ANESTEZİKLERİN SEREBRAL ETKİLERİ Prof. Dr. Ercan KURT

Beynin profili 100.000.000.000 nöron Sinaptik bağlantılar Evrendeki atom sayısı

Anesteziklerin etki mekanizması SSS işlevlerinin reversibl depresyonu Aksonal yayılım (conduction) Sinaptik ileti (transmission)

Serebral fizyoloji Serebral metabolizma (CMRO2) Serebral kan akımı (CBF) Serebral kan volümü (CBV)

Enerji kaynağı Serebral fonksiyon devamlılığı için sürekli glikoz desteği gerekli Akut inatçı hipoglisemi ile hipoksinin oluşturduğu hasar eşit Paradoksal olarak, hiperglisemi; serebral asidozis ve sellüler hasara yol açarak, global hipoksik beyin hasarını artırabilir

Enerji kaynağı Beyinin primer enerji kaynağı glikoz Beyin glikoz tüketimi: 5 mg/100 g/dk Bunun % 90‘ı aerobik olarak metabolize edilir CMRO2 glikoz tüketimiyle paralel

Serebral metabolizma Beyin total vücut oksijen tüketiminin % 20'sinden sorumludur. Serebral oksijen tüketiminin % 60'ı nöronal elektriksel aktiviteyi sağlamak için ATP üretiminde kullanılır CMRO2 (Serebral O2 tüketimi) = 3.5 ml/100 g/dk CMRO2, serebral korteksin gri maddesinde en büyüktür ve kortikal elektriksel aktiviteyle paraleldir

CBF, CMR, CBV CBF’daki azalma serebral metabolik hız ile (CMR) birlikte olmadığı için iskemiye yol açabilir CBF ‘daki artış serebral kan volümünde (CBV) artışa bu da intrakranial basınçta (ICP) artışa yol açabilir

Otoregülasyon Beyin perfüzyon basıncı 50–150 mmHg arasında değişirken CBF’nın sabit kalması otoregülasyon sayesinde gerçekleşir Hiperkapni Hipoksi İskemi Travma Bazı anestezikler

Serebral otoregülasyon eğrisi 40 60 120 160 200 OAB (mmHg) Serebral kan akımı (ml/100 g/dk)

CBF ve arteryel gaz basınçları ilişkisi 75 25 125 175 Arteryel gaz basınçları (mmHg) Serebral kan akımı (ml/100 g/dk) PaO2 PaCO2

Barbütiratlar Hipnozis CMR depresyonu Serebral vasküler rezistans artışı nedeniyle CBF'da azalma Antikonvülsan aktivite

Barbütiratlar Barbütiratla oluşan serebral vazokonstrüksiyon sadece normal alanlarda oluştuğu için, bu ajanlar kan akımının normal alandan iskemik alana redistrubisyonuna neden olur (ters çalma sendromu) İskemik alanlardaki serebral damarlar maksimum dilatasyonda kaldığı için, iskemik vazomotor paralizi nedeniyle barbütiratlardan etkilenmezler

Barbütiratlar BOS absorbsiyonunu artırırlar CBF ve CBV‘ de oluşan azalmayla beraber BOS‘ da azalma oluşumu, barbütiratları ICP'ı azaltmada oldukça etkili kılar Antikonvülsan etkileri, konvulsiyon riski olan nöroşirurjik hastalarda avantaj sağlar

Barbütiratların etki mekanizmaları Na+ kanallarını bloke eder İntraselüler Ca++ girişinin azalması Hücrelere glikoz girişini azaltır GABA erjik aktiviteyi potansiyalize eder cAMP üretimini artırır NMDA kaynaklı transmembran elektriksel gradiyent kaybını geciktirir Ekstrasellüler alanda laktat, glutamat ve aspartatı belirgin olarak azaltır

Serebral korumada barbütiratlar CMR’ı azaltır İnverse steel etkisi CBV, CBF, ICP azaltır Antikonvülsan Serbest radikal üretimini inhibe eder Serebral ödemi azaltır Hücresel elektriksel işlevlerden kaynaklanan beyin dokusu enerji gereksinimini azaltarak, iskemik hasara karşı beyni korumak

Propofol CMR ve CBF'nı barbütiratlar ve etomidata benzer şekilde azaltır. CBF'daki azalma daha fazladır Propofol ICP'ı düşürmede yararlı Distonik ve koreiform hareketlere yol açabilmesine rağmen belirgin antikonvulsan aktiviteye sahiptir Yarılanma ömrünün kısa olması, nöroanestezide üstünlük sağlar

Opioidler Genellikle tüm opioidlerin (solunum depresyonuna bağlı PaCO2 yükselmesi olmadığı sürece); CBF, CMR ve iCP üzerine minimal etkileri vardır Morfin düşük lipid solubilitesi nedeniyle nöroanestezide kullanımı pek uygun değildir. SSS'ne geç penetre olur ve sedatif etki uzar İntrakranial tümörlü hastalarda, sufentanil daha az olarak da alfentanil verilimi sonrası ICP artışı olduğu bildirilmiştir

Opioidler Normeperidinin potansiyel birikici etkisi ve kardiyak depresyon etkisi nedeniyle meperidinin kullanımı sınırlıdır Remifentanil ICP’da değişiklik yapmaz ve kısa etkilidir. Birikme yapmaz

Benzodiazepinler CBF ve CMR'i düşürürler. Bu düşme barbitüratlar etomidat ve propofolden daha azdır Benzodiazepinlerin yararlı antikonvulsan özellikleri de vardır Midazolam; seçilecek kısa etkili benzodiazepindir

Etomidat Etomidat, CMR, CBF ve ICP'i tiopentale benzer şekile azaltır. CMR üzerine etkiler üniform değildir Kortekste etkileri beyin sapından daha fazladır. Beyin sapındaki sınırlı etkileri nedeniyle, barbitüratlarla kıyaslandığında stabil olmayan hastalarda daha iyi hemodinamik stabilite sağlanır Etomidat BOS üretimini azaltır Adrenal supresyon etkisi nedeniyle kullanımı sınırlıdır

Ketamin CBF, CBV ve BOS volum artışı, intrakraniyal kompliyansı azalmış hastalarda ileri derecede ICP artışına yol açabilir Ketamin, serebral damarları dilate edip CBF'nı arttıran (% 50-60) tek IV anesteziktir Selektif aktivasyon (limbik ve retiküler) etkisi somatosensoryal depresyonla kısmen dengelenir. CMR değişmez

Lidokain Membran stabilizasyonu etkisiyle yararlıdır. Bu etkisinden kardiyak arrestten sonra da yararlanmak olasıdır CMR, CBF ve iKB'i düşürür. Fakat bu etki diğer ajanlara oranla daha azdır Lidokainin en önemli avantajı hemodinamiyi bozmadan CBF'nı azaltmasıdır (Serebral vasküler direnci arttırarak) Sistemik toksisite ve epileptik aktivite riski, tekrarlanan dozlarda lidokain kullanımını sınırlar

Anestezik ajanların karşılaştırmalı etkileri ± ? Benzodiazepinler Propofol Etomidat Barbütiratlar ICP CBV BOS Emilimi BOS Üretimi CBF CMR Ajan

Anestezik ajanların karşılaştırmalı etkileri ? Lidokain ± Opioidler Ketamin ICP CBV BOS Emilimi BOS Üretimi CBF CMR Ajan

IV ajanların CBF üzerine etkisi * * Shapiro HM. In Miller RD: Anesthesia, Churchill Livingstone, New York, 1986

Kas gevşeticiler Kas gevşeticilerin beyin üzerine direkt etkileri yoktur, fakat sekonder etkileri vardır Hipertansiyon ve histamin salınımıyla oluşan serebral vazodilatasyon ICP'ı arttırırken, histamin salınımı ve ganglion blokajı ile oluşan sistemik hipotansiyon SPB'nı düşürür Süksinilkolin ICP'ı artırabilir

Vazopressörler Normal otoregülasyon ve sağlam bir kan-beyin bariyeri varlığında, vazopressörler, CBF'nı, AKB'nın, 50-60 mmHg altında ve 150-160 mmHg üzerinde olduğu durumlarda etkiler Otoregülasyon ortadan kalktığında, vazopressörler, CPP'nı artırarak CBF'nı artırırlar

Vazodilatörler Hipotansiyon yokluğunda, çoğu vazodilatör, serebral vazodilatasyona yol açarak doza bağımlı olarak CBF‘nı artırırlar

Kalsiyum kanal blokeri Nicardipin Global iskemide nörolojik prognozu iyileştirir Küçük serebral damarlardaki vazospazmı çözer Anevrizmal subaraknoid hemorajili hastalarda kullanılır

Diğerleri Klonidin ; CBF’nı ve CO2 reaktivitesini azaltır Deksmedetomidin ; Katekolaminlerin salınımını ve CBF’ı azaltır Flumazenil ; CBF, CMR ve ICP’ı artırabilir MgSO4 ; Ca++ girişini azaltır

Volatil ajanların ICP’a etkileri Volatil ajanların intrakraniyal basınç uzerine net etkileri; serebral kan volümündeki ani değişiklikler, serebrospinal sıvı dinamiklerine gecikmiş etkiler ve PaCO2'nin sonucudur İsofluran, intrakraniyal kompliyansı azalmış hastalarda en uygun volatil ajandır % 1-1.5 MAC'ta enfluran EEG'de epileptik paterne neden olabilir (özellikle hipokapni sırasında)

Volatil anestezikler CMR üzerine etkiler Halotan, enfluran, desfluran, sevofluran ve isofluran CMR'de doza bağımlı bir azalmaya neden olur. İsofluran ve enfluran en büyük azalmayı oluşturur (%50'nin üzerinde) En düşük etkiyi halotan oluşturur (%25'ten az düşme)

CBF ve CBV üzerine etkileri Volatil anestezikler CBF ve CBV üzerine etkileri Volatil ajanlar serebral damarları dilate ederler ve doza bağımlı bir şekilde otoregülasyonu bozarlar CBF'na en fazla etkili olan halotan, % 1 üzerindeki konsantrasyonda serebral otoregülasyonu bozar

Serebrospinal sıvı hemodinamiklerine etkileri Volatil anestezikler Serebrospinal sıvı hemodinamiklerine etkileri Volatil ajanlar hem BOS yapımını, hem de absorbsiyonunu etkiler Enfluran, BOS oluşumunu arttırıp absorbsiyonunu azaltarak, intrakraniyal kompliyansı azalmış kişilerde intrakraniyal basıncı artırır Halotan, BOS absorbsiyonunu azaltırken, BOS oluşumu üzerine minimal etkide bulunur İsofluran, ilaveten BOS absorbsiyonunu arttırır ve serebrospinal sıvı dinamiklerine etkiler açısından en uygun volatil ajandır

Nitröz oksit Ajanlarla kombine edildiğinde nitröz oksitin; CBF, CMR ve ICP üzerine minimal etkisi vardır Volatil ajanlara nitroz oksit ilavesiyle daha fazla CBF artışı meydana gelir Nitröz oksit yalnız başına verildiğinde, hafif serebral vazodilatasyona neden olur ve ICP'ı arttırabilir

Yaklaşık %2 si metabolize olur Sevofluran CMR CBF ICP Yaklaşık %2 si metabolize olur İNORGANİK FLORİD

1 MAC üstünde serebral otoregülasyonu bozar Desfluran CMR CBF ICP 1 MAC üstünde serebral otoregülasyonu bozar

Volatil ajanların CBF üzerine etkisi * * Shapiro HM. In Miller RD: Anesthesia, Churchill Livingstone, New York, 1986

Volatil ajanların karşılaştırmalı etkileri ± Nitröz oksit ? Sevofluran Desfluran İsofluran Enfluran Halotan ICP CBV BOS Emilimi BOS Üretimi CBF CMR Ajan

Hem global metabolik hız (%46), hem de glukoz kullanımı azalıyor. İsofluran anestezisinde bölgesel beyin glükoz metabolizma değişiklikleri * Hem global metabolik hız (%46), hem de glukoz kullanımı azalıyor. * Alkire MT, et al. Anesthesiology 1997; 86:549–557

Ağrı uyarımı esnasında nöronal aktivasyonun istatiksel parametrik haritaları * * Gyulai FE, et al. Anesthesiology 1997; 86:538–548.

N2O varlığında ağrı uyarımı esnasında nöronal aktivasyonun istatiksel parametrik haritaları * Gyulai FE, et al. Anesthesiology 1997; 86:538–548.

Fonksiyonel MRG’de elektrofizyolojik ölçümler Beyin metabolizması

Anestezi esnasında EEG değişiklikleri Aktivasyon Depresyon İnhalasyon ajanları (subanestezik) İnhalasyon ajanları (1-2 MAC) Barbütiratlar (düşük dozlarda) Barbütiratlar Benzodiazepinler (düşük dozlarda Opioidler Etomidat (düşük dozlarda) Propofol Nitröz oksit Etomidat Ketamin Hipokapni Orta hiperkapni Belirgin hiperkapni Duysal stimülasyon Hipotermi Hipoksi (erken) Hipoksik (geç) iskemi

Anestezik ajanların SSEP, VER, BAER üzerine etkileri ± Ketamin Benzodiazepinler Propofol Etomidat Opioidler Barbütiratlar İzofuran Enfluran Halotan Nitröz oksit Gecikme Genişlik Ajan BAER VER SSEP

Sonuç Anestetik ajanlar serebral fonksiyonları modifiye ederek etkilerini göstermektedirler Bu modifikasyon yapısal değil, fonksiyonel nöronal iletiyi bloke eden düzeydedir Mekanizmaların daha ayrıntılı olarak ortaya konulması anestezi uygulamalarına yeni ufuklar açacak gibi gözükmektedir

Serebral kan akımı (CBF) % 90 Karotid arter % 10 Vertebral arter Ortalama CBF = 50 ml/100mg/ dk Gri cevher CBF = 80 ml/100mg/ dk Beyaz cevher CBF = 20 ml/100mg/ dk

İntrakranial basınç (ICP) Kranial kemik yapı, sabit bir volum içeren rijit bir yapıdır Normal ICP = 10mmHg veya altında % 80 Beyin % 12 Kan % 8 BOS

İntrakranial basınç (ICP) Yan yatar pozisyonda BOS basıncı, supratentoryal basınca eşittir ICP ölçümü direkt ventrikül içinden, subdural aralıktan yada epidural aralıktan yapılabilir İntrakranial komplians: İntrakranial volümdeki değişikliklere yanıt olarak oluşan intrakranial basınç değişikliği Her 1 mmHg PaCO2 değişikliğinde 0.56 ml`lik serebral kan volum artışı oluşur

Monro- Kellie doktrini İntrakraniyal volüm % 80 Beyin % 12 Kan % 8 BOS SABİT !

İlerleyen nörolojik hasar Katastrofik herniasyon Kafa içi basınç artışı ICP ≥ 30 mmHg CBF İskemi ICP İlerleyen nörolojik hasar Katastrofik herniasyon ÖLÜM

İntrakranial basınca etkileri Volatil anestezikler İntrakranial basınca etkileri Volatil ajanların intrakraniyal basınç uzerine net etkileri; serebral kan volümündeki ani değişiklikler, serebrospinal sıvı dinamiklerine gecikmiş etkiler ve PaCO2'nin sonucudur İsofluran, intrakraniyal kompliyansı azalmış hastalarda en uygun volatil ajandır % 1-1.5 MAC'ta enfluran EEG'de epileptik paterne neden olabilir (özellikle hipokapni sırasında)

Bu ilişki açlıkta değişir !.. Enerji kaynağı Bu ilişki açlıkta değişir !.. Keton Cisimleri Aseton Asetoasetik asit Beta-hidroksi bütirik asit