Foro de Integración en Gases Anestésicos

1. Foro de Integración en Gases Anestésicos Dr. Ricardo Curcó

2. Conceptos clave • Cuanto mayor la captura de un anestésico inhalado, mayor la diferencia entre el gas inspirado y la concentración alveolar, y más lenta la tasa de inducción. • Tres factores alteran la captura del anestésico: solubilidad en sangre, flujo sanguíneo alveolar, y la diferencia de presiones parciales entre el gas alveolar y la sangre venosa.

3. Conceptos clave • Estados de bajo gasto cardíaco predisponen al paciente a sobredosificarse con agentes solubles, puesto que la tasa de aumento de la FA es significativamente mayor. • Muchos de los factores que aumentan la velocidad de inducción, también aumentan la recuperación: eliminación de la recaptura, flujos altos de gas fresco, volumen pequeño del circuito anestésico, baja absorción del circuito anestésico, alto flujo sanguíneo cerebral, y ventilación aumentada.

4. Conceptos clave • La hipótesis unitaria propone que todos los anestésicos inhalados comparten un mismo mecanismo de acción a nivel molecular. Esto es soportado por la observación que la potencia anestésica se encuentra directamente relacionada con su solubilidad en lípidos (regla de Meyer-Overton). Hay debate en cuanto al mecanismo anestésico.

5. Conceptos clave • Los anestésicos interactúan con proteínas de membrana específicas, como canales, así como de forma inespecífica con la membrana misma. • La concentración alveolar mínima (MAC) es la concentración alveolar a la que el gas inhalado previene el movimiento en un 50% de los pacientes, en respuesta a un estímulo estandarizado (incisión quirúrgica).

6. Conceptos clave • La exposición prolongada a las concentraciones anestésicas del óxido nítrico puede llevar a depresión de la médula ósea (anemia megaloblástica) y a deficiencias neurológicas (neuropatías periféricas). • La hepatitis por halotano es extremadamente rara (1/35 000 casos). Los pacientes expuestos a halotano por cortos y múltiples intervalos, edad media, obesos, mujeres y predisposición familiar, tienen un mayor riesgo de padecerlo.

7. Conceptos clave • Desflurano e isoflurano tienen mucho menos metabolismo hepático que el halotano, resultando en una menor producción del metabolito proteico implicado en la reacción inmunológica contra el hígado. • El isoflurano dilata las arterias coronarias, pero mucho menos que la nitroglicerina y la adenosina. La dilatación de las arterias coronarias normales puede teóricamente divergir el flujo desde arterias estenóticas.

8. Conceptos clave • La baja solubilidad del desflurano en sangre y tejidos genera una inducción muy rápida, y una emergencia también muy rápida. • Incrementos rápidos en la concentración de desflurano llevan, en ocasiones, a incrementos preocupantes en la frecuencia cardiaca, presión sanguínea, y niveles de catecolaminas; algo más pronunciado que lo visto con isoflurano, particularmente en pacientes con enfermedad cardiovascular.

9. Conceptos clave • El ser inodoro y su incremento rápido a nivel alveolar, hace del sevoflurano una excelente elección para una inducción inhalatoria rápida y adecuada en pacientes pediátricos y adultos.

10. Anestesia general • Puede dividirse en tres fases: • Inducción: el halotano y sevoflurano son especialmente útiles para inducción de paciente pediátrico en quien sea difícil iniciar una vía IV. En adultos lo usual es inducir con agentes IV sin embargo el uso de sevoflurano con su rápida acción lo hace practica en estas situaciones. • Mantenimiento: independientemente de la edad, el mantenimiento generalmente se realiza con agentes inhalados. • Despertar: depende de la redistribución por el cerebro y la eliminación a nivel pulmonar del agente a utilizar.

11. Anestésicos inhalados • Por sus características, los agentes inhalados tienen propiedades que otros agentes no tienen. Por ejemplo la administración por vía circulación pulmonar presenta una aparición de la droga en sangre mas rápida que la administración intravenosa.

12. Anestésicos inhalados • Actualmente en la práctica se utilizan 5 medicamentos inhalados • Óxido nítrico • Halotano • Isoflurano • Desflurano • Sevoflurano

13. Farmacocinética • El efecto de los agentes inhalados depende de que se alcance una concentración terapéutica a nivel de SNC. Fracción inspiratoria (Fi) • Esto dependerá de la tasa de flujo de gas fresco, del volumen del circuito respiratorio con quien se ira a mezclar el gas y la absorción que haya por parte del sistema. • A mayor tasa de flujo, menor volumen del sistema y menor absorción del sistema por parte del sistema, el gas inspirado por el paciente será más cercano a la concentración de gas fresco. Clínicamente esto se traduce en una más rápida inducción y recuperación.

14. Farmacocinética Fracción alveolar (Fa) • Si el agente inspirado no fuera absorbido por la circulación pulmonar, la concentración a nivel alveolar seria exactamente igual que la concentración inspirada. • Como si existe absorción, la concentración alveolar siempre será menor que la concentración inspirada. Entre mayor absorción haya por parte del cuerpo, mayor será la diferencia entre ambas concentraciones.

15. Farmacocinética • La concentración del gas será proporcional a la presión parcial. La presión parcial a nivel alveolar además determina la presión parcial a nivel sanguíneo y en tejido cerebral (esto determinara el efecto clínico) • Por lo tanto, entre mayor sea el absorción por parte del cuerpo del agente anestésico, mayor será la diferencia entre el aire inspirado y el aire alveolar. Todo esto lleva a una inducción más lenta ya que la concentración a nivel alveolar aumenta lentamente.

16. Anestésicos Inhalados

17. Absorción La absorción del anestésico depende de tres factores: • Solubilidad en sangre. • Flujo sanguíneo alveolar. • Diferencia de presión parcial entre el gas alveolar y la sangre venosa.

18. Solubilidad en sangre • Un agente como el óxido nitroso que es relativamente insoluble en comparación con un agente como el halotano que es muy soluble en sangre, tendrá menor difusión hacia la sangre. • Por lo tanto el oxido nitroso aumentara más rápidamente a nivel alveolar y por ende tendrá una inducción más rápida.

19. Solubilidad en sangre • La solubilidad en aire, sangre y tejidos se expresan como coeficientes de partición. Cada coeficiente es la razón entre las dos concentraciones del agente en cada una de las fases en estado estacionario. • Se define estado estacionario cuando hay una misma presión parcial en ambas fases.

20. Coeficiente de Partición

21. Solubilidad en sangre • Entre mayor sea el coeficiente sangre/gas, mayor será la solubilidad del gas en sangre y por lo tanto mayor será la absorción por parte de la circulación pulmonar. • Como consecuencia la presión parcial alveolar aumenta más lentamente y la inducción se prolonga. • Debido a que el coeficiente en grasa/sangre es siempre mayor a 1, la solubilidad en sangre aumenta durante la lipidemia postprandial y disminuye durante la anemia.

22. Ejemplo • El oxido nitroso a 37 C con un coeficiente de 0.47: en 1mL e sangre contiene 0.47 de lo que contiene en 1mL de gas alveolar. Por otra parte el halotano con un coeficiente de 2.4 requeriría 5 veces lo que ocupa el oxido nitroso para aumentar la presión parcial en sangre.

23. Flujo sanguíneo alveolar • En ausencia de shunts, este será igual al gasto cardiaco. • Si el GC = 0 entonces también lo será la absorción del anestésico. • Si aumenta el GC entonces también lo hará la absorción del anestésico a nivel pulmonar, y por lo tanto el aumento de presión parcial a nivel alveolar será más lento al igual que la inducción.

24. Flujo sanguíneo alveolar • En agentes poco solubles los cambios en GC no tienen mayor repercusión. • Estados con bajo GC predisponen a sobredosificaciones por un aumento marcado en la concentración alveolar.

25. Diferencia de presión parcial entre gas alveolar y sangre venosa • Esto dependerá de si hubo absorción del agente desde la sangre hacia el tejido. • Si no hubo absorción por tejidos, la presión será igual en sangre venosa que la alveolar y por lo tanto no habría absorción por la circulación pulmonar.

26. Diferencia de presión parcial entre gas alveolar y la sangre venosa • De forma análoga, la absorción del agente por parte de los tejidos dependerá de tres factores: • Coeficiente de partición tejido/sangre, • Flujo sanguíneo en los tejidos y, • Diferencia entre presiones parciales entre la sangre arterial y el tejido.

27. Grupos tisulares • Tejidos ricos en vasos (cerebro, corazón, hígado, riñón y órganos endocrinos): tienen solubilidad moderada con volumen limitado por lo cual alcanzan el estado estacionario de primeros • Musculo: menor perfusión con mayor volumen de tal forma que la absorción se da por varias horas antes de alcanzar estado estacionario. • Grasa: características similares al musculo sin embargo al tener una solubilidad mucho mayor, la absorción tarda días en alcanzar estado estacionario. • Tejidos pobre en vasos (huesos, ligamentos, dientes, cabello, cartílago): tiene absorción insignificante

28. Grupos Tisulares

29. Relación FA/FI

30. Grupos Tisulares

31. Ventilación • La disminución en la presión parcial alveolar puede ser contrarrestada con un aumento en la ventilación. En otras palabras seria estar reemplazando el anestésico que se absorbe en la circulación pulmonar. • Este efecto es más marcado en agentes con alta solubilidad ya que son susceptibles a la absorción pulmonar. • Por otra parte los agentes insolubles rápidamente alcanzan un FA/Fi = 1.0 rápidamente por lo que aumentar la ventilación tendría poco efecto. • Anestésicos que deprimen la ventilación como el halotano tendrán un aumento más lento en la presión parcial alveolar y por lo tanto generan un tipo de retrocontrol negativo.

32. Concentración • El aumento lento de la concentración alveolar puede ser contrarrestada con aumentar la concentración del aire inspirado. Por otra parte esto genera un efecto de concentración: • Ej.: si la circulación pulmonar absorbe siempre el 50%, un aire inspirado con concentración de 20% (20 partes de anestésico por cada 100 partes de gas) presentara como resultado una concentración alveolar de 11% (10 partes de anestésico por 90 partes de gas).

33. Concentración • Si el aire inspirado es de 80% (80 partes de anestésico por 100 partes de gas), el resultado será una concentración alveolar de 67% (40 partes de anestésico por 60 partes de gas). • A pesar de que siempre se absorbe un 50%, la concentración alveolar es desproporcionadamente mayor conforme se aumente la concentración del aire inspirado. • En un caso extremo, un aire inspirado con 100% (100 partes de 100), generaría una concentración alveolar de 100% (50 partes de 50).

34. Concentración • El otro efecto aumentar la concentración es el “augmentedinfloweffect”. Del ejemplo anterior, el gas inspirado a 20% ocupara reemplazar las 10 partes absorbidas, de tal forma que el gas pasaría a tener 10+2 partes anestésico por cada 100 partes de gas (equivale a 12%). Si fuera el gas a 80%, se necesitan reemplazar 40 partes con gas a 80% de tal forma que 40+32 partes de anestésico en un volumen de 100 partes de gas (equivale a 72%)

35. Concentración arterial • Normalmente se asume que la presión parcial alveolar y la arterial son iguales. Sin embargo, esto no ocurre. Razones para esto incluyen mezclas con sangre venosa, espacio muerto alveolar y distribución no homogénea del gas.

36. Concentración arterial • La existencia de diferencias en la ventilación-perfusión aumentan la diferencia alveolar-arterial. • Ante una diferencia de estas tendríamos un aumento en la presión alveolar (particularmente para agentes altamente solubles) y una caída de la presión parcial arterial (particularmente para agentes poco solubles). • Una intubación bronquial o un shunt intracardiaco afectarían más la inducción del óxido nitroso que del halotano.

37. Eliminación • La recuperación en anestesia depende de disminuir la concentración del anestésico a nivel de tejido cerebral. • La eliminación puede darse por biotransformación, perdida transcutánea o por exhalación.

38. Eliminación • Biotransformación: poco impacto en la presión parcial alveolar. Tiene mayor efecto en la eliminación de anestésicos solubles con extenso metabolismo (metoxiflurano). El halotano tiene mayor biotransformación que el isoflurano lo cual le da una eliminación más rápida. Los CYP2E1 tienen importancia en ciertos anestésicos volátiles. • Transcutánea: es insignificante.

39. Eliminación • Exhalación: es la ruta más importante. Muchos de los factores que aceleran la inducción, también aceleran la recuperación (eliminación del rebreathing, alto flujo de gas fresco, bajo volumen del circuito, baja absorción por el circuito, solubilidad disminuida, alto flujo cerebral, aumento en la ventilación). • La eliminación del oxido nitroso es tan rápida que el oxígeno alveolar y el CO2 se diluyen, esto resulta en hipoxia por difusión el cual se previene administrando 100% O2 por 5-10 min posterior a descontinuar el oxido nitroso.

40. Eliminación • En general la tasa de recuperación es más rápida que la tasa de inducción porque los tejidos que no han alcanzado el estadio estacionario seguirán absorbiendo el anestésico hasta el punto en que la presión parcial del tejido sea mayor a la presión parcial del alveolo. • Esto no aplica para anestesias prolongadas ya que la presión parcial en el tejido ya se habrá acercado al valor de la presión parcial en el alveolo.

41. Farmacodinamia • Los anestésicos inhalados interactúan con numerosos canales iónicos a nivel de SNC y SNP. • El oxido nitroso así como el xenón inhiben el receptor de NMDA (excitatorios) • Otros pueden actuar inhibiendo canales excitatorios mientras promueven la actividad de canales inhibitorios. • Lugares que son comúnmente afectados por varios anestésicos son • Sistema reticular activador. • Corteza cerebral. • Cuniatus. • Corteza olfatoria. • Hipocampo.

42. Farmacodinamia • A nivel de medula espinal generan depresión en la transmisión excitatoria a nivel de columna dorsal (involucrado en la transmisión del dolor) • Los anestésicos inhalados no tienen un mecanismo en común. Se pensaba que si dado que la potencia anestésica se asociaba con la liposolubilidad (ley de Meyer-Overton), sin embargo esto es solo un aproximado.

43. Relación solubilidad - MAC

44. Farmacodinamia • Muchos anestésicos actúan sobre el receptor GABA (inhibitorio) además de que los agonistas GABA potencian el efecto anestésico mientras que sus antagonistas contrarrestan la anestesia. • Otro sitio potencial de acción es el receptor de glicina en su subunidad alfa.

45. Neurotoxicidad anestésica • Se ha planteado el riesgo de que la anestesia produzca daño a nivel cerebral. En niños podría generar apoptosis y lesiones a nivel sináptico. • Actualmente no existe suficiente evidencia que promueva algún cambio en la práctica de la anestesia.

46. Neuroprotección y precondicionamiento cardiaco • Los anestésicos inhalados generan cierta protección a nivel neuronal y cardiaco ante lesiones de reperfusion. • Esto se da por un precondicionamiento (célula que ha sufrido de isquemia estará protegido ante un evento isquémico mayor en un futuro) • Se asocian a apertura de canales KATP de tal forma que disminuyen la concentración mitocondrial de calcio y reducción de especies reactivas de oxigeno.

47. Concentración alveolar mínima (MAC) • Concentración a nivel alveolar de un anestésico que previene el movimiento en 50% de los pacientes ante un estimulo estandarizado (incisión quirúrgica) • MAC 1.3 previene movimiento en 95% de los pacientes mientras que MAC 0.3 – 0.4 se asocia a despertar cuando solo se utiliza un agente anestésico (no es lo usual) • El MAC es afectado por varias variables. Una de las más importantes es la caída de MAC de 6% por cada década de vida. • El MAC se mide como el % a 1 atmosfera, ósea, la presión parcial.

48. Características Físicas

49. Factores que afectan la MAC

50. Óxido nitroso • Propiedades físicas • Sin color y sin olor. • No explosivo y no inflamable, sin embargo capaz de combustión. • Es un gas a temperatura y presión ambiente. Puede mantenerse como liquido bajo presión. • Económico pero con problemas de seguridad por lo que se ha buscado en alternativas como el xenón. • Antagonista de NMDA.