
Thuốc gây tê tại chỗ có pKa cao có rất ít phân tử có sẵn ở dạng RN ở độ pH của mô là 7,4. Khởi phát gây tê của thuốc này chậm vì quá ít phân tử base có sẵn để khuếch tán qua màng thần kinh (ví dụ, procaine, với pKa là 9,1). Tỷ lệ bắt đầu gây tê liên quan đến pKa của thuốc tê tại chỗ (xem Bảng 1.4). Thuốc gây tê tại chỗ có pKa thấp hơn (ví dụ, lidocain, pKa 7,7) có số lượng lớn hơn các phân tử gốc tự do ưa béo để khuếch tán qua vỏ bọc thần kinh; tuy nhiên, tác dụng gây tê của thuốc này không đầy đủ vì ở pH nội bào 7,4 chỉ có một số lượng rất nhỏ các phân tử bazơ phân ly trở lại dạng cation cần thiết để liên kết tại vị trí thụ thể.
Trong các tình huống lâm sàng thực tế với các thuốc gây tê tại chỗ hiện có, chính độ pH của dịch ngoại bào sẽ xác định mức độ dễ dàng mà thuốc tê tại chỗ di chuyển từ vị trí sử dụng thuốc vào sợi trục của tế bào thần kinh. pH nội bào vẫn ổn định và không phụ thuộc vào pH ngoại bào, vì các ion hydro (H+) không dễ dàng khuếch tán qua các mô. Do đó, độ pH của dịch ngoại bào có thể khác đáng kể so với độ pH của màng thần kinh. Tỷ lệ của các cation gây tê với các phân tử bazơ không tích điện (RNH+/RN) cũng có thể thay đổi rất nhiều ở những vị trí này. Sự khác biệt về pH ngoại bào và nội bào có ý nghĩa rất lớn trong việc kiểm soát cơn đau khi bị viêm hoặc nhiễm trùng. Ảnh hưởng của việc giảm pH mô đối với tác dụng của thuốc gây tê tại chỗ được mô tả trong Hình 1.20.
Điều này có thể được so sánh với ví dụ trong Hình 1.19, liên quan đến độ pH bình thường của mô:
1. Khoảng 1000 phân tử chất gây tê tại chỗ với pKa là 7,9 được lắng đọng bên ngoài dây thần kinh. Mô bị viêm và nhiễm trùng và có độ pH là 6.
2. Ở pH mô này, khoảng 99% các phân tử gây tê tại chỗ hiện diện ở dạng cation tích điện (RNH +), với khoảng 1% ở dạng gốc tự do ưa béo (RN).
3. Khoảng 10 phân tử RN khuếch tán qua vỏ bọc thần kinh để đến bên trong tế bào (trái ngược với 250 phân tử RN trong ví dụ khỏe mạnh). Độ pH của bên trong tế bào thần kinh vẫn bình thường (ví dụ: 7,4).
4. Ngoại bào, cân bằng RNH + ⇌ RN, đã bị phá vỡ, được tái lập. Một số tương đối ít phân tử RN mới được tạo ra sẽ khuếch tán vào trong tế bào, bắt đầu lại toàn bộ quá trình. Tuy nhiên, tổng số phân tử RN cuối cùng đi qua vỏ bọc thần kinh ít hơn so với thành công ở pH bình thường do sự hấp thụ của các phân tử gây tê vào mạch máu trong khu vực tăng lên đáng kể (ghi nhận sự gia tăng mạch máu ở vùng viêm và sự nhiễm trùng).
5. Sau khi xâm nhập vào vỏ bọc thần kinh bởi dạng base, sự cân bằng lại xảy ra bên trong dây thần kinh. Khoảng 75% các phân tử hiện diện trong tế bào chuyển về dạng cation (RNH +), 25% còn lại ở dạng bazơ tự do không tích điện (RN).
6. Các phân tử cation liên kết với các vị trí thụ thể trong kênh natri, dẫn đến sự phong tỏa dẫn truyền. Việc phong tỏa đầy đủ dây thần kinh khó đạt được hơn ở các mô bị viêm hoặc bị nhiễm trùng vì số lượng tương đối nhỏ các phân tử RN có thể đi qua vỏ bọc dây thần kinh và sự hấp thụ gia tăng của các phân tử gây tê còn lại vào các mạch máu bị giãn ở vùng này. Tình trạng này thường thấy nhất trong lĩnh vực nội nha.
2.2. Sự phân bố thuốc tê
Hầu hết các dung dịch thuốc gây tê tại chỗ đtrên thị trường không có chất co mạch đều có độ pH từ 5,5 đến 7. Khi chúng được tiêm vào mô, khả năng đệm rất lớn của dịch mô sẽ trả lại độ pH tại chỗ tiêm về mức bình thường là 7,4. Các dung dịch gây tê tại chỗ có chứa chất co mạch (ví dụ: epinephrine) được nhà sản xuất axit hóa thông qua việc bổ sung natri (meta) bisulfit để làm chậm quá trình oxy hóa chất co mạch, do đó kéo dài thời gian hiệu quả của thuốc. Độ pH của thuốc gây tê tại chỗ chứa epinephrine có thể nằm trong khoảng từ 2,8 đến 5,5.
Epinephrine có thể được thêm vào dung dịch gây tê tại chỗ ngay trước khi dùng mà không cần bổ sung chất chống oxy hóa; tuy nhiên, nếu dung dịch không được sử dụng trong thời gian ngắn, epinephrine sẽ bị oxy hóa, từ từ chuyển sang màu vàng rồi nâu (giống như quá trình oxy hóa của một lát táo bị cắt).
Quá trình oxy hóa nhanh chóng của thuốc co mạch có thể bị trì hoãn, do đó làm tăng thời hạn sử dụng của dung dịch gây tê tại chỗ, thông qua việc bổ sung các chất chống oxy hóa. Natri bisulfit với nồng độ từ 0,05% đến 0,1% thường được sử dụng. Frank và Lalonde đã thử nghiệm lidocaine 2% không có epinephrine (plain) và với epinephrine 1: 100.000. Giá trị pH lần lượt là 6,00 ± 0,27 và 3,93 ± 0,43. Ống thuốc tê nha khoa gồm 3% dung dịch mepivacaine hydrochloride (không có epinephrine), với độ pH từ 4,5 đến 6,8, được axit hóa, dưới dạng dung dịch 2% với chất co mạch, thành 3,3 đến 5,5 bằng cách thêm bisulfit. Ngay cả trong tình huống này, khả năng đệm rất lớn của các mô có xu hướng duy trì độ pH bình thường của mô; tuy nhiên, sau khi tiêm dung dịch pH 3,3 cần thời gian lâu hơn so với dung dịch pH 6,8. Trong thời gian này, thuốc gây tê tại chỗ không thể hoạt động hết hiệu quả, dẫn đến tác dụng lâm sàng chậm hơn của thuốc gây tê tại chỗ có chất co mạch so với các loại thuốc thông thường.
Thuốc tê bôi có hiệu quả lâm sàng trên cả sợi trục và đầu dây thần kinh tự do. Chỉ có thể tiếp cận các đầu dây thần kinh tự do nằm bên dưới lớp da nguyên vẹn bằng cách tiêm thuốc tê vào bên dưới da. Da nguyên vẹn tạo thành một rào cản không thể xuyên thủng đối với sự khuếch tán của thuốc tê bôi. EMLA (hỗn hợp gây tê tại chỗ lidocain và prilocaine) cho phép thuốc gây tê tại chỗ thâm nhập vào da nguyên vẹn, mặc dù chậm. Niêm mạc và da bị thương (ví dụ bỏng, trầy xước) thiếu sự bảo vệ của da nguyên vẹn, cho phép thuốc tê bôi được bôi tại chỗ khuếch tán qua chúng để đến các đầu dây thần kinh tự do. Thuốc tê bôi có thể được sử dụng hiệu quả ở bất cứ nơi nào da không còn nguyên vẹn do bị thương, cũng như trên niêm mạc (ví dụ: giác mạc, lợi, hầu, khí quản, thanh quản, thực quản, trực tràng, âm đạo, bàng quang).
Khả năng đệm của niêm mạc kém; do đó việc bôi thuốc tê tại chỗ có độ pH từ 5,5 đến 6,5 sẽ làm giảm độ pH của vùng cần gây tê xuống dưới mức bình thường và ít base gây tê tại chỗ được hình thành. Sự khuếch tán của thuốc qua niêm mạc đến các đầu dây thần kinh tự do bị hạn chế, và việc phong tỏa dây thần kinh không hiệu quả. Tăng độ pH của thuốc sẽ cung cấp nhiều dạng RN hơn, do đó làm tăng hiệu lực của thuốc gây tê tại chỗ; tuy nhiên, thuốc ở dạng này bị oxy hóa nhanh hơn. Để nâng cao hiệu quả lâm sàng, thuốc tê bôi tại chỗ thường được sản xuất ở dạng đậm đặc hơn (5% hoặc 10% lidocain) hơn là dạng tiêm (2% lidocain). Mặc dù chỉ có một tỷ lệ nhỏ thuốc sẽ ở dạng base, việc tăng nồng độ sẽ cung cấp thêm các phân tử RN để khuếch tán và phân ly thành dạng cation hoạt động ở các đầu dây thần kinh tự do.
Một số thuốc gây tê tại chỗ (ví dụ, benzocain) không bị ion hóa trong dung dịch, và do đó hiệu quả gây tê của chúng không bị ảnh hưởng bởi độ pH. Do khả năng hòa tan trong nước kém của benzocain, sự hấp thụ của nó từ vị trí bôi thuốc là rất ít và hiếm khi gặp phải các phản ứng toàn thân (ví dụ: quá liều).
Động học của thời gian khởi phát gây tê tại chỗ và thời gian tác dụng
Một dây thần kinh ngoại vi bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn sợi trục được bọc chặt. Những sợi trục này được bảo vệ, nâng đỡ và nuôi dưỡng bởi một số lớp mô sợi và đàn hồi. Các mạch máu và bạch huyết dinh dưỡng ở khắp các lớp (Hình 1.21A).
Các sợi thần kinh riêng lẻ (sợi trục) được bao phủ bởi và được ngăn cách với nhau bởi endoneurium. Sau đó, perineurium liên kết các sợi thần kinh này với nhau thành các bó gọi là fasciculi. Mỗi fasciculus chứa từ 500 đến 1000 sợi thần kinh riêng lẻ. Năm nghìn sợi thần kinh chiếm khoảng 1 mm2 không gian.
Trong một nghiên cứu bằng kính hiển vi đối với 10 dây thần kinh xương ổ dưới của người ở khoảng lỗ TK XOR dưới, dây thần kinh trung bình chứa 18,3 fascicles. Pogrel và cộng sự đã kiểm tra bằng kính hiển vi 12 tử thi người, tìm thấy trung bình là 7,2 fascicles dây TK XOR dưới (phạm vi 3 đến 14), trong khi dây thần kinh lưỡi tại cùng một vị trí được phát hiện có trung bình là 3 fascicles (phạm vi từ 1 đến 8). Bốn trong số 12 dây thần kinh lưỡi (33%) là unifascicular ở vị trí này (Bảng 1.5).
Độ dày của perineurium thay đổi theo đường kính của fasciculus mà nó bao quanh. Perineurium càng dày thì tốc độ khuếch tán thuốc tê tại chỗ qua nó càng chậm. Lớp trong cùng của perineurium là perilemma. Nó được bao phủ bởi một lớp màng mesothelial mịn. Perilemma là hàng rào chính để khuếch tán vào dây thần kinh.
Fasciculi được chứa trong một mạng lưới lỏng lẻo của mô liên kết đẳng cực được gọi là epineurium. Epineurium chiếm từ 30% đến 75% tổng tiết diện của dây thần kinh. Thuốc gây tê tại chỗ có thể dễ dàng khuếch tán qua lớp epineurium vì tính chất lỏng lẻo của nó.
Các mạch máu và bạch huyết dinh dưỡng đi ngang qua epineurium. Các mạch này hấp thụ các phân tử gây tê tại chỗ, loại bỏ chúng khỏi vị trí tiêm.
Lớp ngoài của epineurium quanh dây thần kinh dày đặc hơn và dày lên, tạo thành cái được gọi là vỏ epineural hoặc vỏ bọc dây thần kinh. Vỏ epineural không tạo thành rào cản đối với sự khuếch tán của thuốc gây tê tại chỗ vào dây thần kinh.
Bảng 1.6 tóm tắt các lớp của một dây thần kinh ngoại vi điển hình.
Sự cảm ứng của thuốc tê
Sau khi đưa thuốc gây tê tại chỗ vào các mô mềm gần dây thần kinh, các phân tử của thuốc gây tê tại chỗ sẽ di chuyển khoảng cách từ vị trí này sang vị trí khác theo gradient nồng độ của chúng. Trong giai đoạn khởi tê, thuốc tê tại chỗ di chuyển từ vị trí lắng đọng ngoài dây thần kinh về phía dây thần kinh (cũng như theo tất cả các hướng có thể có khác). Quá trình này được gọi là sự khuếch tán. Đó là sự di chuyển không bị cản trở của các phân tử hoặc ion qua môi trường chất lỏng dưới ảnh hưởng của gradient nồng độ. Sự xâm nhập hàng rào giải phẫu nào đó để khuếch tán xảy ra khi thuốc đi qua mô có xu hướng hạn chế chuyển động phân tử tự do. Perineurium là rào cản lớn nhất đối với sự xâm nhập của thuốc gây tê tại chỗ.
Tốc độ khuếch tán bị chi phối bởi một số yếu tố, trong đó quan trọng nhất là gradient nồng độ. Nồng độ ban đầu của thuốc gây tê tại chỗ càng lớn, sự khuếch tán các phân tử của nó càng nhanh và thời gian bắt đầu tác dụng càng nhanh.
Các dây thần kinh nằm phía ngoài của 1 fasiculi được gọi là mantle bundles (Hình 1.21A). Mantle bundles là những bó đầu tiên được gây tê tại chỗ tiếp cận và được tiếp xúc với nồng độ cao hơn của nó. Mantle bundles thường bị chặn hoàn toàn ngay sau khi tiêm thuốc gây tê tại chỗ (Hình 1.21B). Dây thần kinh nằm gần lõi của 1 fasiculi hơn được gọi là core bundles. Các core bundles chỉ được tiếp xúc với thuốc tê tại chỗ sau nhiều thời gian trì hoãn và nồng độ thuốc tê thấp hơn do khoảng cách lớn hơn mà dung dịch phải đi qua và số lượng rào cản phải vượt qua nhiều hơn.
Khi chất gây tê tại chỗ khuếch tán vào dây thần kinh, nó ngày càng trở nên loãng bởi dịch mô, một số được hấp thụ bởi mao mạch và bạch huyết. Thuốc tê Ester trải qua quá trình thủy phân gần như ngay lập tức bằng enzym. Do đó, các sợi core tiếp xúc với nồng độ thuốc gây tê tại chỗ giảm, điều này có thể giải thích tình trạng lâm sàng của tình trạng gây tê tủy không đầy đủ vẫn xuất hiện khi có các dấu hiệu gây tê mô mềm đầy đủ. Sự phong tỏa hoàn toàn dẫn truyền của tất cả các sợi thần kinh trong một dây thần kinh ngoại vi đòi hỏi phải có một lượng thích hợp, cũng như một nồng độ thích hợp, của thuốc gây tê tại chỗ. Không có tình huống lâm sàng nào 100% các sợi bên trong dây thần kinh ngoại vi bị chặn, ngay cả trong những trường hợp kiểm soát cơn đau tuyệt vời về mặt lâm sàng. Các sợi gần bề mặt fasiculi (sợi mantle) có xu hướng chi phối vùng gần hơn (ví dụ răng cối trong gây tê XOR dưới), trong khi các sợi trong core bundles chi phối các điểm ở xa hơn (ví dụ, răng cửa và răng nanh khi gây tê TK XOR dưới).
Chặn dẫn truyền
Sau khi lắng đọng chất gây tê tại chỗ càng gần dây thần kinh càng tốt, dung dịch sẽ khuếch tán ba chiều theo các gradient nồng độ . Một phần thuốc gây tê tại chỗ được tiêm sẽ khuếch tán về phía dây thần kinh và vào dây thần kinh. Tuy nhiên, một phần đáng kể lượng thuốc được tiêm vào cũng khuếch tán ra khỏi dây thần kinh. Các phản ứng sau đây xảy ra:
1. Một số thuốc được hấp thụ bởi các mô không thần kinh (ví dụ: cơ, mỡ).
2. Một số bị pha loãng bởi dịch kẽ.
3. Một số được loại bỏ bởi mao mạch và bạch huyết khỏi vị trí tiêm.
4. Thuốc tê dạng este bị thủy phân bởi men cholinesterase trong huyết tương.
Tổng tác dụng của các yếu tố này là làm giảm nồng độ thuốc gây tê tại chỗ bên ngoài dây thần kinh; tuy nhiên, nồng độ thuốc gây tê tại chỗ trong dây thần kinh tiếp tục tăng khi quá trình khuếch tán tiếp tục. Các quá trình này tiếp tục cho đến khi có kết quả cân bằng giữa nồng độ trong và ngoài dây thần kinh của dung dịch gây tê.
Lý tính và ảnh hưởng lâm sàng
Các yếu tố hóa lý khác của thuốc gây tê tại chỗ có thể ảnh hưởng đến các đặc điểm lâm sàng của thuốc.
Ảnh hưởng của hằng số phân ly (pKa) đến tốc độ bắt đầu gây tê đã được mô tả. Mặc dù cả hai dạng phân tử của thuốc gây tê đều quan trọng trong việc phong tỏa thần kinh, nhưng thuốc có pKa thấp hơn có tác dụng khởi phát nhanh hơn những thuốc có pKa cao hơn.
Khả năng hòa tan trong lipid của thuốc gây tê tại chỗ có liên quan đến hiệu lực của nó. Khả năng hòa tan trong lipid gần đúng của các loại thuốc gây tê tại chỗ khác nhau được trình bày trong Bảng 1.7. Khả năng hòa tan trong lipid cao hơn cho phép chất gây tê thâm nhập vào màng thần kinh dễ dàng hơn. Điều này phản ánh về mặt sinh học trong việc tăng hiệu lực của thuốc gây tê. Thuốc tê tại chỗ có khả năng hòa tan trong lipid lớn hơn tạo ra sự phong tỏa dẫn truyền hiệu quả hơn ở nồng độ thấp hơn so với thuốc gây tê tại chỗ hòa tan trong lipid ít hơn.
Mức độ liên kết protein của phân tử gây tê tại chỗ chịu trách nhiệm cho thời gian hoạt động của thuốc tê.
Sau khi xâm nhập vào vỏ bọc thần kinh, sự cân bằng lại xảy ra giữa các dạng bazơ và cation của thuốc gây tê tại chỗ theo phương trình Henderson-Hasselbalch. Bây giờ, trong chính kênh natri, các ion RNH + liên kết tại vị trí thụ thể. Protein chiếm khoảng 10% màng dây thần kinh và thuốc gây tê tại chỗ (ví dụ, etidocaine, ropivacain, bupivacain) có mức độ liên kết với protein cao hơn (xem Bảng 1.7) so với các loại khác (ví dụ, procaine), gắn chặt hơn vào thụ thể protein và có thời gian hoạt động lâm sàng lâu hơn. Hoạt động của mạch ảnh hưởng đến cả hiệu lực gây tê và thời gian gây tê của thuốc. Tiêm thuốc gây tê tại chỗ, chẳng hạn như procaine, có đặc tính giãn mạch lớn hơn làm tăng tưới máu tại chỗ tiêm. Thuốc gây tê tại chỗ được tiêm được hấp thụ vào mạch nhanh hơn và được đưa ra khỏi vị trí tiêm và thần kinh, do đó thời gian gây tê ngắn hơn, cũng như giảm hiệu lực của thuốc. Bảng 1.8 tóm tắt ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến tác dụng gây tê tại chỗ.
Hết tê như nào
Sự suy giảm mức độ chặn dẫn truyền một dây thần kinh tuân theo các mô hình khuếch tán giống như quá trình cảm ứng; tuy nhiên, theo thứ tự ngược lại.
Nồng độ thuốc gây tê bên ngoài dây thần kinh liên tục bị cạn kiệt do sự khuếch tán, phân tán và hấp thu vào mạch máu của thuốc, trong khi nồng độ thuốc gây tê tại chỗ trong dây TK vẫn tương đối ổn định. Khi gradient nồng độ bị đảo ngược với nồng độ bên trong vượt quá nồng độ ngoài dây thần kinh, các phân tử gây tê bắt đầu khuếch tán ra khỏi dây thần kinh. Mantle của fasiculi bắt đầu mất tác dụng gây tê tại chỗ sớm hơn nhiều so với các core bundles. Thuốc gây tê tại chỗ trong core sau đó sẽ khuếch tán vào lớp mantle, vì vậy các sợi thần kinh đầu tiên mất hoàn toàn tính tê là những sợi ở trung tâm nhất của dây thần kinh. Sợi Mantle được gây tê lâu nhất và sợi core ngắn nhất. Quá trình phục hồi sau gây tê là một quá trình chậm hơn so với khởi tê vì thuốc gây tê tại chỗ được liên kết với vị trí thụ thể thuốc trong kênh natri và do đó được giải phóng chậm hơn so với hấp thu.
Tiêm thêm thuốc gây tê tại chỗ
Đôi khi, một thủ thuật nha khoa kéo dài hơn thời gian kiểm soát cơn đau hiệu quả trên lâm sàng và cần phải tiêm thuốc gây tê tại chỗ nhiều lần. Thông thường, việc tiêm lặp đi lặp lại này dẫn đến việc gây tê sâu trở lại ngay lập tức. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bác sĩ lâm sàng có thể gặp khó khăn lớn hơn trong việc kiểm soát cơn đau đầy đủ với các lần tiêm tiếp theo.
Lặp lại hiệu ứng tê ngay lập tức
Tại thời điểm tái tiêm, nồng độ thuốc gây tê tại chỗ trong các sợi core ít hơn trong các sợi mantle. Các sợi core phục hồi một phần vẫn chứa một số chất gây tê tại chỗ, mặc dù không đủ để gây tê hoàn toàn. Sau khi lắng đọng một nồng độ cao mới của chất gây tê gần dây thần kinh, các sợi mantle một lần nữa tiếp xúc với một gradient nồng độ hướng vào trong về phía dây thần kinh; điều này cuối cùng dẫn đến sự gia tăng nồng độ trong các sợi core. Sự kết hợp giữa thuốc gây tê tại chỗ còn sót lại (trong dây thần kinh) và thuốc tê tại chỗ mới lắng đọng dẫn đến việc bắt đầu gây tê sâu nhanh chóng và sử dụng một lượng thuốc gây tê tại chỗ nhỏ hơn.
Khó đạt được độ tê sâu
Trong tình huống thứ hai này, cũng như trong tình huống đầu tiên, quy trình nha khoa đã kéo dài hơn hiệu quả lâm sàng của thuốc gây tê tại chỗ, và bệnh nhân sẽ bị đau. Bác sĩ chỉ định một lượng thuốc gây tê tại chỗ, nhưng không giống như trong trường hợp đầu tiên, việc kiểm soát cơn đau hiệu quả không đạt được.
Dung nạp thuốc nhanh
Trong tình huống thứ hai này, một quá trình được gọi là dung nạp thuốc nhanh xảy ra. Dung nạp thuốc nhanh được định nghĩa là tăng khả năng dung nạp với một loại thuốc được dùng nhiều lần. Nó có nhiều khả năng phát triển hơn nếu chức năng thần kinh hồi phục lại trước khi tiêm lại (ví dụ, nếu bệnh nhân kêu đau). Thời gian, cường độ và sự lan truyền của thuốc tê khi tiêm lại giảm đáng kể. Mặc dù khó giải thích, dung nạp thuốc nhanh có thể do một số hoặc tất cả các yếu tố sau: phù, xuất huyết tại chỗ, hình thành cục máu đông, truyền dịch, tăng natri máu , và giảm độ pH của các mô. Bốn yếu tố đầu tiên ngăn cách dây thần kinh tiếp xúc với dung dịch gây tê tại chỗ. Tăng natri máu, làm tăng gradient ion natri, do đó chống lại sự giảm dẫn truyền ion natri do thuốc gây tê tại chỗ mang lại. Yếu tố cuối cùng, sự giảm độ pH của các mô, do lần tiêm đầu tiên của thuốc gây tê tại chỗ có tính axit. Độ pH xung quanh tại vị trí tiêm có thể thấp hơn một chút, do đó, ít phân tử gây tê tại chỗ được chuyển hóa thành base tự do (RN) khi tái tiêm.
Nguồn:
- Malamed, S. F. (2020). Handbook of Local Anesthesia. Elsevier.
- Ok, S.-H., Hong, J.-M., Lee, S. H., & Sohn, J.-T. (2018). Lipid emulsion for treating local anesthetic systemic toxicity. International Journal of Medical Sciences, 15(7), 713–722. https://doi.org/10.7150/ijms.22643
- Liu, Y., Zhang, J., Yu, P., Niu, J., & Yu, S. (2021). Mechanisms and efficacy of intravenous lipid emulsion treatment for systemic toxicity from local anesthetics. Frontiers in Medicine, 8. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.756866
- Argoff, C. (2011). Mechanisms of pain transmission and pharmacologic management. Current Medical Research and Opinion, 27(10), 2019–2031. https://doi.org/10.1185/03007995.2011.614934
- Pinho-Ribeiro, F. A., Verri, W. A., & Chiu, I. M. (2017). Nociceptor sensory neuron–immune interactions in pain and inflammation. Trends in Immunology, 38(1), 5–19. https://doi.org/10.1016/j.it.2016.10.001
- McEntire, D. M., Kirkpatrick, D. R., Dueck, N. P., Kerfeld, M. J., Smith, T. A., Nelson, T. J., Reisbig, M. D., & Agrawal, D. K. (2016). Pain transduction: A pharmacologic perspective. Expert Review of Clinical Pharmacology, 9(8), 1069–1080. https://doi.org/10.1080/17512433.2016.1183481
- YouTube. (2020). Inflammation – causes, symptoms, diagnosis, treatment, pathology. YouTube. Retrieved September 6, 2022, from https://www.youtube.com/watch?v=LaG3nKGotZs&ab_channel=Osmosis.
- YouTube. (2018). Tissue Injury & Repair. YouTube. Retrieved September 6, 2022, from https://www.youtube.com/watch?v=KvBt2G4yMx4&t=712s&ab_channel=AnatomyandPhysiologyforParamedics.
- YouTube. (2021). Sinh lý – Điện thế hoạt động tế bào thần kinh. YouTube. Retrieved September 6, 2022, from https://www.youtube.com/watch?v=hrGvIOUkJhU&ab_channel=OsmosisVietnamese.
- YouTube. (2018). Qúa mẫn tuýp 1 (Dị ứng). YouTube. Retrieved September 6, 2022, from https://www.youtube.com/watch?v=3dfw6W-xofw&ab_channel=OsmosisVietnamese.