氙為什麼能夠麻醉？

01-25

「目前的研究結果顯示，氙氣主要通過抑制中樞神經系統NMDA受體和乙醯膽鹼受體而產生麻醉作用的。」
但是氙作為稀有氣體顯示化學惰性，為什麼能夠抑制這些受體？我感覺配位或者包合好像都不是很能使人信服。

正好前兩天有人問氦氣和氮氣自殺有什麼不同點的時候說了一下氮麻醉的概念。

為什麼有人選擇吸氦氣自殺？ - 龍草的回答

實際上惰性氣體（廣義的，不僅包括氦氖氬氪氙，還包括氮氣這種化學性質不活潑的氣體）在血液中分壓過高都會引起類似於麻醉的效應，這個被稱作「氮麻醉」。只是不同氣體的這種效應強弱有區別而已。

Nitrogen narcosis

常見氣體氮麻醉效應的相對強度

但是可惜的是，氮麻醉的確切機理並不清楚，題主所說的抑制NMDA受體和乙醯膽鹼受體僅僅是對氮麻醉效應的其中一種解釋。

1）類脂質學說：

類脂質學說其實是麻醉藥機理的一種非常經典的解釋。類脂質學說認為中樞神經組織富有脂質，根據相似相容性原理，油/水分配比越高的物質越容易被中樞神經系統吸收。如果某種惰性氣體分壓非常高，那麼中樞神經細胞膜會過多的吸收這種氣體，從而導致細胞膜體積增大，細胞膜增厚，這個厚度一旦比離子通道還要厚了，那麼就會急劇影響細胞膜的離子通透性，引起膜電位的劇烈變化；如果是突觸的話，吸收過多的惰性氣體會改變突觸形態，干擾神經遞質的釋放和接收，從而起到麻醉作用。

上面的表可以看出來，氙氣在脂質內的溶解度是相當高的，所以按照類脂質學說的解釋，其麻醉效應也最強。

實際情況也是一樣的，氙氣在常壓下就有麻醉效應。除此之外的其他惰性氣體，發揮麻醉作用則需要高壓環境——比如潛水。氮醉效應的一個經典例子，就是人在潛水時，由於水下高壓，導致高壓氮能夠大量的溶解在中樞神經系統中，引起麻醉效果。同時氬氣和氪氣所需要的壓強逗比氮氣更低，麻醉作用更強。

這就說明，一定程度上，類脂質學說還是有根據的。

同時另一方面，如果壓強繼續增大，那麼機械作用會佔據主導，會把細胞膜重新「壓薄」，暴露出離子通道，那麼離子通透性會突然增大，這樣的話神經興奮性會升高，就會引起另一種疾病，所謂HPNS——高壓神經綜合征。

2）蛋白質學說：

雖然類脂質學說基本解釋了氮醉效應的原理，但是其並不能解釋氮醉和HPNS發作時的某些具體癥狀，所以人們在考慮這些惰性氣體會不會是直接和細胞上的某些功能蛋白結合而發揮效應。題主所提到的抑制細胞膜上受體的說法，就是蛋白質學說的內容。

但是實際上蛋白質學說並沒有特別有力的證據，只是說現有的實驗數據得出的結果與其與蛋白質結合的結果很相似。比如人們發現氣體分壓和麻醉效應的關係並不是呈線性的，而是很經典的S型曲線。現在公認的看法就是惰性氣體其實是作為NMDA受體的拮抗劑和GABAA受體的激動劑，和一些非極性麻醉劑類似（比如乙醚）。但是都沒有切實的證據證明惰性氣體真的可以和這些受體結合併發揮作用。

而對於氙氣來說，目前的研究水平，只能說它是通過「多種途徑」，包括拮抗NMDA受體，激動GABAA受體，抑制nChA受體、5-羥色胺3A型受體，甚至抑制興奮型谷氨酸受體的傳導或者依賴第二信使途徑抑制胞外Ca2+離子的釋放來起到麻醉作用的——但這些都沒有定論。