Historia medycznego znieczulenia. Czyli jak człowiek pokonał ból

Ból był olbrzymim problemem i hamulcem w rozwoju chirurgii. Od najdawniejszych czasów ludzie próbowali uśmierzyć ból używając do tego naturalnych metod. Przełom nastąpił w połowie XIX w., gdy odkryto kolejno: tlenek azotu, eter i chloroform. Skuteczne znieczulenie dożylne zastosowano dopiero w XX w.

Anestezja czyli znieczulenie. Historia anestezji

Od najdawniejszych czasów ból był znaczącym problemem podczas wykonywania zabiegów chirurgicznych i dentystycznych. Anestezja (anaisthetos) wywodzi się z połączenia greckich słów „bez” i „zmysłu”, czyli jest nauką o znieczuleniu, tymczasowym wyłączeniu zmysłu, a co za tym idzie, bólu. O anestezji w znaczeniu filozoficznym pisał już Platon.

Historia anestezji i anestezjologi to dzieje, w których najpierw środkami medycyny naturalnej, później poprzez znieczulenie gazowe, a wreszcie znieczulenie dożylne lekarzom udało się pokonać ból podczas operacji.

Starożytna anestezja

Mandragora lekarska na starych rycinach

Walkę z bólem człowiek rozpoczął już w najdawniejszych czasach. Sumerowie już 4000 lat p.n.e. do uśmierzania bólu używali opium, które wytarzali z maku lekarskiego (Papaver somniferum L.). Natomiast Babilończycy 2200 lat p.n.e. do łagodzenia bólu zęba wykorzystywali lulek (Hyoscyamus L.), czyli roślinę o właściwościach halucynogennych. Z kolei 1600 lat p.n.e. Chińczycy zaczęli stosować akupunkturę w celu pobudzenia krążenia i minimalizowania bólu.

Innym przykładem naturalnych metod walki z bólem było używanie mandragory lekarskiej (Mandragora officinarum L.)). Jej właściwości są opisane w staroegipskim papirusie Ebersa z 1550 r. p.n.e. O mandragorze pisał także Homer w Odysei, a grecki lekarz Hipokrates zalecał nalewkę z niej w terapii depresji. Z kolei Teofrast z Eresos zalecał mieszanie zmielonej mandragory z mąką, celem leczenia ran. W starożytnym Rzymie pisał o niej także Pedanios Dioskurydes. Zalecał gotowanie jej w winie, by w ten sposób znieczulać osoby mające mieć przypalane chore tkanki.

Inną rośliną wykorzystywaną do niwelacji bólu był tojad (Aconitum L.). Jest to roślina trująca, ale w małych dawkach, zawarta w niej akonityna ma działania przeciwbólowe, wykorzystywane niegdyś do leczenia artretyzmu.

W Indiach w VI w. p.n.e. o znieczuleniu pisał Sushruta, który był jednym z pierwszych znanych chirurgów. Stosował opary z konopii indyjskiej, by w ten sposób uspokoić pacjentów podczas operacji. Ciekawą technikę anestezji mieli Asyryjczycy w IV w p.n.e. Stosowali przed obrzezaniem lub operacją zaćmy ucisk na tętnicę szyjną, by wywołać krótkotrwałą utratę przytomności.

Średniowieczna gąbka nasenna

Mak lekarski, białe kwiaty i torebka nasienna

W średniowieczu, dla zapewnienia komfortu chirurgowi i braku odczuwania bólu przez pacjenta podczas zabiegów, zaczęto stosować gąbkę nasenną. Do jej przygotowania potrzebna była narkotyczna mieszkanka kilku roślin. W jej skład wchodziły opium, mandragora, cykuta (Cicuta virosa L.) i lulek, które były macerowane w określonej ilości wody. Następnie tym roztworem namaczano gąbkę, by w dalszej kolejności suszyć ją na słońcu celem odparowania wody. Ostatnim etapem było zalanie gąbki ciepłą wodą i umieszczenie jej w nozdrzach pacjenta. Z reguły to wystarczało by zwalić każdego z nóg. W celu wybudzenia, śpiącemu aplikowano gąbkę, ale tym razem nasączoną ciepłym octem. Niestety nie wszystkich udawało się wybudzić. Niemniej sposób był bardzo skuteczny. Ta metoda była najpewniej rozpropagowana przez arabskich medyków, takich jak Abulcasis. Muzułmanom religia zabrania spożywania alkoholu, więc szukali alternatyw dla sposobu europejskiego, gdzie właśnie wysoko procentowe trunki służyły do uśmierzania operacyjnego bólu. Jednak możliwe, że była ona znana i stosowana jeszcze przed narodzinami Chrystusa.

Szkoła salerniańska na miniaturze z Canon medicinae Awicenny

Gąbka nasenna przyjęła się także w Europie, zwłaszcza we Włoszech i tamtejszej szkole medycznej w Salerno. W XIII w. została zmodyfikowana jej receptura. Do znieczulenia używane były nasiona sałaty, strąki maku, sok z bluszczu pnącego i niedojrzałych jagód. Natomiast wybudzano, wprowadzając w nozdrza korzenie kopru włoskiego. Kariera nasennych gąbek dobiegła końca mniej więcej w XVIII w. Nie jest tak naprawdę znany powód porzucenia tego sposobu znieczulenia. Jedna z teorii mówi, iż zaczęto ją kojarzyć z praktykowaniem magii, a nie medycyny. Z kolei druga mówi, o odrzuceniu jej z powodu braku skuteczności lub znalezieniu lepszych alternatyw.

Nowożytne postępy w anestezji

William Harvey

Kolejnym badaczem, który przeszedł do historii anestezji był niemiecki lekarz Valerius Cordus, któremu udało się już w 1540 r. zsyntezować eter. Dokonał tego metodą dehydratacji etanolu kwasem siarkowym. Prawdopodobnie tę metodę poznał za pośrednictwem portugalskich podróżników, którzy wiedzę o niej przywieźli z Indii.

Kolejne podwaliny pod współczesne znieczulenia położył angielski biolog William Harvey, który w 1628 r. wydał dzieło, w którym dzielił się odkryciem krążenia krwi w organizmie człowieka. Oznaczało to, że podanie zastrzyku spowoduje, że wstrzyknięta substancja zostanie rozprowadzona po całym organizmie. Korzystając z odkrycia Harveya, angielscy badacze Christopher Wren i Robert Boyle, zaczęli eksperymentować z terapią dożylną poprzez wstrzykiwanie opium psom. W ten sposób wykazali, że podana w ten sposób substancja działa na ich cały organizm.

Gaz rozweselający

Sprzęt używany przez Priestleya w jego eksperymentach z gazami

Kolejnym uczonym, którego odkrycie było krokiem milowym, który miał wpływ na późniejszą anestezję był angielski chemik Joseph Priestley. W 1774 r. odkrył tlen, co rozpoczęło proces badania gazów. Do Priestleya należy także odkrycie podtlenku azotu, który znany jest jako gaz rozweselający. W 1800 r. opublikował pracę Badania chemiczne i filozoficzne, obiekt naczelny – podtlenek azotu, w której dokładnie opisywał jego działanie.

Do znieczulających działań podtlenku azotu dopiero po czterdziestu latach powrócił dentysta Horacy Wells, który z pomocą swoich przyjaciół, Gardnera Quincy Coltona i Johna Mankey Riggsa, przetestował jego działanie. Rozpoczęli tym samym okres anestezji wziewnej, polegającej na wdychaniu środków znieczulających.

Gardner Quincy Colton

Następnie zaczął podawać go swoim pacjentom. Okazało się, że spośród 12 przypadków, gdy go zastosował, aż w 10 był on zdolny uśmierzyć ból. Swoją metodą w 1845 r. podzielił się z bostońskim towarzystwem medycznym, ale podczas publicznej demonstracji okazało się, że nie była do końca skuteczna. Gaz nie zadziałał, a zabiegowi wyrywania zęba towarzyszył krzyk i wyzwiska pacjenta. Przez to ta metoda nie zyskała aprobaty u innych dentystów.

Ponownie do gazu rozweselającego w 1863 r. powrócił przyjaciel Wellsa, Colton, który zaczął stosować go na szeroką skalę wśród swoich pacjentów. Jednak jego działanie było zbyt słabe i ryzykowane, by wyłącznie z jego zastosowaniem znieczulać pacjentów chirurgicznych.

Obecnie jest on nadal wykorzystywany głównie w stomatologii. Czasem stosuje się go także w chirurgii w połączeniu z dożylnymi lekami znieczulającymi. Dopiero w XX w. znieczulenie gazowe zastąpiono znieczuleniem podawanym dożylnie.

Eter

Usypianie pacjenta przed ekstrakcją przez Williama Mortona

Kolejnym środkiem anestezjologicznym stał się eter. Jednym z pionierów jego wykorzystania był amerykański chemik i lekarz, Charles Jacskon. Gdy dowiedział się, że jego przyjaciel dentysta poszukuje silniejszego niż gaz rozweselający środka znieczulającego, zaproponował mu eter. Tym dentystą był William Morton. Ten z kolei, gdy z powodzeniem przetestował eter na swoich pacjentach, postanowił zaproponować jego wykorzystanie chirurgowi Johnowi Warrenowi. Nie zdradził jednak nazwy wykorzystywanego środka. Mimo to Warren zgodził się wykorzystać nieznany mu eter podczas operacji wycięcia guza szyi. Ta przełomowa operacja, którą obserwowali inni lekarze oraz studenci, odbyła się 16 października 1846 r. Warren ze zdumieniem wówczas powiedział o eterze: „Panowie, to nie jest bzdura”. Miało to miejsce w bostońskim amfiteatrze chirurgicznym, zwanym obecnie Ether Dome.

Wieść o tym cudownym środku szybko dotarła do Europy. Już 17 grudnia szkocki chirurg Robert Liston dokonał pierwszej operacji w Europie przy użyciu eteru. Wykorzystał go przy amputacji kończyny. W Polsce eter po raz pierwszy został wykorzystany w krakowskiej klinice 7 lutego 1847 r. przez Ludwika Bierkowskiego.

Pierwsza operacja z użyciem eteru

Eter i pierwszeństwo co do jego zastosowania stały się także obiektem procesu między Mortonem, a Jacksonem. Ostatecznie jednak „pogodził” ich inny amerykański lekarz, Crawford Long, który 30 marca 1842 r. stosował tę metodę, ale powiadomił o tym świat dopiero w 1849 r. Long zauważył bowiem, że jego przyjaciele nie odczuwali bólu, gdy byli pod wpływem eteru. Toteż zauważył jego potencjał w chirurgii. Pomyślał o Jamesie Venable, który powinien zoperować dwa guzy, ale po prostu bał się operacyjnego bólu. Long zaproponował mu operację pod wpływem eteru. Venable zgodził się i tym samym został pierwszym pacjentem, któremu wykonano zabieg w eterowym znieczuleniu.

Crawford Long

Chloroform

Kolejnym środkiem znieczulającym, który odegrał ogromną rolę w anestezji był chloroform. W 1831 r. o niezależnym odkryciu chloroformu doniosło trzech badaczy: Samuel Guthrie, Eugene Soubeiran oraz Justus von Liebig. Jednak prawdopodobnie całą trójkę w 1830 r. wyprzedził niemiecki farmaceuta, Moldenhawer. Natomiast wzór chemiczny chloroformu odkrył w 1834 r. francuski chemik Jean-Baptiste Dumas.

Wpływ płynnego chloroformu na Sir J. Y. Simpsona i jego przyjaciół

Jednak środek zawojował świat za sprawą angielskiej królowej Wiktorii Hanowerskiej oraz szkockiego położnika Jamesa Simpsona. Medyk jako pierwszy zastosował chloroform przy porodach, uznając go za środek lepszy od eteru. To wywołało sprzeciw pewnych kół religijnych, które uważały, że znieczulenie przy porodzie jest niezgodne z prawem bożym. Powoływali się na cytat z Biblii o kobietach: „w bólach rodzić będziesz”. Simpson odpowiadał im, że do wycięcia żebra i stworzenia Ewy Bóg uśpił Adama, zatem takie znieczulenie jest zgodne z prawem bożym cytując inny fragment Starego Testamentu: „Wtedy to Pan sprawił, że mężczyzna pogrążył się w głębokim śnie, i gdy spał wyjął jedno z jego żeber, a miejsce to zapełnił ciałem”. Jak sam mawiał:

„Każdy ból jest sam w sobie, a zwłaszcza nadmierny, destrukcyjny i ostatecznie śmiertelny w swej naturze i skutkach”.

Być może ta dyskusja trwałaby dalej gdyby nie królowa Wiktora, której porody były dla niej bardzo bolesne. Gdy dowiedziała się o Simpsonie i jego znieczuleniu, zażyczyła sobie podanie chloroformu podczas kolejnego porodu. Podał go angielski lekarz John Snow podczas porodu Leopolda w 1853 r. i Beatrycze w 1857 r. Chloroform spełnił wszystkie oczekiwania królowej, także mogła stwierdzić, że  był on „zachwycający ponad miarę”. Wdzięczna królowa obdarowała Simpsona, jako prekursora znieczulenia porodowego, tytułem szlacheckim.

Wkład w rozwój usypiania chloroformem miał także Joseph Clover, który zbudował urządzenie do dokładnego pomiaru stężenia par chloroformu, tym samym wprowadził do anestezji monitorowanie pacjentów. Później skonstruował także urządzenie do monitorowania stężenia podtlenku azotu i eteru.

Królowa Wiktora wraz ze swoimi dziećmi

Jednak chloroform niósł większe niż eter ryzyko dla pacjenta. Bowiem różnica między skuteczną dawką, a dawką śmiertelną nie była znaczna. Wobec tego zdarzały się śmiertelne zejścia po podaniu chloroformu. Dlatego niektórzy lekarze woleli stosować wyłącznie eter. Inni mieszali chloroform z eterem i alkoholem, by zminimalizować możliwość podania śmiertelnej dawki.

Chlorek etylu

Po sukcesie i odkryciu pierwszych środków znieczulających, naukowcy zaczęli szukać kolejnych substancji zdolnych znosić ból podczas operacji. Takim środkiem stał się chlorek etylu, wprowadzony do chirurgii w 1848 r. przez Johana Heyfeldera. Jednak ta substancja nadawała się tylko do krótkiego znieczulenia i nie była skuteczna w przypadku długich operacji chirurgicznych. Natomiast szybko dostrzeżono w niej inny potencjał. Świetnie nadawała się do znieczulenia miejscowego, do którego jest wykorzystywana do dziś.

Innym środkiem, który okazał się skuteczny do znieczulenia miejscowego, była kokaina. Po raz pierwszy została użyta przez austriackiego okulistę Karla Kollera, za sugestią Zygmunta Freuda, w chirurgii oka w 1884 r. Jej miejscowe działanie znieczulające wykorzystywano z powodzeniem podczas operacji innego rodzaju. Na przykład niemiecki chirurg August Bier w 1898 r. przeprowadził pierwsze znieczulenie podpajęczynówkowe przy użyciu kokainy.

Z czasem kokaina była nawet stosowana bez recepty, jako panaceum na wiele dolegliwości. Szybko jednak pojawiły się doniesienia o jej silnie uzależniającym i narkotycznym działaniu. Po tym stała się substancją zakazaną.

Wodzian chloralu

Matthias Liebreich

Kolejnym znieczulającym specyfikiem, który pojawił się w XVIII w. był wodzian chloralu. Po raz pierwszy użył go Matthias Liebreich w 1869 r. Natomiast francuski chirurg Pierre Ore w 1874 r. podał go dożylnie, co należy uznać za początek znieczulenia dożylnego. Uśpił w ten sposób 52-letniego mężczyznę w ostrej fazie tężca. Znieczulił go 9 g wodzianu chloralu rozpuszczonymi w 10 g wody. Pacjent niemal natychmiast zapadł w głęboki sen. Podczas operacji Ore jeszcze trzykrotnie podawał znieczulenie choremu. Pacjent spokojnie przespał 11 godzin. O swoim sukcesie poinformował Francuską Akademię Nauk, ale ze względu na wysoką śmiertelność podczas dawkowania tego znieczulenia, nie zyskało ono wówczas powszechnego uznania. Na znieczulanie dożylne, które jest dzisiaj standardem, trzeba było jeszcze czekać kilkadziesiąt lat.

Maski i aparaty

W okresie gdy w anestezji królował eter i chloroform, skupiano się na odpowiednim ustaleniu dawek oraz nowych metodach podawania tych substancji. Dlatego nastąpił rozwój masek i aparatów służących do podawania gazów znieczulających. Dodatkowo eter jest substancją bardzo łatwo palną, więc szukano sposobów, które w maksymalny sposób ograniczyłyby ryzyko jego zapalenia.

Jedną z takich masek skonstruowali Kurt Schimmelbusch oraz Johann von Esmarcha. Jej działanie polegało na stopniowym podawaniu eteru na gazę, z której opary były wdychane przez pacjenta. Innowacyjną maskę skonstruował Ombredann, gdyż miała ona już obieg półzamknięty. Do maski doczepiony był zbiornik, z którego stopniowo ulatniał się eter. Przełomem był aparat, który skonnsturował Henry Boyle, gdyż miał trzy zbiorniki, pozwalające na dawkowanie eteru, podtlenku azotu i tlenu.

Intubacja

William Macewen

Bardzo ważnym elementem współczesnej anestezji jest intubacja. Polega ona na umieszczeniu rurki w tchawicy pacjenta celem zapewnienia drożności dróg oddechowych. Tę metodę w 1878 r. opisał Wilhelm Hack. Następnie w 1880 r. szkocki chirurg William Macewen poinformował o zastosowaniu intubacji jako alternatywy dla tracheotomii, dla pacjentów z obrzękiem głośni oraz jako zabezpieczenie dróg oddechowych podczas znieczulenia ogólnego chloroformem. Dzisiaj do intubacji najczęściej wykorzystuje się laryngoskop skonstruowany w 1941 r. przez nowozelandzkiego lekarza Roberta Macintosha. Wykorzystuje się go w diagnostyce oraz w celu założenia rurki intubacyjnej.

Znieczulenie dożylne

Najpóźniej rozpowszechnione zostały środki do dożylnego znieczulenia ogólnego. W 1932 r. wprowadzono heksobarbital przy krótkich operacjach. Następnie w 1934 r. zaczęto stosować thiopental. Dożylne środki znieczulające powodują szybki początek znieczulenia po pojedynczej dawce, a utrata przytomności następuje gładko w ciągu 10 lub 15 sekund od rozpoczęcia wstrzyknięcia. Od lat 30-tych XX wieku trwa w medycynie ciągły postęp w znieczuleniu dożylnym. Obecnie na rynku dostępnych jest kilkadziesiąt różnych środków, których dobór zależy od rodzaju operacji, stanu zdrowia pacjenta i decyzji lekarza anestezjologa.

Bibliografia:

1. E. J Chidiac, R. N. Kaddoum, S. F Fuleihan, Mandragora: Anesthetic of the Ancients, „Anesthesia & Analgesia”, December 2012 - Volume 115 - Issue 6 - p 1437-1441.
2. R. J. Defalque, A. J. Wright; Was Chloroform Produced before 1831?, „Anesthesiology”, 2000; 92(1): 290.
3. A. Kluzik, Poczucie czasu a znieczulenie ogólne – rys historyczny, „Anestezjologia i Ratownictwo”, 2010; 4: 14-20.
4. P. Juvin, J. Desmonts, The Ancestors of Inhalational Anesthesia: The Soporific Sponges (XIth–XVIIth Centuries): How a Universally Recommended Medical Technique Was Abruptly Discarded, „Anesthesiology”, 2000; 93: 265–269.
5. Historia medycyny, pod red. T. Brzeziński, Warszawa 2004.