Στην κλινική πράξη η εμφάνιση βρογχόσπασμου που σχετίζεται με την αναισθησία
είναι σπάνια. Η διαδικασία της λαρυγγοσκόπησης και της ενδοτραχειακής διασωλήνωσης
σχετίζεται με τη διέγερση μηχανο‐υποδοχέων στη μύτη, το λάρυγγα και τους αεραγωγούς
με αποτέλεσμα την πρόκληση αντανακλαστικού βρογχόσπασμου και παραγωγής βλέννης,
που μπορούν να αυξήσουν τις αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος μέχρι 40%.1‐7
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι τα πτητικά αναισθητικά μπορούν να μειώσουν
τις πνευμονικές αντιστάσεις και την ελαστικότητα του αναπνευστικού συστήματος μέσω
διαφόρων μηχανισμών: (1) προκαλώντας άμεση χάλαση των λείων μυϊκών ινών των
αεραγωγών, (2) μέσω της αναστολής της απελευθέρωσης χημικών διαβιβαστών και της
καταστολής νευρικών οδών και (3) μέσω της ενίσχυσης του β‐αδρενεργικού τόνου.17‐18,52
Οι βρογχοδιασταλτικές ιδιότητες των πτητικών αναισθητικών αλοθανίου,
ισοφλουρανίου και σεβοφλουρανίου έχουν αποδειχθεί τόσο σε μελέτες σε πειραματόζωα
όσο και σε κλινικές μελέτες. Η πλειοψηφία των μελετών σε πειραματόζωα αναφέρει ότι οι
ανωτέρω πτητικοί αναισθητικοί παράγοντες προκαλούν χάλαση των λείων μυϊκών ινών
των βρόγχων σε συνθήκες βρογχόσπασμου.32,34‐35,43‐45,49‐50,63,105‐106 Οι κλινικές μελέτες
επίσης καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι και τα τρία ανωτέρω πτητικά αναισθητικά σε
κλινικά χρησιμοποιούμενες συγκεντρώσεις προκαλούν μείωση των αντιστάσεων του
αναπνευστικού συστήματος.14,20‐21,33,107‐114
Τα ευρήματα των μελετών για την επίδραση του δεσφλουρανίου στις αναπνευστικές
αντιστάσεις είναι αντικρουόμενα. Μελέτες σε πειραματόζωα έχουν δείξει την ικανότητα
του δεσφλουρανίου να προκαλεί βρογχοδιαστολή, τόσο στο εγγύς όσο και στο απώτερο
βρογχικό δέντρο, και μάλιστα σε μεγαλύτερο βαθμό σε σύγκριση με το αλοθάνιο, που
θεωρείται ο πτητικός παράγοντας αναφοράς για την πρόκληση βρογχοδιαστολής.32,35
Αντίθετα, οι κλινικές μελέτες απέτυχαν να καταδείξουν με σαφήνεια την ύπαρξη
βρογχοδιασταλτικής δράσης του δεσφλουρανίου.21,25,33 Πρόσθετα, τα αποτελέσματα
αυτών των μελετών, που διερεύνησαν την επίδραση του δεσφλουρανίου στις μηχανικές
88
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
ιδιότητες του αναπνευστικού συστήματος είναι αντικρουόμενα, δείχνοντας, κυρίως, μια
τάση επιδείνωσης του βρογχόσπασμου.21,25
Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής ήταν να διερευνήσει την επίδραση του
δεσφλουρανίου στις εισπνευστικές αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος (συνολική
αντίσταση = Rrs, ελάχιστη αντίσταση = Rmin και τη διαφορά τους = DRrs), όταν
χορηγείται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις MAC. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν
δύο μελέτες, μια πειραματική και μια κλινική.
Η πειραματική μελέτη είχε στόχο να συγκρίνει την επίδραση διαφορετικών
συγκεντρώσεων ισοφλουρανίου, σεβοφλουρανίου και δεσφλουρανίου στις πνευμονικές
αντιστάσεις σε συνθήκες εργαστηριακού μοντέλου πνεύμονα με προκαθορισμένη
αντίσταση. Διερευνήθηκαν δύο υποθέσεις: (α) «Οι πτητικοί αναισθητικοί παράγοντες με
υψηλή πυκνότητα, που αυξάνουν την πυκνότητα του εισπνεόμενου μίγματος, μπορούν να
προκαλέσουν αύξηση των πνευμονικών αντιστάσεων σε σύγκριση με αναισθητικά με χαμηλή
πυκνότητα»; (β) «Η επίδραση αυτή επιτείνεται όσο υψηλότερες είναι οι συγκεντρώσεις των
πτητικών αναισθητικών με υψηλή πυκνότητα;»
Τα αποτελέσματα της πειραματικής μελέτης έδειξαν ότι η προσθήκη πτητικών
αναισθητικών σε μίγματα αερίων αυξάνουν την πυκνότητα του μίγματος εισπνεόμενων
αερίων, προκαλώντας σημαντική αύξηση στις αναπνευστικές αντιστάσεις. Αυτό το
φαινόμενο είναι περισσότερο εκσεσημασμένο με τους λιγότερο ισχυρούς αναισθητικούς
παράγοντες, που κατά συνέπεια χορηγούνται σε υψηλές συγκεντρώσεις, όπως το
δεσφλουράνιο. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, οι μελέτες που διερευνούν την επίδραση
των πτητικών αναισθητικών στις αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος πρέπει να
λαμβάνουν υπόψη ότι ένα μέρος της επίδρασης αυτής οφείλεται στη μεταβολή της
πυκνότητας του μίγματος των εισπνεόμενων αερίων και όχι αποκλειστικά στην επίδραση
του ίδιου του αναπνευστικού παράγοντα.
Η κλινική μελέτη είχε δύο στόχους: (α) «να διερευνήσει την επίδραση του
δεσφλουρανίου στις αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος σε ενήλικες ασθενείς με
υγιείς πνεύμονες, που υποβάλλονταν υπό γενική αναισθησία σε προγραμματισμένες
ΠΤΗΤΙΚΑ ΑΝΑΙΣΘΗΤΙΚΑ & ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ
89
επεμβάσεις στα περιφερικά άκρα ή την περιοχή του τραχήλου», και (β) «να συγκρίνει την
επίδραση του δεσφλουρανίου στις αναπνευστικές αντιστάσεις με τις αντίστοιχες επιδράσεις
του ισοφλουρανίου και του σεβοφλουρανίου με αποδεδειγμένες βρογχοδιασταλτικές
ιδιότητες.»
Τα αποτελέσματα της κλινικής μελέτης έδειξαν για πρώτη φορά ότι κανένας από
τους τρεις πτητικούς αναισθητικούς παράγοντες, που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη
κλινική πρακτική, σε συγκεντρώσεις 1.0 MAC και για χρονική περίοδο 30 λεπτών δεν
φαίνεται να υπερτερούσε των άλλων ως προς την επίδρασή τους στις αναπνευστικές
αντιστάσεις (η διακύμανση της μεταβολής της Rrs από τις τιμές ελέγχου κυμαινόταν από ‐
3% για το ισοφλουράνιο μέχρι +7% για το δεσφλουράνιο). Αντίθετα, το δεσφλουράνιο σε
συγκεντρώσεις 1.5 MAC προκάλεσε σημαντική αύξηση των αντιστάσεων του
αναπνευστικού συστήματος (μεταβολές μέχρι +25.7% για την Rrs και μέχρι 31% για την
Rmin από τις τιμές ελέγχου), σε αντιδιαστολή με ισοδύναμες συγκεντρώσεις των άλλων
δύο αναισθητικών, που δεν προκάλεσαν σημαντική μεταβολή από τις τιμές ελέγχου (μέχρι
+7.5% για την Rrs για το σεβοφλουράνιο και ‐7.5% για το ισοφλουράνιο). Από την άλλη
πλευρά, οι μεταβολές της DRrs έδειξαν ότι το δεσφλουράνιο σε 1.5 MAC μπορεί να
σχετίζεται με βελτίωση της ανομοιογένειας των χρονικών σταθερών του πνεύμονα. Το
ερώτημα που τίθεται είναι εάν η χορήγηση δεσφλουρανίου σε υψηλότερες συγκεντρώσεις
και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα θα βελτιώσει τις ελαστικές ιδιότητες των ιστικών
στοιχείων του αναπνευστικού συστήματος και την ανομοιογένεια του πνευμονικού
παρεγχύματος. Για να διερευνηθεί, όμως, αυτό το ερώτημα απαιτούνται περαιτέρω
μελέτες. Πρόσθετα, χρειάζεται να διευκρινιστεί και εάν το βάθος της αναισθησίας, αυτό
κάθε αυτό, ανεξάρτητα από τον πτητικό ή ενδοφλέβιο αναισθητικό παράγοντα που
χρησιμοποιείται για την εισαγωγή στην αναισθησία, επηρεάζει τις αντιστάσεις του
αναπνευστικού συστήματος.
Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα των δύο αυτών μελετών τονίζουν την προσεκτική
χορήγηση γενικής αναισθησίας με δεσφλουράνιο σε ορισμένες κατηγορίες ασθενών. Σε
ασθενείς με υπεραντιδραστικούς αεραγωγούς στους οποίους το δεσφλουράνιο θα έχει
αρνητική επίδραση στις αντιστάσεις του αναπνευστικού συστήματος. Σε ασθενείς με
στένωση των αεραγωγών στους οποίους η αύξηση της πυκνότητας του μίγματος των
90
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
εισπνεομένων αερίων από την προσθήκη υψηλών συγκεντρώσεων δεσφλουρανίου μπορεί
να οδηγήσει σε αυξημένες αναπνευστικές αντιστάσεις σε περιοχές στροβιλώδους ροής.
Πρόσθετα, η χρήση του δεσφλουρανίου θα πρέπει να είναι προσεκτική και σε ασθενείς που
διατηρούν αυτόματη αναπνοή κατά τη γενική αναισθησία με απλή προσωπίδα ή λαρυγγική
μάσκα, οπότε το δεσφλουράνιο μπορεί να αυξήσει το έργο της αναπνοής καθώς η γλωττίδα
λειτουργεί ως «μοντέλο απλού στομίου».
(EL)
Clinically important bronchospasm in anesthetic practice is relatively rare. However,
laryngoscopy and endotracheal intubation are associated with stimulation of
mechanoreceptors in the nose, larynx or airways precipitating reflex bronchospasm and
mucus production, which might cause an increase of airway resistance up to 40%.
Previous studies have shown that volatile anesthetics may decrease lung resistance
and elastance by several mechanisms, including direct relaxation of airway smooth muscle,
inhibition of the release of chemical mediators and augmentation of β‐adrenergic tone. The
bronchodilatory action of halothane, isoflurane and sevoflurane has been documented in
both animal and clinical studies. The majority of animal studies report that these agents
effectively relax constricted bronchial muscles. Studies in humans have also concluded that
isoflurane and sevoflurane, at clinically relevant concentrations, are associated with a
decrease of respiratory resistance.
Data on desflurane are inconsistent. Several animal studies have demonstrated
desflurane’s capacity to dilate proximal and distal bronchial musculature to a greater extent
than halothane. On the other hand, clinical studies failed to show the bronchodilatory
properties of this agent and showed significant variability on desflurane’s action on
respiratory resistance with a tendency to aggravate bronchoconstriction. It is apparent that
the likelihood of bronchospasm in patients with pulmonary disease, but also in patients
with normal lungs, becomes a major concern during desflurane anesthesia.
In order to clarify desflurane’s effect on respiratory resistance an experimental study
in a laboratory lung model and a randomized clinical trial were performed. The aim of the
experimental study was to compare the effect of different concentrations of isoflurane,
sevoflurane, and desflurane on the measured pulmonary resistance under experimental
conditions in a laboratory lung model with fixed resistance. The working hypothesis was
that the volatile agents with high density would increase the density of their mixture with
25% oxygen in air and would lead to an increased pulmonary resistance. This effect should
ΠΤΗΤΙΚΑ ΑΝΑΙΣΘΗΤΙΚΑ & ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ
93
be greater at the higher volatile concentrations. The results of the study confirmed the
initial hypothesis and concluded that the high density of volatile anesthetics significantly
increased airway resistance. This phenomenon was more pronounced with the less potent
agents that are delivered in equivalent high concentrations. Studies of the effects of these
agents on airway resistance should take into account that a percent of these effects may
result from the altered density of the inspired gas mixture.
The aim of the clinical study was twofold. First, to investigate the effects of desflurane
on total inspiratory resistance (Rrs) and its components during 30 min administration at
1.0 and 1.5 MAC in patients without pulmonary disease undergoing general anesthesia.
Second, to verify the bronchodilating effect of isoflurane and sevoflurane at 1.0 and 1.5 MAC
in healthy patients and to compare them to desflurane. The results of the study
documented that from the commonly used volatile anesthetics in clinical practice no agent
can surpass the others regarding their effect on respiratory resistance, when administered
at concentrations of 1.0 MAC for a period of 30 min. The higher concentrations of
desflurane at 1.5 MAC caused an increase of total respiratory resistance, an effect that
clearly should be taken into account in patients with hyperesponsive airways. This effect of
the 1.5 MAC concentrations of desflurane could be attributed to possible improvement of
the time‐constant inhomogeneities within the lung. Further studies are needed to confirm
whether more prolonged administration of high concentrations of desflurane could have a
favourable effect on the component of resistance attributed to tissue viscoelastic properties
and alveolar time‐constant inequality. In addition, further studies are needed to clarify
whether anesthesia depth itself, regardless of the anesthetic agent used, intravenous or
volatile, affects the resistance of the respiratory system.
(EN)
