Рекомендуем ознакомиться: План мероприятий на 2021 год

Корнюшенков Е.А.

Клиника экспериментальной терапии НИИ клинической онкологии РОНЦ имени Н.Н. Блохина РАМН, Ветеринарная клиника «Биоконтроль», Анестезиологическое ветеринарное общество – ВИТАР.

Анестезия при нейрохирургических операциях – одно из наиболее сложных разделов анестезиологии, что обусловлено следующими факторами:

  1. Поражение ЦНС нарушает естественные защитные механизмы и механизмы регуляции функций жизненно важных органов и систем. Еще до операции могут наблюдаться тяжелые поражения: дегидратация и отек легких, при поражение гипатоламо-гипофизарной системы; эпистатус, при поражении соответствующих отделов коры, подкорки и ствола мозга; неуправляемая гипотония и как следствие полиорганная недостаточность, при спинальных повреждениях.
  2. Очень часто состояние животных ухудшается под влиянием ятрогенных факторов: дегидратационная терапия, проводимая для борьбы с отеком мозга, пртивосудорожная терапия и т.д.

Для анестезиологического обеспечения нейрохирургических операций необходимо знание физиологии ЦНС. Многие анестетики оказывают значительное воздействие ( как нежелательное, так и благоприятное) на метаболизм мозга, мозговой кровоток, образование и всасывание цереброспинальной жидкости, объем внутричерепного содержимого и внутричерепное давление.

Физиология ЦНС

Метаболизм мозга

В покое мозг получает до 20 % получаемого организмом кислорода. Главный потребитель энергии в мозге – это фермент АТФ–аза, поддерживающий электрическую активность нейронов. Потребность мозга в кислороде по сравнению с другими органами чрезвычайно велика, а запасов кислорода в нем нет. Если кровь не поступает в мозг в течение 10 с., напряжение кислорода падает и животное теряет сознание. Если мозговой кровоток не восстанавливается в течение 3-8 минут, то запасы АТФ истощаются, и возникает необратимое повреждение нейронов. Наиболее чувствительные к гипоксии нейроны гиппокампа и мозжечка.

Нейроны обеспечиваются энергией преимущественно за счет утилизации глюкозы. В ЦНС почти вся глюкоза подвергается аэробному распаду, поэтому потребление кислорода и потребление глюкозы изменяются параллельно. При голодании главным источником энергии для мозга становятся кетоновые тела, ацетоацетат и бета — гидроксибутират. Хотя мозг способен поглощать из крови молочную кислоту, ее метаболизм не играет значительной роли в энергетическом обеспечении. Не меньше чем гипоксия, опасна для мозга острая гипогликемия. Исследования Cottrell J. E., Smith D. S. выявили парадоксальное явление: при тотальной ишемии мозга гипергликемия способствует внутриклеточному ацидозу и усугубляет повреждение нейронов.

Мозговой кровоток

Мозг составляет лишь 2% общей массы, получается около 15 % сердечного выброса. Данное соотношение отражает высокий уровень метаболизма мозга. Регионарный мозговой кровоток (МК) зависит от уровня метаболизма и значительно увеличивается при возрастание уровня потребления мозгом кислорода.

Изменения мозгового кровотока происходит параллельно с изменениями парциального давления углекислого газа (РаСо2). Увеличение РаСо2, удваивает МК, тогда как снижение РаСо2 уменьшает его наполовину.

Температура тела

Гипотермия снижает мозговой кровоток, в то время как гипертермия оказывает обратное действие. Снижение температуры приводит к уменьшению метаболизма, при этом возрастает резистентность сосудов и уменьшается мозговой кровоток, соответственно уменьшается венозное и ликворное давление. Снижение температуры тела на 1 градус, снижает уровень метаболизма на 7-8 %, соответственно и снижается потребление мозгом кислорода. При температуре 30 градусов, снижается потребление кислорода мозгом на 50%. Уменьшение скорости метаболических процессов при гипотермии тормозит начальные компоненты ишемических реакций, способствует сохранению запасов АТФ.

Вязкость крови

У здоровых животных вязкость крови не оказывает значительного влияния на МК. Вязкость крови в наибольшей степени зависит от гематокрита. Поэтому снижение гематокрита уменьшает вязкость и увеличивает МК. Снижение гематокрита уменьшает кислородную емкость крови и, соответственно, доставку кислорода. Высокий гематокрит увеличивает вязкость крови и снижает МК. Исследования показали, что для лучшей доставки кислорода к мозгу гематокрит должен составлять 30 – 35 %.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

Между эндотелиальными клетками мозговых сосудов практически отсутствуют поры. Малочисленные поры – основная морфологическая особенность ГЭБ. Липидный барьер проницаем для жирорастворимых веществ, но значительно ограничивает проникновение ионизированных частиц и крупных молекул. Т.о., проницаемость ГЭБ для молекулы какого – либо вещества зависит от ее размера, заряда, липофильности и степени связывания с белками крови. Углекислый газ, кислород и липофильные вещества (к которым относят большинство анестетиков) легко проходят ГЭБ, в то время как для большинства ионов, белков и крупных молекул (например, меннитола) он практически непроницаем.

Вода свободно проникает через ГЭБ по механизму объемного тока, а перемещение даже небольших ионов затруднено. В результате быстрые изменения концентрации электролитов плазмы (а также осмолярность) вызывают переходящий осмотический градиент между плазмой и мозгом. Остро возникшая гипертоничность плазмы приводит к перемещению воды из вещества мозга в кровь. При острой гипотоничности, наоборот происходит перемещение воды из крови в вещество мозга. Следовательно, значительные нарушения концентрации натрия и глюкозы в плазме нужно устранять немедленно.

Целостность ГЭБ нарушают тяжелая артериальная гипертензия, опухоли мозга, черепно-мозговые травмы, выраженная гиперкапния, гипоксия, устойчивая судорожная активность.

Влияние анестетиков на ЦНС

Большое количество анестетиков благоприятно влияют на ЦНС, снижая биоэлектрическую активность мозга. Катаболизм углеводов уменьшается, в то время как запасы энергии в виде АТФ, АДФ и фосфокреатина возрастают. Оценить эффект отдельного препарата очень сложно, потому что на него накладывается действие других средств, хирургическая стимуляция, растяжимость внутричерепной системы, АД и РаСо2. Например, гипокапния и предварительное введение тиопентала или пропофола предотвращают увеличение ВЧД и МК при использовании кетамина или ингаляционных анестетиков. В таблице 1 можно оценить и сравнить влияние анестетиков на ЦНС.

Таблица 1. Влияние анестетиков на нейрофизиологию мозга.

АнестетикМетаболизм мозгаМКОбразование ЦСЖДилатация мозговых сосудовВЧД
Галотан++++Да++
Изофлюран— — —++ / —Да+
Севофлюран— —+?Да++
Десфлюран— —++Да+
Закись азота++ / —?+
Барбитураты— — — —+ / —Нет— — —
Пропофол— — —?Нет— —
Бензодиазепины— —+ / —Нет
Кетамин+ / —+++ / —Да++
u — опиоиды+ / —+ / —+ / —Нет+ / —

+ — увеличение.
— — уменьшение.
+ / — — изменений нет, или таковые незначительно.
? – неизвестно.

Как видно из таблицы галотан, изофлюран, севофлюран и десфлюран обладают прямым сосудорасширяющим действием, увеличивают МК, что выражается в увеличение ВЧД.

Закись азота влияет на ЦНС умеренно, ее эффекты легко устраняются с помощью других средств и гипервентиляции.

Неингаляционные анестетики

Все ингаляционные анестетики, кроме кетамина, снижают метаболизм мозга и МК или не влияют на эти параметры. Барбитураты, пропофол и бензодиазепины снижают МК, а также уровень потребления мозгом кислорода. Опиоиды минимально влияют на эти параметры (исключением является буторфанол, который незначительно повышает ВЧД).

Действие миорелаксантов на ЦНС

Миорелаксанты действуют на ЦНС опосредовано. Они вызывают расширение сосудов мозга (в следствии высвобождение гистамина) и повышают АД, что приводит к увеличению ВЧД. С другой стороны, миорелаксанты могут вызывать артериальную гипотонию (в следствии блокады вегетативных ганглиев), что приводит к уменьшению центрального перфузионного давления. Адекватная доза тиопентала или пропофола и гипервентиляция существенно уменьшают выраженность объема ВЧД при применении сукцинилхолина. При длительном апноэ возникает гиперкапния и гипоксия, которая также приводит к значительному подъему ВЧД.

Защита мозга от ишемии

Из–за высокой потребности в кислороде и глюкозе мозг чрезвычайно чувствителен к ишемии. Нарушение перфузии мозга, гипогликемия и гипоксия быстро вызывают повреждение нейронов; снижение перфузии, помимо того, приводит к накоплению токсических продуктов обмена. Если РаО2, МК и уровень глюкозы в крови не нормализуется в течение 3-8 минут, то запасы АТФ истощаются и наступает необратимое повреждение мозга.

При ишемии особое значение имеет состояние водно-электролитного баланса. Так, например, увеличение внутриклеточной концентрации кальция осуществляется в результате следующих процессов: фосфолипаза 2 из-за недостатка кислорода и глюкозы не способна перемещать иона кальция из цитозоля наружу или во внутриклеточные цистерны. Устойчивое увеличение внутриклеточной концентрации кальция активирует липазы и протеазы, что влечет за собой структурное повреждение нейронов. Фосфолипаза 2 также воздействует на фосфолипиды клеточных мембран, вызывая высвобождение арахидоновой кислоты, окисление которой приводит к образованию простагландинов и лейкотриенов. Они увеличивают проницаемость гематоэнцефалического барьера для макромолекул и воды, что способствует развитию отека мозга.

Антиишемические средства

Антагонисты кальция нимодипин показан при ишемии вызванной черепно-мозговой травмой или субарахноидальным кровоизлиянием. Этот препарат расширяет мозговые сосуды и улучшает кровообращение в пораженных участках мозга. Его вводят в/в капельно 0.1-0.5 мг/час до 10 мг/сутки.

Для блокады натриевых каналов и уменьшения, таким образом, отека мозга можно использовать лидокаин. В невысоких концентрациях (0,5-1,0 мг/кг) он не блокирует электрическую активность мозга и защищает его от гипоксии.

Циркуляторно-метаболические нарушения, возникающие через 2-8 ч после травмы спинного или головного мозга способствующие развитию отека мозга, являются следствием активации перекисного окисления липидов. Для защиты нервных клеток от свободных радикалов используют, мексидол 50-200 мг/жив. 2 раза в день, либо эмицидин 1мл/10 кг. Эти препараты активируют микроциркуляцию, ликвидируют тканевую гипоксию и ускоряют репаротивные процессы.

Отек мозга

Повышение содержания воды в мозге может быть обусловлено несколькими механизмами. Чаще всего вазогенный отек, вызванный увеличением проницаемости ГЭБ. Причиной вазогенного отека могут быть воспалительные заболевания мозга, механические повреждения, опухоли мозга, артериальная гипертония. При гидроцефалии цереброспинальная жидкость распространяется в межклеточное пространство мозга, вызывая интерстициальный отек. При метаболических расстройствах (гипоксия, системная ишемия), нарушается активный транспорт натрия из клетки в интерстициальную жидкость, что приводит к прогрессирующему набуханию клеток мозга (цитотоксический отек).

Лечение

Лечение отека мозга должно быть направленно на ликвидацию причины. Вазогенный отек возникающий при опухоли мозга успешно лечится кортикостероидами в дозе 15-30 мг/кг. При введении диуретиков ВЧД уменьшается благодаря уменьшению внутриклеточной жидкости из здоровой ткани мозга.

Маннитол (1-2 г/кг) значительно снижает ВЧД, действие его наступает быстро. Повышая осмолярность плазмы, он вызывает осмотический диурез. Главный побочный эффект – это увеличение ОЦК, что при нарушении функции сердца и почек чревато отеком легких.

Петлевые диуретики (фуросемид 1-4 мг/кг) также используются для лечения отека мозга, хотя их действие по сравнению с таковым у осмодиуретиков выражено слабее и развивается медленнее. У петлевых диуретиков есть дополнительное положительное свойство, они подавляют образование ЦСЖ. На наш взгляд целесообразно использовать маннитол в сочетании с фуросемидом (синергизм). Отрицательными моментами этого синергизма является гипотония и гипокалиемия.

Эффективным средством борьбы с отеком мозга является искусственная вентиляция легких (ИВЛ) в режиме гипервентиляции. Гипокапния, возникающая при этом, вызывает спазм сосудов в здоровых отделах мозга с сохраненной регуляцией, что улучшает кровообращение в поврежденных участках, где ауторегуляция нарушена. Во время гипервентиляции снижается образование ЦСЖ, возникает гипокапния, а также повышается сатурация, что говорит об адекватной оксигенации.

Гипертонические солевые растворы оказывают благоприятное действие на пациентов с черепно-мозговой травмой, так как они снижают ВЧД и могут улучшить регионарный мозговой кровоток. Гипертонические солевые растворы эстрагируют жидкость из мозговой ткани подобно тому, как это делают другие гиперосмолярные растворы (например, маннитол). По всей видимости, в скором времени гипертонические солевые растворы будут включены в стандартные протоколы проведения интенсивной терапии. Гипертонические солевые растворы увеличивают концентрацию натрия в плазме, поэтому вопрос о целесообразности их использования все еще остается открытым.

Материалы и методы

Нами были проанализированы 32 случая проведения нейрохирургических операций на базе Клиники экспериментальной терапии НИИ клинической онкологии РОНЦ имени Н.Н. Блохина РАМН с Ветеринарной клиникой «Биоконтроль». 2 (6.3%) животным с гидроцефалией, было выполнено шунтирование желудочков головного мозга, 9(28.1%) собак были прооперированны по поводу опухолей позвоночного столба и спинного мозга, 5 (15.6%) животных по поводу перелома позвоночника и 16 (50%) собак были прооперированы по поводу грыжи межпозвонкового диска. Возраст животных составлял от 1 до 12 лет. В качестве основного анестетика и вводной анестезии всем пациентам использовали пропофол, по методике тотальной внутривенной анестезии. Во время операции пропофол разводили в 5 % глюкозе в соотношении 1: 5, 1: 10. В качестве дополнительных препаратов использовали диазепам, фентанил и кетамин в стандартных дозах. 32 животных были случайно разделены на 2 группы. 21 ( 65.6%) операция проводилось с использованием ИВЛ в режиме гипервентиляции, 11 (34.4%) операций проходило при спонтанном дыхание. Во время операции осуществлялся мониторинг (Propaq, США) а именно: ЭКГ, ЧД, неинвазивное АД, Термометрия, SрО2, Диурез.

Результаты и обсуждение

У собак оперируемых в режиме гипервентиляции отмечались нормальные показатели SрО2 ( 96-98 %), в отличии от собак которым проводилась операция при спонтанном дыхание (85-91 %). Это объясняется возникающий гипокапнией, а также улучшением оксигенации крови при работе в режиме ИВЛ. Остальные интрооперационные показатели гемодинамики не имели существенных изменений в группах, в отдельных случаях развивалась брадикардия (у двух групп) купированная атропином. У двух собак с патологией в шейном отделе наблюдались симптомы повышение ВЧД, одно животное с переломом 2-го шейного позвонка погибло в рений послеоперационный период из-за прогрессирования отека мозга.

Выводы

  1. Показатели гемодинамики, а именно сатурации, были лучше в группе животных, которым применяли гипервентиляциию.
  2. Негативные свойства кетамина могут быть невелированы предварительным введением бензодиазепинов и пропофола, а также гипервентиляцией.
  3. У всех животных отсутствовал синдром послеоперационной тошноты и рвоты, что объясняется антиэметическим эффектам пропофола.
  4. Оптимальной схемой общей анестезии у нейрохирургических больных по нашему опыту является методика тотальной внутривенной анестезии с использованием пропофола и опиоидов (фентанил, промедол).