Теория нейтрального газа в возникновении наркоза. Теория азота и инертных газов
Способность аргона оказывать наркотическое действие в 2 раза выше, чем азота, хотя коэффициенты растворимости этих газов в воде и масле одинаковы. Причина заключается в том, что растворимость аргона как в воде, так и масле в 2 раза выше, чем у азота. В общих свойствах наркотиков тоже существует много исключений из правил. Но поскольку речь идет об определенных газах, между их растворимостью в жирах и специфической способностью оказывать наркотическое действие имеется тесная корреляция.
Свободная энергия отрыва молекулы, определенная по свойствам летучести газа, представляет собой еще одну физическую характеристику, хорошо коррелирующую с наркотической силой вещества. Ferquson в 1949 г. обратил внимание на то, что понятие активности, как выражение концентрации пара, лучше определяет изонаркотическую силу (способность), чем критерий Meyer — Overton, выраженный в молях на литр (моль/л).
Однако Brink, Posternak в 1948 г. сделали оговорку в отношении этого понятия, утверждая, что, когда мы выражаем наркотическую силу как «активность», надо учитывать особенность биологической системы (например, наличие или отсутствие синапсов).
Теории водной фазы основываются на образовании гидратов. Pauling в 1961 г. высказал предположение об образовании клатратов, в которых атомы нейтрального газа, называемые «гостями», удерживаются в кристаллических решетках, образованных «хозяевами» или молекулами второго вещества. Однако вследствие высокого давления диссоциации такие гидраты в условиях организма будут неустойчивыми.
Поэтому Pauling был вынужден сделать вывод о существовании стабилизирующего фактора, например заряженных боковых цепей протеинов, известных под названием «белковые связи».
Полагают, что такие клатраты вызывают наркоз за счет увеличения электрического импеданса нервной ткани, задержки заряженных ионов, связанных с проводимостью импульса, и снижения уровня метаболизма.
Miller в 1961 г. разработал взаимоисключающую, но родственную теорию, согласно которой не гидраты, а нейтральные газы или наркотики способны увеличивать площадь высокоупорядоченной структуры воды, или «айсберга», окруженного молекулами растворенного газа. В связи с этим электрическая проводимость ткани мозга будет снижаться, потому что липиды мембран уплотнятся, а сами мембраны окажутся закупоренными.
В 60-х годах Dawe, Miller, Eger и другие исследователи изучили наркотическую силу фторсодержащих газов SF6 и CF4 в жировой и водной средах с целью определения места приложения их действия. Данные экспериментов не подтвердили мнение о водной среде как основе приложения действия наркотика.
Frank, Lieb (1978) и другие исследователи на основании проведенных экспериментов предложили иной «механизм связывания». По их мнению, нейтральные газы связываются в специальных участках белковых молекул. Однако роль данного механизма связывания в развитии наркоза еще предстоит выяснить.