筋膜平面阻滞的作用机制

机制一：局麻药注射至筋膜平面后的局部扩散

流体分子有两种运动形式。第一种是体积流(也称质量流)，在压力梯度的驱动下，流体作为分子聚体发生运动，其在软组织中的流动受到筋膜（胶原纤维密集交织形成的屏障）的限制，而两层筋膜之间充满了脂肪细胞、疏松结缔组织构成的胶原纤维或弹性纤维，以及水合糖胺聚糖基质。这个平面很容易被流体的液压扩张，在超声显影下产生我们熟悉的“水分离现象”(图1)。

平面内流体受到一些物理性限制，包括注射的速度和方向、扩张筋膜的弹性回缩以及肌肉收缩引起筋膜层的滑动，后者能解释注射后几个小时内分布面积持续增加的原因，正如志愿者接受腹横肌平面(TAP)阻滞后的连续MRI扫描所示(图2)。

 

流体扩散的第二个过程是弥散，筋膜上相互连接的胶原纤维之间的孔隙可以渗透局麻药这类小分子，分子在流体介质中受浓度梯度驱动进行弥散。因而局麻药注射到筋膜平面后可能出现以下几种情况：(1)扩散并保留在平面内的间质中；(2)扩散出平面进入相邻的肌肉或组织；(3)弥散到血管中，并通过循环系统到达远处的部位。因此，FPB镇痛作用的潜在机制可大致分为对注射点附近神经的局部作用和由血液运输引起的全身作用。

首先，皮肤实际的神经支配比解剖学教科书中描述的更为复杂，尤其是躯干。神经以复杂的方式相互分支和汇合，因此任何皮肤区域都有可能由多段神经支配。躯干还有横跨中线的对侧神经支配，这说明双侧阻滞的重要性。药代动力学变异性是另一个未被重视的考虑因素。简单的物理学表明，注射位置离目标越远，到达目标的局麻药量就越少。注射药物在筋膜平面内物理扩散的差异性使这种情况变得更为复杂，MRI下可见注射药物扩散区域的差异高达2.5至6倍。操作技术 (如注射位置的准确性、注射方向、量和速度)和生理因素(如与年龄相关的组织松弛、肌肉和筋膜收缩、肌肉骨骼解剖差异和神经走行)可能会影响局麻药物流动的模式，从而影响到达目标神经的局麻药量。

皮肤感觉的阻滞并不能完全阻断疼痛，因为疼痛往往也由深层肌肉骨骼组织的损伤和炎症引起的。不同组织的感觉神经支配在解剖学上并不一致，它们还表现出不同的疼痛特征和治疗反应。肌肉、韧带、关节囊和骨骼中有丰富的感觉神经末梢传递物理性刺激，通常这些末梢在生理范围内不会发出疼痛信号，但这些“沉默的伤害感受器”可因组织损伤的炎症反应产生痛觉过敏，表现为运动时的疼痛和局部压痛。局麻药被注射到靠近损伤部位的筋膜平面，扩散到周围软组织中，可能会抑制这些伤害感受器的放电，并产生与手术伤口浸润类似的镇痛作用。此外局麻药的抗炎作用可通过抑制白细胞趋化性进一步减弱局部痛觉过敏反应。

FPB局麻药对针刺和温度感觉的作用起效更早，即硬膜外镇痛和连续外周神经阻滞中所体现的差异阻滞。差异阻滞的基础是不同的感觉传入纤维对局麻药的易感性不同。一般伤害性感觉由A-δ和C-纤维传递，先于轻触、压力和运动功能的阻滞，后者由负责机械感觉和本体感觉的A-β和A-α纤维负责传导。研究表明，与A-纤维相比，C-纤维不易被利多卡因阻断。然而在临床研究中，布比卡因和罗哌卡因始终显示出按C-纤维/A-δ纤维/A-β纤维的顺序优先阻断。这可能归因于布比卡因和罗哌卡因与利多卡因相比具有更高的pKa和脂溶性，有利于神经内扩散和离子通道阻断。

在腰方肌阻滞（QLB）中，局麻药对包裹腰方肌的胸腰筋膜中交感神经的阻滞可能也有助于镇痛。以前被称为反射性交感神经营养不良的疾病，由于四肢神经性疼痛与交感神经功能障碍有关，后被更名为复杂区域疼痛综合征(CRPS)，但交感神经阻滞的效果欠佳。对于腰方肌或竖脊肌平面阻滞，胸腰筋膜交感神经末梢阻滞产生的作用仅适用于筋膜本身发出的疼痛(即背痛)。以往错误地认为内脏疼痛是由自主神经介导的。实际上，胸部和腹部内脏的感觉传入神经元在功能上与交感神经和副交感神经传出神经是分开的。感觉传入神经元与背角的二级神经元形成突触，而交感神经传出神经起源于前角，并且分布于不同的脊髓通路。然而它们通过感觉和交感神经元穿过相同的神经节、丛和神经(图3)。因此，尽管阻滞“交感”（内脏自主神经丛）可成功治疗内脏疼痛，它们的治疗效果是通过阻断感觉传入来实现的，阻断自主神经则是副作用(如腹泻、低血压)的主要原因。因此，阻断胸腰筋膜内的交感神经末梢似乎不是QLB产生的胸腹壁和内脏镇痛的机制。

FPB局麻药对针刺和温度感觉的作用起效更早，即硬膜外镇痛和连续外周神经阻滞中所体现的差异阻滞。差异阻滞的基础是不同的感觉传入纤维对局麻药的易感性不同。一般伤害性感觉由A-δ和C-纤维传递，先于轻触、压力和运动功能的阻滞，后者由负责机械感觉和本体感觉的A-β和A-α纤维负责传导。研究表明，与A-纤维相比，C-纤维不易被利多卡因阻断。然而在临床研究中，布比卡因和罗哌卡因始终显示出按C-纤维/A-δ纤维/A-β纤维的顺序优先阻断。这可能归因于布比卡因和罗哌卡因与利多卡因相比具有更高的pKa和脂溶性，有利于神经内扩散和离子通道阻断。

FPB阻断神经传导是基于局麻药到达目标神经的相对距离以及药液扩散情况。从逻辑上讲，目标神经和注射点的距离越大，预期效果会相应减弱。然而事实上，大多数周围神经的轴突传导阻滞仅需要微量的局麻醉药即可，随着时间的推移，大部分局麻醉被吸收入血。实现动作电位传导阻滞所需的浓度仅为阻滞周围神经通常所用注射浓度（2%利多卡因和0.25%布比卡因）的1/5~1/80。但降低局麻药的浓度也可能意味着扩散速度和起效时间变慢、作用时间缩短，因此该问题仍需进一步研究。

最近的Cochrane综述认为，虽然静脉注射利多卡因(intravenous lidocaine infusion, IVLI)确实降低了术后早期(4小时内)疼痛评分和阿片类药物消耗，但作者就IVLI的总体临床益处持谨慎态度。据推测，慢性疼痛中外周神经阻滞后疼痛缓解时间延长部分归因于局麻药的中枢镇痛作用，但这一假设主要基于药理学原理和实验室基础研究，且多项生物学研究所用的药物浓度与临床治疗性IVLI(1~5 μg/ml)相关的血浆浓度是不同的。简而言之，利多卡因与电压门控离子通道相互作用以调节动作电位的产生，并与配体门控离子通道(如NMDA和AMPA)相互作用调节不同部位的伤害感受通路。在外周，血浆利多卡因可以阻断神经末梢和轴突的动作电位产生或传播。尽管IVLI的血浆浓度不足以达到局部神经阻滞所产生的传导阻滞，但足以抑制与受损轴突相关的异位放电。IVLI的另一个重要作用部位可能在中枢神经系统。在脊髓背角，利多卡因阻断突触前末梢神经递质的释放并通过对NMDA和G蛋白偶联受体的作用抑制中枢敏化。

FPB常用的局麻药是布比卡因和罗哌卡因，但其药理毒性不适合进行静脉输注的治疗性研究。与利多卡因不同，布比卡因和罗哌卡因是手性分子，并且已经证明了钠和钾通道的立体选择性，左旋异构体表现出明显较低的亲和力。然而，在等剂量下，任何离子通道介导的中枢镇痛效应理论上都是相似的。胆碱能、5-HT能和NMDA受体的非立体选择性相互作用也已得到证实，支持布比卡因和罗哌卡因在背角神经元水平调节伤害性信号。局麻药对中性粒细胞功能和免疫反应的抑制作用的药物间差异也非常小，表明它们具有相似的抗炎作用。因此有理由认为布比卡因和罗哌卡因可能发挥与利多卡因相当的全身镇痛作用。

一般来说，血浆浓度的变化遵循双相模式，早期的峰值浓度(C_max)出现在快速的再分布阶段，然后是较慢的消除阶段。老年人和肥胖者因消除半衰期延长而减缓了血浆浓度的下降。FPB后C_max与给药剂量成正比。用400mg利多卡因进行双侧TAP阻滞产生的C_max范围为2.7~5.5ug/ml，2小时的平均血浆浓度约为2ug/ml。而IVLI治疗性血浆浓度范围为1~5 ug/ml。

在最近的一项荟萃分析中发现，IVLI输注的最短平均时程为60分钟，在大多数研究中超过2小时。因此推测使用接近最大推荐剂量的局麻药单次注射FPB能够产生类似于术中IVLI的延长血浆浓度曲线。

除剂量外，局麻药的全身吸收和实际血浆浓度取决于药物的物理化学特性(亲脂性、蛋白质结合力、pKa)以及注射部位的组成和血管分布。因此，对于不同的局麻药和FPB，给定剂量所达到的血浆浓度会有所不同。个体间也有一定程度的差异，在浓度-时间曲线下观察到C_max和面积有三倍的变化(图4)。

图4使用20ml 0.25%左旋布比卡因(50mg)行单侧TAP阻滞后，加用和不加用5mg/ml肾上腺素(E)时，左旋布比卡因的动脉和静脉血浆浓度随时间的变化。中位值由较粗的粗线表示；其他线条显示了每名志愿者的测量值。注意个体间浓度值的高度可变性，尤其是在未添加肾上腺素的情况下(虚线)。

目前，评估局麻药的效果时很难将神经传导阻滞的相对作用从全身效应中分离出来，它们的相对重要性可能取决于疼痛综合征的病因，以及FPB的特定技术。胸壁或腹壁的FPB不能阻断内脏伤害性通路，是由于内脏镇痛主要依赖于全身效应。举例来说，随机对照试验比较了IVLI和FPB (TAP和QLB)在腹腔镜腹部手术中的镇痛效果，发现没有差异；而胸壁FPB在乳房手术中的镇痛效果显著优于IVLI。一种可能的解释是，在腹腔镜腹部手术中，内脏疼痛多不受腹壁感觉阻滞的影响，而乳房手术后的疼痛主要来自易于被FPB的浅表组织。腹部手术一般也需要双侧阻滞，而不是单侧阻滞，较大的局部麻醉剂量可能获得更大的全身效应。