Βιολογική απάντηση του stress της χειρουργικής επέμβασης και της αναισθησίας: πειραματική, συγκριτική μελέτη σε δύο είδη αναισθησίας

Abstract

Free radicals have been implicated in the reaction of a variety of chemical species, making them ideal for a wide range of biological dysfunctions in cells. The majority of free radicals produced in vivo are oxidants, which are capable of oxidizing a number of biological molecules, including carbohydrates, amino acids, fatty acids and nucleotides. As being impossible to prevent the production of all free radicals in vivo, it is not surprising that only limited antioxidant defense can be evaluated in the body. However, an excess of antioxidants and an overproduction of free radicals may lead to an imbalance causing deleterious effects, a condition known as oxidative stress. Allaouchiche et al (2001) were the first who demonstrated that anaesthesia can lead to an increase in lipid peroxidation. Since then, increasing evidence supports the hypothesis that anaesthesia increases free radical production leading to oxidative stress. The surgical stimulus has been proven to induce oxidative stress, mainly by superoxide release. Our study examined the biological answer of general and combined general-spinal anesthesia on oxidative response of surgical procedure. In this study were included 30 healthy Landrace pigs weight 20+/- 2kg, undergoing median subumbilican incision for peritoneal lavage (DPL). The pigs were randomized into two groups. The first group (14 pigs) received general anesthesia, while the second (16 pigs) received and spinal anesthesia. In the second group the spinal block level was assessed by pinprick. There was continuous haemodynamical monitoring during the study. Venous blood samples were obtained at three time points: before induction of general anesthesia (baseline), after general or spinal anesthesia and after DPL to measure Total Oxidative Capacity (Perox), Total Antioxidant Capacity (Imanox) and IL-4 in serum, with commercial kits, by ELISA. In the second group pinprick block level was lower than T8. It showed no significant haemodynamical difference between the two groups, during the study. We observed no statistical significant difference at Imanox levels at three time points, in two types of anesthesia. We observed no statistical significant difference at IL-4 levels at three time points, in two types of anesthesia. However, in general anesthesia group, the increase of Perox levels was statistical significant after anesthesia (p=0,026) and the decrease of Perox levels was statistical significant after DPL (p=0,045). In general-spinal anesthesia group, observed no statistical significant difference at Perox levels. Current evidence suggests that spinal anesthesia attenuates the oxidative response of surgical procedure when compared to the general anesthesia. Perhaps, the grade of surgical stress in swine model is influenced of efferent neural block in oxidative status.

Οι ελεύθερες ρίζες έχουν τη δυνατότητα να αντιδρούν με ποικιλία χημικών ενώσεων, που τις καθιστά ιδανικές για ένα ευρύ φάσμα βιολογικών διαταραχών στη λειτουργία των κύτταρων και των ενζύμων. Η πλειοψηφία των ελευθέρων ριζών που παράγονται in vivo, είναι οξειδωτικές και μπορούν να οξειδώσουν μια σειρά βιολογικών μορίων, συμπεριλαμβανομένων των υδατανθράκων, αμινοξέων, λιπαρών οξέων και νουκλεοτιδίων. Καθώς είναι αδύνατο να αποτραπεί όλη η παραγωγή ελευθέρων ριζών in vivo, δεν προκαλεί έκπληξη, ότι μέρος της αντιοξειδωτικής άμυνας μπορεί να μετρηθεί στον ανθρώπινο οργανισμό. Εντούτοις μια έλλειψη των αντιοξειδωτικών και μια υπερπαραγωγή των ελευθέρων ριζών μπορεί να οδηγήσει τον οργανισμό, σε μια κατάσταση γνωστή ως οξειδωτικό stress. Oι Allaouchiche και συν (2001) ήταν οι πρώτοι που κατέδειξαν, ότι η αναισθησία μπορεί να οδηγήσει σε μια αύξηση στην υπεροξείδωση των λιπιδίων. Από τότε, συνεχώς αυξανόμενα στοιχεία υποστηρίζουν την υπόθεση ότι η αναισθησία έχει τη δυνατότητα να αυξήσει την παραγωγή ελευθέρων ριζών και να οδηγήσει σε οξειδωτικό stress. Το χειρουργικό ερέθισμα έχει δειχθεί ότι προκαλεί οξειδωτικό stress, λόγω της υπερπαραγωγής ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Με την έρευνά μας μελετάμε τη βιολογική απάντηση της γενικής αναισθησίας και της συνδυασμένης γενικής-υπαραχνοειδής αναισθησίας στο οξειδωτικό stress της χειρουργικής επέμβασης. Μελετήθηκαν 30 υγιείς χοίροι Landrace βάρους 20 +/- 2kg, που υποβλήθηκαν σε μέση υπομφάλια χειρουργική τομή για περιτοναϊκή πλύση. Τα πειραματόζωα χωρίστηκαν τυχαία σε δυο ομάδες. Η πρώτη ομάδα (14 χοίροι) έλαβε μόνο γενική αναισθησία, ενώ η δεύτερη (16 χοίροι) έλαβε και υπαραχνοειδή αναισθησία. Στην ομάδα της υπαραχνοειδούς αναισθησίας έγινε έλεγχος του ύψους του αισθητικού αποκλεισμού με τη μέθοδο του νυγμού διά βελόνης. Yπήρχε συνεχές αιμοδυναμικό monitoring κατά τη διάρκεια του πειράματος. Ελήφθησαν δείγματα αίματος πριν τη γενική αναισθησία, μετά τη γενική-υπαραχνοειδή αναισθησία και μετά το τέλος της περιτοναϊκής πλύσης, για να μετρηθούν η ολική οξειδωτική ικανότητα (Perox), η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Ιmanox) και η IL-4 του πλάσματος, με εμπορικά kits, με τη μέθοδο ELISA. Το ύψος του αισθητικού αποκλεισμού στην ομάδα της υπαραχνοειδούς αναισθησίας έφτανε ως το Θ8 νευροτόμιο. Δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές αιμοδυναμικές μεταβολές μεταξύ των ομάδων αναισθησίας στις φάσεις του πειράματος. Δεν εντοπίζονται στατιστικά σημαντικές διαφορές στις τιμές της Imanox στις τρεις χρονικές στιγμές, αλλά ούτε και μεταξύ των δυο τρόπων αναισθησίας. Δεν εντοπίζονται στατιστικά σημαντικές διαφορές στις τιμές της IL-4 στις τρεις χρονικές στιγμές, αλλά ούτε και μεταξύ των δυο τρόπων αναισθησίας. Στην περίπτωση της γενικής αναισθησίας εντοπίζεται στατιστικά σημαντική αύξηση των τιμών της Perox μετά την αναισθησία (p=0,026) και στη συνέχεια, μετά το τέλος της περιτοναϊκής πλύσης, στατιστικά σημαντική μείωση (p=0,045). Στην περίπτωση της γενικής και υπαραχνοειδούς αναισθησίας οι μεταβολές των τιμών της Perox στο χρόνο δεν είναι στατιστικά σημαντικές. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η υπαραχνοειδής αναισθησία ήταν ικανή να καταστείλει την οξειδωτική απάντηση του stress της χειρουργικής επέμβασης μετεγχειρητικά, συγκριτικά με τη γενική αναισθησία. Ενδεχομένως, η βαρύτητα του χειρουργικού stress σε χοίρειο μοντέλο να αποδέχεται την θετική επίδραση του προσαγωγού νευρικού αποκλεισμού στο οξειδωτικό status. Λέξεις κλειδιά: Αναισθητικά τοπικά: Ροπιβακαΐνη. Αναισθητικές και άλλες τεχνικές: συνδυασμένη αναισθησία (γενική και υπαραχνοειδής). Έκβαση ασθενούς. Έρευνα: πειραματική μελέτη. Ορμόνες: Οξειδωτικό Στρες. Παρακολούθηση και καταγραφή (monitoring): MBP, Pulse, SatO2. Χειρουργική: Μέση υπομφάλια τομή.