PRINCIPIOS DE ANESTESIA CUANTITATIVA

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1 Rev. Col. Anest. 12: 123, 1984 PRINCIPIOS DE ANESTESIA CUANTITATIVA Dr. Carlos Julio Parra Higuera* Esta nueva técnica para administrar anestésicos inhalatorios, con flujos bajos y sistema cerrado, ha sido posible desarrollarse, por los avances recientes en Tecnología Biomédica y Electrónica, que facilitan la administración de los anestésicos en dosis precisas. Los conocimientos de la absorción, distribución y eliminación de los agentes anestésicos volátiles, han revolucionado nuestros conceptos de anestesia inhalatoria y han hecho posible su administración por dicha técnica, La profundidad de la anestesia general, producida por agentes inhalatorios, está dada básicamente por la presión parcial (tensión) del anestésico en el cerebro. La velocidad de la inducción el mantenimiento anestésico y la recuperación, dependen de la rapidez de los cambios de presión en este tejido. La presión parcial del anestésico en el tejido cerebral varía obedeciendo a diversos factores * Médico Anestesiólogo del Instituto Nacional de Cancerología, Bogotá Colombia. Docente Adjunto, Sección de Anestesiología Hospital San Juan de Dios. Bogotá Colombia. y tiende a ser igual a la presión del gas en la sangre arterial. Por lo tanto, debemos analizar estos factores en los diferentes compartimentos que atraviesa el gas anestésico y determinan la presión parcial arterial y cerebral. E circuito respiratorio, los alvéolos, la sangre y los tejidos del organismo, son los cuatro compartimentos donde actúan los diferentes factores que modifican la absorción, distribución y captación de los agentes anestésicos. El estudio y análisis de estos factores constituyen los fundamentos científicos de la Anestesia Cuantitativa. Concentración Alveolar Mínima (Mac). Se define en términos de porcentaje de una atmósfera, por consiguiente, es la presión parcial alveolar del agente anestésico, siendo igual a cualquier altura, puesto que estando en equilibrio la presión parcial del anestésico, debe ser igual en todos los tejidos del cuerpo, más no la concentración, En el cerebro, sitio de acción del anestésico, la presión parcial debe ser igual a la presión 123

2 Parra C.J. parcial alveolar. Es por esto que la concentración alveolar mínima, ha sido considerada, en los últimos años como el mayor índice de potencia anestésica. De Jong y Eger, recientemente introdujeron el concepto del AD95, el cual se define como: la concentración alveolar mínima que anestesia el 95 /o de los pacientes y se representa razonable-. mente como 1.3 veces el MAC, Por lo anterior, cualquier concentración alveolar anestésica (CA) puede considerarse como el factor 1.3 por el MAC. Ahora bien, la concentración alveolar depende básicamente del MAC y éste se encuentra afectado por ciertos factores a saber: A) Cambios de temperatura en el cuerpo. B) Stress Excesivo. C) Liberación de catecolaminas por el sistema nervioso central (Hipertensión o hipotensión). D) Edad. E) Drogas generales en la anestesia general. Por otra parte existen factores que no modifican el MAC a saber: A) El grado de estímulo y la duración de éste. B) Sexo. C) Cambios ácido - básicos. D) Cambio en la PaC02 de 10-90mmHg. E) Cambios en la oxigenación (PaO mmhg). F) Isovolemia anémica. Se puede decir que el MAC se usa fundamentalmente porque hasta el momento es la medida más precisa para dosificar la potencia de un agente anestésico. Varios escritos, de evidencias experimentales, sugieren que las curvas de la dosis anestésica y la respuesta del sistema nervioso central, son claramente paralelas. Coeficiente de Solubilidad de los Anestésicos Esta medida se expresa por el coeficiente de reparto sangre/gas, que es la relación de la concentración del anestésico en la sangre y la concentración del mismo en la fase gaseosa cuando las dos fases están en equilibrio. Cuanto más soluble es un anestésico en la sangre, mayor cantidad de él debe absorberse para que se eleve su presión parcial en la sangre en forma apreciable; por lo tanto, la presión de los anestésicos solubles en la sangre aumente lentamente. El reservorio o depósito potencial para gases comparativamente insolubles es pequeño y puede ocuparse con rapidez. Como consecuencia, la presión parcial en la sangre puede aumentar más rápidamente. como la velocidad de difusión a través de la membrana alveolar es proporcional a la diferencia entre la presión del gas en los alveolos y la presión en la sangre venosa, el volumen del gas transferido a la sangre arterial en cada minuto, desciende con el tiempo. Por lo tanto, la presión del anestésico en la sangre arterial, aumenta lentamente en la parte final de la curva de absorción. Solubilidad de los Lípidos - Teoría de la Concentración crítica molar. Dentro de las teorías sobre el mecanismo de acción de los anestésicos, la teoría de los lípidos formulada por MEYER y OVERTON, independientemente, plantea la existencia de una estrecha correlación entre la afinidad de un anestésico por un lípido y su acción deprimente. Como las células nerviosas y sus membranas contienen lípidos, se cree que el anestésico llega al tejido nervioso merced a su solubilidad en los lípidos. Aunque existe un paralelismo entre la potencia anestésica de diversos anestésicos por inhalación y sus coeficientes de reparto aceite/gas, hoy se sabe que los anestésicos (por inhalación) interactúan con las proteínas. Este enfoque examina el sitio de la localización o acumulación de los agentes anestésicos, pero no su mecanismo de acción. La capacidad de los lípidos del cerebro (10% del total de la masa cerebral) para almacenar cada anestésico a 1.3 MAC, se puede calcular del coeficiente de partición tejido cerebral/gas, substrayendo de la cantidad del anestésico presente, el vapor anes- 124

3 Anestesia cuantitativa tésico disuelto en el agua del tejido cerebral. La concentración crítica molar de cada agente anestésico, disuelta en los lipidos del cerebro a 1.3 MAC, es aproximadamente de 21 milimoles por litro. "La concentración crítica molar" se define como la concentración molar del agente anestésico en los fosfolípidos del cerebro asociada a la anestesia. El fin primordial del anestesiólogo, es obtener y mantener esta única concentración molar en los fosfolípidos del tejido cerebral, durante la anestesia. Por otra parte, sabemos que la concentración arterial (CA) y el gasto cardíaco determinan el grado de saturación de los tejidos con moléculas anestésicas, de tal forma que el producto Ca por el gasto cardíaco (Q), es la cantidad de anestésico entregado minuto a minuto a los tejidos. Observamos que la inducción resultará más rápida cuanto más sea la concentración alveolar. La solubilidad es un factor en este producto y la concentración alveolar del agente anestésico, administrado correctamente es otro factor importante del producto ideal. Constante de Tiempo. Cuando llega a los tejidos un flujo y concentración constante de gas anestésico, la captación de este se puede representar como una función de tiempo, como el tiempo en minutos que se necesita para producir un cambio del 63.2% en la concentración a- nestésica de un tejido. Para alcanzar el 95 /o de equilibrio en la saturación, se necesitan tres constantes de tiempo. La constante de tiempo nos demuestra la velocidad con la cual un órgano acumula el anestésico y la forma de calcular la dosis anestésica necesaria para conseguir y mantener una concentración crítica molar en el cerebro. Distribución de los Anestésicos. En 1962 Mapleson demostró cómo manteniendo una presión de vapor inspiratoria constante de halothano, la captación de éste disminuía significativamente con el tiempo. A partir de esta fecha se fueron desarrollando modelos de captación y distribución deanestésicos en sistema cerrado. Hampton y Flickínger fueron tal vez los primeros en usar un modelo de captación anestésica administrando vapor de Halothane, en cantidades conocidas. Sin embargo, a medida que iban apareciendo nuevos modelos de captación y distribución, el cálculo de la dosis anestésica parecía más difícil. Su conocimiento es esencial en el circuito cerrado, donde el oxígeno y los gases anestésicos deben administrarse en una relación igual a la captación que hace el organismo, para mantener en el sistema un volumen y composición constante. La cantidad del anestésico captado por el organismo, está relacionada con la concentración alveolar (CA) la que a su vez mantiene una concentración arterial y a su turno sustenta la concentración anestésica en los tejidos. Por consiguiente la concentración alveolar (CA) es el factor determinante en la captación anestésica. El Dr. Harry Lowe en 1972 presentó un modelo para circuito cerrado empleando una concentración alveolar de vapor anestésico constante a 1.3 MAC con oxígeno o con 65% de N2O. Básicamente el modelo de captación y distribución lo componen diez compartimentos en que se han distribuido los órganos analizados con sus respectivos porcentajes de gasto cardíaco, pesos promedio y flujo de sangre por minuto. Manteniendo una concentración constante cada órgano del sistema capta un agente anestésico en una relación exponencial diferente para cada órgano, determinada por el coeficiente de solubilidad tejido/sangre, el volumen de cada órgano (igual al peso) y la proporción del gasto cardíaco (flujo de sangre por minuto). El coeficiente de partición tejido/sangre se usa para calcular la cantidad total de vapor anestésico que cada órgano puede acumular. El valor de esta cantidad se calcula multiplicando la CA (ml/dl) por el coeficiente T/S y el volumen de cada órgano expresado en DL. De una manera práctica podemos decir que, entre más alta sea la solubilidad en el te- 125

4 Parra C.J. jido de un órgano, mayor es su capacidad para acumular vapor anestésico y más largo es el período requerido para saturarse, cuando la concentración arterial por minuto es constante. Los órganos gradualmente acumulan el vapor anestésico y los mejor perfundidos se saturan en los primeros 30 minutos. Después dé aproximadamente 180 minutos han alcanzado su capacidad total a excepción del tejido graso. La suma del contenido anestésico en todos los órganos en un momento dado, representa la dosis total necesaria para mantener la concentración crítica molar en el tejido cerebral. Resumiendo podemos decir, que, la forma como cada agente anestésico logra copar la capacidad de los órganos del cuerpo depende de: la concentración arterial, del gasto cardíaco, del volumen de cada órgano y de su solubilidad. Captación de los agentes anestésicos. Lo expuesto anteriormente ha sido analizado en una forma estática, lo cual constituye la base para determinar el ritmo de captación y acumulación del vapor anestésico por el organismo en función del tiempo. Fundamentalmente está demostrado que: A) El ritmo de captación de cada anestésico es. inversamente proporcional a la raíz cuadrada del tiempo. B) Las demandas de vapor anestésico (dosis acumulativas) son directamente proporcionales a la raíz cuadrada del tiempo. Por lo tanto la cantidad de vapor anestésico que capta el organismo, disminuye a medida que transcurre el tiempo. "El tiempo "real" en este caso será el cuadrado del tiempo: minutos etc. y los intervalos son la progresión aritmética de los números impares: etc. A la cantidad de vapor anestésico absorbida, Lowe la denominó "dosis unidad" y ha demostrado, que la captación total del organismo (Q an), en un tiempo dado, es igual a la concentración en sangre por minuto, dividida por la raiz cuadrada del tiempo. Qan = 1.3 x MAC xs/gx QxT - 1 / 2 Sabiendo que la "dosis unidad" es la cantidad de vapor anestésico que se absorbe en cada intervalo de tiempo, el cálculo de esta es igual a: Dosis Unidad = 2Ca x Q x 1. La concentración arterial se mantiene constante con las siguientes entregas de "dosis unidad" al circuito. Cada agente anestésico es absorbido en un modelo idéntico, pero a diferentes valores absolutos, los cuales son proporcionales a su respectiva concentración arterial. Técnicas para la aplicación clínica de la Anestesia Cuantitativa El principal impedimento para.el uso de los agentes anestésicos volátiles en el circuito cerrado, es el desconocimiento de la cantidad de vapor anestésico que introducimos al sistema. Mientras que utilizando el método convencional la concentración anestésica se expresa en porcentajes, utilizando la dosis cuantitativa, calculamos la cantidad precisa de vapor anestésico minuto a minuto en términos de ml. de vapor que pasan del circuito a los diversos tejidos. Reemplazando los valores respectivos para cada agente anestésico y determinado paciente, calculamos la respectiva dosis. En nuestra práctica, el valor de la dosis de impregnación es igual a la dosis unidad, usando cualquier agente anestésico. Esta antigua técnica de administrar volúmenes conocidos de líquido anestésico al flujo de gas del circuito, ha sido renovada y descrita por Weingarten y Lowe. Usando la inyección de líquido anestésico al circuito, se administra una cantidad exacta de agente anestésico, independientemente de la presión de vapor o de la temperatura del medio ambiente. Para introducir el líquido anestésico al circuito respiratorio, hemos ideado un adaptador metálico colocado en el lado expiratorio. Contienen en su interior un tubo pequeño del calibre de una aguja No. 14 con el fin de dirigir el líquido anestésico hacia la manguera expiratoria. Está armado con una 126

5 Anestesia cuantitativa llave metálica de tres vías, en la cual acondicionamos dos jeringas, preferiblemente de plástico sin émbolo de caucho; una de 3 ml que facilita la medición de la dosis unidad y otra de 20 ml. que se utiliza como reservorio del líquido anestésico, con un volumen suficiente para un período de tiempo largo, dependiendo del agente anestésico que se u- tilice. Con el fin de obviar los cálculos de la dosis unidad para cada paciente, hemos elaborado un esquema práctico, para los tres anestésicos halogenados más usados en nuestro medio. Este, es el resultado de un análisis estadístico del peso del paciente, la dosis unidad obtenida por la fórmula de H. Lowe y la respuesta clínica observada. Ventajas de la Anestesia Cuantitativa. Además de ser una técnica segura para el paciente, proporcionándole al anestesiólogo nuevos parámetros para el control clínico de la anestesia, debemos tener en cuenta las siguientes ventajas: A) La humidificación y el mantenimiento de una adecuada temperatura de los gases inspirados permiten una disminución de la incidencia de la morbilidad pulmonar post - operatoria. B) Disminuye la contaminación anestésica en salas de cirugía. Es evidente por estudios serios que la inhalación crónica de gases anestésicos produce en el personal que labora en salas de cirugía, efectos tóxicos (carcinogenéticos - teratogénicos, daño celular, etc). C) La economía que ofrece el uso del circuito cerrado debe ser considerada como una solución para disminuir el costo de los a- nestésicos en nuestro medio. BIBLIOGRAFÍA Merkel G. Eger II: A Comparative study of halothane and halopropane anesthesia. Including meths for determinig equipotency. Anesthesiology 24: , Saidman LJ, Eger EL 11: Effect of nitrous oxide and of narcotic premedication and the alveolar concentration of halothane required for anesthesia Anesthesiology 25: , De Jong RH and Eger, EL II: MAC expanded: AD 50 and AD 95 valves of common inhalation anestetics n man. Anesthesiology 42: ,1975. Gregory Ga, Eger EL II, Munson ES: The relationship beween age andhalothane, requirement in man. Anesthesiology 30: , Quasha, AL et al: Determination and aplications of MAC Anesthesiology 53: , Mapleson, WW: The rate of halothane vapour in man. Br. J. Anaesth 34: 11-18, Hamton LJ. and Flickinger: Closed circuit anesthesia utilizing Known ncrements of halothane. Anesthesiology 22: , Mapleson WW: The concentration of anesthetics in closed circuit, sith special reference to halothane I: Theoretical study: Br. J. Anaesth 32: , Hampton LJ. and Flickinger H: Closed circuit anesthesia utilizing known increments of halothane. Anesthesiology 22: , Lowe JH, and Ernst EA: The quantitative Williams and Wilkins, Baltimore. pp 11-23, Smith, NT Zwart, A, and Beneken, JW: Interaction between the circulatory effects and the uptake and distribution of halothane. Use of a múltiple model: Anesthesiology 37: 47-58,

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