Эксперимент с кокаином, открывший путь к регионарной анестезии

Как рискованный опыт нью-йоркского невролога стал отправной точкой для методов обезболивания, без которых трудно представить современную хирургию

Нью-Йорк, 1885 год: обезболить тело, не погружая человека в сон

Во второй половине XIX века хирургия уже умела избавлять пациента от сознательного переживания боли. Эфирный наркоз применялся с 1840-х годов, затем распространился хлороформ. Однако обе технологии имели существенные ограничения: глубину наркоза было трудно контролировать, а осложнения могли оказаться смертельными.

Перед врачами стояла другая задача. Можно ли устранить боль только в той части тела, где проводится вмешательство, не выключая сознание человека?

В 1884 году австрийский офтальмолог Карл Коллер продемонстрировал местноанестезирующие свойства кокаина (cocaine). Раствор вещества позволял выполнять некоторые манипуляции на глазу без общего наркоза.

Открытие быстро привлекло внимание врачей. Американские хирурги Уильям Холстед и Ричард Холл начали исследовать возможность блокирования чувствительности отдельных нервов с помощью инъекций кокаина.

Среди заинтересовавшихся новой фармакологией оказался Джеймс Леонард Корнинг, невролог из Нью-Йорка, получивший медицинское образование в Германии.

Но Корнинг задумал нечто более радикальное.

Вместо введения препарата возле отдельного периферического нерва он решил воздействовать на нервные структуры вблизи позвоночника. В перспективе это могло позволить временно отключать болевую чувствительность сразу в значительной части тела.

Два эксперимента, изменившие представление о боли

31 октября 1885 года в New York Medical Journal вышла статья Корнинга под названием «Spinal Anaesthesia and Local Medication of the Cord».

В ней врач описал два эксперимента.

Первый проводился на молодой собаке. Корнинг ввёл раствор кокаина между остистыми отростками нижних грудных позвонков.

Примерно через пять минут у животного появились нарушения координации задних конечностей, затем выраженная слабость. При проверке чувствительности электрическим раздражением исследователь обнаружил, что задние конечности практически перестали реагировать на воздействие, тогда как передние сохраняли чувствительность.

Эффект оказался временным. По описанию Корнинга, приблизительно через четыре часа состояние животного восстановилось.

Следующий эксперимент проводился на человеке.

Мужчине, имевшему неврологические жалобы, Корнинг ввёл раствор кокаина между одиннадцатым и двенадцатым грудными позвонками. Первоначально заметного эффекта не возникло, поэтому через несколько минут врач повторил введение.

Примерно через десять минут мужчина сообщил, что его ноги словно засыпают.

Проверка показала выраженное снижение чувствительности нижних конечностей, поясничной области и части промежности. При этом человек сохранял возможность стоять и ходить.

Корнинг получил то, к чему стремился: лекарственное вещество, введённое возле позвоночника, могло временно изменять чувствительность нижней части тела.

Однако сам врач ещё не понимал, каким именно образом это произошло.

Корнинг ошибся в механизме, но обнаружил важный принцип

Сегодня регионарная анестезия основана на достаточно хорошо изученных механизмах передачи нервных импульсов.

Местные анестетики блокируют потенциалзависимые натриевые каналы в мембранах нервных клеток. Эти белковые структуры необходимы для возникновения и распространения электрического сигнала по нервному волокну.

Когда проведение импульсов временно прерывается, болевые сигналы перестают нормально достигать центральной нервной системы.

Корнинг представлял процесс иначе.

Он предполагал, что введённый между позвонками кокаин будет всасываться в мелкие венозные сосуды и через них достигать спинного мозга, вызывая местное подавление чувствительности.

Эта гипотеза оказалась ошибочной.

Более того, историки медицины до сих пор обсуждают, куда именно попал препарат во время эксперимента.

Современная анестезиология различает два принципиально разных метода.

При спинальной анестезии препарат вводят в субарахноидальное пространство, содержащее спинномозговую жидкость. Здесь находятся нервные корешки, на которые непосредственно действует анестетик.

При эпидуральной анестезии раствор поступает в эпидуральное пространство, расположенное снаружи твёрдой мозговой оболочки. Для достижения нервных структур лекарству необходимо распространиться через окружающие ткани.

Корнинг не описал появления спинномозговой жидкости при введении иглы. Использованная им доза была сравнительно большой, а снижение чувствительности развивалось медленнее, чем при подтверждённой спинальной анестезии.

В 1994 году американский анестезиолог Герти Маркс проанализировала оригинальные публикации Корнинга и более поздние работы европейских хирургов. Она пришла к выводу, что Корнинг, вероятнее всего, выполнил эпидуральную, а не истинную спинальную блокаду.

Есть и дополнительная историческая деталь. На следующий день участник эксперимента жаловался на головную боль и головокружение. Некоторые исследователи допускают, что это могло быть следствием случайного прокола твёрдой мозговой оболочки.

Но однозначно установить положение иглы по сохранившемуся описанию невозможно.

Таким образом, Корнинг продемонстрировал важный фармакологический эффект, не сумев достоверно определить его анатомический механизм.

Доза кокаина, которая могла закончить эксперимент трагедией

В истории этого опыта есть обстоятельство, которое редко упоминают в популярных рассказах об анестезии.

К 1885 году врачи уже знали, что кокаин далеко не безобиден.

Более того, сам New York Medical Journal ещё 6 декабря 1884 года предупреждал о возможности серьёзных системных реакций на новый анестетик.

Историк анестезиологии Б. Реймонд Финк позднее обратил внимание на дозировку, использованную Корнингом.

В ходе двух последовательных введений мужчина получил в общей сложности около 110 мг кокаина.

Для сравнения: Британская фармакопея 1885 года указывала максимальную дозу гидрохлорида кокаина в 65 мг, хотя не уточняла путь введения. Поэтому напрямую переносить этот исторический предел на инъекцию около позвоночника некорректно. Тем не менее сопоставление показывает, насколько мало тогда было известно о безопасных дозировках для подобных процедур.

Кокаин обладает не только местноанестезирующей активностью. Он способен вызывать тяжёлые нарушения сердечного ритма, судороги и другие опасные системные реакции. Кроме того, вещество имеет высокий потенциал формирования зависимости.

У Корнинга не было современных средств мониторинга и отработанных алгоритмов помощи при системной токсичности местных анестетиков.

Эксперимент завершился без документированных тяжёлых долговременных последствий для участника. Но его благополучный исход нельзя воспринимать как доказательство безопасности метода.

Эта история особенно показательна для современной фармакологии: один и тот же механизм действия может одновременно определять терапевтический потенциал вещества и создавать серьёзные угрозы для пациента.

Август Бир: ещё 13 лет до первой подтверждённой спинальной анестезии в хирургии

Работа Корнинга не превратилась сразу в общепринятую хирургическую технологию.

Прошло почти 13 лет, прежде чем немецкий хирург Август Бир выполнил первую широко признанную операцию с преднамеренным использованием спинальной анестезии.

Это произошло 16 августа 1898 года в университетской клинике Киля.

Пациенту требовалось хирургическое вмешательство на голеностопном суставе, поражённом туберкулёзом. Бир ввёл кокаин непосредственно в пространство, содержащее спинномозговую жидкость, и добился обезболивания, позволившего провести операцию.

Принципиальное отличие состояло в понимании анатомии и способа введения.

Бир использовал метод люмбальной пункции, развитие которого было связано с работами Генриха Квинке. Он описал получение спинномозговой жидкости перед введением анестетика, что подтверждало нахождение иглы в нужном пространстве.

В 1899 году хирург опубликовал результаты шести операций.

Но новая методика ещё не была безопасной. У пациентов наблюдались головные боли, рвота и другие осложнения. Сам Бир вместе со своим ассистентом Августом Хильдебрандтом также участвовал в экспериментах по спинальному введению кокаина.

После одного из таких опытов Бир страдал от тяжёлой головной боли, которая усиливалась при нахождении в вертикальном положении.

История двух врачей демонстрирует существенную разницу между обнаружением эффекта и созданием воспроизводимой клинической технологии.

Корнинг показал, что воздействовать на чувствительность через область позвоночника возможно. Бир продемонстрировал, как использовать этот принцип для хирургического обезболивания.

Однако для превращения метода в повседневную практику потребовались дальнейшие изменения.

Как кокаин уступил место современным анестетикам

Развитие регионарной анестезии стимулировало поиск веществ, способных временно блокировать нервную проводимость с более предсказуемым действием и приемлемым профилем риска.

В 1905 году немецкий химик Альфред Айнхорн синтезировал прокаин (procaine), известный под торговым названием новокаин.

Позднее появились лидокаин (lidocaine), бупивакаин (bupivacaine), ропивакаин (ropivacaine) и другие препараты.

Эти соединения отличаются от кокаина химическим строением, скоростью развития эффекта, продолжительностью действия, метаболизмом и характеристиками токсичности.

Современные местные анестетики тоже не лишены рисков. Некоторые способны вызывать тяжёлые сердечно-сосудистые и неврологические осложнения, особенно при избыточной дозировке или непреднамеренном попадании в сосудистое русло.

Поэтому безопасность регионарной анестезии обеспечивается не только выбором молекулы.

Не меньшее значение имеют точная техника введения, стерильность, соответствующие иглы и катетеры, оценка состояния пациента, расчёт дозы, мониторинг и готовность медицинской команды к лечению осложнений.

За прошедшие десятилетия изменилась и сама концепция обезболивания.

При спинальной анестезии можно выполнять многие операции на нижней половине тела, включая кесарево сечение. Эпидуральная анальгезия широко применяется для уменьшения боли во время родов, а также в отдельных случаях для обезболивания при операциях и после них.

В некоторых ситуациях пациент остаётся полностью в сознании. В других регионарная анестезия сочетается с седацией или общим наркозом.

Метод выбирают индивидуально, учитывая характер вмешательства, противопоказания и предпочтения пациента.

Результат развития технологий, начавшегося в XIX веке, заключается не просто в возможности устранить боль, а в способности управлять обезболиванием гораздо точнее.

Почему эта история важна сегодня

Эксперимент Корнинга имеет отношение не только к истории анестезиологии. Он отражает одну из фундаментальных проблем разработки лекарственных препаратов: как перейти от обнаруженного биологического эффекта к доказанной клинической пользе.

В 1885 году исследователь увидел снижение чувствительности после введения кокаина. Но из этого наблюдения ещё нельзя было сделать выводы о воспроизводимости действия, оптимальной дозировке, точном месте введения и частоте осложнений.

Современная разработка лекарства требует ответа на каждый из этих вопросов.

Для фармацевтических компаний здесь важна параллель между ранними исследованиями и последующими стадиями клинической разработки.

Молекула может обладать выраженной активностью в эксперименте, но оказаться непригодной для практического применения из-за токсичности, нестабильности эффекта или слишком узкого терапевтического диапазона.

В то же время изменение способа доставки, дозировки, лекарственной формы или технологии применения иногда позволяет использовать давно известный фармакологический механизм в совершенно новых клинических условиях.

История регионарной анестезии также показывает, почему медицинская технология развивается не только усилиями химиков и фармакологов.

Потребовались достижения анатомии, хирургии, материаловедения, инфекционного контроля и клинической организации. Без них даже эффективные анестетики не могли бы обеспечить приемлемую безопасность.

Есть и этическое измерение.

Эксперименты с введением потенциально токсичного вещества вблизи центральной нервной системы сегодня потребовали бы значительно более строгого обоснования. Современные исследования на людях строятся вокруг оценки соотношения пользы и риска, информированного согласия, независимой этической экспертизы и заранее установленных правил безопасности.

Нельзя автоматически переносить сегодняшние требования на медицину XIX века. Но можно увидеть, почему эти требования постепенно сформировались.

Для пациентов практическое значение истории заключается в другом. Современное обезболивание не является исключительно действием лекарственного препарата. Это сочетание фармакологии, квалификации врача, оборудования и клинических протоколов.

Именно поэтому оценивать безопасность медицинской процедуры только по названию используемого вещества было бы ошибкой.