Pssst...AINS-Secrets! E-Book

• Herausgeber: Thieme
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 465

Veröffentlichungsjahr: 2021

Beschreibung

Spannendes aus dem AINS-Klinikalltag

Freuen Sie sich auf anästhesiologische Kurzgeschichten aus dem Alltag - fachlich aktuell und mit einer Prise Humor von erfahrenen Klinikern dargestellt. Die beschriebenen Fälle können Ihnen in dieser oder ähnlicher Form jederzeit in Ihrer Klinik begegnen. Lernen Sie am konkreten Beispiel, wie Sie möglichen Stolpersteinen, Fehlerquellen und Kommunikationsfallen aus dem Weg gehen.

Maximaler Praxisbezug 
- prägnante und lebendige Beispiele
- Parallelen zum eigenen Klinikalltag durch fallbezogenen Aufbau
- situationsbezogene und präventive Maßnahmen

Take-Home-Message inklusive 
- Info-Boxen mit Hintergrundwissen
- Cave-Felder zu häufigen Problemen
- Fazit der Fälle am Kapitelende

Leseprobe

Pssst...AINS-Secrets!

Wissenswertes zum Weiterflüstern

Kai Zacharowski

Martin Bergold, Stefanie Eing, Daniel Gill-Schuster, Lars Holzer, Friederike Janshon, Andrea Kindler, Stefanie Kranepuhl, Pia-Alexandra Ockelmann, Sabrina Pflum, Florian Raimann

2., unveränderte Auflage

29 Abbildungen

Vorwort

„Hast du schon gehört, was gestern auf Station passiert ist?!?“So oder so ähnlich machen kuriose, außergewöhnliche, aber auch alltägliche Fälle, die aus dem Ruder gelaufen sind, im Flurfunk die Runde. Jeder Anästhesist, Notfallmediziner, Pfleger etc. erlebt immer wieder Situationen, in denen Kommunikationsfehler oder ungünstige Konstellationen schwerwiegende Folgen haben können. Nur wer solche Fehler kennt, kann Strategien zu deren Vermeidung entwickeln!Die geschilderten Episoden nehmen circa 10 Minuten in Anspruch und sind direkt auf den eigenen Alltag übertragbar. Das Spektrum reicht von den häufigsten Fehlern, wie zum Beispiel Zahnschäden bei der Intubation, bis hin zu seltenen Situationen wie einer Intoxikation mit Lokalanästhetika.

Bei diesem Werk handelt es sich also nicht um ein traditionelles Lehrbuch, sondern um eine Sammlung medizinischer Kurzgeschichten, die das tägliche Leben abbilden und realistische Ereignisse beschreiben. Die wichtigen Grundlagen und theoretischen Hintergründe werden in Infoboxen gleich mitgeliefert. Locker und amüsant geschrieben und durch handgezeichnete Comics illustriert macht das Wiederholen bzw. Erlernen der Fakten Spaß.

An dieser Stelle sei allen Autoren ganz herzlich gedankt für ihr Engagement, genau die o.g. Flurfunkfälle nachzuarbeiten und mit den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen zu garnieren. Ganz besonders möchte ich mich bei allen Oberärzt-(inn-)en der KAIS bedanken, die alle Fälle akribisch mit Geduld gelesen und mit Nachsicht korrigiert haben.

Wie gesagt, es ist kein Lehrbuch, es sind Geschichten aus dem täglichen Leben einer großen Klinik. Ich wünsche allen viel Freude mit dieser Lektüre und den handgemalten Cartoons von Frau Dr. Ockelmann.

Frankfurt, im Dezember 2014

Prof. Dr. Dr. Kai Zacharowski, FRCA

Inhaltsverzeichnis

Titelei

Vorwort

Teil I Aus der Anästhesie: Anästhetika

1 Opioide

2 Propofol

3 Muskelrelaxanzien

4 Volatile Anästhetika

Teil II Aus der Anästhesie: Monitoring und Atemwegsmanagement

5 Monitoring

6 Erweitertes Monitoring

7 Atemwegsmanagement I: RSI

8 Atemwegsmanagement II: Tidalvolumen und Extubation

Teil III Aus der Regionalanästhesie

9 Lokalanästhetikum-Intoxikation

10 Regionalanästhesie bei Unterarm-Fraktur

Teil IV Aus der Schmerztherapie

11 Schmerzsyndrome

Teil V Aus der individualisierten Anästhesie bei Kindern und schwierigem Atemweg

12 Hernioplastik I: Prämedikation

13 Hernioplastik II

14 Bronchospasmus in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde

Teil VI Aus der individualisierten Anästhesie bei besonderen Patientengruppen

15 Anästhesie bei hochbetagten Patienten: Femurfraktur

16 Anästhesie bei adipösen Patienten: Schlauchmagen-Operation

Teil VII Aus der Allgemein- und Gefäßchirurgie

17 Phäochromozytom

18 Schlafapnoe-Syndrom

19 Laparoskopische Cholezystektomie

20 Abdominelles Aortenaneurysma

Teil VIII Aus der Anästhesie im Kopfbereich

21 MKG-Chirurgie: Zahnschaden

22 Neurochirurgie: intrakranielle Blutung und intrakranieller Druck

23 Augenheilkunde: postoperatives Unterdrucklungenödem

Teil IX Aus der Thorax- und Kardiochirurgie

24 Ein-Lungen-Ventilation I

25 Ein-Lungen-Ventilation II

26 Ein-Lungen-Ventilation III

Teil X Aus der Gynäkologie und Geburtshilfe

27 Von-Willebrand-Syndrom

28 HELLP-Syndrom

29 Neugeborenenreanimation und Notsectio

30 Postpartale Hämorrhagie

31 Stillen nach Narkose

Teil XI Aus der Traumatologie und Orthopädie

32 Palacosreaktion in der Traumatologie

Teil XII Aus der Urologie

33 TUR-Syndrom

Teil XIII Aus der Intensivmedizin

34 Reanimation und Trachealverletzung

35 Intensiv-Verlegung

Teil XIV Aus der Notfallmedizin

36 Trauma nach Verkehrsunfall I

37 Trauma nach Verkehrsunfall II

38 Zentrales anticholinerges Syndrom

39 Literatur

Anschriften

Sachverzeichnis

Impressum/Access Code

Teil I Aus der Anästhesie: Anästhetika

1 Opioide

2 Propofol

3 Muskelrelaxanzien

4 Volatile Anästhetika

1 Opioide

Lars Holzer, Martin Bergold, Daniel Gill-Schuster

Dr. T. freut sich, da er nach 6 Monaten heute Nacht seinen ersten Dienst hat. Hoffentlich wird der Tagdienst zunächst nicht so anstrengend. Pünktlich um 7:30 Uhr steht er in der Einleitung, um seinen ersten Patienten für eine Narkose in der Urologie zu betreuen. Anästhesiepfleger Felix hat schon alles für die Narkose vorbereitet.

„Ok, was für ein Eingriff wird denn als Erstes durchgeführt und welche Narkose machen wir dafür?“, fragt er Felix. „Der erste Eingriff ist der Wechsel einer Doppel-J-Schiene bei einer Harnleiterenge. Die Patientin ist 49 Jahre alt.“ Dr. T. sieht sich das Protokoll genauer an: Die Patientin ist 160 cm groß und wiegt 80 kg. Als Vorerkrankungen bestehen eine arterielle Hypertonie, ein Diabetes mellitus Typ 2 und eine bekannte Epilepsie.

Felix zeigt auf die Medikamente. Ordentlich aneinandergereiht liegen dort Fentanyl, Propofol und Mivacurium, daneben in einer Perfusorspritze Propofol und Remifentanil. Na gut! Die Patientin kann kommen.

Einleitung

Um 1804 isolierte der deutsche Chemiker und Apotheker Sertürner das Opiat Morphin aus dem eingetrockneten Milchsaft der Früchte des Schlafmohns Papaver somniferum. Als Opiate werden die natürlich vorkommenden Opiumalkaloide bezeichnet. Als Opioide werden dagegen alle Substanzen zusammengefasst, die an die bekannten Opioidrezeptoren binden. Das sind die Opiumalkaloide, die teil- oder vollsynthetisierten Opioidsubstanzen und auch die im Körper vorkommenden Opioidpeptide.

Fentanyl wurde erst 1959 durch P. Janssen synthetisiert. Es ist das erste potente 4-Anilinopiperidin. Schon eine Plasmakonzentration zwischen 1–3 ng/ml induziert eine analgetische und atemdepressorische Wirkung und bei über 20 ng/ml tritt ein Bewusstseinsverlust ein ▶ [298]. Fentanyl ist stark lipophil und kann in allen möglichen parenteralen Applikationsformen verabreicht werden. Epidurale Gaben von Fentanyl sind nicht erlaubt.

Die Synthetisierung von Sufentanil erfolgte 1974 als Thiamyl-Derivat des Fentanyls. Es hat eine 5- bis 10-fach stärkere Wirkung als Fentanyl. Eine Plasmakonzentration von 0,5–2,5 ng/ml wirkt analgetisch und atemdepressiv. Bei mehr als 5 ng/ml erfolgt eine langsame Bewusstseinseintrübung ▶ [298]. Bei hoher Lipidlöslichkeit wird die Blut-Hirn-Schranke schnell passiert. Sufentanil ist für eine epidurale Gabe zugelassen.

Remifentanil gehört zu den Phenylpiperidin-Derivaten mit einer labilen Methylpropanoatester-Bindung ▶ [298] und den Eigenschaften eines vollen μ-Rezeptoragonisten. Die extrem kurze Wirkdauer erklärt sich aus der nach Injektion sofort einsetzenden Metabolisierung durch unspezifische Plasma- und Gewebsesterasen. Damit hat es eine sehr gute Steuerbarkeit und macht eine kontinuierliche Applikation nötig. Es kumuliert auch bei hochdosierter Gabe nicht und setzt kein Histamin frei. Wichtige Punkte sind die emetische, bradykarde und blutdrucksenkende Wirkung. Vorsichtig muss man v.a. bei der schnellen i.v. Gabe sein, da hier eine Thoraxrigidität ausgelöst werden kann, die in einem erhöhten Atemwegswiderstand enden kann. Man sollte deshalb bei der Narkoseeinleitung auf Boligaben verzichten.

Im Einleitungsraum klingelt das Telefon. Felix nimmt ab und legt ein paar Sekunden später wieder auf. Er sagt: „Oberarzt Dr. M. kommt gleich dazu.“ „Oh nein“, denkt Dr. T. „Der Oberarzt stellt mir immer so viele Fragen.“ Sein Blick fällt auf die Medikamente, die immer eine gute Möglichkeit für Nachfragen sind.

Wirkmechanismus

Opioidrezeptoren gehören zur Gruppe der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Man unterscheidet die Untereinheiten µ, δ und κ. Das N-terminale Ende ist extrazellulär, das C-terminale Ende intrazellulär lokalisiert und dazwischen liegen 7 transmembranöse hydrophobe Domänen ▶ [480].

Bindet der Agonist an den Rezeptor, erfolgt eine Aktivierung und Spaltung eines G-Proteinkomplexes. Damit kommt es zu einem Abfall der intrazellulären cAMP-Konzentration und einem Einstrom von Ca2+. In der Folge wird die Zellmembran durch die Aktivierung spezifischer K+-Kanäle hyperpolarisiert ▶ [110]. Diese Veränderung führt zur Inhibition der neuronalen Schmerzerregung und -fortleitung.

Im Körper unterscheidet man zwischen zentralen und peripheren Opioidrezeptoren. Die zentralen Rezeptoren findet man im Kortex, Thalamus, Hypothalamus, limbischen System und im Hirnstamm sowie im Rückenmark, vorwiegend im Hinterhorn, wo eine Umschaltung der peripheren Neurone auf die Zentrale stattfindet. Die Rezeptoren sind zu ⅔ auf den prä- und zu ⅓ auf den postsynaptischen Neuronen verteilt ( ▶ [1], ▶ [189]). Damit ist auch die klinische Anwendung und Wirkung von Opioiden in der Spinal- oder Epiduralanästhesie erklärt.

Die peripheren Rezeptoren werden in den Zellkörpern der sensorischen Neurone synthetisiert und an das periphere Nervenende transportiert. Liegen in den Bereichen der Nervenenden pathologische Gegebenheiten vor (Entzündung), nimmt der Transport zu. Dieser Mechanismus könnte dafür verantwortlich sein, dass eine lokale Gabe von Opioiden eine gute Wirkung entfaltet ohne zentrale Nebenwirkungen wie Sedierung, Atemdepressionen, Euphorie und Abhängigkeit hervorzurufen ▶ [280].

Wie angekündigt, betritt der OA kurze Zeit später den Einleitungsraum. Im Schlepptau hat er eine gut aussehende Studentin im Praktischen Jahr. „Guten Morgen Dr. T. Wie geht es Ihnen heute? Warum haben Sie denn schon das Fentanyl in der Hand? Es ist ja noch kein Patient da! Sie wollen das gute Zeug doch nicht etwa an sich selbst ausprobieren?“ Dr. T. schaut etwas verdutzt. Das war jetzt keine Frage, die er erwartet hat. „Frau Kollegin“, der OA wendet sich an die Studentin, „können Sie mir verraten, was alles mit Dr. T. passieren würde, wenn er sich das Opioid Fentanyl i.v. verabreichen würde?“ Na, der OA war am Morgen mal wieder gut drauf.

i.v. Gabe und Wirkung

In der Anästhesie gilt die i.v. Gabe als die häufigste Anwendung, da sie am zuverlässigsten wirkt und eine ausreichende Plasmakonzentration am schnellsten aufgebaut wird. Man unterscheidet 2 Halbwertszeiten:

α-Halbwertszeit: steiler Anstieg der Plasmakonzentration nach i.v. Gabe und Abfall entsprechend der Verteilungsphase.

β-Halbwertszeit: es entsteht ein steady state zwischen schlecht perfundiertem Gewebe und Plasma und die Plasmakonzentration fällt in Abhängigkeit von der Elimination ab.

Das Zielorgan der Opioide ist das ZNS. Je nach Lipophilie, Ionisierungsgrad und der freien Plasmafraktion penetriert das Opioid schneller oder langsamer durch die Blut-Hirn-Schranke. Bei Fentanyl liegt eine Blut-Hirn-Äquilibration bereits nach 5–6 min vor ▶ [472].

Durch den Abbau der Substanzen entstehen aktive und inaktive Metabolite, die kürzer oder länger im Plasma verweilen. Deshalb muss nach repetitiver Applikation oder kontinuierlicher Gabe auf eine Akkumulation geachtet werden.

Der OA nickt. „Aber da gibt es noch eine weitere Halbwertszeit.“ Die PJ-Studentin denkt nach, kommt aber nicht darauf. Der OA schaut Dr. T. an. Etwas, das er weiß! „Die kontextsensitive Halbwertszeit“, sagt er.

Kontextsensitive Halbwertszeit

Bei der kontextsensitiven Halbwertszeit handelt es sich um die Zeitdauer, die benötigt wird, um die Plasmakonzentration eines Wirkstoffes nach einer bestimmten Infusionsdauer mit konstantem Plasmaspiegel auf die Hälfte zu reduzieren.

Bei Fentanyl besteht bei repetitiver Gabe die Gefahr der Akkumulation. Die kontextsensitive Halbwertszeit nimmt deshalb v. a. bei kontinuierlicher Gabe stetig zu. Dagegen hat Sufentanil aufgrund der hohen Plasmaeiweiß-Bindung, geringer Gewebssequestrierung und der hohen hepatischen Extraktionsrate bei kontinuierlicher Infusion eine geringere kontextsensitive Halbwertszeit als Fentanyl.

Remifentanil hat eine ultrakurze kontextsensitive Halbwertszeit, die auch nach mehrstündiger Applikation linearstabil bleibt.

„Und warum ist die kontextsensitive Halbwertszeit bei Fentanyl und Sufentanil so verlängert?“, fragt der OA.

Kontextsensitive Halbwertszeit von Fentanyl und Sufentanil

Fentanyl und Sufentanil besitzen ein großes Verteilungsvolumen. Das bedeutet, dass sie zunächst in den peripheren Kompartimenten wie Fettgewebe und Muskulatur sequestriert werden. Sie entziehen sich somit der Biotransformation durch die Leber und die Eliminationshalbwertszeit wird verlängert. Da Remifentanil durch unspezifische Plasma- und Gewebstransferasen metabolisiert wird, hat es das kleinste Verteilungsvolumen, die höchste Clearance und die kürzeste Eliminationshalbwertszeit.

Eine Leberinsuffizienz führt wegen der reduzierten Glucuronidierung und eine Niereninsuffizienz aufgrund der verzögerten Elimination der Metabolite zu einer verlängerten Wirkung.

„So, Frau Kollegin, und jetzt eine letzte Frage: Welches sind denn die Wirkungen und Nebenwirkungen, mit denen wir bei Herrn Dr. T. zu rechnen hätten?“

Wirkungen und Nebenwirkungen

Alle Wirkungen sind abhängig von der Art des Opioids und dessen Applikationsform. Opioide haben zentrale Wirkungen und können eine leichte Sedierung bis hin zum Koma auslösen. Die in der Anästhesie gebräuchlichen Dosen haben einen geringgradig sedierenden Effekt. Ähnlich verhält es sich mit der Atemdepression. Durch die Aktivierung von Opioidrezeptoren im Atemzentrum reduziert sich die Ansprechbarkeit auf CO2 und das Risiko einer Hypoxie, d.h. eine Stimulation des Atemzentrums erfolgt erst bei höheren CO2-Werten als normalerweise. Gleichzeitig reduziert sich die Atemfrequenz und das Atemminutenvolumen, die Exspiration verzögert sich und respiratorische Pausen nehmen zu. Auch Emesis und Nausea werden durch zentrale Wirkungen ausgelöst. Elektronenmikroskopisch fanden sich μ- und δ-Rezeptoren auf den Neuronen der Area postrema, die durch ihre Lage empfänglich für zirkulierende Stoffe im Körper ist. Sie ist das Zielorgan der humoralen Aktivierung von Erbrechen, während das neuronale Zielorgan der Nucleus tractus solitarius (N. vagus) ist. Beide sitzen in der Medulla oblongata.

Tierexperimentell führt eine Aktivierung der μ-Rezeptoren in der Area postrema zum Erbrechen, das durch eine Anwendung von Fentanyl verhindert wird. Dieser Effekt wird durch eine Aktivierung der μ-Rezeptoren im Tractus solitarius, der die Area postrema dämpft, erklärt.

Die Gabe von Opioiden führt im Herz-Kreislauf-System zu einer Hemmung des Sympathikus und einer Aktivierung des Parasympathikus. Es wurden aber auch Opioidrezeptoren im lokalen Netzwerk der Innervation des Herzens nachgewiesen ▶ [280]. Opioide können deshalb bei rascher i.v. Gabe und hoher Dosis zu Hypotension und Bradykardie führen.Prädisponierende Faktoren sind:

Einnahme von β-Blockern und Kalziumantagonisten,

Medikamente ohne parasympatholytische, aber mit parasympathomimetischen Eigenschaften (Succinylcholin) und

vagale Reize.

Fentanyl und Sufentanil bewirken eine Hypotension hauptsächlich durch eine Bradykardie, während es bei Remifentanil zusätzlich zu einem Abfall des systemischen Widerstands kommen kann.

Weitere Wirkungen sind:

Hemmung des Hustenreflexes,

Obstipation,

Muskelrigidität,

Miosis und

Pruritus.

Interessanterweise kann v.a. bei der raschen Gabe von Fentanyl (und auch Sufentanil) eine paradoxe Auslösung des Hustenreizes beobachtet werden.Folgende Mechanismen werden diskutiert: Die Stimulation von sog. cough receptors bzw. eine erhöhte Reagibilität des Bronchialsystems, getriggert durch eine zu schnelle Injektionsgeschwindigkeit ▶ [362].

Die Patientin wird in die Einleitung gefahren. „Sie müssen das Fentanyl doch wieder abgeben, Herr Kollege! Ich lasse mal die angehende Kollegin bei Ihnen. Erklären Sie ihr bitte noch ein paar Dinge und beantworten Sie ihre Fragen. Ich hole sie später wieder ab und lasse Sie beide auch mal zur Pause raus.“ Damit verschwindet der OA. „Hallo, ich bin Dr. T. Ist ein Du für dich ok?“, stellt er sich bei der hübschen Studentin vor. „Hi, ich heiße Lisa. Na klar, das Du ist kein Problem.“ Etwas verlegen, weil er Lisa noch ein paar Sekunden anstarrt, wendet sich Dr. T. an die Patientin, stellt ihr ein paar Fragen zur Vorbereitung und legt ihr einen i.v. Zugang. Schließlich beginnt er mit der Präoxygenierung und Pfleger Felix verabreicht das erste Medikament nach seinen Vorgaben. Während der Einleitung fällt ihm schon mal eine Frage, die er gerne beantwortet hätte, ein. „Du hast dich anscheinend gut vorbereitet. Jetzt mal zu den praktischen Sachen: Warum geben wir eigentlich das Opioid als Erstes und nicht als Letztes?“

Narkoseeinleitung

Opioide wirken analgetisch, tragen in Verbindung mit anderen Anästhetika zum Bewusstseinsverlust bei und unterdrücken autonome und endokrine Reflexantworten. Sie reduzieren damit die notwendige Dosis anderer Anästhetika. Da das Einsetzen der Wirkung länger dauert als bei den gängigen Hypnotika, sollte die Gabe einige Minuten früher erfolgen. Damit kann die maximale Wirkung entfaltet, der Schmerzreiz der Intubation unterdrückt und ein Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks vermieden werden. Außerdem wird die Stressantwort reduziert und eine hämodynamische Stabilität gewährleistet. Welches Opioid gewählt wird, hängt individuell vom Patienten, seinen Vorerkrankungen und der möglichen postoperativen Überwachung ab. Das Opioid darf aber in Bezug auf das Aufwachverhalten nicht isoliert betrachtet werden. Kurz wirksame und damit gut steuerbare Substanzen gewährleisten ein rasches Erwachen und eine schnelle Verlegung.

Studien mit Remifentanil zeigten bei Patienten mit einem Alter von über 65 Jahren eine schnellere Erholung von einer Narkose und eine bessere postoperative kognitive Leistungsfähigkeit als nach einer Narkose mit Fentanyl ▶ [39]. Jeder Anwender von Remifentanil muss aber bedenken, dass eine frühzeitige zusätzliche Analgetikagabe erfolgen muss, wenn die Narkose mit Remifentanil erfolgt. Eine Beendigung von Remifentanil bedeutet nämlich auch eine Beendigung jeglicher Analgesie.

„Richtig“, antwortet Dr. T. „Das Opioid haben wir nun verabreicht. Da wir es in Verbindung mit anderen Anästhetika geben, ist die Dosierung eher gering, um den Synergismus auszunutzen. Welches Medikament folgt als nächstes?“

Abb. 1.1

Fazit

Als Opiate bezeichnet man alle natürlichen Opiumalkaloide.

Opioide sind alle Substanzen, die an die bekannten Opioid-Rezeptoren binden, also auch die körpereigenen Opioidpeptide.

Opioid-Rezeptoren sind μ, δ und κ.

Es gibt sie zentral und peripher.

Das Hauptzielorgan der Opioide ist das ZNS.

Die Schnelligkeit der Anflutung wird bestimmt durch die Lipophilie, den Ionisierungsgrad und die freie Plasmakonzentration.

Bei kontinuierlicher bzw. repetitiver Applikation und nach der Entstehung von Metaboliten muss auf eine Akkumulation geachtet werden.

Deshalb beschreibt die kontextsensitive Halbwertszeit die Zeitdauer, die benötigt wird, bis die Plasmakonzentration nach einer bestimmen Applikationsdauer um die Hälfte abgefallen ist.

Fentanyl besitzt durch sein großes Verteilungsvolumen eine hohe Eliminationshalbwertszeit.

Remifentanil dagegen durch die rasche Spaltung nur eine minimale.

Die Wirkung von Opioiden neben der Schmerzdämpfung ist vielfältig.

2 Propofol

Lars Holzer, Martin Bergold, Daniel Gill-Schuster

Die Antwort kommt prompt: „Na ich gehe davon aus, dass du die Einleitung mit Propofol fortsetzen wirst!“, antwortet die Studentin. „Auch das ist richtig! Kannst du mir auch so eine ausführliche Darstellung wie für die Opioide geben?“ Die Studentin nimmt eine entspannte Haltung ein und beginnt zu erzählen.

Einleitung

Die Grundsubstanz wurde 1973 als 2,6-Diisopropylphenol entdeckt, nachdem mehrere hundert Substanzen untersucht worden waren ▶ [113]. 1977 erfolgte die Testung am Menschen in einer 1:35-Mischung aus Rizinusöl und Ethylenoxid ▶ [204]. Aufgrund der unerwünschten Wirkungen wie Anaphylaxie und Injektionsschmerz konzentrierte sich die Forschung in den folgenden Jahren auf die Identifikation einer geeigneten Trägerlösung. Dabei wurde eine Sojaöl-Emulsion entwickelt, die bis heute als Standardträgerlösung genutzt wird ▶ [146]. 1986 erhielt Propofol die Zulassung durch die FDA, 1988 konnte die Eignung zur kontinuierlichen Anwendung erbracht werden und die Zulassung für Deutschland wurde erreicht ▶ [338].

Propofol ist gelbklar. Es besteht aus einem Phenolring mit zwei Isopropylgruppen mit einem Schmelzpunkt bei 18°C und einem Siedepunkt bei 256°C. Der pKs-Wert beträgt 11. Die Moleküle sind apolar und bilden keine Salze ▶ [112].

Die Emulsion ist aus folgenen Bestandteilen aufgebaut: Die langkettigen Fettsäuren im Sojaöl (100 mg/ml) binden das lipophile Propofol. Ei-Lecithin (12 mg/ml) emulgiert die Moleküle, während Glycerol (22,5 mg/ml) eine Isotonozität bewirkt. Das zugegebene Natriumhydroxid stabilisiert die Emulsion bei einem pH von 7–8,5. Es entsteht ein emulgierter Tropfen mit einem Durchmesser von 0,15–0,3 nm, in dessen lipophilem Inneren eine hohe Konzentration an Propofol vorliegt. An der hydrophilen Außenseite ist der Tropfen negativ geladen. Das bewirkt eine Abstoßung der Tropfen untereinander und damit eine Stabilisierung der Emulsion. Darin liegt aber auch die Gefahr: Eine Degeneration der Emulsion durch hohe Temperaturen, starke pH-Wert-Änderungen oder die Anwesenheit von Elektrolyten (Natrium, Kalium oder auch Eisen) oder Medikamenten kann zu einer Verschmelzung der Emulsion führen. Das kann wiederum eine Änderung der Konzentration bewirken oder sogar Mikroembolien verursachen. Eine Mischung der Emulsion mit anderen Substanzen sollte deshalb unterbleiben ▶ [123].

Nach der intravenösen Gabe kommt es per Diffusion zur Freisetzung des lipophilen Propofols über die Tröpfchenoberfläche. Im Blut wird es dann an Plasmaproteine gebunden und in die verschiedenen Gewebe transportiert. Der emulgierte Tropfen wird wie die Chylomikronen abgebaut ▶ [26].

Mit der Zusammensetzung der Emulsion wurde schon vielfach experimentiert. Eine Emulsion mit langkettigen und mittelkettigen Triglyceriden zeigte den geringsten Injektionsschmerz ( ▶ [223], ▶ [329]). Es wurden auch Versuche mit Cyclodextrin unternommen, bei denen der Injektionsschmerz aber nicht vermindert war ▶ [441]. Interessanterweise gibt es auch eine vegetarische Propofolemulsion, die auf tierische Fettsäuren und zusätzlich auf Ei-Lecithin verzichtet. Sie wird v.a. in Ländern mit hohen hinduistischen oder buddhistischen Bevölkerungsanteilen angewendet ▶ [70].

„Ach du meine Güte! Das wusste ich auch noch nicht, dass es davon eine vegetarische Form gibt.“

Pharmakokinetik

Wird das Propofol aus den Lipidtröpfchen freigesetzt, wird es zu 97% an Plasmaproteine gebunden und mit einer α-Halbwertszeit von 1,8–4,2 min in die peripheren Körperkompartimente umverteilt. Die verstärkte Wirkung bei älteren Patienten liegt an der höheren Wirkfraktion durch den bestehenden Proteinmangel und an der verminderten Gefäßreagibilität. Außerdem besteht allgemein eine höhere Sensitivität gegenüber Sedativa ( ▶ [123], ▶ [373]). Eine Verstärkung der Effekte ist auch bei Patienten mit einer Leberzirrhose zu beobachten.

Ein Plasmaspiegel von 1,6–6,4 ng/ml bewirkt in der Regel eine Anästhesie. Die Elimination ist geschlechtsabhängig ▶ [242], ohne dass die klinische Relevanz bisher geklärt werden konnte. Das Verteilungsvolumen ist hoch und die Elimination erfolgt mikrosomal in Leber, Dünndarm, Niere, Gehirn und Lunge durch Glucuronidierung. Die Metabolite werden anschließend zu 88% renal ausgeschieden.

Die Anschlagszeit von Propofol beträgt 30–40 s und hat folgende Auswirkungen:

Anxiolyse,

Amnesie,

Bewusstlosigkeit,

Reduktion des zerebralen Blutflusses,

Senkung des intrakraniellen Drucks,

Senkung der zerebralen Metabolisierungsrate und

Senkung der elektrischen Aktivität.

Subhypnotische Dosen wirken traumfördernd, euphorisierend und sexuell enthemmend.

Die Wirkung wird auf eine direkte und indirekte Aktivierung der inhibitorischen GABA-A-Rezeptoruntereinheiten mittels einer Verzögerung des Chloridkanalverschlusses zurückgeführt ▶ [70]. Des Weiteren verstärkt es die Wirkung der GABA-B-Rezeptoren, hemmt die NMDA-Rezeptoren und moduliert die Natrium- und Kalziumkanäle. Andere Wirkungen an Rezeptoren wurden experimentell nachgewiesen. Hierdurch reduziert Propofol die EEG-Aktivität bis hin zu einem Burst-Suppression-Muster bei hohen Dosierungen ▶ [360].

Propofol besitzt pro- und antikonvulsive Eigenschaften. Zusätzlich ist die Reflexdämpfung ausgeprägt, was zu einer guten Toleranz von supraglottischen Atemwegsmitteln führt und diagnostische Prozeduren, wie z.B. endoskopische Untersuchungen, erleichtert. Außerdem hemmt es den Barorezeptorreflex, wodurch eine Hypotension nicht effektiv durch eine Reflextachykardie beantwortet werden kann. Die ausgeprägte Hypotension entsteht durch eine Venodilatation und einer, bei hohen Dosierungen, negativen Inotropie. Hierfür scheint, neben der Sympathikolyse, auch gleichzeitig eine Blockade der spannungsabhängigen, myokardialen L-Kalziumkanäle verantwortlich zu sein ▶ [125]. Gleichzeitig konnte eine leichte Steigerung des pulmonalarteriellen Drucks und Widerstands, des PCWP (pulmocapillary Wedge Pressure), unter Verminderung des arteriellen Mitteldrucks, des Herzindex, der koronaren Perfusion und eines links- und rechtsventrikulären Schlagvolumenindexes nachgewiesen werden. Eine klinische Relevanz scheinen diese Wirkungen aber nicht zu haben ▶ [247]. Auch rhythmisierende Eigenschaften bei supraventrikulären Tachykardien werden Propofol zugeschrieben ▶ [447]. Zu guter Letzt zeigen Untersuchungen, dass Propofol den somatosensiblen Schmerz und den postoperativen Analgetikabedarf reduziert ( ▶ [236], ▶ [420]). Der Mechanismus ist aber noch nicht vollständig geklärt.

Nach Aussagen in der Fachinformation ist Propofol absolut kontraindiziert bei Soja- und Erdnussallergie. Außerdem sollten die Patienten bei Anwendung immer überwacht werden. Eine langfristige Sedierung kritisch kranker Patienten unter 16 Jahren (Auftreten eines Propofolinfusionssyndroms; PRIS), sowie die Anwendung von 2%igem Propofol bei Kindern unter 3 Jahren wird nicht empfohlen ▶ [123].

„Aber warum darf ich denn Propofol bei Kindern unter 3 Jahren nicht anwenden?“, fragt Dr. T.

Kontraindikationen

Die Datenlage zu Propofolgabe bei Früh- und Neugeborenen ist sehr gering. Untersuchungen bei dieser Patientengruppe zeigten eine erhebliche Reduzierung der Hirndurchblutung und Gewebsoxygenierung sowie eine gestationsabhängige Senkung des MAP ▶ [422]. Außerdem bestehen eine unvorhersehbare Akkumulation und Wirkdauer ( ▶ [6], ▶ [7], ▶ [8]). Aus diesen Gründen besteht keine Zulassung für diese Altersgruppe. Die Anwendung bei Kindern wurde dagegen hinreichend untersucht und als sicher erachtet ( ▶ [97], ▶ [123], ▶ [252], ▶ [268], ▶ [401]). Sie reduziert postoperative Übelkeit und Erbrechen (PONV) ▶ [343] und Agitationsstadien ▶ [208].

Bei schwangeren Patientinnen besteht eine Zulassung zur Allgemeinanästhesie. Aufgrund der plazentaren Vasodilatation und i.v. Hemmung der myometrialen Kontraktion sollte die Anwendung bei einer Sectio caesarea allerdings nicht erfolgen. In einer Studie aus dem Jahr 2009 zeigte die Anwendung von Propofol im Vergleich zu Thiopental einen signifikant niedrigeren APGAR-Score der Kinder und eine stärkere Hypotension der Mütter. Die Autoren empfehlen deshalb die Gabe von Thiopental ▶ [80]. In der Stillzeit empfiehlt der Hersteller eine 24 h-Stillpause, da Propofol in die Muttermilch übertritt. Da die Konzentration minimal und Propofol nur gering oral verfügbar ist, bewertet eine Untersuchung eine Stillpause als unnötig ▶ [297].

Die Anwendung von Propofol in der Traumatologie ist ohne Probleme möglich. Bei polytraumatisierten Patienten ist aber immer mit einer Hypovolämie zu rechnen, die durch die propofolinduzierte Vasodilatation noch verstärkt werden kann.

Des Weiteren besteht eine verstärkte Wirkung von Propofol, was durch den Proteinmangel erklärt wird. Nach Volumengabe bleibt dieser Effekt bestehen ▶ [411].

In der Kardiochirurgie ist die Studienlage zur Untersuchung der Präkonditionierung widersprüchlich ( ▶ [48],​▶ [129], ▶ [217]). Eine Metaanalyse kommt zu dem Schluss, dass für Sevofluran eine höhere myokardiale Protektion in der Bypasschirurgie besteht. Diese äußert sich postoperativ in einem höheren Herzindex, niedrigeren Troponinleveln, niedrigerer Infarktinzidenz und einem kürzeren Intensiv- und Krankenhausaufenthalt ▶ [470]. Eine weitere Metaanalyse aus 2008 bestätigt diese Ergebnisse nur teilweise ▶ [406].

In Bezug auf spezielle Erkrankungen kann folgendes zusammengefasst werden:

Bei der Porphyrie ist Propofol das Mittel der Wahl zur Induktion, aber nicht zur Dauertherapie.

Bei der malignen Hyperthermie ist Propofol keine Triggersubstanz.

Liegt eine Epilepsie vor, wird der Einsatz von Propofol kontrovers diskutiert. Einerseits wirkt es prokonvulsiv, anderseits ist es bei der Elektrokrampftherapie gleichwertig zu anderen Hypnotika und ist sogar zur Therapie eines therapieresistenten Status epilepticus zugelassen.

Bei Patienten mit einer Niereninsuffizienz besteht aufgrund der Hyperalbuminämie ein höheres Verteilungsvolumen. Außerdem ist mit einer verstärkten Propofolwirkung zu rechnen, die aber klinisch nicht relevant zu sein scheint. Es liegen keine Unterschiede in Anschlags-, Halbwerts- und Eliminationszeit vor. Niereninsuffiziente Patienten scheinen sogar bei gleichen Plasmaspiegeln wie gesunde Patienten früher zu erwachen ▶ [181]. Zur Sedierung zusammen mit Alfentanil wurde aber eine höhere Apnoerate festgestellt ▶ [228].

Eine Leberinsuffizienz wird durch Propofol nicht verstärkt. Eine Dosisreduktion sollte aber während der anhepatischen Phase einer Lebertransplantation aufgrund der verminderten Clearance stattfinden.

In den Anwenderhinweisen wird darauf hingewiesen, dass Propofol bei Ei-, Soja- und Nussallergikern kontraindiziert ist. Die Einschränkung ist bei Nussallergikern auf eine Kreuzallergie mit Soja zurückzuführen ▶ [139]. Eine niederländische Studie hält diese Kontraindikation aber für unangemessen ▶ [107].

Dr. T. gibt das Zeichen, Propofol zu verabreichen. Sofort verzieht die Patientin das Gesicht. „Ich habe das Lokalanästhetikum vergessen!“, sagt Pfleger Felix. „Das ist sehr unangenehm!“, sagt die Patientin. „Das geht gleich vorbei! Entspannen Sie sich. Es wird gleich im ganzen Arm warm werden und Sie werden immer müder. Tut uns leid für diese Unannehmlichkeit!“ Pfleger Felix nimmt die Injektion wieder auf.

Injektionsschmerzen

Der Injektionsschmerz tritt in bis zu 60% der Fälle auf. Eine Lösung aus lang- und mittelkettigen Triglyceriden löst den Schmerz seltener aus. Warum es zu einem Injektionsschmerz kommt, ist nicht genau geklärt. Man vermutet die Aktivierung von endothelialen Schmerzmediatoren, die durch die wässrige Phase der Emulsionstropfen ausgelöst wird ▶ [26]. Die vorherige Gabe eines Opioids senkt das Risiko auf 5% ab. Die Injektion in eine große Vene, wie z.B. in die Cubitalvene, senkt das Auftreten des Injektionsschmerzes ebenfalls. Werden die kleineren Venen verwendet (Handrücken), können eine venöse Stauung und die Gabe von Lidocain nach dem Prinzip einer i.v. Regionalen den Injektionsschmerz verhindern. Lidocain ist zur gleichzeitigen Verwendung mit Propofol zugelassen ▶ [123].

Gelangt Propofol paravasal, ist in der Regel nicht mit größeren Läsionen zu rechnen, auch wenn es einige Fallberichte zu ausgedehnten Nekrosen gibt. Eine intraarterielle Gabe hat meist ebenfalls keine Relevanz oder benötigt keine Therapie. Zusätzlich zu dem bekannten Injektionsschmerz kommt es zu einer Dilatation der Arterie mit anschließender vorübergehender Hyperämie. Fallberichte bestätigen tierexperimentelle Untersuchungen, dass weder Nekrosen noch endotheliale Schäden verursacht werden.

Cave

Nicht alle Lösungen dürfen mit Propofol gemischt werden!

Fazit

Propofol gehört seit Langem zu den meistgenutzten Anästhetika.

Nach Identifizierung der Grundsubstanz wurde lange nach einer geeigneten Trägerlösung gesucht, die heute aus einer Soja-Emulsion besteht.

Diese bildet mit Propofol eine Tropfenform, aus deren Innerem Propofol bei der i.v. Gabe freigesetzt wird.

Wird es freigesetzt, wird Propofol zu 97% an Plasmaproteine gebunden und in die verschiedenen Kompartimente umverteilt.

Bei vermindertem Proteingehalt verstärkt sich der Effekt von Propofol.

Zielrezeptoren sind GABA-A-, GABA-B- und NMDA-Rezeptoren.

Neben multiplen intraoperativen Wirkungen soll es auch den postoperativen somatosensiblen Schmerz hemmen und den Analgetikabedarf reduzieren.

Laut Fachinformationen ist Propofol bei Soja- oder Erdnussallergie kontraindiziert.

Bei Langzeitsedierung kann es zum Propofolinfusionssyndrom kommen.

Eine Kontraindikation besteht bei Früh- und Neugeborenen.

Bei Schwangeren darf Propofol verwendet werden, aber nicht zur Sectio, da es eine plazentäre Vasodilatation und eine myometriale Kontraktionshemmung hervorruft.

Bei Porphyrie, maligner Hyperthermie, Leber- und Niereninsuffizienz ist eine Anwendung unbedenklich.

3 Muskelrelaxanzien

Lars Holzer, Martin Bergold, Daniel Gill-Schuster

Langsam schließt die Patientin die Augen, sie zeigt keine Reaktion auf Schmerzreize und die Atmung setzt aus. Mit sanftem Druck übernimmt Dr. T. die Maskenbeatmung und nickt nach ein paar Hüben zufrieden. „Du kannst das Muskelrelaxanzium spritzen. Die Patientin ist gut mit der Maske zu ventilieren!“, sagt Dr. T. zu Felix. Dieser setzt die Spritze an und gibt langsam Mivacurium. Dr. T. startet die Stoppuhr am Narkosegerät, damit er weiß, wann 2 Minuten vorbei sind. „Die Funktion der motorischen Endplatte und die Wirkung der Muskelrelaxanzien ist ja gut erforscht“, sagt Dr. T. zu Lisa. „Du weißt bestimmt auch, dass es unterschiedliche Arten von Muskelrelaxanzien gibt. Jetzt erzähle ich dir mal ein bisschen was über diese Medikamentengruppe.“

Einleitung

Im 19. Jahrhundert entdeckte der französische Physiologe Claude Bernard die Wirkung des Pfeilgifts Curare. Er stellte fest, dass es eine schlaffe Lähmung der quergestreiften Muskulatur hervorruft. Ihm fiel aber auch auf, dass die Nervenleitfähigkeit erhalten und die Muskulatur direkt erregbar blieb ( ▶ [44], ▶ [45]). Es musste also eine Verbindung zwischen Nerv und Muskel geben, die wegen ihres Aussehens als „motorische Endplatte“ bezeichnet wurde. Da aufgrund des Aufbaus unterschiedliche Strukturen vorhanden und diese durch den synaptischen Spalt getrennt sind, kann keine direkte Übertragung eines Aktionspotenzials stattfinden. Der synaptische Spalt wird durch den Botenstoff Acetylcholin überwunden. Kommt ein Aktionspotenzial am Nervenende an, wird Acetylcholin ausgeschüttet, diffundiert über den 20-50 nm breiten Spalt hinweg und bindet auf der postsynaptischen Seite an die nikotinergen Rezeptoren. Die folgende Kaskade an Reaktionen führt zur Muskelkontraktion. Der synaptische Spalt befindet sich in der extrazellulären Matrix. Dadurch wird sichergestellt, dass Acetylcholin direkt an den Bestimmungsort diffundiert. Außerdem enthält die extrazelluläre Matrix das Enzym Acetylcholinesterase, das Acetylcholin spaltet und es damit wieder dem Kreislauf zugeführt. Die Hydrolisierungsrate der Esterase ist sehr hoch, so dass nur etwa 50% des Acetylcholins die postsynaptische Membran erreichen.

Auf der präsynaptischen Seite gibt es auch Rezeptoren für Acetylcholin. Diese dienen nach Bindung von Acetylcholin – im Sinne einer positiven Rückkopplung – der Produktion von Acetylcholin. Im Falle einer vermehrten Erregung ist so sichergestellt, dass genügend Acetylcholin vorhanden ist ▶ [124]. Hier erkennt man den ersten Unterschied zwischen nicht depolarisierenden und depolarisierenden Muskelrelaxanzien. Die nicht depolarisierenden Muskelrelaxanzien besetzen auch die präsynaptischen, nikotinergen Rezeptoren und unterbinden damit die positive Rückkopplung. Bei einer immerwährenden Impulsrate wird dadurch nicht mehr ausreichend Acetylcholin bereitgestellt. Dies kann man bei repetitiver Nervenstimulation erkennen, da es zu einem sog. Fading, einer Ermüdung, kommt. Wird eine Nervenstimulation mittels eines Train of four durchgeführt, fallen die Stimulationen nach der 1. Stimulation nur schwach aus. Es kann auch zu einer kompletten Blockade kommen, bei der alle Stimulationen wegfallen. Anders ist dies bei dem depolarisierenden Muskelrelaxanzium Succinylcholin, das nicht an die präsynaptischen Rezeptoren andockt. Hier sind alle Stimulationsantworten gleich erniedrigt und es kommt nicht zu einem Fading ▶ [196] ( ▶ Abb. 3.1).

Abb. 3.1 Vorgänge an der motorischen Endplatte.

„Das ist aber nicht der einzige Unterschied zwischen den verschiedenen Muskelrelaxanzien“, erklärt Dr. T.

Kompetitive Hemmung

Die nicht depolarisierenden Muskelrelaxanzien führen zu einer sog. kompetitiven Hemmung. Sie besetzen die Rezeptoren ohne eine intrinsische Aktivität hervorzurufen. Acetylcholin und Muskelrelaxans konkurrieren um den Rezeptor, so dass deren Bindungshäufigkeit durch die Konzentration und die Affinität zum Rezeptor bestimmt wird. Wenn z.B. die Konzentration des Muskelrelaxans sinkt, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Acetylcholin wieder am Rezeptor bindet. Nur etwa 10% der Rezeptoren müssen durch Acetylcholin besetzt werden, um eine Stimulation des Muskels auszulösen. Dies bedeutet, dass eine ausreichende Sicherheitsreserve besteht.

Man kann eine klinische Relaxierung erst ab einer Besetzung von 75% der Gesamtrezeptoren durch Muskelrelaxanzien klinisch erkennen. Eine vollständige Lähmung erreicht man erst, wenn 90% der Rezeptoren besetzt sind. Wenn man klinisch keinen Anhalt mehr für eine Relaxierung hat, bedeutet dies nicht, dass alle Rezeptoren frei von Muskelrelaxanzien sind ( ▶ Abb. 3.2).

Abb. 3.2 Konkurrenz des Muskelrelaxanziums mit Acetylcholin um die Rezeptorbindungsstellen.

„Auch wenn das jetzt sehr einfach ist, aber mir ist bekannt, dass bei Succinylcholin ein nicht kompetitiver Block vorliegt“, erwidert Lisa. „Richtig“, nickt Dr. T.

Nicht kompetitiver Block

Der nicht kompetitive Block ist folgendermaßen zu erklären: Das einzige in der Klinik verwendete, depolarisierende Muskelrelaxanzium ist Succinylcholin, das mit Acetylcholin um die Bindung an die nikotinergen Rezeptoren konkurriert. Da Succinylcholin einen partialagonistischen Effekt hat, kommt es nach der Bindung am Rezeptor zusammen mit einem 2. Succinylcholinmolekül oder mit einem Acteylcholinmolekül zu einer Überschreitung des Schwellenpotenzials und zu einer Kontraktion der (quergestreiften) Muskulatur. Dieser erste Vorgang wird auch „Phase-I-Block“ genannt und ist nicht antagonisierbar.

Ist Succinylcholin dann am Rezeptor gebunden, verhält es sich wie ein Antagonist. Wie oben bereits ausgeführt, wird Acetylcholin im synaptischen Spalt hydrolysiert. Succinylcholin dagegen muss wieder ins Plasma zurückdiffundieren und wird dort mittels der Pseudocholinesterase hydrolysiert. Dieser Vorgang dauert länger als die Hydrolysierung von Acetylcholin. Succinylcholin liegt deshalb in ausreichender Konzentration im synaptischen Spalt vor und kann repetitiv an den Rezeptor binden.

Wird Succinylcholin in hoher initialer Dosis repetitiv gegeben oder liegt ein Mangel der Pseudocholinesterase vor, kann es im Verlauf zum sog. „Phase-II-Block“ kommen. Die depolarisierende Blockade geht in einen nicht depolarisierenden Block über. Die muskelrelaxierende Wirkung beruht wahrscheinlich auf einer Inaktivierung der spannungsabhängigen Natriumkanäle und der Zunahme der Kaliumleitfähigkeit an den Membranen ▶ [197]. Die restliche Membran repolarisiert, was zu einer schlaffen Paralyse und einer Unerregbarkeit der Muskulatur führt. Der Muskel bleibt entspannt. Zusammen spricht man dann von einem „Dualblock“. Hier kann sogar bei repetitiver Nervenstimulation – wie bei nicht depolarisierenden Muskelrelaxanzien – ein Fading beobachtet werden.

Die Phase-II-Blockade ist komplett bzw. der Dualblock ist partiell durch Acetlycholinesterasehemmer antagonisierbar. Durch die entstehende hohe Konzentration an Acetylcholin wird wieder eine neuromuskuläre Signaltransduktion ermöglicht. Zu der Wirkstoffgruppe der Acetylcholinesterasehemmer gehört Neostigmin, nach dessen Gabe es zu einer Erhöhung des Parasympathikotonus kommt. Deshalb sollte immer zusätzlich Atropin in der Dosierung von 1:1 (0,5 mg Atropin und 0,5 mg Neostigmin) gegeben werden, um die Nebenwirkungen abzufangen. Aber Vorsicht: Werden die Cholinesteraseinhibitoren in einer tiefen neuromuskulären Blockade angewendet und somit die Acetylcholinkonzentration erhöht, verdrängt Acetylcholin das Muskelrelaxanzium aus den Rezeptoren und öffnet die Kanäle. Wenn noch Muskelrelaxanzien in hohen Konzentrationen im synaptischen Spalt vorliegen, können sie in die offenen Kanäle eindringen und diese länger blockieren, als dies bei der Bindung am Rezeptor der Fall gewesen wäre. Diesen Vorgang nennt man „Kanalblock“.

Cave

Antagonisierungsversuche sollten nicht in einer tiefen neuromuskulären Blockade stattfinden, da die Konzentration an Muskelrelaxanzien zu hoch und die Blockade auf unbestimmte Zeit verlängert werden kann (Kanalblock) ( ▶ Abb. 3.3).

Abb. 3.3 Phase-I- und Phase-II-Block.

„Seit einiger Zeit ist ein relativ neues Medikament auf dem Markt. Weißt du, welches ich meine? Es dient nicht als Muskelrelaxans, sondern als Antagonist. Obwohl Antagonismus der falsche Begriff ist. Man spricht eher von einer Reversierung“, sagt Dr. T. „Ich habe keine Ahnung, auf was du hinaus willst. Zur Antagonisierung haben wir das Neostigmin und Atropin. Ich kenne sonst nichts dergleichen“, antwortet Lisa. „Wir haben Mivacurium verwendet. Dafür ist es nicht geeignet, sondern es wirkt hauptsächlich gegen Rocuronium“, hilft Dr. T. weiter. Lisa überlegt, schüttelt aber dann den Kopf. „Nein, tut mir leid, ich stehe auf dem Schlauch.“ „Na gut, kein Problem, das bekommen wir hin. Ich rede von einem Medikament, das eine Kapsel um Rocuronium bildet und es damit unschädlich macht. Die Wirkung ist rasch, selbst aus einem tiefen Relaxierungsgrad heraus.“

Neuromuskuläre Restblockaden

Eine der Hauptkomplikationen nach einer Allgemeinanästhesie sind neuromuskuläre Restblockaden. Selbst unter Monitoring kann diese Komplikation nicht zu 100% vermieden werden. Die Inzidenz liegt bei ca. 57% ▶ [263]. Durch eine Restblockade steigt die Gefahr einer Muskelschwäche mit Hypoventilation ▶ [196], Schluckstörungen und Aspiration ▶ [119]. Infolgedessen steigt die Inzidenz für Atemwegerkrankungen, was v.a. bei älteren Patienten deletäre Folgen haben kann.

Wie oben bereits ausgeführt, kann die Antagonisierung einer Relaxierung nicht aus einer tiefen Blockade erfolgen. Eine Konzentrationserhöhung von Acetylcholin kann dagegen eine Restblockade aufheben. Ein weiterer Vorteil ist: Durch die Besetzung der Rezeptoren mit Acetylcholin steigt die Konzentration der Muskelrelaxanzien im synaptischen Spalt. Ein Konzentrationsgefälle für Muskelrelaxanzien weg vom Wirkort entsteht und der Abbau bzw. die Ausscheidung steigt an. Die Dosierung von Pyridostigmin oder Neostigmin zur Antagonisierung hängt von der Tiefe der neuromuskulären Restblockade, der gewünschten Geschwindigkeit und dem eigentlichen Erholungsintervall des Muskelrelaxans ab ▶ [344].

Beachtet werden muss jedoch, dass die indirekten Esteraseinhibitoren einen Ceiling-Effekt haben. Ist die Esterase komplett gehemmt, kann durch eine Dosissteigerung keine Verstärkung hervorgerufen werden. Mehr als alles geht eben nicht. Das bedeutet auch, dass bei einem Cannot-ventilate-cannot-intubate-Problem keine rasche muskuläre Erholung durch die Cholinesterasehemmer erreicht werden kann. Das Einsetzen der Spontanatmung erfolgt zu spät. Beruht die Restblockade zusätzlich auf einer Blockierung der präsynaptischen Rezeptoren, kann Kalzium die Synthese und Freisetzung von Acetylcholin präsynaptisch fördern. Der Antagonismus wird verstärkt.

Eine Besonderheit besteht bei Mivacurium: Der Abbau von Mivacurium erfolgt über die Plasmacholinesterase. Diese wird bei der Gabe von Cholinesterasehemmern ebenfalls gehemmt, d.h. nicht nur die Acetylcholinkonzentration steigt durch Hemmung der Cholinesterase an, sondern auch die Konzentration von Mivacurium bleibt konstant, da kein Abbau mehr stattfindet. Dass eine neuromuskuläre Erholung nach der Gabe von Esterasehemmern trotzdem funktioniert, liegt wahrscheinlich an der höheren Affinität zur Acetylcholinesterase im synaptischen Spalt. Die Plasmacholinesterase wird weniger gehemmt.

„Ok, das ist der normale Versuch der Antagonisierung. Aber jetzt erkläre mir bitte, wie das mit der Reversierung funktioniert. Ich kann mich wirklich nicht daran erinnern, etwas über diese Art von Medikamenten gelesen zu haben!“, drängt Lisa.

Sugammadex

Sugammadex gehört zu den steroidalen Muskelrelaxanzienkapsulatoren und ist der erste Vertreter dieser Substanzklasse. Es handelt sich um ein sog. Cyclodextrin, also ein zyklisches Oligosaccharid. Der Unterschied zwischen den einzelnen Substanzen besteht in der Anzahl der Glukoseuntereinheiten.

Die Cyclodextrine bilden eine Kapsel mit einem lipophilen Inneren und einem hydrophilen Äußeren. Innerhalb der Kapsel werden dann lipophile Substanzen aufgenommen und ein Transport dieser Moleküle in einer wässrigen Lösung wird möglich.

Sugammadex ist so aufgebaut, dass die zentral entstehende Kapsel groß genug ist, um Rocuronium und Vecuronium komplett aufzunehmen. Diesen Vorgang nennt man „Enkapsulierung“. Diese bewirkt eine komplette Inaktivierung der aufgenommenen Substanz. Die Kompatibilität muss also stimmen. In diesem Fall entsteht eine elektrostatische Interaktion zwischen den beiden Substanzen. Rocuronium und Vecuronium sind positiv, Sugammadex im inneren Kapselbereich dagegen negativ geladen.Relaxanzien vom Benzylisocholintyp (Cisatracurium) können wegen ihrer Molekülstruktur nicht von Sugammadex enkapsuliert werden ▶ [101].

Wie funktioniert jetzt die Enkapsulierung? Der Vorgang erfordert 2 Schritte. Im 1. Schritt werden zunächst alle freien intravasal vorliegenden Moleküle von Rocuronium oder Vecuronium enkapsuliert. Der 2. Schritt verläuft nach dem gleichen Prinzip wie die Antagonisierung mit Neostigmin. Durch den Konzentrationsabfall intravasal entsteht ein Gradient, der dazu führt, dass die extravasal befindlichen Moleküle nach intravasal diffundieren. Bei Neostigmin entsteht eine hohe Konzentration im synaptischen Spalt, so dass ebenfalls ein Gradient nach intravasal entsteht und die Moleküle von extra- nach intravasal diffundieren.Sind die Moleküle von Rocuronium oder Vecuronium nach intravasal diffundiert, dann werden sie von Sugammadex sofort abgefangen und enkapsuliert ( ▶ Abb. 3.4).

Um diese Verbindung in Zahlen darzustellen: Die sog. Assoziations-Dissoziations-Rate liegt vom Rocuronium-Sugammadex-Komplex bei 25 Mio.:1. Anders ausgedrückt: Sugammadex enkapsuliert 25 Millionen Mal Rocuronium. Gleichzeitig gibt es nur ein einziges Mal ein Rocuronium-Molekül wieder frei ▶ [344]. Die Assoziation von Sugammadex zu Vecuronium ist etwa um den Faktor 2,5 niedriger.

Ein wichtiger Punkt ist ebenfalls, dass die Funktion von Sugammadex temperatur- und pH-unabhängig ist. Interessant ist jedoch, dass der normale hepatische Abbauweg von Rocuronium und Vecuronium nach der Enkapsulierung komplett umgangen wird. Sugammadex schleust die beiden Muskelrelaxanzien an der Leber vorbei und die Ausscheidung erfolgt über die Nieren. Die Plasmaclearance entspricht deshalb der glomulären Filtrationsrate ▶ [344]. Da Rocuronium oder Vecuronium 1:1 inaktiviert werden, ist eine Dosisanpassung von Sugammadex notwendig. Diese orientiert sich an der Tiefe der neuromuskulären Blockade. Dies bedeutet, dass man nach einer direkten Einleitungsdosis des Muskelrelaxanziums eine höhere Dosis von Sugammadex geben muss, als wenn schon eine neuromuskuläre Erholung vorhanden ist ▶ [227]. Bei adäquater Dosierung beträgt die mittlere Erholungszeit auf eine TOF-Ratio von 0,9 im Schnitt 2 min.

„Kannst du dir bei dem pharmakologischen Mechanismus die Nebenwirkungen von Sugammadex vorstellen?“, fragt Dr. T. „Nun, so direkt kann ich mir nur vorstellen, dass es Interaktionen mit anderen Medikamenten geben kann. Auch wenn Sugammadex nicht mit anderen Muskelrelaxanzien interagiert, bedeutet das nicht, dass es keine Interaktionen mit anderen Medikamenten, die auf dem Markt sind, gibt.“, gibt Lisa entschlossen zur Antwort.

Sugammadex-Interaktionen

Im Verlauf der Zulassung wurde Sugammadex mit vielen anderen Medikamenten auf Interaktionen getestet. Die Testung erfolgte in vitro, tierexperimentell und anhand von Modellen ▶ [421]. Es wurden drei Medikamente identifiziert, die möglicherweise interagieren. Eines dieser Medikamente ist ein Östrogenrezeptormodulator (Toremifen), der in der Behandlung von Mammakarzinomen angewendet wird. Die anderen beiden gehören in die Gruppe der Antibiotika (Fusidinsäure und Flucloxacillin). Das Problem ist aber weiterhin, dass keine exakten Daten über die Wirkung von Sugammadex vorliegen. Die Gabe ist also individuell bei Patienten mit diesen Medikamenten zu treffen. Ggf. muss eine zusätzliche Dosis nach Behandlung mit Sugammadex verabreicht werden. Eine Absprache mit den behandelnden Kollegen ist zu empfehlen.

Eine Interaktion mit hormonellen Kontrazeptiva konnte ebenfalls nicht ausgeschlossen werden. Die Untersuchungen zeigen aber eine Affinität von Progesteron und Östrogenen zu Sugammadex ▶ [421]. Patientinnen mit entsprechender Kontrazeption sollten also nach der Gabe von Sugammadex darüber informiert werden, dass die zuletzt eingenommene Pille möglicherweise nicht wirkt.

Dagegen konnte eine Interaktion mit steroidalen Substanzen bis zu einer Sugammadex-Dosierung von 500 mg/kg KG/d ausgeschlossen werden ▶ [421].

Abb. 3.4 Funktionsweise von Sugammadex.

„Bleibt abschließend festzuhalten: Sollte eine neuromuskuläre Restblockade unerwartet lange anhalten, so sind die Ursachen abzuklären“, erklärt Dr. T. „Bei nicht depolarisierenden Muskelrelaxanzien muss an eine verzögerte Elimination oder an eine unbekannte neuromuskuläre Übertragungsstörung gedacht werden. Wird die Restblockade antagonisiert, muss der Patient postoperativ über einen längeren Zeitraum überwacht werden. Eine Rekurarisierung ist jederzeit wieder möglich. Bei Rocuronium und Vecuronium ist eine Reversierung mit Sugammadex möglich. Dagegen können bei Succinylcholin oder Mivacurium ein Plasmacholinesterasemangel oder eine atypische Plasmacholinesterase die Gründe für eine verlängerte Blockade sein. Eine Antagonisierung mit Cholinesterasehemmern ist damit ineffektiv. Vor einem Antagonisierungsversuch sollte Blut abgenommen werden, um die Aktivität der Plasmacholinesterase zu bestimmen.

Ok, jetzt haben wir die Einleitung geschafft. Wie sieht es mit der Narkoseaufrechterhaltung aus?“, fragt Dr. T. und freut sich, dass er bis jetzt so einen angenehmen Tag erleben durfte.

Fazit

Der Botenstoff an der motorischen Endplatte ist ACH.

Der Abbau von ACH erfolgt durch die Acetylcholinesterase.

Man unterscheidet depolarisierende und nicht depolarisierende Muskelrelaxanzien.

Die nicht depolarisierenden Muskelrelaxanzien üben eine sog. kompetitive Hemmung aus.

Erst wenn 75% aller nikotinergen Rezeptoren besetzt sind, erreicht man eine klinische Relaxierung durch ein Muskelrelaxanzium.

Die nicht kompetitive Hemmung wird von den depolarisierenden Muskelrelaxanzien hervorgerufen.

Succinylcholin hat partiellagonistische Effekte.

Es gibt bei Succinylcholin eine Phase-I- und eine Phase-II-Blockade.

Neostigmin gehört zu den Acetylcholinesterasehemmern und erhöht die Konzentration von ACH.

Die zu frühe Gabe von Neostigmin führt zu einer Kanal-Blockade.

Die Gabe von Sugammadex ist keine Antagonisierung, sondern eine Reversierung durch eine Kapselbildung um die Muskelrelaxanzien Rocuronium und Vecuronium (Enkapsulierung).

4 Volatile Anästhetika

Lars Holzer, Martin Bergold, Daniel Gill-Schuster

„Habt ihr denn noch gasförmige Inhalationsanästhetika oder nur dampfförmige? Das ist nämlich ein großer physikochemischer Unterschied. Zu den Gasen gehören Lachgas oder Xenon, zu den eigentlichen volatilen Anästhetika z.B. Desfluran und Sevofluran.“ Die Studentin scheint sich auch hier auszukennen. Dr. T. hat immer alle Inhalationsanästhetika mit dem Begriff der volatilen Anästhetika gleichgesetzt. „Äh ja. Wir nutzen in unserer Klinik nur volatile Anästhetika. In diesem Falle handelt es sich um Desfluran und Sevofluran. Es handelt sich um Äther-Derivate, die mit Fluor halogeniert sind. Desfluran unterscheidet sich vom Sevofluran durch die Substitution von Chlor durch Fluor am α-Äthyl-Kohlenstoff ▶ [344]. Sevofluran ist also ein fluorierter Methylpropyläther ohne asymmetrischen Kohlenstoff“, antwortet Dr. T. „Was erwartest du denn von einem Inhalationsanästhetikum?“, fragte er weiter. Er will sich jetzt nicht schon wieder die Butter vom Brot nehmen lassen.

Das ideale Inhalationsanästhetikum

Ein ideales Inhalationsanästhetikum besitzt folgende Eigenschaften:

Um die Sicherheit für den Anästhesisten zu gewährleisten, sollte es nicht brennbar oder explosiv sein, v.a. dann, wenn es mit Luft oder Sauerstoff in Verbindung gerät.

Am besten sollte eine Dosierung über ein einfaches System erfolgen.

Während der Lagerung sollte eine lange chemische Stabilität vorhanden sein - das Ganze natürlich ohne Konservierungsstoffe verbunden mit einer einfachen und kostengünstigen Herstellung.

Wird es dann verabreicht, sollte keine Reaktion mit den Materialien, also z.B. Atemgasschlauch oder CO2-Absorberkalk, stattfinden.

Es sollte gut steuerbar sein, mit schneller An- und Abflutung aufgrund einer niedrigen Blutlöslichkeit.

Da eine inhalative Einleitung ebenfalls möglich ist, sollte es geschmacks- und geruchslos sein und keine Irritation der Atemwege hervorrufen.

Zu guter Letzt sollte es natürlich nicht giftig sein, keine Nebenwirkungen auf innere Organe haben und nicht in Stoffe, die dem Körper schaden könnten, umgewandelt werden.

„So ein Inhalationsanästhetikum gibt es natürlich nicht! Leider“, sinniert Dr. T. „Was fällt dir denn an unseren Vaporen auf?“, fragt er die Studentin. „Sie haben 2 unterschiedliche Farben. Der Vapor für Sevofluran ist gelb und der für Desfluran ist blau. So sollen wahrscheinlich auch Verwechslungen vermieden werden“, antwortet sie. „Das ist richtig. Des Weiteren haben die beiden Verdampfer auch unterschiedliche Einfüllstutzen. Somit ist gewährleistet, dass nicht einfach jede Flasche an jedes System passt!“, führt Dr. T. weiter aus.

Siedepunkte

Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Inhalationsanästhetika ist der Siedepunkt. Der Siedepunkt von Sevofluran beträgt etwa 50°C. Durch einen speziellen Verdampfer muss es bei Zimmertemperatur in einen dampfförmigen Zustand gebracht werden. Dagegen liegt der Siedepunkt von Desfluran bei 22,8°C. Es wird deshalb in Spezialflaschen mit einer besonderen Einfüllvorrichtung unter Überdruck ausgeliefert. Eine Verdampfung erfolgt über ein spezielles System mit einer Heizung.

„Ich könnte die ganze Zeit meine kalten Hände am Verdampfer lassen. Er ist wegen der Heizung immer so schön warm“, sagt Lisa. Dr. T. hört im Moment leider nicht zu. Er ist damit beschäftigt, die Lagerung zu kontrollieren und seine Einstellungen zu überprüfen. Es scheint alles korrekt zu sein. „Gibt es bei Inhalationsanästhetika auch andere physikalische Eigenschaften?“, fragt er unvermittelt.

Dampfdruck

Der Dampfdruck ist eine weitere physikalische Eigenschaft von Flüssigkeiten, also nicht nur von Inhalationsanästhetika. Flüssigkeiten verdampfen kurz vor dem Siedepunkt. Ist ein vollständiges Äquilibrium zwischen der flüssigen und der dampfförmigen Phase erreicht und findet es in einem geschlossenen Raum statt, so kann man einen Druck messen. Dieser Druck entspricht dem Dampfdruck, der nur temperaturabhängig ist. Die Konzentration der Substanz in der gasförmigen Phase bezeichnet man als Sättigungskonzentration. Also ist zu beachten: Je höher die Temperatur, desto höher der Dampfdruck, desto höher die Sättigungskonzentration. Ein Inhalationsanästhetikum hat einen spezifischen Dampfdruck mit passender Sättigungskonzentration. Deshalb braucht man spezielle und für das Anästhetikum kalibrierte Verdampfer. Nur so ist eine korrekte Dosierung gewährleistet.

„Und wie kann man die Wirkung eines Inhalationsanästhetikums beschreiben?“, fragt Dr. T. „Man kann verschiedene Wirkungen an Organen feststellen, aber der genaue Wirkmechanismus ist noch nicht bekannt“ beantwortet Lisa die Frage.

Wirkmechanismus

Tatsächlich. Der genaue Wirkmechanismus eines Inhalationsanästhetikums ist nicht bekannt. Man weiß, dass diese Anästhetika eine reversible Bewusstlosigkeit hervorrufen und dass Analgesie und Muskelrelaxation bei den bekannten Substanzen unterschiedlich ausgeprägt ist. Da aber v.a. strukturelle Unterschiede zwischen den einzelnen Substanzen bestehen, geht man davon aus, dass auch an unterschiedlichen Orten eine Wirkung hervorgerufen wird.

Es werden unterschiedliche Mechanismen diskutiert. Als einen Wirkfaktor vermutet man eine Membranlipidwirkung. Man weiß, dass eine lineare Korrelation zwischen der anästhetischen Potenz und der Lipidlöslichkeit besteht. Diese Beziehung wird in der sog. Meyer-Overton-Regel beschrieben. Inhalationsanästhetika könnten eine Veränderung an der Lipidmembran hervorrufen, da sie lipophile Wirkungsorte bevorzugen.

Eine weitere Wirkung könnte an Membranproteinen stattfinden. Dieser Effekt wird durch die Beobachtung der Stereoselektivität vermutet ▶ [132]. Es könnte also eine direkte Bindung an Membranproteine stattfinden, Einfluss auf einen Kanal genommen oder eine Wirkung über einen Second Messenger hervorgerufen werden.

Als 3. Möglichkeit ist eine Wirkung an den Nerven und hier v.a. an den Synapsen denkbar. Unterschieden werden muss hier die prä- und postsynaptische Wirkung. So sind z.B. eine Amplitudenverringerung der Aktionspotenziale, Veränderungen in der Freisetzung und Wiederaufnahme von Transmittern oder eine verstärkte/verminderte Wirkung eines Neurotransmitters beschrieben. Die inhibitorische Wirkung von GABA am GABA-A-Rezeptor oder von Glycin an seinem Rezeptor wird verstärkt ▶ [267]. Die Wirkung der exzitatorischen Neurotransmitter Glutamat oder Acetylcholin wird dagegen durch eine verminderte präsynaptische Freisetzung oder durch eine Blockade der Rezeptoren reduziert ( ▶ [114], ▶ [209], ▶ [328], ▶ [364], ▶ [383], ▶ [468]).

„Ok, das Thema ist mir zu komplex, dass sollte ich noch einmal in einem großen Lehrbuch nachlesen. Widmen wir uns doch mal wieder den praktischen Dingen. Für was steht die MAC?“, fragt Dr. T. „MAC steht für die minimale alveoläre Konzentration und wird als Näherung für die zerebrale Konzentration herangezogen. Das bedeutet, dass man den alveolären Partialdruck als indirektes Maß für die zerebrale Konzentration nimmt“, antwortet die Studentin.

Partialdruck

Diese Annahme funktioniert aber nur, wenn man davon ausgeht, dass die Partialdrücke alveolär und zerebral im Gleichgewichtszustand identisch sind. Denn über den Ausgleich der Partialdrücke erfolgt zunächst die Aufnahme pulmonal und im Verlauf dann auch zerebral. Die MAC wurde eingeführt, um anästhetische Potenzen eines Inhalationsanästhetikums miteinander vergleichen zu können.

Der MAC 50 beschreibt also folgendes: Es ist die alveoläre Konzentration eines Inhalationsanästhetikums, bei der 50% der Patienten keine Abwehrbewegungen auf einen definierten Schmerzreiz mehr durchführen. Dieser Schmerzreiz kann z.B. eine Hautinzision sein. Das heißt auch, je geringer der MAC-Wert, desto potenter ist das Inhalationsanästhetikum.

„Also ein ganz einfaches System“, sagt Dr. T. „Ich kenne den MAC-Wert für meine volatilen Anästhetika und stelle sie am Verdampfer ein. Somit brauche ich mir keine Gedanken mehr über das weitere Vorgehen zu machen, denn wenn ich den MAC von 1 einstelle, müssten ja 100% aller Patienten nicht mehr auf einen Schmerzreiz reagieren. Gar nicht schlecht. Von der Warte aus habe ich mir das noch nie angeschaut.“

Minimale alveoläre Konzentration (MAC)

Wenn es nur so einfach wäre. Eigentlich dient der MAC-Wert als Orientierungshilfe. Der Patient und die Dosis des Inhalationsanästhetikums, die er benötigt, bleiben wie immer individuell und müssen ggf. den Operationsgegebenheiten angepasst werden. Außerdem ist der MAC-Wert auch von anderen Gegebenheiten beinflussbar. Faktoren, die die benötigte MAC vermindern, sind:

zunehmendes Lebensalter

Schwangerschaft

Hypothermie

Hypotension

ausgeprägte Hypoxie

Anämie

Hyponatriämie

Natürlich wird die MAC innerhalb der Nutzung einer balancierten Anästhesie ebenfalls erniedrigt. Die Kombination mit zentralwirksamen Medikamenten wie Opioiden oder Sedativa ermöglichen eine niedrigere MAC.

Die Gegenteile der o.g. Faktoren wiederum erhöhen die MAC:

Säuglings- oder Kleinkindalter

erhöhte Temperatur

Hypernatriämie

chronischer Alkoholabusus

Es gibt aber auch Faktoren, die keinen Einfluss auf die MAC haben. Dazu gehören:

Geschlecht

Größe

Gewicht

Narkosedauer

„Also muss man doch alles irgendwie noch individuell berechnen. Ich habe aber in einem Buch mal etwas über eine sog. ‚MAC Awake‘ gelesen. Ich glaube es gibt noch weitere Definitionen der minimalen alveolären Konzentration“, sagt Lisa.

MAC-Werte

Diese MAC-Werte sind eingeführt worden, um die Anästhesietiefe besser an die jeweiligen Stimuli anzupassen:

Neben der MAC 50 ist die MAC 95 definiert als die MAC, bei der 95% der Patienten nicht mehr auf einen Stimulus, in diesem Fall den Hautschnitt, reagieren.

Als MAC EI 50 und 95 werden MAC-Werte bezeichnet, bei der 50% bzw. 95% der Patienten auf eine endotracheale Intubation nicht mehr mit Abwehrbewegungen oder Husten reagieren. Die MAC EI 50 liegt um den Faktor 1,5 höher als die MAC 50.

Die als MAC BAR bezeichnete Definition bedeutet eine Blockade adreneger (kardiovaskulärer) Reaktionen auf eine Hautinzision. Auch hier gibt es die Aufteilung MAC BAR 50 und 95. Die MAC BAR 50 liegt ebenfalls höher als die eigentliche Definition MAC 50.

Der als MAC Awake bezeichnete Wert definiert die Konzentration, bei der 50% der Patienten die Augen auf Ansprache öffnen. Er beträgt etwa die Hälfte der MAC 50.

„Und wie erhalte ich jetzt am besten eine ausreichende MAC?“, fragt Dr. T., der mal wieder beeindruckt von der Studentin und ihrem Wissen ist. Oder eher wegen der Feststellung seiner doch vorhandenen Wissenslücken?

Konzentration eines Inhalationsanästhetikums

Die Inhalationsanästhetika werden den Atemgasen in der Beatmungsmaschine zugemischt und vom Patienten über die Lunge aufgenommen. Der Übertritt in die Blutbahn erfolgt per Diffusion bis der Partialdruck in der Blutbahn sich dem alveolären angeglichen hat.

Im Blut physikalisch gelöst erreichen die Inhalationsanästhetika das zentrale Nervensystem und andere Gewebe. Auch hier erfolgt die Aufnahme mittels Diffusion in die einzelnen Gewebe bis die Partialdrücke angeglichen sind. Der Partialdruck im zentralen Nervensystem ist für die Narkosetiefe entscheidend.

Wenn man die unterschiedlichen Partialdrücke an den einzelnen Stationen in der Beatmungsmaschine und im Patienten misst, so erhält man den höchsten Partialdruck am Verdampfer. Von da an nimmt er immer weiter ab. Er ist in der Inspirationsluft schon deutlich niedriger und sinkt alveolär und arteriell bis zum zentralen Nervensystem weiter. Um einen raschen Anstieg des Partialdrucks im zentralen Nervensystem zu erreichen, hat man folgende Möglichkeiten:

Man erhöht den Frischgasfluss. So erreicht das Inhalationsanästhetikum schneller die Alveolen.

Umgekehrt muss man bei einem niedrigen Frischgasfluss eine höhere Konzentration am Verdampfer einstellen, um eine definierte Konzentration des Anästhetikums zu erreichen.

Gleichzeitig besteht ein Konzentrationseffekt. Erfolgt eine rasche Diffusion des Inhalationsanästhetikums aus den Alveolen ins Blut, so wird das Volumen der Alveolen kleiner und das noch vorhandene Gas wird konzentriert. Das schon diffundierte Anästhetikum hinterlässt sozusagen ein Loch, das rasch durch nachströmendes Narkosegas gefüllt wird. Es fließt zusätzlich Narkosegas in die Alveolen und beschleunigt damit den Ausgleich der Partialdrücke. Je höher die inspiratorische Konzentration, desto schneller erfolgt der Anstieg der alveolären Konzentration. Besonders ausgeprägt ist der Konzentrationseffekt bei Inhalationsanästhetika mit einer hohen Blutlöslichkeit.

Da das Anästhetikum kontinuierlich aus dem Blut in die verschiedenen Gewebe abgeben wird, wird der Partialdruck immer wieder erniedrigt. Ein Äquilibrationszustand wird erst erreicht, wenn alle Gewebe gesättigt sind, also keine Partialdruckdifferenzen mehr bestehen. Ist dieser Zustand erreicht, wird kein Inhalationsanästhetikum mehr im Körper aufgenommen.

Ein weiterer wichtiger Punkt sind die sog. Verteilungskoeffizienten. Allen voran der Blut-Gas-Verteilungskoeffizient, der die Blutlöslichkeit beschreibt. Ist die Blutlöslichkeit hoch, so wird ein Inhalationsanästhetikum rasch im Blut aufgenommen und gespeichert. Dies bedeutet aber, dass der alveoläre Partialdruck sich dem inspiratorischen Partialdruck nur sehr langsam annähert. Damit nähert sich der Partialdruck im zentralen Nervensystem nur sehr langsam dem Partialdruck in den Alveolen – es braucht länger um eine Narkose zu vertiefen. Ebenso verhält es sich dann auch in der Ausleitungsphase, da das Inhalationsanästhetikum nur langsam aus dem Blut wieder in die Alveolen aufgenommen wird. Der Partialdruck im zentralen Nervensystem fällt nur langsam ab. Eine hohe Blutlöslichkeit bedeutet also einen hohen Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten und eine langsamere Ein- und Ausleitung.

Die fluorierten Inhalationsanästhetika besitzen die geringste Blutlöslichkeit. Desfluran und Sevofluran ermöglichen ein schnelleres Anfluten im Vergleich zu Isofluran, Enfluran oder Halothan ( ▶ [78], ▶ [473], ▶ [474]).

Weitere Vorgänge, die die Konzentration eines Inhalationsanästhetikums beeinflussen, sind:

Steigerung der alveolären Ventilation: Der Partialdruckausgleich zwischen Alveolen und Inspirationsluft erfolgt schneller.

Eine erniedrige funktionelle Residualkapazität, z.B. bei Schwangerschaft oder Adipositas, ermöglicht ebenfalls einen schnelleren Ausgleich.

Ein gestörtes Ventilations-Perfusions-Verhältnis, z.B. ein vermehrter Rechts-links-Shunt bei Atelektasen, verzögert dagegen die Anflutung.

Das Herzzeitvolumen spielt nur eine geringe Rolle, auch wenn z.B. ein erhöhtes Herzzeitvolumen das Inhalationsanästhetikum schneller zu den Geweben transportiert.

„Die gleichen Gegebenheiten gelten übrigens auch für die Elimination eines Inhalationsanästhetikums“, sagt Dr. T.

Aufwachzeit

Im Gegensatz zur Einleitung wird die Aufwachzeit von dem Abfall des Partialdruckes im zentralen Nervensystem bestimmt. Wird dem Patienten kein Anästhetikum mehr zugeführt, dann diffundiert es aus den Geweben wieder zurück ins Blut und folgt der Partialdruckdifferenz in die Alveolen. Eine Elimination via Leber oder Niere spielen nur eine untergeordnete Rolle.

Die Anästhetika mit einer geringen Blutlöslichkeit wie Desfluran oder Sevofluran fluten am schnellsten ab ( ▶ [78], ▶ [473], ▶ [474]). Eine weitere Rolle spielt die alveoläre Ventilation. Ein besonders hoher Frischgasflow erhöht die Elimination, weil das Inhalationsgas mit dem Frischgas vermischt wird und somit den alveolären Partialdruck senkt. Damit steigt die Partialdruckdifferenz zwischen Blut und Alveolen, die Diffusion erhöht sich und die Aufwachzeit wird verkürzt.

Nach dem initialen, schnellen Abfluten folgt eine Phase der langsamen Elimination, die nicht von der alveolären Ventilation, sondern v.a. von der Narkosedauer und den Blutlöslichkeitskoeffizienten abhängig ist. Die Narkosedauer spielt deshalb eine Rolle, da sich bei längerer Dauer das Anästhetikum in Muskel- und Fettgewebe in großen Mengen anreichert und die Entleerung dieser Speicher die Aufwachzeit verzögert.

Vorsicht ist bei Narkosegasen mit einem sehr niedrigen Blutlöslichkeitskoeffizienten wie Lachgas oder Xenon geboten. Bei diesen kann es zu einer sog. Diffusionshypoxie kommen. Dieser Effekt verläuft folgendermaßen: Durch die Unterbrechung der Zufuhr sinkt die alveoläre Konzentration rasch ab. Aufgrund des Konzentrationsgefälles diffundiert das Gas aus dem Blut sehr schnell in die Alveolen und verdünnt dort die Sauerstoffkonzentration. Es kann zur Hypoxie kommen. Deshalb sollte zur Ausleitung immer eine hohe O2-Konzentration angeboten werden, auch bei Inhalationsanästhetika mit niedrigeren Blutlöslichkeitskoeffizienten wie Desfluran oder Sevofluran.

„Wir kommen bald zum Ende. Noch ca. 2 Minuten!“, ruft der Urologe über das Tuch. „Sorry mein Fehler, ich habe mal wieder vergessen, Bescheid zu sagen!“