How does thiopental sodium work as an anesthetic. What are the medical uses of thiopental. What is the proper dosage for thiopental. What are the potential side effects of thiopental. What drug interactions occur with thiopental.

The Discovery and Development of Thiopental Sodium

Thiopental sodium, also known by its trade name Sodium Pentothal, is a fast-acting barbiturate anesthetic with the chemical formula C11H17NaO2S. It was first synthesized in the 1930s by researchers Ernest H. Volwiler and Donalee L. Tabern while working at Abbott Laboratories. The compound was patented in 1939, marking an important development in the field of anesthesiology.

On March 8, 1934, Dr. Ralph M. Waters conducted the first human trials of thiopental sodium, ushering in a new era of intravenous anesthesia. The researchers discovered that thiopental produced rapid, short-term anesthesia but had surprisingly weak analgesic (pain-relieving) properties. This unique profile made it particularly useful for inducing general anesthesia quickly.

Key Figures in Thiopental’s Discovery

• Ernest H. Volwiler – Lead chemist at Abbott Laboratories
• Donalee L. Tabern – Research collaborator at Abbott Laboratories
• Dr. Ralph M. Waters – Conducted first human trials

The Pharmacological Mechanism of Thiopental

Thiopental sodium belongs to the barbiturate class of drugs, which exert their effects by enhancing the activity of gamma-aminobutyric acid (GABA) receptors in the central nervous system. GABA is the primary inhibitory neurotransmitter in the brain, and by potentiating its effects, barbiturates like thiopental dramatically reduce neuronal activity.

When administered intravenously, thiopental rapidly crosses the blood-brain barrier and binds to GABA-A receptors. This binding causes an influx of chloride ions into neurons, hyperpolarizing the cell membranes and making them less likely to fire. The result is a swift onset of sedation, unconsciousness, and amnesia.

Mechanism of Action Breakdown

1. Thiopental enters the bloodstream via intravenous injection
2. It quickly crosses the blood-brain barrier
3. Thiopental binds to GABA-A receptors in the brain
4. GABA-A receptor activation increases chloride ion influx
5. Neurons become hyperpolarized and less excitable
6. Rapid onset of anesthesia and unconsciousness occurs

Medical Uses and Applications of Thiopental Sodium

Thiopental sodium has several important medical applications, primarily in the field of anesthesiology. Its rapid onset and short duration of action make it particularly useful in certain clinical scenarios. Here are some of the key medical uses of thiopental:

Induction of General Anesthesia

The most common use of thiopental is as an induction agent for general anesthesia. Due to its quick onset of action (typically within 30-60 seconds), it allows for rapid loss of consciousness before transitioning to longer-acting anesthetics for surgery maintenance.

Neurosurgical Procedures

Thiopental has neuroprotective properties that make it valuable in neurosurgical settings. It can help reduce intracranial pressure and cerebral metabolic rate, which is beneficial during procedures involving the brain.

Status Epilepticus

In cases of severe, prolonged seizures that do not respond to first-line treatments, thiopental may be used to induce a medical coma and suppress seizure activity.

Psychiatric Applications

Historically, thiopental was used in psychiatry as part of “narcosynthesis” or “truth serum” therapy. While no longer common practice, this application garnered significant attention in popular culture.

Obstetric Anesthesia

One notable advantage of thiopental is its ability to be used safely in pregnant women without directly affecting the fetus. This makes it a valuable option for certain obstetric procedures.

Dosage and Administration of Thiopental

The proper dosage of thiopental sodium is crucial for achieving the desired clinical effect while minimizing potential risks. Dosing is typically individualized based on patient factors such as age, weight, and overall health status.

Standard Dosing for Anesthesia Induction

• Adults: 3-5 mg/kg intravenously
• Children: 5-6 mg/kg intravenously
• Elderly or debilitated patients: Reduced dose, typically 2-3 mg/kg

The onset of action is typically within 30-60 seconds, with peak effect occurring at 1-2 minutes. The duration of anesthesia is usually 5-10 minutes, although residual effects may persist for several hours.

Administration Considerations

Thiopental should always be administered by trained healthcare professionals in a setting equipped to manage potential complications. It is given intravenously, usually as a 2.5% solution. The rate of injection can affect the onset and depth of anesthesia, with slower administration generally resulting in a smoother induction.

Side Effects and Risks Associated with Thiopental Use

While thiopental is generally considered safe when used appropriately, it can cause a range of side effects and carries certain risks. Understanding these potential adverse effects is crucial for healthcare providers and patients alike.

Common Side Effects

• Respiratory depression
• Hypotension (low blood pressure)
• Laryngospasm
• Nausea and vomiting
• Headache
• Confusion or disorientation upon waking

Serious Risks and Complications

In rare cases, more severe complications can occur, including:

• Anaphylaxis or severe allergic reactions
• Cardiovascular collapse
• Profound respiratory depression leading to apnea
• Malignant hyperthermia in susceptible individuals

The risk of severe side effects is increased in patients with certain pre-existing conditions, such as cardiovascular disease, respiratory disorders, or liver dysfunction. Careful patient selection and monitoring are essential to minimize these risks.

Drug Interactions and Contraindications

Thiopental sodium can interact with various medications and substances, potentially altering its effects or increasing the risk of adverse reactions. Understanding these interactions is crucial for safe and effective use.

Common Drug Interactions

• Other CNS depressants (e.g., opioids, benzodiazepines): Enhanced sedative effect
• Alcohol: Increased risk of respiratory depression
• MAO inhibitors: Potential for severe hypotension
• Antibiotics (e.g., sulfamethoxazole): May prolong thiopental’s effects
• Valproic acid: Can increase thiopental plasma concentrations

Contraindications

Thiopental is contraindicated in patients with:

• Known hypersensitivity to barbiturates
• Acute intermittent porphyria
• Severe cardiovascular instability
• Status asthmaticus

Caution is advised in patients with liver or kidney dysfunction, as these conditions can affect thiopental metabolism and elimination.

Historical and Controversial Uses of Thiopental

Beyond its medical applications, thiopental sodium has a complex history that includes some controversial uses. Understanding this context provides insight into the ethical considerations surrounding the drug.

The “Truth Serum” Myth

Thiopental gained notoriety as a supposed “truth serum” in the mid-20th century. While it can cause disinhibition and increased suggestibility, the notion that it reliably elicits truthful statements is largely a myth. Despite this, its use in interrogations has been dramatized in popular culture.

Use in Capital Punishment

Thiopental was previously used as the first drug in the three-drug protocol for lethal injections in some jurisdictions. This application was controversial and led to ethical debates within the medical community. In recent years, many pharmaceutical companies have refused to supply thiopental for this purpose, leading to changes in execution protocols.

International Regulations

The use of thiopental in capital punishment has led to export restrictions in some countries. The European Union, for example, has banned the export of thiopental and other drugs for use in executions, impacting the availability of these medications for legitimate medical purposes in some regions.

These historical and ethical considerations highlight the complex interplay between medical science, law, and societal values in the use of powerful pharmaceuticals like thiopental sodium.

Тиопентал натрия – Американское химическое общество

• Вы здесь:

• СКУД

• Молекула недели

• Молекула недели Архив

• Архив – С

• тиопентал натрия

Молекула недели Архив

04 января 2016 г.

Предыдущий

Далее

Используйте меня, чтобы спасать жизни, а не причинять смерть.
Какая я молекула?

Тиопентал натрия, торговое название пентотал натрия (среди прочих), является общим анестетиком, который действует быстро, но только на короткое время. Приготовление этого члена барбитуратного семейства анестетиков было впервые описано в 19 г.39 в патенте США, выданном Abbott Laboratories.

Одним из преимуществ тиопентала натрия является то, что его можно использовать в хирургии беременных женщин без воздействия на плод. Это был полезный инструмент в психиатрии в качестве «сыворотки правды», что также принесло ему известность в художественной литературе и кино.

Помимо полезного применения в медицинской анестезии, тиопентал натрия ранее использовался в качестве первого препарата в серии смертельных инъекций из трех препаратов. Это использование было прекращено де-факто, когда Hospira, единственный производитель в США, прекратил его производство, а Европейский Союз запретил экспортировать его в целях смертной казни.

Прекращение применения пентотала натрия для смертельных инъекций произошло по тому же пути, что и пентобарбитала и мидазолама, предыдущих «Молекул недели». Все три препарата изначально разрабатывались как анестетики; однако после того, как они стали ингредиентами «коктейлей» для смертельных инъекций, правительства и производители отказались от их использования для этой цели. В 2015 году Дж. Э. Стерн написал отличный отчет в The Atlantic о том, как отсутствие этих наркотиков привело к неудачным казням в Соединенных Штатах.

Узнайте больше об этой молекуле из CAS, самого авторитетного и всеобъемлющего источника химической информации.

Молекула недели нуждается в ваших предложениях!

Если вашей любимой молекулы нет в нашем архиве, отправьте электронное письмо по адресу [email protected]. Молекула может быть примечательна своим текущим или историческим значением или по какой-либо причудливой причине. Благодарю вас!

Оставайтесь на шаг впереди химии

Узнайте, как ACS может помочь вам оставаться впереди в мире химии.

Подробнее

Тиопентал натрия – MOTM 2007

Тиопентал натрия – MOTM 2007

Адриано Тейлор
Королевский колледж, Мадрид, Испания

Также доступны версии только для HTML, VRML и Chime Enhanced.

Открытие

Тиопентал натрия (также называемый пентотал натрия) имеет формулу: C ₁₁ H ₁₇ NaO ₂ S. Эта молекула является торговой маркой Abbott Laboratories. Тиопентал натрия был открыт в 1930-х годах Эрнестом Х. Волвилером и Донали Л. Таберн, когда они работали в Abbott Laboratories. Доктор Ральф М. Уотерс впервые применил его на людях 8 марта 1934 года. Исследование было сосредоточено на его свойствах, которые, как было обнаружено, представляли собой кратковременную анестезию, но удивительно слабое обезболивание. Его название IUPAC – 5-этил-6-оксо-5-пентан-2-ил-сульфанил-пиримидин-4-олат натрия, и он имеет молекулярную массу 264,32.

Как это работает

Тиопентал натрия представляет собой барбитураты ; это препараты, которые действуют на рецептор гамма-аминомасляной кислоты (ГАМКа), снижая активность нейронов. Барбитураты усиливают действие рецепторов ГАМКа, резко снижая активность нейронов. Именно из-за этого передозировка может привести к летальному исходу. На самом деле многие известные люди умерли из-за передозировки препаратов на основе барбитуратов: напр. Элвис Пресли, Мэрилин Монро, Джимми Хендрикс и другие. Сообщается, что японская террористическая группировка A.U.M., которая в 1995 году выпустила нервно-паралитический газ зарин в токийском метро, ​​применяла тиопентал натрия к своим членам, чтобы сохранить их лояльность. Считается, что их главный химик произвел 1,7 кг тиопентала натрия.

“Сыворотка правды”…

Тиопентал натрия хорошо известен любителям кино как «сыворотка правды». Такие фильмы, как «Громобой», «Знакомьтесь, Факеры», «Убить Билла, том 2», являются недавними примерами поэтической вольности Голливуда, когда дело доходит до использования этой «сыворотки правды». Однако тиопентал натрия использовался ЦРУ в течение многих лет, а недавно был использован против членов «Аль-Каиды» для выяснения секретов внутри организации. Как упоминалось выше, на самом деле это не «сыворотка правды» как таковая, но она снижает активность нейронов, из-за чего думать становится все труднее и труднее. Используя тот факт, что мозгу труднее солгать, чем сказать правду, тиопентал натрия заставляет субъекта мечтательно выпалить правду. Но он не действует на людей, искренне верящих в свою ложь, и поэтому не является надежным источником информации.

…и анестетик

Этот препарат также используется в фазе индукции общей анестезии из-за того, что он быстро начинает действовать. Обычно лекарству требуется менее 30 секунд, чтобы достичь мозга и вызвать бессознательное состояние. Он не используется для длительной анестезии из-за чрезмерного времени, которое требуется пациенту, чтобы прийти в себя после индукции. Вместо этого используются вдыхаемые агенты, так что через несколько мгновений после удаления вдыхаемого агента пациент приходит в сознание.

Тиопентал натрия используется в некоторых странах для смертной казни. Например, он используется в 34 штатах США в качестве одного из содержимого трех шприцев, используемых при «смерти от смертельной инъекции». Во время процесса преступнику вводят мега дозу тиопентала натрия, которая очень быстро вводит его в кому. Два других шприца обычно содержат бромид панкурония и хлорид калия, которые гуманным образом убивают коматозного преступника примерно за 10 минут. Говорят, что один только барбитурат убьет преступника примерно за 45 минут. В Голландии в программе эвтаназии используют тиопентал натрия, потому что он вводит пациента в кому, и он не чувствует боли.