ANESTESIA INALATÓRIA

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3 ANESTESIA INALATÓRIA

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5 Edno Magalhães Cátia Sousa Govêia Nádia Maria da Conceição Duarte Carlos Eduardo Lopes Nunes ANESTESIA INALATÓRIA SBA Sociedade Brasileira de Anestesiologia Rio de Janeiro 2010

6 Copyright 2010 by Sociedade Brasileira de Anestesiologia Todos os direitos reservados à SBA Editores Edno Magalhães Cátia Sousa Govêia Nádia Maria da Conceição Duarte Carlos Eduardo Lopes Nunes Editoração Eletrônica Ito Oliveira Lopes Wellington Luís Rocha Lopes Capa Maria de Las Mercedes G. Martin de Azevedo Marcelo Azevedo Marinho Colaboradores Maria de Las Mercedes G. Martin de Azevedo Marcelo Azevedo Marinho Rodrigo Ribeiro Matos José Bredariol Junior Teresa Maria Maia Libório M489 Anestesia Inalatória Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Anestesiologia/ SBA, p. ; 23cm. ; ilust. ISBN Vários colaboradores. 1. Anestesia Inalatória. 2. Anestesia. I. Sociedade Brasileira de Anestesiologia. II. Nunes, Carlos Eduardo Lopes e Duarte, Nádia Maria da Conceição. CDD Sociedade Brasileira de Anestesiologia Rua Professor Alfredo Gomes, 36 - Botafogo - Rio de Janeiro - RJ CEP Tel. (21) [email protected]

7 Autores Edísio Pereira TSA-SBA Membro da Comissão de Normas Técnicas e Segurança em Anestesia Professor Adjunto da Faculdade de Medicina da Universidade de Brasília Edno Magalhães TSA-SBA Diretor do departamento Científico da SBA Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento de Anestesiologia da Universidade de Brasília Professor Pesquisador Pleno Associado da Universidade de Brasília Elaine Aparecida Felix TSA-SBA Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento do Serviço de Anestesia e Medicina Perioperatória do Hospital das Clínicas de Porto Alegre - SAMPE Professora Adjunta do Deptº de Cirurgia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Florentino Fernandes Mendes TSA-SBA Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento da Universidade Federal e Ciências da Saúde de Porto Alegre Professor de Anestesiologia da Universidade de Ciência da Saúde de Porto Alegre Gastão Fernandes Duval Neto TSA-SBA Presidente da Comissão de Saúde Ocupacional da SBA Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento em Anestesiologia da Universidade Federal de Pelotas Professor Titular de Anestesiologia da Universidade Federal de Pelotas

8 Leonardo Teixeira Domingues Duarte TSA-SBA Membro da Comissão Examinadora do Título Superior em Anestesiologia Membro da Comissão Científica da SAESP Anestesiologista da São Paulo Serviço Médico de Anestesia (SMA) Luiz Fernando de Oliveira TSA-SBA Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento do Hospital Universitário Pedro Ernesto Professor Titular de Anestesiologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro Marcelino Jager Fernandes TSA-SBA Membro do Comitê de Anestesia Venosa da SBA Maria Angela Tardelli TSA-SBA Professora Adjunta da Disciplina de Anestesiologia, Dor e Terapia Intensiva Cirúrgica da UNIFESP Mário José da Conceição TSA-SBA Editor Chefe da Revista Brasileira de Anestesiologia Professor Doutor de Técnicas Cirúrgicas e Anestésicas da FURB Oscar César Pires TSA-SBA Secretário da Comissão de Ensino e Treinamento Responsável pelo Centro de Ensino e Treinamento do Hospital Municipal de São José dos Campos Professor Doutor de Farmacologia da Universidade de Taubaté

9 Prefácio A Sociedade Brasileira de Anestesiologia traz aos seus associados o segundo número de seus e-books, dessa vez abordando a anestesia inalatória. No longínquo 16 de outubro de 1846, em que Thomas Morton, usando éter, realizou o que hoje é considerado como o marco inicial da Anestesiologia, foram lançadas as bases da nossa especialidade. Sobre o alicerce da anestesia inalatória desenvolveram-se conceitos farmacológicos e fisiológicos que acabariam com o sofrimento durante as operações e modificariam para sempre e radicalmente o avançar da medicina cirúrgica. A famosa tela que retrata aquele dia memorável mostra o quão profunda foi a transformação da nossa especialidade desde então e, olhando por este prisma, podemos dizer que este e-book constitui-se numa verdadeira ponte histórica, pois liga a anestesia pioneira artesanal e rudimentar -, ao que há de melhor na tecnologia do século XXI em termos de divulgação de conhecimentos. Neste trajeto através do tempo lembramos que, embora os agentes anestésicos, a monitorização e o próprio conhecimento farmacológico tenham evoluído consideravelmente, a anestesia inalatória continua a ser, mais de cento e cinqüenta anos depois, a técnica mais praticada no mundo e, por essa razão, a SBA não poderia se furtar a incluí-la na sua série de e-books. É com prazer que entregamos ao nosso associado mais esta obra, que é fruto do trabalho abnegado de vários autores, que cederam seu tempo em prol da atualização científica do anestesiologista brasileiro. A eles, nosso agradecimento. Ao leitor, razão de ser de qualquer publicação científica, desejamos que, pela possibilidade de acesso remoto, este e-book converta-se numa boa revisão desse grande tema da Anestesiologia e seja uma fonte de consulta permanentemente disponível, tanto em casa, como nos hospitais. Dr. Carlos Eduardo Lopes Nunes Presidente da SBA

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11 1. Anestesia Inalatória Índice Edno Magalhães Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios Marcelino Jager Fernandes Anestésicos Inalatórios: Mecanismo de Ação_ Gastão Fernandes Duval Neto Sistemas de Administração Edísio Pereira Anestesia Geral Balanceada Luiz Fernando de Oliveira Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Leonardo Teixeira Domingues Duarte Anestesia Inalatória na Criança Mário José da Conceição Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos Maria Angela Tardelli Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo Edno Magalhães Oscar César Pires Simuladores em Anestesia Inalatória Elaine Aparecida Felix Florentino Fernandes Mendes 135

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13 Capítulo 1 Anestesia Inalatória Edno Magalhães Introdução Até o século XIX, o que o homem mais desejou, entre todas as coisas, foi aprender a controlar a dor. Em 1846, oficialmente no dia 16 de outubro, médicos e dentistas deram à humanidade o que possivelmente representa a mais fantástica descoberta entre todas as ciências: a Anestesia. Esse grande presente não caiu do céu. No início da década de 1840, os efeitos do éter dietílico e do óxido nitroso já eram bem conhecidos. Humpry Davy descreveu os efeitos intoxicantes do óxido nitroso no livro Researches Chemical and Philosophical: Chiefly Concerning Nitrous Oxide. O éter, que foi sintetizado pela primeira vez em 1500, já tinha demonstrado reduzir a ânsia de ar dos asmáticos. Por esse tempo, essas drogas já eram bem conhecidas dos estudantes de medicina como intoxicantes. Em março de 1842, um médico de área rural,crawford Long, usou éter para anestesiar o paciente James Venable, submetido a cirurgia para retirar tumores da parte posterior do pescoço. Long cobrou do paciente dois dólares pelo serviço, dando início, assim, à anestesia como parte de um serviço profissional. Devido às características da sua prática rural, Long perdeu as anotações da maioria dos seus casos, ficando sem possibilidade para estudos sobre o éter. Em 1844, Horace Wells, um dentista de Connectcut, tentou a idéia de anestesiar a si mesmo com óxido nitroso para que o seu assistente lhe extraísse um dente, o que ocorreu sem dor alguma. Logo, Wells começou a oferecer odontologia indolor como parte da sua prática profissional. Tentou então demonstrar no Massachussetts General Hospital, ainda em 1844, uma extração dentária sem dor mas o paciente gemeu, e a anestesia foi considerada um fracasso. Em 16 de outubro de 1846, um dentista estudante de medicina, Willian Thomas Green Morton, realizou uma anestesia cirúrgica com éter no paciente Gilbert Abbott para remoção de um tumor na mandíbula, sendo a operação realizada com sucesso e sem nenhuma dor. Os médicos que assistiram à anestesia ficaram tão impressionados com o milagre da operação sem dor que expediram cartas para colegas do mundo inteiro. Aonde essas cartas chegaram despertaram entre os médicos o desejo de aprender a fazer anestesia. 13

14 E-Book de Anestesia Inalatória Em 19 de dezembro de 1846, foi feita a primeira anestesia na Inglaterra, para extração de um dente. Em 21 de dezembro de 1846, foi realizada, também na Inglaterra, sob anestesia com éter, uma amputação de perna, sem dor. No início de 1847, anestesias já estavam sendo feitas em muitos países da Europa, e no mês de junho desse mesmo ano já se praticava anestesia na Austrália. Em 04 de outubro de 1847, um médico missionário fez a primeira anestesia na China. Para a cirurgia, a anestesia abriu a possibilidade de grande aperfeiçoamento das técnicas cirúrgicas. Passou a ser possível a exploração de cavidades viscerais por horas, o que antes tinha que ser feitos em segundos. A praticidade de administração inalatória do éter tornou-se um verdadeiro ponto de partida para todas tentativas que se seguiram na busca por drogas que pudessem, por via inalatória, abolir a dor (analgesia) e fornecer condições operatórias favoráveis como droga única. Na Inglaterra, um médico de Londres de nome John Snow interessou-se muito pelo novo estado de anestesia. Começou então estudar as propriedades, físicas e químicas do éter. Ainda em 1847 desenvolveu um vaporizador para o éter. Tornou público todo o funcionamento do vaporizador, emitindo inclusive informações quanto aos seus conhecimentos sobre a vaporização do éter. Esse vaporizador era construído com material bom condutor de calor, e era mergulhado em água. Assim conseguia manter constante a temperatura do éter. Dentro de uma década do descobrimento da anestesia, Snow já era capaz de calcular a quantidade de éter a ser gasta para anestesiar um paciente. Após a descoberta do clorofórmio como novo agente anestésico, Snow começou a estudá-lo usando os conhecimentos adquiridos com o éter. Concluiu que era mais seguro administrar clorofórmio medindo as quantidades através de um inalador. John Snow condenava seriamente a aplicação do clorofórmio de forma manual, utilizando um pano sobre o nariz e a boca do paciente. Afirmava não ser possível por esse método controlar adequadamente a depressão anestésica do paciente. Graças a sua grande curiosidade científica e grande poder de observação clínica, Snow novamente criou um vaporizador calibrado com compensação de temperatura para outro agente anestésico: o clorofórmio. Snow tornou-se um especialista em Anestesia, e na década de 1850 praticamente todo o seu ganho era proveniente da anestesia. Snow ganhou prestígio nos meios médico e social, mas não alterou a sua prática de anestesia. Escolhido para anestesiar a rainha Victória da Inglaterra no nascimento dos seus dois últimos filhos, como ainda não estava usando o seu 14

15 inalador para o clorofórmio, Snow preferiu não induzir o estado pleno de anestesia na rainha. Empenhou-se e conseguiu prover uma situação de analgesia para a rainha, usando então uma forma de analgesia obstétrica, que passou a ser chamada de clorofórmio a La Reine, que persistiu em uso, sob várias formas, durante todo o século seguinte. Independentemente dos seus estudos sobre a física dos anestésicos inalatórios, Snow passou a estudar com bastante interesse os resultados das anestesias. Estudou incessantemente todos os relatos sobre mortes em anestesia. Snow escreveu interessantemente sobre a morte da paciente Hannah, vítima da primeira morte sob anestesia no mundo. No seu livro On chloroform and other anesthetics publicado em 1858, Snow comentou extensamente a fisiopatologia encontrada nas primeiras 50 mortes ocorridas sob anestesia com clorofórmio. O seu espírito aguçado de investigação clínica e os conhecimentos de alto nível sobre achados fisiopatológicos na morte ajudaram-no bastante a entender a natureza do processo anestésico e dos agentes que produzem insensibilidade. Com a sua mente inquiridora e espírito de pesquisa, Snow criou os verdadeiros alicerces para uma especialidade. Com a morte prematura de Snow, a anestesia caiu no segundo plano da medicina. Entretanto, nas grandes cidades, um número cada vez maior de médicos tinham a maior parte de sua renda oriunda da prática da anestesia. À medida que aumentavam as cirurgias, aumentava também a necessidade de anestesia. Infelizmente, a mortalidade também aumentou muito, passando a ser um importante problema. O clorofórmio aparecia como o principal responsável pelas mortes que pareciam inexplicáveis. O éter mostrava-se mais seguro, apesar dos efeitos colaterais como náuseas, vômitos e indução mais demorada em relação ao clorofórmio. Isso fez com que o éter fosse considerado o agente quase ideal ou menos que o ideal àquela época. Por isso, durante aproximadamente um século procurou se por um agente único ideal para substituir o éter. Essa preocupação resultou na síntese dos modernos e mais seguros agentes, halogenados como o clorofórmio, representados a partir do século XX por aproximadamente treze agentes anestésicos colocados em uso clínico nos últimos 90 anos, passando pelo tricloro etileno até chegar-se, após 1950, aos conhecidos halotano, metoxiflurano e enflurano. E até os agentes recentes e em uso clínico atual isoflurano, sevoflurano e desflurano. Importante notar que uma das principais propriedades procuradas nesses agentes como importante e necessária para a segurança era a baixa solubilidade sanguínea. Isso pode explicar a permanência em uso, por mais de 160 anos, do óxido nitroso. A procura pela explicação da mortalidade maior pelo clorofórmio e de Anestesia Inalatória 15

16 possíveis substitutos para ele foi importantíssima para a anestesia. Essa procura criou entre os médicos o interesse pelo estudo da anestesia e a preocupação em aumentar a segurança do paciente. Essa preocupação, felizmente, está presente até os dias atuais na prática dos bons profissionais da anestesiologia. No final do século XIX, a maioria dos médicos já era acorde quanto à necessidade de prática especializada da anestesia. Em 1908, a Associação Médica Americana criou uma comissão para estudar a situação da anestesia. As conclusões dessa comissão podem ser assim resumidas: 1 - Para os médicos em geral e anestesistas não especializadamente treinados, o éter deveria ser o anestésico de escolha. 2 - O uso do clorofórmio deveria ser desencorajado, a menos que administrado por um expert. E-Book de Anestesia Inalatória 3 - O treinamento especializado de anestesiologistas deveria ser estimulado e que fossem fornecidas mais informações sobre anestesia para estudantes de medicina. Perspectivas Três propriedades são fundamentais para a procura e adoção de novos agentes: solubilidade baixa, biotransformação mínima ou nula e benignidade cardiovascular. A curto prazo, aparece o xenônio. Gás de baixa solubilidade e o mais benigno em relação ao sistema cardiovascular entre todos os inalatórios. O alto preço do xenônio e a sua pequena disponibilidade não permitem o seu uso disseminado. Não pode ser fabricado e é obtido no processo de destilação fracionada do ar liquefeito. Componente normal da atmosfera, mesmo em concentração mínima, é respirado normalmente sem sofrer biotransformação e não é poluente atmosférico nem contribui para o efeito estufa. A sua indicação ideal seria em pacientes em condições críticas. Já foi aprovado como agente anestésico na Alemanha e na Rússia, mas aguarda registro em outros países. Se fosse utilizado em larga escala, o xenônio iria revolucionar o panorama da anestesia inalatória. Os aparelhos ficariam mais simples e sem necessidade de vaporizadores. Infelizmente não se deve aguardar o xenônio, anão ser em muito longo prazo. A anestesia acompanha o desenvolvimento tecnológico geral, valendo-se progressivamente de equipamentos computadorizados e integrados. Aguarda-se a introdução clínica da anestesia servo controlada mediante 16

17 retroalimentação do efluente do vaporizador a partir das medidas teleexpiratórias dos agentes inalatórios. Isto somado à capacidade de controle sensivelmente melhor da anestesia inalatória pelas medidas das concentrações in e expiradas dos agentes, acrescenta uma dose de segurança relevante à anestesia geral. No futuro, as técnicas de alvo controle deverão assumir posição dominante na administração da anestesia geral. A anestesia servo-controlada aguarda a introdução de um sinal confiável e universal de profundidade da anestesia para sua implantação clínica generalizada. Os monitores de profundidade da anestesia atualmente em uso empregam o controle isolado de hipnose como substituto do contexto geral de anestesia, o que não é completamente satisfatório. A monitorização, com o seu progresso é extremamente válida para a anestesia geral. A medida da função respiratória e a eletrocardiografia já são realizadas com excelente tecnologia. Já estão disponíveis oxímetros com utilização de maior número de comprimento de onda, permitindo medir a concentração de carboxihemoglobina e também de metahemoglobina. Falta ainda um monitor não invasivo e de simples instalação que acompanhe as variações do débito cardíaco de modo contínuo. O impacto do estudo de farmacogenômica sobre a medicina e a anestesiologia em particular será fantástico. As mudanças de dinâmica neuronal relacionadas com a passagem do estado de estesia para o de anestesia continuam ignorados. Espera-se que a identificação da constituição protéica dos rececptores vá em frente e permita uma interpretação mais objetiva das diferentes ações dos anestésicos. Quando for possível identificar a constituição protéica dos receptores responsáveis pelo estado de anestesia, será igualmente possível realizar a síntese de novos fármacos específicos. O anestesiologista poderá prever todo o desenrolar da anestesia e garantir completa segurança ao paciente. O tempo para isso será mais demorado do que se deseja. Entretanto, ao ser alcançado, permitirá um novo patamar de segurança na anestesia. Os anestésicos voláteis são capazes de pré condicionar diretamente ou aumentar indiretamente o pré condicionamento isquêmico, resultando em proteção contra a lesão de isquemia- reperfusão. Este efeito é denominado pré condicionamento anestésico, cujo mecanismo ainda não está completamente elucidado, mas parece mimetizar aquele do precondicionamento isquêmico. Nos últimos anos, um grande número de estudos experimentais indica que os anestésicos voláteis conferem proteção contra as alterações provocadas pela isquemia miocárdica. Este efeito protetor não tem sido simplesmente explicado pelas alterações no fluxo coronariano ou na relação oferta/consumo de oxigênio pelo miocárdio. Os estudos mostram que os anestésicos voláteis apresentam Anestesia Inalatória 17

18 efeitos diretor cardioprotetores. Estes efeitos resultam em proteção contra a lesão isquêmica reversível e irreversível. Por aproximadamente cem anos, procurou-se por drogas que isoladamente como o éter e o clorofórmio fossem capazes de produzir todos os componentes desejáveis da anestesia geral, sem efeitos colaterais. Agora, com a proximidade dos procedimentos de servo e autocontrole e a disparada de conhecimentos da farmacogenômica em relação à constituição protéica de receptores ocorrem indicações bastante sugestivas de que a anestesia inalatória se distanciará ainda mais de outras técnicas em termos de qualidade, segurança e melhor controle. Referências Bibliográficas E-Book de Anestesia Inalatória 1. Bacon DR - The Evolution of Anesthesiology as a Clinical Discipline: A Lesson in Developing Professionalism, em: Longnecker DE Anesthesiology. New York, McGraw Hill Medidcal, 2008; Bacon DR - The World Federation of Societies of Anesthesiology: McMechan s final legacy. Anesth Analg, 1997; 84: Comington FW, Colverley RK- Anesthesia on the western front: the anglo-american experience of World War I. Anesthesiology, 1986;65: Magalhães E - Óxido Nitroso, em: Cavalcanti IL; Vane LA - Anestesia Inalatória. Rio de Janeiro, SBA, 2007; Parsloe CP - Noas Perspectivas da Anestesia Inalatória, em: Cavalcanti IL, Vane L A - Anestesia Inalatória. Rio de Janeiro, SBA, 2007; Smith HM, Bacon DR - The History of Anesthesia, em: Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK - Clinical Anesthesia, 5th Ed, Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2005; Tardelli MA - Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos, em: Cavalcanti IL, Vane LA - Anestesia Inalatória. Rio de Janeiro. SBA, 2007;

19 Capítulo 2 Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios Introdução Marcelino Jager Fernandes Farmacocinética é a parte da farmacologia que descreve o caminho de qualquer droga dentro do organismo. Em termos simples, a farmacocinética descreve o que o organismo faz com a droga. Farmacodinâmica é o estudo dos efeitos da droga e dos mecanismos pelos quais estes efeitos são obtidos. De modo simplificado, descreve o que a droga faz com o organismo. O conhecimento destes dois aspectos da farmacologia é de fundamental importância para o anestesiologista, pois irá determinar como a droga será usada e com quais objetivos. Os agentes anestésicos inalatórios são as drogas mais utilizadas com o objetivo de se obter o estado de anestesia. A via inalatória para administração da anestesia, além de ter sido a primeira via de sucesso para obtenção do estado anestésico, oferece vantagens únicas, pois prescinde de acesso venoso para sua administração, e, como a via de eliminação é a mesma, tem a vantagem de alto grau de controle para aprofundamento da anestesia e sua recuperação. O uso de monitores que analisam a fração inspirada e expirada permite um controle fino da profundidade anestésica, sendo referida mesmo como uma anestesia alvo controlada. A maioria dos anestesiologistas conhece e manipula muito bem todos estes aspectos da anestesia inalatória. Farmacocinética dos agentes inalatórios A farmacocinética dos agentes inalatórios descreve a sua absorção dos alvéolos para os capilares pulmonares (chamada aqui mais comumente de captação), sua distribuição entre os diversos tecidos do organismo, metabolismo e finalmente sua eliminação, particularmente pela via pulmonar. A captação e distribuição dos agentes inalatórios depende, inicialmente, do gradiente de pressão parcial que é criado entre o sistema ventilatório da máquina de anestesia e alvéolo, sangue e tecidos. Esta série de gradientes de pressões é a verdadeira força motriz que impulsiona a droga através de várias barreiras (alvéolos, capilares, membranas celulares) até o seu local de ação no sistema nervoso central. De maneira simplificada pode-se escrever: 19

20 PA? Pa? Pbr E-Book de Anestesia Inalatória Onde PA = pressão parcial alveolar, Pa = pressão parcial arterial e Pbr = pressão parcial cerebral. Assim sendo, após o equilíbrio a PA irá refletir a pressão parcial cerebral. A PA é utilizada como índice de profundidade anestésica, recuperação da anestesia e potência anestésica, descrita comumente como CAM (concentração alveolar mínima). Os fatores determinantes da PA são: a pressão parcial administrada no fluxo de gases frescos, também descrita como fração inspirada, a ventilação alveolar, as características do sistema ventilatório utilizado, a capacidade residual funcional, o coeficiente de partição sangue-gás (l), o débito cardíaco e diferença de pressão parcial alvéolo-venosa. Quanto maior for a pressão parcial administrada, menor o tempo para se atingir o equilíbrio, uma vez que uma fração inspirada alta compensa a captação do anestésico pelo sangue. Isto é chamado efeito da concentração do anestésico. No início da indução, a fração inspirada deve ser alta para acelerar a indução anestésica e depois reduzida a níveis desejáveis para a manutenção do estado anestésico. O efeito do segundo gás é, basicamente, uma consequência do efeito da concentração, onde um gás de baixa solubilidade como o óxido nitroso é captado em grandes volumes, e na inspiração seguinte, provoca o aumento da pressão parcial alveolar do segundo gás (halotano por exemplo), causando um aumento mais rápido da PA deste último. O aumento da ventilação alveolar tem o efeito de acelerar o aumento da PA do anestésico por compensar a captação pelo sangue. Entretanto, vale lembrar que a hiperventilação causa diminuição na pressão parcial de dióxido de carbono (PaCO 2 ), que determina vasoconstrição cerebral, limitando a entrada do anestésico no cérebro, podendo resultar em retardo da indução anestésica. Por outro lado, a diminuição da ventilação alveolar irá retardar o aumento da PA e por conseguinte, aumentará o tempo para se atingir o equilíbrio. A ventilação espontânea possui um certo efeito protetor, pois o aumento da concentração do anestésico determina depressão da respiração com diminuição da captação do anestésico. O uso de ventilação mecânica retira este efeito protetor por manter ventilação alveolar constante. As características do sistema ventilatório utilizado são importantes. Os fatores que irão influenciar são o volume do sistema ventilatório, a solubilidade do agente nos componentes de borracha ou plástico e o fluxo de gases frescos administrado. O volume do sistema irá agir como um tampão, lentificando o tempo necessário para se atingir a PA desejada, por diluir a fração anestésica administrada. Um fluxo de gases frescos alto 20

21 compensa esta diluição e se contrapõe ao efeito tampão do volume do sistema. Finalmente, se o agente é solúvel nos componentes de borracha e plástico do sistema, haverá uma diminuição da oferta do agente, retardando o aumento da PA. O coeficiente de partição descreve a razão de distribuição do anestésico entre duas fases distintas, sangue/gás por exemplo. É um descritor de solubilidade e pode ser definido entre o gás alveolar e sangue, bem como sangue e diferentes tecidos. O coeficiente de partição sangue-gás descreve a solubilidade do agente no sangue. Quanto maior o coeficiente de partição sangue-gás, maior a solubilidade no sangue. Se a solubilidade no sangue é alta, o agente tende a passar rapidamente para o sangue, sendo retirado em grandes quantidades do alvéolo. Assim, irá demorar mais tempo para se atingir a PA de equilíbrio, e finalmente, o tempo de indução anestésica será maior. Isto acontece por exemplo com o halotano. O sevoflurano é um agente de baixa solubilidade, e por esta razão, atinge a PA mais rapidamente, resultando em menor tempo de indução. O coeficiente de partição tecido-sangue determina a captação do anestésico pelos tecidos e o tempo necessário para o equilíbrio dos tecidos com a pressão parcial arterial (Pa). Este tempo pode ser estimado pelo cálculo de uma constante de tempo (quantidade de anestésico que pode ser dissolvido no tecido, dividido pelo fluxo sanguíneo tecidual). Uma constante de tempo em uma curva exponencial representa 63% do equilíbrio e 95% do equilíbrio é equivalente a 3 constantes de tempo. Para os anestésicos voláteis, o equilíbrio entre Pa e Pbr (pressão parcial cerebral) depende da solubilidade do anestésico e requer de 5 a 15 minutos (três constantes de tempo), sendo menor para o desflurano e maior para o halotano. A tabela I descreve os diferentes coeficientes de partição para os diversos agentes anestésicos. Tabela I. Coeficientes de partição Sangue/gás Sangue/ cérebro Sangue/ músculo Sangue/ gordura Óleo/gás Metoxiflurano ,3 48,8 970 Halotano 2,54 1,9 3,4 51,1 224 Enflurano 1,90 1,5 1,7 36,2 98 Isoflurano 1,46 1,6 2,9 44,9 98 Óxido nitroso 0,46 1,1 1,2 2,3 1,4 Desflurano 0,42 1, ,2 18,7 Sevoflurano 0,69 1,7 3,1 47,5 55 Xenônio 0,115 1,7 3,1 47,5 55 Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 21

22 E-Book de Anestesia Inalatória O débito cardíaco influencia a captação por carrear maior ou menor quantidade do agente do alvéolo. O aumento do débito cardíaco resulta em maior captação, dificultando o aumento da PA, aumentando o tempo de equilíbrio. A diminuição do débito cardíaco causa o efeito inverso. Este efeito é mais evidente com os agentes mais solúveis como o halotano. Como a maioria dos agentes voláteis causa depressão do miocárdio em maior ou menor grau, após algum tempo começa a ocorrer diminuição da captação do agente, provocando aumento súbito da PA, diminuindo o tempo de indução anestésica. Com os agentes pouco solúveis este efeito quase não é percebido, pois o equilíbrio ocorre antes que a diminuição do débito cardíaco tenha um efeito significativo sobre a captação do agente. A diferença alvéolo-venosa reflete a captação tecidual do anestésico. A captação tecidual afeta a captação nos pulmões pelo controle da taxa de aumento da pressão parcial no sangue venoso. Os fatores que determinam a fração do anestésico removido do sangue pelos tecidos são paralelos àqueles que determinam a captação nos pulmões, como solubilidade tecidual, fluxo sanguíneo, e diferença de pressão parcial arterial/tecidual. Os tecidos ricamente vascularizados têm uma captação inicial mais rápida e também entram em equilíbrio mais rapidamente. A depender da solubilidade nos outros tecidos, o agente poderá ser captado em maior ou menor intensidade, de onde será posteriormente liberado, lentamente, retardando a recuperação da anestesia ou não. Os agentes voláteis são pouco metabolizados e sua via de eliminação é principalmente pelos pulmões. Dentre os agentes ainda em uso, o halotano tem a maior taxa de metabolização pelo organismo, em torno de 20%. O desflurano quase não é metabolizado. A maior metabolização do halotano, leva a problemas clínicos importantes, com maior risco de desenvolvimento de hepatite fulminante devido à formação de haptenos que desencadeiam uma reação imunológica grave. O isoflurano é metabolizado em torno de 0,2% e o sevoflurano, em torno de 2%. Farmacodinâmica A farmacodinâmica estuda os efeitos dos diversos agentes sobre o organismo. Para melhor entender as relações entre dose e efeito anestésico, foi criado o conceito de concentração alveolar mínima (CAM), definida como a concentração, em uma atmosfera, que inibe a resposta de movimento a um estímulo doloroso supramáximo (em seres humanos seria a incisão cirúrgica da pele) em 50% dos pacientes. A CAM é uma dose efetiva em 50% dos pacientes (DE50). Entre outras coisas, a CAM define a potência anestésica. Quanto maior a CAM, menos potente o agente. Este conceito trouxe uniformidade quanto às 22

23 doses a serem administradas, uma vez que pela via inalatória não é possível medir a dose em miligramas ou gramas. Com isto se estabelece quantidades relativas para se atingir pontos específicos a serem atingidos ou não durante a sua administração. Daí foram derivados outros conceitos como a CAM awake, que é a concentração alveolar mínima na qual o paciente perde a capacidade de responder verbalmente, e a CAMbar, que seria a CAM na qual ocorre bloqueio das resposta autonômicas à incisão cirúrgica. A DE95, ou seja, a CAM que inibe a resposta motora em 95% dos pacientes corresponde a 1,3 CAM. A tabela II descreve a CAM para os diferentes agentes voláteis, entre as idades de 30 a 55 anos, temperatura de 37 0 C, sob pressão barométrica de uma atmosfera. Tabela II CAM Óxido nitroso 104 Halotano 0,75 Enflurano 1,63 Isoflurano 1,17 Desflurano 6,6 Sevoflurano 1,8 Xenônio Vários fatores podem influenciar a CAM. A idade tem papel preponderante na variação da CAM, sendo menor quanto maior a idade, com diminuição de cerca de 6% para cada década de vida. Os fatores que aumentam a CAM são: hipertermia, excesso de produção de feomelanina (cabelos ruivos), níveis aumentados de catecolaminas no SNC induzidos por drogas, ciclosporina, hipernatremia. Os fatores que diminuem a CAM são: hipotermia, idade avançada, uso de medicação pré-anestésica, diminuição dos níveis de catecolaminas do SNC induzidos por drogas, uso de agonistas alfa-2, ingestão aguda de álcool, gravidez, o período pós-parto entre 24 e 72 horas, uso de lítio, lidocaína, opioides no neuroeixo, ketanserina, PaO2 < 38mmHg, pressão sanguínea < 40mmHg, bypass cardiopulmonar, hiponatremia. Aparentemente não alteram a CAM: metabolismo anestésico, abuso crônico de álcool, sexo, duração da anestesia, PaCO 2 entre 15 e 95mmHg, PaO 2 > 38mmHg, pressão sanguínea > 40mmHg, hiper ou hipocalemia, disfunção glândula tireóide. De maneira geral, os agentes inalatórios reduzem o metabolismo cerebral, refletido pela diminuição do consumo de oxigênio. Isto resulta em proteção cerebral nas situações em que podem ocorrer dano cerebral devi- Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 23

24 E-Book de Anestesia Inalatória do a menor aporte de sangue e consequentemente, de oxigênio ao cérebro. Todos aumentam o fluxo sanguíneo cerebral devido à vasodilatação, fenômeno que é independente da redução do metabolismo cerebral. Entretanto, é bem estabelecido que o isoflurano provoca alteração pouco significativa do fluxo sanguíneo cerebral. De modo geral, todos alteram a autorregulação do fluxo sanguíneo cerebral, de tal forma que em doses mais altas o fluxo passa a ser passivo e regulado pela pressão cerebral. O sevoflurano não afeta a autorregulação, se administrado até uma CAM. O desflurano, sevoflurano e isoflurano diminuem a pressão arterial por redução da resistência vascular periférica. O halotano causa depressão do miocárdio de modo dose dependente. O desflurano pode causar taquicardia quando a fração inspirada é aumentada rapidamente para 6%, fato que pode ser atenuado pela administração de opióides. Sevoflurano e isoflurano são capazes de produzir cardioproteção via pré condicionamento miocárdico. Todos os agentes inalatórios deprimem a ventilação, elevam a PaCO 2 e alteram a curva de resposta ventilatória ao CO 2. Todos diminuem o tônus da musculatura brônquica. Isoflurano e desflurano têm odor punjente e podem causar irritação brônquica na fase inicial da indução inalatória, não sendo indicados para esta técnica. O sevoflurano não tem cheiro punjente e a indução inalatória costuma ser suave e rápida, graças à baixa solubilidade. Quanto à junção neuromuscular, todos são capazes de produzir relaxamento muscular suficiente para permitir a intubação e potencializam todos os bloqueadores neuromusculares. Os mecanismos de ação dos agentes voláteis são assunto de discussões longas, e muitas vezes infrutíferas. Segundo a teoria de Meyer-Overton existiria correlação entre a lipossolubilidade dos agentes e sua potência anestésica. Assim, presume-se que os agentes voláteis agem por alterar a conformação da membrana plasmática das células nervosas, alterando propriedades fisicoquímicas, com distorção dos canais de íons, determinando sua incapacidade de agirem funcionalmente. Atualmente, as evidências sugerem que os agentes voláteis agem por ligação a receptores específicos como os receptores de glicina, GABA A, glutamato (NMDA, AMPA e kainato) e até mesmo alterando a função dos canais de sódio (a lidocaína diminui a CAM). Aparentemente os anestésicos inalatórios não estimulam a liberação de opioides endógenos. Anestesia é um processo que requer estado de inconsciência associado a imobilidade em resposta a um estímulo nociceptivo. A imobilidade induzida pelos agentes inalatórios é mediada por suas ações sobre a medula, mais do que suas ações sobre o cérebro. Sendo um processo tão complexo, como é a consciência, não é possível explicar o fenômeno da 24

25 anestesia pela ação das drogas em um único local do sistema nervoso central. Seria pois, o resultado da ação em diversos locais do SNC e atingindo alvos moleculares variados. Provavelmente, ocorrem alterações funcionas dos canais iônicos, e da transmissão sináptica, que em última análise resulta no fenômeno da anestesia. Muito há que ser investigado até ser possível elucidar os principais mecanismos de ação dos agentes anestésicos. Referências: 1. Stoelting RK, Hillier SC - Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Injected and Inhaled Drugs, em: Stoelting RK, Hillier SC - Pharmacology & Physiology in Anesthetic Practice. 4ª Ed, Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2006; Ebert TJ, Schmid PG - Inhaled Anesthetics, em: Barash PG - Clinical Anesthesia. 6ª Ed, Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2009; Myatt J - Pharmacology of inhalational anaesthetics. Update Anaesth, 2008; 24: Roberts F, Freshwater-Turner D - Pharmacokinetics and anaesthesia. Update Anaesth, 2008; 24: Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 25

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27 Capítulo 3 Anestésicos Inalatórios: Mecanismo de Ação Introdução As bases científicas anátomo-fisio-farmacológicas que suportam cientificamente o entendimento do mecanismo de ação da anestesia inalatória ainda não são completamente entendidas. Gastão Fernandes Duval Neto A importância do entendimento da grandiosidade do fenômeno da Anestesia Clínica deve ser valorizada por todos os anestesiologistas. Anestesia geral é considerada como um estado não natural em que a capacidade de reter memória, bem como de discernir e reagir aos estímulos nocivos, é controlada e suprimida de maneira reversível por meio de uma variedade de drogas depressoras do sistema nervoso central, entre as quais, os anestésicos gerais inalatórios 1. Os anestésicos gerais deprimem progressivamente a consciência, até o estado de anestesia geral, resultando em inconsciência, impedimento do aprendizado e do processamento de informações em nível alto do sistema nervoso central 2,3. Na atualidade, ainda não estão claros os mecanismos de ação desses agentes anestésicos. Embora existam diferentes teorias que tentam tornar esse fenômeno mais conhecido, nenhuma das propostas é totalmente convincente do ponto de vista científico. Entre as quais podemos citar as seguintes: Meyer-Overton Volume Crítico (Mullins) Receptor Proteico Receptor GABAA Receptores de Glicina Dois Poros de Canal de Potássio Embora os agentes classificados como anestésicos gerais inalatórios variem, em grande escala, na sua capacidade de produzir hipnose, amnésia, analgesia e imobilidade, eles apresentam duas atividades farmacodinâmicas comuns entre si, isto é, a produção reversível da perda de consciência e a imobilidade em resposta aos estímulos nociceptivos, de maneira dose dependente (como veremos adiante no texto). 27

28 E-Book de Anestesia Inalatória Dessa forma, a anestesia geral inalatória pode ser definida como a indução medicamentosa da perda reversível da consciência de maneira dose dependente (perda de responsividade - alteração da cognição). Tornase importante salientar que não deve ser confundida a função consciência com a função memória, seja ela implícita ou explícita. Por exemplo, um paciente pode não ter nenhum indício de memória do período transoperatório, mas pode, potencialmente, estar consciente durante todo o procedimento 4,5. Estudo recente caracterizou de maneira cronológica a evolução do processo de entendimento dos mecanismos da anestesia geral, que podem ser descritos da seguinte forma 6 : Guedell classificou os planos de anestesia pelo éter (sem uso de bloqueadores neuromusculares) níveis baseados em respostas autonômicas e motoras secundárias ao estímulo nociceptivo; Morris classificou a anestesia cirúrgica como leve, média e profunda; Woodbridge descreveu quatro elementos no fenômeno anestesia: componente sensorial aferente (analgesia), motor eferente (relaxamento muscular), reflexo (controle autonômico) e mental (inconsciência), o que caracterizou a formação da tétrade da anestesia. Embora reconhecendo a importância da inconsciência durante a anestesia geral, existe uma sugestão de outro tipo de classificação de componentes da anestesia geral, mais adaptada à realidade clínica, representados por componentes cortical, sub-cortical e periférico. Os componentes propostos estão representados na Figura 1, acompanhados de seus respectivos fatores de influência. Embora as respostas motora e autonômica secundárias à estimulação nociceptiva possam ser consideradas um sinal de plano anestésico insuficiente, elas tem origem predominantemente sub-cortical e, possivelmente, em nível medular alto. Sendo assim, na presença de baixas doses de anestésicos inalatórios, o uso de doses moderadas ou elevadas de opioides (analgésicos potentes) pode abolir as respostas motora e, principalmente, autonômica secundárias à incisão cirúrgica de pele (identificação de nível anestésico superficial ou insuficiente). Tal fato pode resultar na presença parcial da consciência de pacientes durante o período transoperatório, sem manifestações autonômicas ao estímulo nociceptivo. Além do fato descrito acima, existem outros dados que evidenciam a fragilidade da avaliação clínica da profundidade anestésica. As respostas motoras e/ou autonômicas secundárias à estimulação nociceptiva cirúrgica podem ser abolidas pela utilização de agentes bloqueadores neuromusculares, drogas sem poder anestésico. 28

29 Figura 1 Níveis de atividade farmacodinâmica dos anestésicos inalatórios (Adaptado de Nunes, RR. 6 ). Os sinais de profundidade anestésica baseados nas respostas autonômicas pós-estímulo algogênico cirúrgico (hipertensão arterial, taquicardia, lacrimejamento e sudorese) também podem ser abolidos pela administração de fármacos beta-bloqueadores adrenérgicos, anticolinérgicos, agonistas alfa-adrenérgicos, entre outros. Devido aos alertas clínicos descritos anteriormente, torna-se importante salientar a necessidade de uma monitoração do nível de hipnose (inconsciência) durante a anestesia clínica para, de maneira mais segura, evitar episódios transoperatórios de consciência e/ou memória (implícitas ou explícitas), com todas as suas consequências somáticas e psíquicas. O anestesiologista deve entender que a inconsciência é considerada uma característica específica e indissociável da anestesia geral, inalatória ou venosa. Consequentemente, a avaliação da profundidade anestésica passa pela quantificação do estado da consciência ou hipnose (considerando as duas palavras com significado semelhante). A forma de avaliação desse tipo de função neuronal e da quantificação da atividade mental cerebral é a eletroencefalografia (índice bispectral, potenciais evocados, etc.). De modo simplificado 7, a principal característica dos anestésicos gerais inalatórios é a de promover duas atividades farmacodinâmicas sobre Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 29

30 o indivíduo anestesiado: hipnose (amnésia prevenção da consciência) e imobilidade (ausência de resposta motora ao estímulo nociceptivo). Estruturas e mecanismos envolvidos na produção da Anestesia Inalatória Fenômeno da perda reversível da consciência (hipnose) E-Book de Anestesia Inalatória Duas estruturas estão implicadas na indução da inconsciência: córtex e estruturas sub-corticais, principalmente o tálamo. Na atualidade, dois estudos clínicos in vivo identificam diferentes estruturas anatômicas relacionadas com esse tipo específico de ação farmacodinâmica dos anestésicos inalatórios. Fenômeno de origem cortical: O primeiro trabalho 8 foi realizado em pacientes submetidos a colocação cirúrgica de eletrodos para estimulação cerebral profunda (tratamento de doença de Parkinson). Tecnicamente, os eletrodos foram distribuídos da seguinte forma: um eletrodo no couro cabeludo para captar atividade elétrica cortical e outro colocado mais profundamente no cérebro, visando obter a atividade elétrica de estruturas anatômicas subcorticais (tálamo). O resultado dessa pesquisa evidenciou que durante a perda da consciência por inalação de sevoflurano (e/ou infusão de propofol), a atividade cortical d se eleva, enquanto a atividade rápida b diminui. Consequentemente, a frequência detectada na borda espectral - frequência 90% (SEF 90 ) diminui, bem como a frequência média e o parâmetro não linear dimensional de ativação. Similar alteração ocorre nas estruturas sub-corticais, mas em menor intensidade e mais tardiamente. A coincidência da perda de consciência com as alterações corticais sugere que a indução da perda da consciência é de origem predominantemente cortical. Todavia, o estudo acima descrito apresenta algumas limitações: - Para a análise encefalográfica cortical foi utilizado apenas um eletrodo frontal, o qual representa somente uma pequena porção topográfica da atividade elétrica cortical total (pouca representatividade da atividade elétrica global cerebral); - A diferença no espectro de potência identificada no trabalho pode representar a concomitância de captação da atividade elétrica cortical somada à captação da atividade de elevada frequência originária de outras estruturas sub-corticais (contaminação dos dados colhidos com potenciais extra corticais); - A análise dos sinais elétricos de alta frequência pode alterar a interpretação de resultados, ou seja, a técnica de análise da frequência pode resultar na elevação irreal da borda espectral (SEF90) e da frequência média, 30

31 mesmo durante uma predominante e real atividade eletroencefalográfica lenta d. Esse dado é de vital importância devido ao fato de que os agonistas dos receptores gama-aminobutírico - tipo A (GABAA) induzem a geração de baixa atividade elétrica (14Hz), refletindo o seu efeito inibitório menos do que a inibição sugerida pela análise da SEF90 ou pela análise da frequência média (sensibilidade do elemento de análise da atividade elétrica). Assim, o estudo acima descrito pode ser considerado frágil na sua conclusão final, de que os anestésicos gerais inalatórios induzem a diminuição na atividade cortical de maneira totalmente independente da velocidade e intensidade da atividade elétrica de localização sub-cortical (tálamo). O momento (timing) em que acontecem as alterações elétricas cerebrais é o principal fato que suporta a proposta do envolvimento primário da córtex no processo de abolição da consciência por anestésicos inalatórios. Entretanto, ainda permanecem obscuras as alterações induzidas pelos anestésicos gerais inalatórios no nível sub-cortical, as quais potencialmente também podem influenciar alterações do sinal elétrico gerado pela corticalidade. De modo mais simples, a diminuição da atividade elétrica cortical detectada pelos monitores eletroencefalográficos pode não representar, especificamente e de maneira inequívoca, o efeito de origem cortical dos anestésicos. Ou seja, não pode ser excluída a participação do tálamo nesse tipo de resposta, embora o trabalho em pauta considere como o principal alvo de ação dos anestésicos inalatórios a CÓRTEX CEREBRAL 8. Fenômeno de origem talâmica: O tálamo tem como função primária o estabelecimento de uma conexão eletrofisiológica com a córtex cerebral, transmitindo informações sensoriais para a mesma e conduzindo respostas motoras do cérebro para a periferia. Estudos mais antigos já sugeriam a participação de estruturas talâmicas no fenômeno da consciência/inconsciência 9. Recente trabalho experimental 10 realizado em modelo animal examinou a influência do sistema colinérgico sobre a fisiologia talâmica e, consequentemente, sobre o estado de consciência. O estudo descreveu que a estimulação colinérgica no núcleo mediano central talâmico reverte a depressão de reflexos de orientação e marcha (righting reflex) tanto em receptores como em sítios específicos, ou seja, reverte a depressão da consciência induzida pela inalação de sevoflurano. Entretanto, o bloqueio colinérgico dessa área não reduz as concentrações necessárias de sevoflurano para exercer os mesmos efeitos anestésicos. Dessa forma, este trabalho concluiu que os receptores colinérgicos talâmicos possuem um efeito importante na regulação do despertar e que o sevoflurano (anestésicos inalatórios) previne esse fenômeno através do bloqueio reversível do sistema colinérgico Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 31

32 E-Book de Anestesia Inalatória envolvido na regulação da relação consciência/inconsciência. Assim, é proposto que a geração da inconsciência durante a anestesia inalatória é de origem talâmica. O estudo acima apresenta algumas controvérsias, entre elas podem ser citadas as seguintes 11 : - O bloqueio colinérgico dessa região não reduz as necessidades anestésicas do sevoflurano (visto acima); - O despertar de cobaios destituídos de receptores b 2 nicotínicos não evidencia alteração no requerimento de anestésicos inalatórios para a geração de inconsciência; - Os antagonistas colinérgicos não produzem inconsciência. É importante ressaltar que, apesar desse estudo ter sido muito bem projetado metodologicamente, o núcleo mediano central do tálamo pode não ser o principal sítio de ação dos anestésicos gerais como proposto na teoria colinérgica da anestesia inalatória. O fenômeno da anestesia geral pode ser efetivado através do bloqueio do despertar (induzir a inconsciência) por inibição de células presentes no núcleo medial do tálamo. Entretanto, essa proposição negligencia as estruturas mesencefálicas e o sistema septo-hipocampal, setores que certamente possuem um papel importante nesse contexto. Por outro lado, além do sistema colinérgico, outros sistemas são citados como potenciais geradores de inconsciência durante a utilização de anestésicos inalatórios: GABAA, serotonina, acetilcolina, glutamato. O GABA A está identificado na função de controle da regulação entre consciência/inconsciência através de sua correlação entre o núcleo mediano central do tálamo e o sistema colinérgico central (nicotínico central). Se a formação reticular ativadora recebe estímulos, a formação reticular medular alta inibe o núcleo reticularis, o qual diretamente se opõe à inibição GAB A érgica exercida pela acetilcolina. A estimulação oscilatória talâmica, em uma frequência média de 8 a 12Hz, abre os portões, e os impulsos dos sistemas exógenos são transmitidos por vias projetadas até as sinapses axomáticas de neurônios piramidais existentes na córtex baixa. Fenômeno de origem tálamo-cortical: Em contraste com as teorias exclusivas dos substratos anátomo-fisiológicos de ação farmacodinâmica dos anestésicos inalatórios surgem as teorias de atividade de alças tálamocorticais, as quais integram a córtex com o tálamo nesse tipo de atividade farmacológica. Alguns estudos referem-se a esse tipo de situação como mecanismo neural córtico-talâmico de reentrada (reverberação). Revisão clássica 12 na literatura ressalta a importância da atividade sincrônica de marcapasso localizada na região talâmica, que oscila em uma frequência a de atividade elétrica, entre 8-12 Hz, regulando e sincronizando 32

33 a excitabilidade das vias neuronais tálamo-corticais. Na concepção de vários pesquisadores, esse fenômeno está intimamente relacionado com o estado consciente/inconsciente durante a anestesia inalatória, integrando a atividade elétrica entre as estruturas corticais e talâmicas (sub-corticais). Anátomo-fisiologicamente, o tálamo é constituído de três tipos de neurônios interativos: Axônios de projeção cortical direta; Neurônios núcleo reticulares (que interagem através de sinapses com células tálamo-corticais excitáveis, constituindo o sistema de controle feedback GABAérgico inibitório); Neurônios talâmicos internos não interativos. Os núcleos tálamo-corticais ativáveis são constituídos de neurônios que, quando estimulados, produzem potenciais elétricos (spikes) e células que produzem respostas do tipo oscilatório (produzindo descargas rítmicas oscilatórias de elevada frequência e repetidas). A formação reticular ativadora possui íntima relação com a estrutura talâmica acima descrita e transmite para a mesma o influxo de estímulos sensoriais colaterais periféricos. A importância desse conjunto de estruturas fica evidenciada pelo fato de que a secção experimental dessa estrutura induz a uma situação de coma profundo e prolongado, sendo que a sua estimulação elétrica resulta em alteração do sincronismo eletroencefalográfico. A ativação colinérgica (semelhança com a atividade anestésica geral inalatória) dessa estrutura diminui sua a influência sobre os neurônios GA- BAérgicos núcleo reticulares, os quais removem a hiperpolarização neuronal local e facilitam o tráfego de estímulos em direção a corticalidade esse fato resulta na geração de consciência. O eletroencefalograma nessa situação de despertar (consciência) apresenta uma sincronização de ondas a. Por outro lado, o evento de dissincronização cortical resulta em um ritmo secundário a interações entre neurônios córtico-corticais e geração de ritmos de frequência b (12-25Hz). Posteriormente à estimulação desse local (simulando o input somatossensorial, exógeno e endógeno cirúrgico), a atividade elétrica da porção córticotalâmica fica evidentemente elevada e as frequências g voltam a se propagar até as estruturas corticais através das alças córtico-talâmicas. Essa interação do tipo feedback identifica a interação entre o tálamo e a córtex no que se refere a indução da inconsciência durante os procedimentos anestésicos. Simplificando, podemos identificar os seguintes fatos: A presença de atividade eletroencefalográfica b e g são indispensáveis para a manutenção da consciência do indivíduo; Essa atividade deve estar presente principalmente na região fronto-temporal; Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 33

34 O desacoplamento funcional nessa região é acompanhado de perda da consciência. Quando a anestesia inalatória é interrompida ou sua profundidade superficializada (intencionalmente ou não), as alças tálamo-córtico-talâmicas começam a reverberar em sua atividade, resultando na detecção, pelos neurônios piramidais, de estímulos interpretados como episódios de memória de fatos no período de recuperação ou superficialização anestésica. Dessa forma, a inibição de neurônios corticais e das projeções tálamo-corticais difusas não específicas é importante na relação limiar entre a consciência e a inconsciência. O fechamento dos portões do sistema neuronal de projeções difusas do tálamo pode induzir a perda de consciência. A partir dos mecanismos acima expostos, pode ser sugerida a seguinte CASCATA ANESTÉSICA 12 : E-Book de Anestesia Inalatória Hiperpolarização direta de membranas celulares corticais e talâmicas; Supressão de áreas mesencefálicas/pontinas envolvidas com o despertar (consciência), por remoção do input excitatório para as alças tálamo-corticais (inibição da neurotransmissão glutaminérgica e colinérgica); Elevação da neurotransmissão sináptica GABA A (circuito inibitório relacionado com as alças tálamo-corticais mecanismo de reverberação) Os diferentes anestésicos inalatórios empregados em clínica podem utilizar um único ou vários desses mecanismos combinados para exercerem as suas ações farmacodinâmicas. A maioria das evidências consideram que perda de consciência durante a anestesia inalatória é o resultado de um amplo aumento na inibição neuronal exercida em nível talâmico, impedindo a transmissão de estímulos periféricos para a corticalidade (efeito filtro). Como já foi visto acima, não parece ser possível justificar a atividade dos anestésicos inalatórios (inconsciência) através de uma teoria isolada ou estrutura neuronal, mas sim de uma interação entre muitas delas. Uma das evidências dessa afirmativa é o fato de que a atividade farmacológica sobre o processo de neurotransmissão afeta de maneira bastante ampla o sistema nervoso central e periférico. As hipóteses entre a atividade exclusivamente cortical ou córtico-talâmica são baseadas na ativação eletroencefalográfica de potenciais tipo d, 34

35 os quais podem, entretanto, não expressar somente a ação dos anestésicos inalatórios sobre neurônios corticais. Esse tipo de situação pode também refletir uma atividade farmacológica inibitória sobre o sistema reticular ativador ascendente e portões talâmicos, enfraquecendo a hipótese anteriormente citada. Estudos 13 tomográficos com emissão de pósitrons e de ressonância magnética funcional recentes associados a estudos eletroencefalográficos e potenciais evocados podem de maneira segura identificar as estruturas alvo responsáveis pela atividade farmacodinâmica da geração de inconsciência por parte dos anestésicos inalatórios. A Figura 2 12, com base em evidências científicas, apresenta de maneira diagramática os princípios neurofisiológicos da ação farmacodinâmica dos anestésicos inalatórios, em relação a inconsciência e amnésia. De maneira didática, o esquema está apresentado em seis etapas: Figura 2 - Diagrama descrevendo os seis estágios hipotéticos da perda da consciência durante anestesia inalatória (vide descrição no texto adaptado de John e Prichep 12 ) Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 1. Depressão da formação reticular ativadora (ARAS), diminuindo a concentração de acetilcolina e consequentemente, diminuindo o tráfego de potencias elétricos (estímulos) em direção ao tálamo e córtex; 2. Bloqueio da reatividade do sistema límbico, inibindo a sua interação com a córtex pré-frontal e possibilitando o bloqueio da estocagem de memória; 35

36 3. Bloqueio da inibição sobre o núcleo reticularis talâmico pela depressão da formação reticular ativadora. Isso resultaria no fechamento dos portões talâmicos, principalmente pela hiperpolarização mediada pela ação inibitória GABAérgica, elevando a atividade elétrica de frequência q; 4. Bloqueio das reverberações tálamo-córtico-talâmicas e da percepção através das alças talâmicas, com diminuição das frequências gama; 5. Desacoplamento parieto-frontal, com bloqueio da cognição; 6. Depressão da córtex frontal. Os núcleos talâmicos intralaminar (não específico) e ventro-basal (específico) atuam como portões das lâminas corticais I e V. Os neurônios piramidais corticais recebem estímulos provenientes dos portões I (ventrobasal) e V (intralaminar). Através desse tipo de estimulação, as descargas córtico-talâmicas se elevam e a ondas elétricas de frequência g se propagam de maneira retrógrada para regiões corticais de sua origem (fenômeno de E-Book de Anestesia Inalatória Figura 3 - Diagrama das interações entre as várias regiões cerebrais envolvidas na condução central dos estímulos sensoriais (vide descrição no texto adaptado de Schneider e Kochs 14.)A Figura 3 14 resume as teorias sobre as estruturas e mecanismos envolvidos na atividade geradora de inconsciência por anestésicos inalatórios. O diagrama ilustra a via de transmissão neuronal do estímulo somatossensorial através da formação reticular ascendente medular alta e tálamo até a córtex cerebral. Os trabalhos que originaram esse diagrama sugerem que as alças córtico-corticais e tálamo-corticais (CT-TC) representadas são essenciais para o entendimento do processo de percepção cerebral, e consequentemente, para geração da consciência. 36

37 reverberação). A supressão direta da atividade de células corticais pelos anestésicos inalatórios (em vermelho) induz a perda da consciência (= teoria da atividade cortical dos anestésicos inalatórios). Esse mecanismo pode ser revertido pela estimulação nicotínica da formação reticular ativadora (em verde), que reabre os portões talâmicos, permitindo o tráfego de potenciais elétricos em direção a córtex cerebral, propiciando o despertar (conciência) (= teoria talâmica e tálamo-cortical). Fenômeno da amnésia Existem evidências científicas 15 que justificam afirmar que o efeito amnésico produzido pelos anestésicos inalatórios é mediado por mecanismos eletrofisiológicos e humorais diferentes dos que propiciam o estado de inconsciência (bloqueio da consciência). Tem sido demonstrado de maneira inequívoca que a memória pode ser bloqueada em níveis de anestesia que não suprimem a consciência, ou seja, para muitos dos anestésicos a dose necessária para obtenção clínica de inconsciência supera a requerida para prevenir a estocagem de memória. Um estudo 16 utilizou os anestésicos ditos não imobilizadores - 2N e anestésicos inalatórios (isoflurano, desflurano e sevoflurano). Os primeiros são agentes com propriedades anestésicas baseadas na sua lipossolubilidade, mas com a propriedade farmacodinâmica de somente causar amnésia, alteração da memória, sem interferir no nível de consciência ou promover imobilidade durante estímulo cirúrgico. Os autores identificaram que sua ação anestésica, em virtude da sua lipossolubilidade, pode suprimir o aprendizado e abolir a memória, sem causar a perda de consciência ou imobilidade cirúrgica. O mesmo trabalho concluiu que os 2N (1,2-dichlorohexafluorocyclobutane) suprimem o processo de aprendizado, mas não deprimem as respostas aos estímulos auditivos de média latência como o fazem os anestésicos inalatórios. Esse fato sugere que os 2N suprimem a memória por atuarem farmacologicamente deprimindo a transmissão rostral de potenciais elétricos através de estruturas sub-corticais, como por exemplo a amígdala, de maneira diferente dos anestésicos inalatórios, que deprimem as estruturas tálamo-corticais. Outro estudo 17 utilizou métodos de eletroencefalografia quantitativa e de tomografia com emissão de pósitrons (PET) com o objetivo de avaliar alterações da atividade cerebral correlacionadas com o bloqueio da memória durante procedimentos sob sedação consciente. Apresentou resultados que permitem concluir que o efeito dos anestésicos (inclusive os anestésicos inalatórios) sobre os episódios de memória está relacionado primariamente com a sua atividade em nível de córtex pré-frontal dorso-lateral. Além dessa Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 37

38 área do sistema nervoso central, o giro do cíngulo e o núcleo médio dorsal do tálamo podem também estar envolvidos nesse processo. Não existem pesquisas desenvolvidas em humanos que tenham avaliado a extensão dos efeitos através dos quais os agentes anestésicos inalatórios atuam sobre a memória dos pacientes submetidos a anestesia, pois esse fenômeno certamente envolve interligações de vários níveis da neo-córtex. O estudo dos efeitos desses agentes sobre a fisiologia do sistema límbico está ainda aguardando pelo progresso técnico da imagem de ressonância magnética funcional ou da avaliação elétrica com eletrodos posicionados de maneira intra-cerebral. É importante salientar que os estudos atuais avaliam somente eventuais casos de memória explícita, sem nenhuma intervenção em relação à memória implícita. Nessa área da pesquisa, existem evidências de que a formação da memória implícita pode acontecer mesmo quando a consciência não está presente. Fenômeno da imobilidade (medular) E-Book de Anestesia Inalatória A imobilidade do paciente durante o ato anestésico-cirúrgico é um requisito de vital importância para o sucesso. Todos os anestésicos inalatórios evidenciam a capacidade, de maneira dose/potência dependente, de produzir imobilidade na presença de estímulo nociceptivo. A imobilidade é um dos fatores considerados na definição da unidade de potência anestésica inalatória, ou seja, da concentração alveolar mínima (CAM) dos anestésicos inalatórios. A CAM é a concentração mínima alveolar de um determinado anestésico inalatório que abole movimentos em resposta aos estímulos nociceptivos exercidos sobre a pele, em 50% dos pacientes 18. A origem do mecanismo da imobilidade conferida por esse grupo de agentes anestésicos é bastante controversa. Inclusive, atualmente, surge a possibilidade do envolvimento isolado de um substrato fisio-farmacológico medular para justificar esse tipo de situação clínica, como veremos mais adiante. Alguns trabalhos 19,20 na literatura enfatizam a medula como o ponto central da imobilidade propiciada pelo uso clínico de agentes anestésicos inalatórios. Entretanto, a imobilidade não resulta da perda do processamento da aferência nociceptiva em nível medular, nem necessariamente é consequente à capacidade ou incapacidade da medula em responder aos impulsos provenientes do cérebro, os quais podem resultar em movimento. A ação sobre um único ou vários tipos de receptores medulares pode estar envolvida no processo de imobilidade motora aos estímulos cirúrgicos. 38

39 Esse tipo de resposta pode ser mediada por vias aferentes sensoriais, eferentes motoras ou pela participação de interneurônios medulares. No sentido de identificar uma via neuronal comum para explicar cientificamente a resposta motora evocada por estímulo nociceptivo, surge como uma das possibilidades a depressão de receptores associados a neurônios motores, tanto por efeito pré ou pós-sináptico na neurotransmissão excitatória ou inibitória. Experimentos 21 desenvolvidos em animais de laboratório evidenciaram que as ações dos anestésicos inalatórios sobre o cérebro não requerem a inibição das respostas motoras aos estímulos algogênicos. Tem sido mostrado em ratos anestesiados com agentes inalatórios que a transecção da medula espinhal cervical não altera a concentração alveolar mínima do anestésico (CAM) para a abolição respostas motoras após estímulos cirúrgicos na pele. Esses fatos demonstram a atividade seletiva na medula espinhal desse tipo de agente farmacológico. Em contraste, a hipnose e a amnésia são ações de origem supra-medular (talâmica e/ou cortical). Nessa situação, somente quando os anestésicos inalatórios são administrados em concentrações acima de três vezes a sua CAM é que começam a surgir os sinais de imobilidade em resposta ao estímulo nociceptivo. É provável que os sinais eletrofisiológicos provenientes da medula afetem o efeito hipnótico dos anestésicos no cérebro, enquanto os sinais descendentes córtico-medulares podem influir nas ações imobilizadoras dos anestésicos na medula. Sintetizando, a literatura atual enfatiza a medula espinhal como o sítio primário afetado pelos anestésicos inalatórios, no sentido da produção de imobilidade pós estímulo nociceptivo. Entretanto, a imobilidade não resulta da perda da capacidade de processamento da aferência nociceptiva para dentro da medula, nem é necessariamente consequente à capacidade desta medula em responder aos impulsos nervosos oriundos do cérebro, os quais poderão resultar em movimento. Dentro dessa área de pesquisa surge uma situação paradoxal no que se refere ao mecanismo da imobilidade pós estímulo nociceptivo durante a utilização clínica dos anestésicos inalatórios. Muitos estudos sugerem um sítio comum através do qual os anestésicos exercem esse tipo de ação. Geralmente essas suposições científicas estão baseadas no fenômeno da aditividade 22. Esse fenômeno pode ser descrito da seguinte forma: é postulado que os anestésicos inalatórios agem em múltiplos receptores e, a partir da soma de fraca intensidade de ação em cada um dos mesmos, o resultado obtido é a produção de imobilidade em situações de aferência algogênica. Sendo assim, os anestésicos inalatórios interagem entre si de forma aditiva para produzirem a imobilidade. Essa é uma situação que configura-se totalmente Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 39

40 E-Book de Anestesia Inalatória diferente do sinergismo farmacológico, o qual depende de múltiplos e diferentes sítios de ação. A comunidade científica identifica uma série de prováveis sítios específicos para justificar o substrato anatomo-fisio-farmacológico responsável por esse tipo de mecanismo de ação dos anestésicos inalatórios. Esses incluem os portões quimio-dependentes e os portões voltagem dependentes. Após extensa e consistente pesquisa experimental, podem ser citados os seguintes: receptores de GABA, glicina, acetilcolina (neuronal nicotínico), glutamato (NMDA e AMPA-kainato), opioides, adrenérgicos, serotoninérgicos, além da óxido nítrico sintetase (NOS), óxido nítrico, canais de potássio e sódio e fendas juncionais. Os resultados atuais desse grupo de pesquisas sobre as possibilidades reais do envolvimento dos mediadores quimio-dependentes ou voltagem-dependentes no processo de imobilidade permitem concluir que nenhuma das duas opções pesquisadas é capaz de explicar com total coerência o fenômeno de uma maneira global, somente através de mínimas participações individualizadas. Canais de sódio como uma possibilidade de mediador da imobilidade 23,24,25 : os canais de sódio surgem como uma possibilidade de alvo para a geração de imobilidade decorrente da utilização de anestésicos inalatórios. Esse tipo de possibilidade está ligada ao fato de que os anestésicos inalatórios possuem a potencialidade de afetar a atividade de todos canais iônicos medulares no terminal nervoso, através do controle da liberação de neurotransmissores nesses terminais, pois o potencial elétrico gerado nesse local é totalmente influenciado pelos canais de sódio. A inativação rápida dos canais de sódio media o processo de despolarização/repolarização rápida regulando os potenciais de ação, enquanto outros canais de sódio de inativação lenta contribuem para o aparecimento de descarga repetitiva de potenciais (atividade sustentada) e para o processo de somação temporal. Dessa forma, tais canais podem influenciar, de maneira convincente, a concentração alveolar mínima (CAM) durante a anestesia inalatória e o fenômeno de imobilidade. Várias evidências experimentais indiretas suportam os canais de sódio nesse tipo de papel. Uma elevação do sódio no espaço extracelular do sistema nervoso central resulta em uma elevação correlata (retilínea) da CAM e, de modo oposto, o seu decréscimo diminui de maneira linear a CAM 26. A administração sistêmica de agentes bloqueadores dos canais de sódio, tipo lidocaína, diminui de maneira progressiva a CAM de vários anestésicos inalatórios, em experimentos com ratos 27. Possibilidade de estruturas não específicas como mediadores da imobilidade: os anestésicos inalatórios podem atuar através de atividade sobre as propriedades da membrana celular dupla (constituição bi-laminar). 40

41 Um trabalho 28 experimental sugere que os anestésicos inalatórios podem agir na interfase da membrana dupla citoplasmática neuronal por modificação do padrão de pressão intersticial e, consequentemente, alteração da função de proteínas constituintes nessa estrutura. Alguns autores 29 propõem outro tipo de teoria, utilizando elementos do velho postulado de Meyer e Overton. Sugerem a possibilidade de que o vapor de água natural forma bolhas em pequenos túbulos (canais iônicos) e que essa ação possa interferir no fenômeno de regulação da condução nervosa, pela alteração da fisiologia desses canais. Os anestésicos inalatórios podem influenciar a formação de bolhas, alterando a condução neuronal e, teoricamente, gerar anestesia. Conclusão As discussões e propostas acima descritas sugerem que existem muitas estruturas candidatas para o papel de sítio alvo de ação dos anestésicos inalatórios para propiciarem a efetividade das funções de inconsciência, amnésia e imobilização pós estímulo nociceptivo. Entretanto, a realidade é que, nem de maneira isolada como também conjunta, os sítios propostos explicam totalmente a origem dos fenômenos em estudo (CAM). Um trabalho 29 recente considera plausíveis candidatos os elementos acima descritos por serem canais de condução de impulsos excitatórios, os quais podem ser bloqueados pelos anestésicos inalatórios ou canais de condução de impulsos inibitórios, que podem ter sua ação aumentada por esses agentes anestésicos. É importante salientar que as ações citadas são independentes das funções de consciência e memória. Futuras pesquisas deverão ser desenvolvidas no sentido testar a relevância de específicos canais quimio e voltagem dependentes no processo de imobilidade secundário à inalação de agentes anestésicos, como também nos eventos de inconsciência e amnésia. Referências bibliográficas Farmacocinética e Farmacodinâmica dos Agentes Anestésicos Inalatórios 1. Prys-Roberts C A Philosophy of Anaesthesia: Some Definitions and a Working Hypothesis, em: Prys-Roberts C, Brown BR International Practice of Anaesthesia. London, Verlang, 1996; Bailey AR, Jones JG - Patient s memories of events during general anaesthesia. Anaesthesia, 1997;52: Russel IF - Conscious awareness during general anaesthesia: relevance of autonomic signs and isolated arm movements as guides to depth of anaesthesia. Baillière s Clin Anaesthesiol, 1989;3: Litt L, Li D - Awareness without recall during anesthesia for eletroconvulsive therapy. Anesthesiology, 2007; 106: Overton E - Studien uber die Narkose Zugleich ein Beitrag zur Allgemeinen Pharmakologie. 41

42 E-Book de Anestesia Inalatória Jena, Germany: Verlag von Gustav Fisher, Nunes RR - Componentes da atividade anestésica uma nova visão. Rev Bras Anestesiol, 2003;53: Campagna, JA, Miller KW, Forman SA - Mechanisms of actions of inhaled anesthetics. N Engl J Med, 2003; 348: Velly LJ, Rey MF, Bruder NJ et al. Differential dynamic of action on cortical and subcortical structures of anesthetic agents during induction of anesthesia. Anesthesiology, 2007; 107: Alkire MT, Haier RJ, Fallon JH - Toward a unified theory of narcosis: brain imaging evidence for a thalamocortical switch as the neurophysiologic basis of anesthetic-induced unconsciousness. Conscious Cogn, 2000; 9: Alkire MT, McReynolds JR, Hahn EL et al. - Thalamic microinjection of nicotine reverses sevoflurane-induced loss of righting reflex in the rat. Anesthesiology, 2007; 107: Nelson LE, Guo TZ, Lu J et al. - The sedative component of anesthesia is mediated by GABA(A) receptors in an endogenous sleep pathway. Nat Neurosci, 2002; 5: John ER, Prichep LS - The anesthetic cascade: a theory of how anesthesia suppresses consciousness. Anesthesiology, 2005; 102: Veselis RA, Reinsel RA, Feshchenko VA et al. - A neuroanatomical construct for the amnesic effects of propofol. Anesthesiology, 2002; 97: Schneider G, Kochs EF - The search for structures and mechanisms controlling anesthesia-induced unconsciousness. Anesthesiology, 2007; 107: Chortkoff BS, Gonsowski CT, Bennett HL et al. - Subanesthetic concentrations of desflurane and propofol suppress recall of emotionally charged information. Anesth Analg, 1995; 81: Dutton RC, Rampil IJ, Eger EL 2nd - Inhaled nonimmobilizers do not alter the middle latency auditory-evoked response of rats. Anesth Analg, 2000; 90: Veselis RA, Reinsel RA, Feshchenko VA et al. - The comparative amnestic effects of midazolam, propofol, thiopental, and fentanyl at equisedative concentrations. Anesthesiology, 1997; 87: Merkel G, Eger EI 2nd - A comparative study of halothane and halopropane anesthesia including method for determining equipotency. Anesthesiology, 1963; 24: Antognini JF, Schwartz K - Exaggerated anesthetic requirements in the preferentially anesthetized brain. Anesthesiology, 1993; 79: Rampil IJ - Anesthetic potency is not altered after hypothermic spinal cord transection in rats. Anesthesiology, 1994; 80: Eger EI 2nd, Tang M, Liao M et al. - Inhaled anesthetics do not combine to produce synergistic effects regarding minimum alveolar anesthetic concentration in rats. Anesth Analg, 2008; 107: Hendrickx JFA, Eger EI 2nd, Sonner JM et al. - Is synergy the rule? A review of anesthetic interactions producing hypnosis and immobility. Anesth Analg, 2008; 107: Kuo JJ, Lee RH, Zhang L et al. - Essential role of the persistent sodium current in spike initiation during slowly rising inputs. J Physiol (Lond), 2006; 574: Fernandez FR, Mehaffey WH, Turner RW - Dendritic Na+ current inactivation can increase cell excitability by delaying a somatic depolarizing afterpotential. J Neurophysiol, 2005; 94: Eckenhoff RG, Johansson JS - On the relevance of clinically relevant concentrations of inhaled anesthetics in in vitro experiments. Anesthesiology. 1999; 91: Tanifuji Y, Eger EI 2nd - Brain sodium, potassium, and osmolality: effects on anesthetic requirement. Anesth Analg, 1978; 57: Zhang Y, Laster MJ, Eger EI 2nd et al. - Lidocaine, MK-801, and MAC. Anesth Analg, 2007; 104: Cantor RS - The lateral pressure profile in membranes: A physical mechanism of general anesthesia. Biochemistry, 1997; 36: Eger EI 2nd, Raines DE, Shafer SL et al. - Is a new paradigm needed to explain how inhaled anesthetics produce immobility? Anesth Analg, 2008; 107:

43 Capítulo 4 Sistemas de Administração Edísio Pereira A oferta de gases e vapores durante a anestesia inalatória sofre influências do sistema de inalação. O sistema é formado por um conjunto de componentes incluindo tubos corrugados, válvulas, balão reservatório e conexões, onde a mistura inalatória é admitida. Possui ainda ponto de entrada para o fluxo de admissão e saída para eliminação do gás expirado. A interposição da máscara facial ou do tubo traqueal permite unir o paciente ao aparelho de anestesia propriamente dito. Possibilita a inalação de oxigênio e agentes anestésicos, enquanto promove a remoção do gás carbônico. Independente dos arranjos dos componentes do sistema de anestesia, outras características funcionais são consideradas como de maior importância: Acurácia na oferta de oxigênio e anestésicos. Eficácia na remoção do gás carbônico. Estabilidade da concentração inspirada do anestésico. Baixa resistência respiratória. Pequeno espaço morto. Segurança para uso clínico. Esses equipamentos recebem frequentes incorporações tecnológicas introduzidas pelos fabricantes, o que limita o foco da presente abordagem. Assim, serão apresentados apenas os conceitos básicos. Classificação A nomenclatura original classifica os sistemas de anestesia inalatória como aberto, fechado, semi-aberto e semi-fechado. Esta classificação é insatisfatória frente a uma análise funcional. O mesmo arranjo pode variar desde a condição de aberto a fechado, na dependência do fluxo de admissão. Assim, sob o ponto de vista didático, pode-se definir: Aberto: quando todo o volume expirado é eliminado do sistema para a atmosfera. Significa também, sem reinalação. Fechado: quando não há saída de gases para o exterior. Neste sistema, há reinalação total do volume expirado, após a absorção do CO 2. Semi-aberto e semi fechado: de difícil caracterização por envolver discussão semântica e sem interesse didático. Do ponto de vista funcional po- 43

44 dem ser genericamente classificados como sistemas com reinalação parcial, uma vez que apenas uma fração variável do volume expirado é reinalado. Dentro de uma análise estritamente funcional, a pedra angular é a eliminação do gás carbônico do sistema, o que pode ser obtido por: Administração de um adequado fluxo de admissão. Uso de um absorvedor de CO 2. O termo reinalação refere-se ao gás alveolar quando inspirado como parte do próximo volume corrente, contribuindo para a elevação da fração expirada de CO 2 (FeCO 2 ). Nos sistemas sem absorvedor de CO 2, o percentual dessa reinalação está na dependência de quatro fatores: o desenho do circuito, o modo de ventilação (espontânea ou controlada), o fluxo de admissão e o padrão ventilatório. Nos sistemas com absorvedor de CO 2, a reinalação depende da reação química do gás alveolar com a cal. Portanto, a reinalação não deve ser usada para classificar os sistemas. Dentro desse conceito, o único critério diferencial passa a ser a presença, ou não, do absorvedor 1. E-Book de Anestesia Inalatória I. Sistemas sem absorvedor de CO 2 : I.a. Sistema com válvula sem reinalação I.b. Sistemas de Mapleson II. Sistema com absorvedor de CO 2 : Sistema circular I.a. Sistema com válvula sem reinalação Consiste de uma válvula (Ruben ou similar) com uma bolsa reservatório que recebe diretamente o fluxo de admissão 1. O mecanismo valvular é mantido por um pistão, que se desloca em seu próprio eixo por ação de uma mola. A válvula direciona para o paciente o volume corrente formado por gás fresco acumulado no balão e, a seguir, o gás expirado é eliminado para a atmosfera. Isto é, quando o paciente inspira ou o balão é comprimido, a válvula unidirecional se desloca e permite a passagem do gás para os pulmões; quando se inicia a expiração a válvula unidirecional retorna à sua posição inicial, e direciona o gás expirado para a porta expiratória. O fluxo de admissão deve ser igual ao volume minuto, durante ventilação espontânea ou controlada 1. Este sistema já foi abandonado para uso em anestesia. A válvula AMBU possui mecanismo semelhante, sendo também classificada como válvula sem reinalação. (Figuras 1 e 2). 44

45 FIGURA 1 - Válvula de Ruben e desenho esquemático da válvula nas posições inspiratória e expiratória. Sistemas de Administração FIGURA 2 - Sistema sem reinalação com válvula de Ruben (A), tubo corrugado (B) e balão reservatório (C). A válvula encontra-se em posição expiratória. FG fluxo de admissão I.b. Sistemas de Mapleson A, B, C, D, E e F Esses sistemas foram classificados de A a E por Mapleson, em Posteriormente, em , foi acrescentado o arranjo F representado pela modificação de Jackson Rees do T de Ayre. O critério diferencial entre 45

46 os diferentes sistemas leva em consideração a porta de entrada do fluxo de admissão e o ponto de escape dos gases para a atmosfera. Possuem em comum os mesmos componentes cujos arranjos determinam suas características funcionais (Figura 3). O desempenho desses sistemas quanto à eliminação do gás carbônico é altamente dependente de um adequado fluxo de admissão (Figura 4). Isto é, a magnitude do fluxo de admissão determina o percentual de gás alveolar no próximo volume corrente. Do ponto de vista descritivo distinguem-se três grupos funcionais na classificação de Mapleson: Grupo A; Grupo B, C; Grupo D, E, F. Como mostra a Figura 4, a distribuição dos gases no interior desses sistemas sofre modificações relacionadas aos arranjos dos seus componentes. E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 3 - Desenho dos sistemas de Mapleson com suas respectivas configurações de A F. FG fluxo de admissão 46

47 FIGURA 4 - Distribuição dos gases durante ventilação espontânea e controlada nos circuitos de Mapleson A - F. Grupos: grupo A; grupo B e C; grupo D, E, F. (Copiado de Miller RD (ed) Miller s Anesthesia, 6ª Ed, Philadelphia, Elsevier, 2005; Figura 9-20; 294.) Sistemas de Administração Mapleson A Sistema de Magill Embora o sistema de Magill não seja utilizado no Brasil, esta análise funcional tem como objetivo servir de modelo para o melhor entendimento do movimento dos gases no interior dos demais sistemas. (Figura 5). O sistema é constituído por um tubo corrugado, um balão reservatório, entrada do fluxo de admissão na extremidade distal e válvula de escape na extremidade proximal, em relação ao paciente 1. Para uma análise funcional sem abordagem matemática, vamos imaginar uma sequência de eventos durante um ciclo respiratório em ventilação espontânea. Antes de ser conectado ao paciente, o volume interno do sistema (balão + tubo corrugado) está preenchido com gás do fluxo de admissão. Ao final da primeira inspiração, o espaço morto anatômico e alveolar, bem como o volume interno do sistema, estão preenchidos com gás do fluxo de admissão, enquanto 47

48 o balão encontra-se parcialmente vazio. Inicia-se a expiração e os gases exalados (espaço morto e alveolar) deslocam-se ao longo do tubo corrugado em direção ao balão, o qual é continuadamente preenchido pelo gás do fluxo de admissão. A pressão se eleva gradativamente no interior do sistema, até abrir a válvula de escape durante a parte final da expiração, e elimina preferencialmente gás alveolar, enquanto conserva gás fresco e gás do espaço morto anatômico (Figura 4, A). O próximo volume inspirado é composto por gás do espaço morto e gás fresco, acumulados no tubo corrugado e no balão durante a pausa expiratória. A reinalação de gás do espaço morto anatômico não interfere nas trocas gasosas por não conter CO 2. Assumindo que não há mistura longitudinal dos gases, o gás do espaço morto e o gás fresco somente serão eliminados após o gás alveolar. Isto é, a prevenção da reinalação é função da magnitude do fluxo de admissão. Seu valor teórico é igual à ventilação minuto 2. Em estudos clínicos, não ocorreu reinalação com um fluxo de admissão igual à ventilação alveolar 4,5. Este fluxo é limítrofe e aumenta a vulnerabilidade do sistema para a reinalação, embora esteja trabalhando dentro de sua máxima eficiência teórica. E-Book de Anestesia Inalatória Ventilação Espontânea Fluxo de admissão = 0,7 x ventilação minuto Durante a ventilação controlada, o sistema é ineficiente e exige altos fluxos de admissão. O problema ocorre pelo fato da válvula ser mantida parcialmente fechada durante a insuflação pulmonar, e somente permitir o escape de gases na fase final da inspiração, quando a pressão no interior do sistema atinge seu valor de abertura. Durante a inspiração com pressão positiva, os pulmões são inicialmente insuflados com gás alveolar retido no sistema durante a fase expiratória e, somente depois, o volume inspirado é formado por gás do espaço morto e do fluxo de admissão (Figura 3 A). Isso explica o aumento da FeCO 2. Na prática clínica, o sistema de Mapleson A somente deve ser usado durante ventilação espontânea. Mapleson B e C Os sistemas B e C possuem arranjos similares e são funcionalmente de baixa eficácia. Em ambos, a entrada do fluxo de admissão e a válvula de escape situam-se próximas ao paciente (Figura 6). Isso permite que o gás alveolar e o gás do espaço morto anatômico misturem-se com o gás fresco no balão reservatório localizado em uma posição mais distal em forma de fundo de saco. Sob esta condição, a mistura ali acumulada não é lavada pelo fluxo de admissão. A análise funcional do sistema 48

49 FIGURA 5. - Arranjo do sistema Mapleson A (Magill). Acima, modo de funcionamento do sistema de Magill durante ventilação espontânea. FG Fluxo de admissão mostra que a reinalação ocorrerá sempre que o fluxo inspiratório médio for maior que a taxa do fluxo de admissão, quando ocorrerá utilização da mistura de gases acumulada no balão, para completar o volume corrente (Figura 4 - B e C). Na fase expiratória, no momento da abertura da válvula há escape da mistura de gases acumulada no balão. No caso do sistema B, no que pese a existência do ramo reservatório, o percentual de reinalação dependerá da magnitude do fluxo de admissão, que deve ser maior que o dobro do volume minuto 3,5. O Mapleson C possui ramo reservatório muito curto, comparado ao sistema B. Isso permite uma maior reinalação de gases expirados que estão em mistura com o gás fresco no balão reservatório. O fluxo de admissão é o mesmo recomendado para o sistema B 5. Como no sistema B, a válvula de escape está próxima a entrada do fluxo de admissão, o que torna o sistema ineficiente em ventilação espontânea ou controlada. As análises funcionais dos sistemas B e C são semelhantes em qualquer modo de ventilação. Na prática clínica hodierna, seu uso limita-se a ventilação durante transporte do paciente ou em situações de emergência. Sistemas de Administração 49

50 FIGURA 6. Desenho dos sistemas B e C de Mapleson. P paciente ; FG - fluxo de admissão E-Book de Anestesia Inalatória Sistemas de Mapleson D, E e F São funcionalmente similares e o desenho incorpora um T de Ayre 3. Diferem entre si pela presença ou ausência de um balão na extremidade distal (sistemas F e E), ou pela incorporação de uma válvula de escape (sistema D). Durante a expiração, o fluxo de admissão mistura-se continuadamente com o gás expirado enquanto desloca-se ao longo do tubo reservatório em direção à atmosfera (sistema E), ou para o balão FIGURA 7. Desenho esquemático dos sistemas D, E e F de Mapleson. FG fluxo de admissão 50

51 reservatório (sistemas D e F), de onde parte da mistura (gás expirado + fluxo de admissão) é eliminada. Durante a pausa expiratória o fluxo de admissão contínuo preenche a porção proximal do tubo corrugado. A possibilidade de reinalação passa a ser decorrente da interação de diferentes fatores: fluxo de admissão, volume corrente, pausa expiratória, modo de ventilação (espontânea ou controlada) e produção de CO 2 (Figura 7). Mapleson D O sistema D é um T de Ayre com ramo expiratório longo acoplado a um balão reservatório e a uma válvula de escape (Figura 8). A entrada do fluxo de admissão localiza-se na extremidade proximal ao paciente, enquanto a válvula de escape situa-se distalmente e próxima à bolsa reservatório (inverso do sistema A). Sistemas de Administração FIGURA 8. Representação esquemática do sistema Mapleson D. Acima, o desenho da distribuição dos gases em ventilação espontânea e controlada simula a imagem congelada ao final da expiração. Durante a ventilação espontânea comporta-se funcionalmente da mesma maneira que o Mapleson E, na versão com volume do ramo expiratório maior que o volume corrente. Na fase expiratória, o volume exalado (espaço morto + alveolar) e o fluxo de admissão contínuo deslocam-se ao longo do tubo corrugado em direção ao balão reservatório e pressionam a 51

52 E-Book de Anestesia Inalatória abertura da válvula. Como esta válvula permanece fechada na parte inicial da expiração, a primeira porção do gás expirado (espaço morto) acumula-se no balão reservatório; quando a válvula se abre, o gás eliminado consiste principalmente de gás alveolar que se encontra depositado no ramo reservatório, além de frações de gás do espaço morto. Na inspiração que se segue, o volume corrente é formado por gás do fluxo de admissão contínuo, gás fresco acumulado ao longo do ramo expiratório durante a pausa expiratória, mais um percentual de gás alveolar remanescente e acumulado na parte mais distal do tubo corrugado (Figura 4). O percentual de gás alveolar nessa mistura inalada dependerá do fluxo de admissão, do volume corrente e da duração da pausa expiratória, dos quais o único fator manipulável é o fluxo de admissão. Nessas condições, para prevenir a reinalação recomenda-se um fluxo de admissão maior que 2 vezes a ventilação minuto 2,5. Durante a ventilação controlada, o fato do arranjo do sistema manter uma distância entre a porta de entrada do fluxo de admissão (proximal) e a válvula de escape (distal), permite uma maior eliminação de CO 2. A válvula de escape mantém-se parcialmente fechada e somente abre-se no pico da pressão inspiratória. Durante a insuflação pulmonar o gás eliminado consiste principalmente de gás alveolar e gás do espaço morto anatômico, enquanto o pulmão é ventilado com gás do fluxo de admissão. Na fase expiratória, como ocorre em ventilação espontânea, o gás do espaço morto tende a se acumular no balão enquanto a mistura de gás alveolar com gás fresco tende a se acumular na extremidade distal do tubo corrugado. Sob este ponto de vista, o sistema D tem melhor rendimento em comparação aos sistemas A, B e C. É usado principalmente em ventilação controlada, com fluxo de admissão igual a 2 vezes a ventilação minuto 2,5,6. Mapleson E O sistema Mapleson E refere-se à modificação do T de Ayre original 7 acrescido de um ramo expiratório 8 de comprimento variável e diâmetro de 10 mm, que atua como reservatório. Não possui balão reservatório. A entrada de fluxo de admissão está localizada no ramo lateral. Caracteriza-se por ausência de válvulas, mínimo espaço morto e baixa resistência (Figura 9). Em ventilação espontânea e usando o arranjo que possui o volume interno do ramo reservatório maior que o volume corrente, não ocorre diluição da mistura anestésica com ar atmosférico. Entretanto, há risco de reinalação. Na fase expiratória, o gás exalado desloca-se ao longo do ramo expiratório misturado ao gás do fluxo de admissão, de maneira que o gás eliminado do sistema consiste principalmente de gás alveolar e do espaço morto. Na medida em que a expiração progride, e durante a pausa expiratória, o gás 52

53 fresco se acumula no ramo reservatório na parte mais proximal ao paciente. Logo, na inspiração que segue, não ocorre reinalação quando o fluxo de admissão exceder o pico do fluxo inspiratório. Isto é, as condições para evitar a reinalação são as mesmas citadas para o sistema D, quando praticamente todo o gás inspirado é proveniente do fluxo de admissão. Nessas condições, o fluxo de admissão recomendado deve exceder 2 vezes a ventilação minuto 3,5. Com o uso de ramo reservatório com volume interno igual a 20% do volume corrente do paciente, o fluxo de admissão preconizado é de 2-3 vezes a ventilação minuto 1,9. FIGURA 9. Sistema Mapleson E mostrando o T de Ayre com ramo reservatório contendo o volume interno maior do que o volume corrente. Ao lado, a distribuição dos gases no final da expiração. (redesenhado de Sykes MK 5.) FG fluxo de admissão ; P - paciente A ventilação pode ser controlada pela oclusão digital intermitente da extremidade distal do ramo expiratório. Para a análise funcional e cálculo do fluxo de admissão são feitas as mesmas considerações aplicadas quando em ventilação espontânea 3,5. Como referência histórica, a Figura 10 é apresentada com a intenção de reverenciar uma fase artesanal da anestesia. A ilustração mostra tubos de diferentes comprimentos, disponíveis para encaixe no ramo expiratório do T de Ayre. O volume interno da peça escolhida corresponde a aproximadamente 20% do volume corrente do paciente 9. Sistemas de Administração Sistema F Jackson Rees O circuito classificado como Mapleson F 3 é a modificação de Jackson Rees do T de Ayre 10,11 com volume do ramo expiratório maior que o volume corrente, semelhante ao sistema E (Figuras 11 e 12). Difere do Mapleson D pela ausência da válvula de escape. É um sistema compacto, simples em seu mecanismo, de baixo custo e mínima resistência respiratória. Ainda hoje é extensivamente utilizado em anestesia pediátrica. Consiste de um 53

54 E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 10. T de Ayre original devidamente montado. O ramo expiratório funciona como reservatório, e seu volume interno é calculado para aproximadamente 20% do volume corrente. Os diferentes comprimentos são calculados pela fórmula do volume do cilindro (copiado de Collins VJ 9.) Nota do autor A figura é mantida em sua forma original, sem tradução, como apresentada na publicação de Collins 9 balão reservatório com capacidade de 500 ml, com abertura para saída dos gases, acrescido à extremidade distal do ramo expiratório; a entrada do fluxo de admissão localiza-se na extremidade proximal. A eliminação do gás expirado que se acumula no balão ocorre pelo rabicho, ou por um orifício existente no corpo do balão. Tanto a abertura do rabicho como o orifício no balão são controlados pelo operador. Durante a expiração, o gás alveolar é direcionado para o balão, onde se acumula em mistura com o gás do fluxo de admissão. Simultaneamente essa mistura é eliminada pelo balão, em um crescendo, até o fim da expira- 54

55 ção. Segue-se a pausa expiratória, quando o gás fresco arrasta para o balão o gás alveolar depositado no ramo expiratório. Assim, o ramo reservatório fica preenchido por gás do fluxo de admissão. Na inspiração que se segue, o volume inicial é formado por esse gás, mais o fluxo contínuo de gás fresco. Mesmo que ao final da fase inspiratória ocorra a reinalação, a mistura estará diluída pelo fluxo de admissão contínuo e ocupará o espaço morto anatômico. O fluxo de admissão recomendado é de 2 vezes a ventilação minuto, em ventilação espontânea ou controlada 3. Jackson Rees (1960) 11 limita o uso para fluxos até 4 L.min -1, o que equivale aproximadamente ao indicado para uma criança de até 20 quilos de peso corpóreo. Segundo Eger 12, o fluxo de admissão igual a 1,5 vezes a ventilação minuto não altera o PACO 2. Sistemas de Administração FIGURA 11. Desenho esquemático do sistema Mapleson F (Jackson Rees). Acima, conjunto com bolsa reservatório dispondo do rabicho e, ao lado, versão do balão reservatório com orifício para escape dos gases. FG fluxo de gases ; P - paciente Circuito de Bain O circuito coaxial de Bain é uma modificação do sistema Mapleson D 13, mantendo basicamente o mesmo arranjo (Figura 13). O fluxo de admissão é conduzido por um tubo com 7 mm de diâmetro, inserido centralmente ao longo do ramo expiratório (1,8 m de comprimento, 22 mm de diâmetro e 500 ml de volume interno) até a extremidade proximal ao paciente. Assim, o ramo aferente (conduz o fluxo de admissão) e o eferente (conduz o gás expirado) encontram-se coaxialmente situados. Os gases expirados 55

56 E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 12. Movimento dos gases no sistema Mapleson F (Jackson Rees) nas diferentes fases do ciclo respiratório. (copiado de Eger EI 12.) direção do fluxo D deslocam-se ao longo do tubo corrugado até a válvula de escape situada na outra extremidade, junto ao balão reservatório. Apresenta como vantagem, em relação aos demais sistemas de Mapleson, a capacidade de reter calor e umidade tornando mais fisiológica a mistura inspirada. Pode ser usado durante ventilação espontânea ou controlada. Seu uso produziu muitas publicações, com diferentes recomendações quanto ao fluxo de admissão necessário para evitar a reinalação. Durante ventilação controlada, em paciente acima de 50 quilos de peso corpóreo, um fluxo de admissão igual a 70 ml.kg.min -1 mantém a normocapnia, desde que o volume minuto do ventilador exceda o fluxo de admissão 14. No paciente pediátrico de até 35 quilos de peso corpóreo é recomendado o fluxo de 3,5 L.min -1 ; acima de 35 quilos de peso, o fluxo de admissão recomendado é de 100 ml.kg.min -1 ; para crianças com peso abaixo de 10 quilos o fluxo de 2 L.min -1 não produz alcalose respiratória 15. Em criança pesando até 50 quilos recomenda-se um fluxo de 3,5 L.min Em ventilação espontânea foram publicadas diferentes recomendações: fluxo de admissão variando de ml.kg.min -1 17,18 ; 100 ml.kg. 56

57 FIGURA 13. Desenho do circuito de Bain e do sistema Mapleson D, para comparação visual. FG fluxo de admissão; V - válvula de escape min -1 tem a mesma eficiência que o arranjo de Magill com fluxo de admissão de 70 ml.kg.min ; fluxo de admissão igual a 3 vezes a ventilação minuto 6,20. Soliman e Laberge 21 recomendam para crianças de até 20 quilos de peso o fluxo de admissão de 206 (± 3,5) ml.kg.min -1 para manter a PACO 2 dentro dos limites da normalidade. Estas publicações sugerem que o sistema de Bain não é uma boa opção para uso em ventilação espontânea, e reflete a interação de diferentes fatores intervenientes na reinalação. Os estudos não permitem responder definitivamente as questões: Pode ser usado em adulto e criança? É recomendado para uso em ventilação espontânea e controlada? Qual fluxo de admissão para prevenir a hipercarbia? Qual a melhor relação entre fluxo de admissão e ventilação minuto, para produzir hiperventilação mantendo a PaCO 2 normal? Sistemas de Administração Modificação de Baraka do T de Ayre A modificação de T de Ayre idealizada por Baraka em , utiliza duas peças em T com 1 cm de diâmetro e separadas por um tubo corrugado com capacidade de aproximadamente 60 ml; um balão reservatório ocupa a extremidade distal. As duas peças em T são dispostas, respectivamente, proximal e distal ao paciente. O duplo T permite modificar as posições de 57

58 entrada e saída dos gases: funciona como sistema Mapleson A (Magill) se o fluxo de admissão entra via ramo lateral distal (próximo ao balão) e a saída dos gases pelo ramo lateral proximal. Difere do sistema de Magill pela ausência da válvula. Esse arranjo é recomendado durante ventilação espontânea. Funciona como Mapleson F (Jackson Rees) quando a entrada do fluxo de admissão se faz pelo ramo lateral proximal e a eliminação pelo T distal, sendo indicado para uso em ventilação controlada (Figura 14). E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 14.O duplo T de Ayre e o tubo reservatório compoem o arranjo de Baraka 22. O T proximal conecta o tubo reservatório ao paciente (máscara ou tubo traqueal); o T distal conecta o tubo reservatório ao balão. Ao lado, o sistema com entrada do fluxo de admissão no T proximal, preconizado para uso em ventilação controlada. Durante ventilação espontânea (Magill) ou em ventilação controlada (Jackson Rees), o fluxo de admissão recomendado é igual ao volume minuto do paciente 22. Em ambas as situações, a eliminação do gás alveolar do sistema se faz durante a expiração. Ainda, o estudo de Barash 22 limita seu uso na faixa de neonato até a criança de 7 anos de idade. O cálculo do fluxo de admissão utiliza uma tabela com base na superfície corpórea. Entretanto, nas condições clínicas do dia-a-dia, para uso na criança sem patologia metabólica ou cardiovascular, pode ocorrer dificuldade de ordem prática na faixa etária de neonato e lactente (1 ano), devido ao pequeno volume minuto. Nestas condições, na opinião do autor, pode-se usar um fluxo mínimo empírico de 2 L.min -1 ou a fórmula sugerida por Jreig e col 23. Comentário Na prática clínica atual da anestesia, os sistemas de Mapleson perderam sua importância, principalmente para uso no paciente adulto. Devido aos altos fluxos de admissão exigidos para seu bom desempenho, são poluentes e de alto custo operacional pelo exagerado consumo do agente inalatório. Na anestesia 58

59 pediátrica ainda há espaço para sua utilização, e onde goza de muita popularidade. Dos arranjos apresentados, o Baraka, o Jackson Rees e o Bain são em ordem preferencial os de maior uso no Brasil. Em princípio, estes sistemas podem ser usados durante ventilação espontânea e controlada. Entretanto, a prática clínica atual prioriza a ventilação controlada manual ou mecânica, cujos critérios de opção fogem ao escopo desta revisão. A escolha do fluxo de admissão é um problema complexo para esses sistemas cujo perfil valoriza a simplicidade. Na opinião do autor, na prática clínica diária da anestesia pediátrica na criança saudável, torna-se necessário a adoção de um guia para a escolha do fluxo de admissão inicial, que teoricamente evite a reinalação 24. Paralelamente, as correções poderão ser efetuadas pela monitorização contínua da FeCO 2, o que torna apenas de interesse acadêmico os cálculos teóricos. Entretanto, deve-se considerar a dificuldade da capnometria em alguns equipamentos, nos casos de pequeno volume corrente e frequência rápida, como nos recém-natos e lactentes. Várias são as opções que não utilizam fórmulas complicadas: Arranjos de Baraka ou Jackson Rees: Peso corpóreo Fluxo de admissão Até 13,5 kg 2 L.min -1 > 13,5 kg 220 ml/kg/min Circuito de Bain: Sistemas de Administração Peso corpóreo Fluxo de admissão Até 10 kg 2 L.min kg 3,5 L.min -1 > 35 kg 100 L.min -1 II. Sistema com absorvedor de CO 2 : Sistema circular 25,26 O arranjo do sistema circular permite superar as desvantagens dos sistemas de Mapleson: altos fluxos de admissão, elevado consumo de agentes inalatórios, poluição ambiental, perda de calor e umidade pelo paciente. Para tanto, o sistema é tecnicamente complexo, tem maior risco de falhas e é volumoso. Uma importante característica é ser altamente eficiente na manutenção das concentrações dos gases e vapores inspirados, além de permitir a reinalação do gás expirado após a absorção do gás carbônico. 59

60 Componentes Composto essencialmente por dois tubos corrugados unidos por uma peça em Y formando o ramo inspiratório e o expiratório, onde se instalam nas extremidades distais as respectivas válvulas unidirecionais que mantêm separadas as direções dos gases; o recipiente (canister) com o absorvedor de CO 2, o balão ventilatório, a porta de entrada do fluxo de admissão e a válvula de escape completam o sistema. A resistência respiratória é mínima (3 cmh 2 O) e o espaço morto mecânico limitado ao volume interno do conector em Y (Figura 15). E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 15. Sistema circular com seus componentes esenciais. FG fluxo de admissão Absorvedor de gás carbônico Composto de um recipiente (canister) com duas câmaras em plástico transparente, que contêm os grânulos do absorvedor e são montadas verticalmente em série 25,26 (Figura 16). Geralmente com capacidade total para dois quilos, são preenchidas com grânulos de tamanho entre 4 a 8 mesh(*) (2,36 a 4,75mm), o que torna negligenciável a resistência ao fluxo de gás, além de oferecer uma ampla superfície de absorção. Com o canister preenchido, aproximadamente metade do seu volume interno corresponde ao espaço intergranular, onde se processa a absorção. Esse espaço deve ser no mínimo igual ao maior volume corrente esperado para o paciente. As duas câmaras são encaixadas por um anel tipo gaxeta. Nessa mesma secção existe outro anel que divide o 60

61 canister em compartimento superior e inferior; sua função é estreitar a passagem e desviar o caminho do gás, de maneira a impedir a formação de canais de circulação no espaço entre os grânulos e as paredes do canister. A cal sodada é o absorvedor mais utilizado. É composto por 80% de hidróxido de cálcio; 4% de hidróxido de sódio; 1% de hidróxido de potássio e 14-19% de água. Uma pequena quantidade de sílica é adicionada para tornar o grânulo mais duro, o que reduz a formação de poeira cáustica que pode produzir queimaduras em contato com a mucosa. Um indicador de ph (etil violeta, fenolftaleína) é adicionado e muda de cor com a exaustão do absorvedor, quando aumenta a concentração de íons hidrogênio. A absorção de CO 2 é uma reação química exotérmica podendo atingir valores de até 40ºC. Mais recentemente está disponível no mercado o hidróxido de cálcio (Amsorb) 27, composto de hidróxido de cálcio (83%), cloreto de cálcio (1%) e água (14,5%). Apresenta como vantagem a ausência das bases fortes hidróxidos de sódio e potássio, o que reduz a possibilidade de formação do monóxido de carbono quando em contato com desflurano, isoflurano, halotano e sevoflurano, ou a formação do composto A com o uso do sevoflurano. Sua capacidade de absorção é reduzida de 50% e seu custo mais elevado, quando em comparação à cal sodada 25. É também comercializado outro tipo de absorvedor (Dragersob 800 Plus), formulado com reduzida quantidade da base forte de hidróxido de sódio (2%) e sem hidróxido de potássio. (*) Mesh Unidade arbitrária pelo padrão USP. Refere-se ao número de orifícios por polegada linear em uma tela, através dos quais os grãos devem passar. Sistemas de Administração Prevenção da reinalação A localização relativa dos componentes do sistema circular permite otimizar sua eficiência, tanto na eliminação do CO 2 quanto na economia do uso de oxigênio e anestésicos. Esses componentes podem assumir as mais variadas posições, desde que seu desenho incorpore as regras básicas para a prevenção da reinalação de CO 2 12,28 : a) válvulas unidirecionais colocadas nos ramos inspiratório e expiratório; b) entrada fluxo de admissão situada entre o absorvedor e a válvula inspiratória; c) válvula de escape situada após a válvula expiratória unidirecional. 61

62 Preservação do gás no sistema circular E-Book de Anestesia Inalatória O arranjo mais eficiente deve conservar gás do fluxo de admissão e o gás expirado sem CO 2 (espaço morto anatômico), além de promover a eliminação de gás alveolar antes da passagem pelo absorvedor 12,28. Assim, quando as válvulas unidirecionais estão próximas ao paciente, e a válvula de escape imediatamente após, à jusante do ramo expiratório, o arranjo apresenta o seu melhor rendimento (Figura 17). Esse tipo de válvula (válvula de Elam como é conhecida no Brasil) foi, durante muitos anos, utilizado em nosso meio em substituição ao componente em Y 29. Foi abandonada devido a pouca confiabilidade no funcionamento e por ser pouco prática devido ao seu volume. Os sistemas circulares modernos, em sua grande maioria, utilizam um arranjo alternativo mais simples e menos eficiente, por permitir maior perda de gás expirado. Assim, a válvula de escape foi movida para longe do paciente, colocada antes do absorvedor de CO 2 e próximo ao balão (Figura 18). As válvulas unidirecionais inspiratória e expiratória, fabricadas em discos de cerâmica, foram acomodadas em domus transparentes situados longe do paciente 26. (Figura 16). Fluxo de admissão O sistema circular permite a reutilização dos gases e vapores exalados, após a absorção do CO 2. Isso torna desnecessária a utilização de altos fluxos, como os recomendados para os sistemas de Mapleson. Do ponto de vista conceitual o fluxo basal de ml.min -1 é utilizado em uma técnica de anestesia denominada de circuito fechado. Com o fluxo < 1 L.min -1 o termo consagrado é anestesia de baixo fluxo. Nestes dois casos não ocorre a reinalação devido à reabsorção total de CO 2. Há reinalação de volume (espaço morto anatômico e gás alveolar sem CO 2 ), do oxigênio e dos agentes anestésicos, sem perda para a atmosfera de gás do fluxo de admissão. A gradativa elevação do fluxo de gases aumenta a eliminação do gás alveolar pela válvula de escape, mantendo-se, dentro de limites, o desempenho do sistema. Há economia de cal sodada quando são utilizados fluxos de 2-3 L.min -1. Torna-se desnecessária a presença do absorvedor com a aplicação de fluxos de admissão a partir de 4-5 L.min -1. Quando usado em baixo fluxo não é recomendável utilizar a mistura O 2 /N 2 O, mesmo com a monitorização pelo analisador de oxigênio no ramo inspiratório. Nesta condição, usar somente o oxigênio e o agente volátil. Assim, a diluição do oxigênio no sistema não alcançará níveis críticos na fração inspirada. Ainda, como os vaporizadores convencionais não funcionam adequadamente com fluxos < 1 L.min -1, há necessidade de monitorar 62

63 FIGURA 16. Absorvedor de CO 2 e suas relações com os demais componentes do sistema circular. As setas indicam a direção dos gases no interior do sistema. Sistemas de Administração a concentração inspirada do agente inalatório, que tende a cair para valores inferiores aos indicados na escala do vaporizador; com fluxo > ml.min -1 a concentração inspirada do agente volátil é similar àquela indicada no vaporizador. Análise funcional Durante a inspiração, o gás do fluxo de admissão juntamente com o gás expirado anteriormente e acumulado no balão reservatório, caminham para o paciente pelo ramo inspiratório. A inspiração abre a válvula inspiratória unidirecional. Por outro lado, a válvula unidirecional expiratória encontra-se fechada devido à pressão retrógrada, o que impede a reinalação de gás com CO 2. Quando se inicia o fluxo expiratório ocorre a abertura da válvula unidire- 63

64 E-Book de Anestesia Inalatória FIGURA 17. Sistema circular com arranjo da válvula de escape próximo ao paciente. Observar a maior eliminação de gás alveolar e conservação de gás do fluxo de admissão e do espaço morto. (copiado de Eger 12,28 ). Ddireção do fluxo cional expiratória, e o fechamento da válvula unidirecional inspiratória. O gás expirado desloca-se em direção à bolsa reservatório e, devido ao aumento de pressão no final da expiração, a válvula de escape se abre para eliminar uma fração do gás alveolar. O restante do volume expirado passa pelo absorvedor, quando se reinicia um novo ciclo respiratório. Um ponto importante é a posição relativa da válvula de escape no desenho do sistema. Deve ter uma específica localização no ramo expiratório, de maneira a permitir uma maior eliminação do gás alveolar antes de sua passagem pelo absorvedor de CO 2. Isso permite maior economia do absorvedor, embora determine perda para a atmosfera de gases e vapores anestésicos, presentes no gás alveolar. As válvulas unidirecionais se assentam horizontalmente sobre a superfície circular (secção transversa) do tubo cilíndrico que tem abertura para o interior da área do domus. Este tubo condutor de gases se con- 64

65 FIGURA 18. Sistema circular com válvula de escape posicionada próximo ao balão reservatório. Nesse arranjo, há perda de gás alveolar com gás do espaço morto, que se misturam ao longo do tubo corrugado durante a expiração. Isso diminui a reutilização do gás expirado. (copiado de Eger 12,28 ). Ddireção do fluxo Sistemas de Administração tinua com o tubo corrugado. Os movimentos de abertura e fechamento das válvulas podem ser acompanhados visualmente, através da superfície transparente do domus. Os modernos aparelhos de anestesia 25 Na última década ocorreu uma rápida incorporação da eletrônica nos aparelhos de anestesia, com gradual substituição dos equipamentos pneumáticos. Essa evolução não invalida a necessidade do conhecimento dos princípios básicos, no desenho do aparelho padrão de anestesia. Assim, recomenda-se para esses novos aparelhos uma criteriosa análise realizada pelo anestesista, antes de colocá-los em uso. É obrigatório um completo entendimento quanto ao funcionamento dos sistemas integrados. 65

66 Referências Bibliográficas E-Book de Anestesia Inalatória 1. Mapleson WW Gas Exchanges Characteristics of Anaesthetic Systems. em: Cecil GT, Nunn JF General Anaesthesia, 3 rd Ed, London, Butterworths, 1973; Mapleson WW The elimination of rebreating in various semi-closed anaesthetics systems. Br J Anaesth, 1954;26: Willis BA, Pender JW, Mapleson WW Rebreathing in a T-place. Br J Anaesth, 1975;47: Kain ML, Nunn JF Fresh gas economics of the Magill circuit. Anesthesiology, 1968;29: Sykes MK Rebreathing circuits: a review. Br J Anaesth, 1968;40: Conway CM Anaesthetic breathing systems. Br J Anaesth, 1985; 57: Ayre P Endotracheal anesthesia for babies: with special reference to hare-lip and cleftpalate operations. Curr Res Anesth Analg, 1937;16: Ayre P The T-piece technique. Br J Anaesth, 1956;28: Collins VJ Principles of Anesthesiology. Philadelphia, Lea & Feiberg, 1966; Rees GJ Anaesthesia in the newborn. Br Med J, 1950;2: Rees GJ Paediatric anaesthesia. Br J Anaesth, 1960;32: Eger EI 2 nd Anesthetic Uptake and Action. Baltimore, Williams & Wilkins, 1974; Bain JA, Spoerel WE A streamlined anaesthetic system. Can Anaesth Soc J, 1972;19: Bain JA, Spoerel WE Flow requirements for a modified Mapleson D systems during controlled ventilation. Can Anaesth Soc J, 1973;20: Bain JA, Spoerel WE Carbon dioxide output and elimination in children under anaesthesia. Can Anaesth Soc J, 1977;24: Silva Junior CA, Conceição MJ Uso do circuito de Bain (Mapleson D modificado) em crianças. Rev Bras Anestesiol, 1977;27: Ungerer MJ A comparison between the Bain and Magill anaesthetic systems during spontaneous breathing. Can Anaesth Soc J, 1978; 25: Rose DK, Byrick RJ, Froese AB Carbon dioxide elimination during spontaneous ventilation with a modified Mapleson D system: studies in a lung model. Can Anaesth Soc J, 1978;25: Spoerel WE, Aitken RR, Bain JA Spontaneous respiration with the Bain breathing circuit. Can Anaesth Soc J, 1978;25: Conway CM, Seeley HF, Barnes FK Spontaneous ventilation with the Bain anaesthetic system. Br J Anaesth, 1977; 49: Soliman MG, Laberge R The use of the Bain circuit in spontaneously breathing paediatric patients. Can Anaesth Soc J, 1978;25: Baraka A, Brandstater B, Muallem M et al. - Rebreathing in a double T-piece system. Br J Anaesth, 1969;41: Jreige MM, Sobreira DP, Saraiva RA Avaliação do fluxo de admissão de gases no sistema Rees-Baraka. Rev Bras Anestesiol, 1996;46: Nightingale DA, Richards CC, Glass A An evaluation of rebreathing in a modified T- piece systems during controlled ventilation of anaesthetized children. Br J Anaesth, 1965;37: Brockwell RC, Andrews JJ Inhaled Anesthetic Delivery Systems, em: Miller RD Miller s Anesthesia. 6 th Ed, Philadelphia, Elsevier, 2005; Moyle JTB, Davey A, Ward C Equipamentos em Anestesia de Ward, 4ª Ed, Porto Alegre, Artmed, 2000; Murray JM, Renfrew CW, Bedi A et al. Amsorb: a new carbon dioxide absorbent for use in anesthetic breathing systems. Anesthesiology, 1999; 91: Eger EI 2 nd, Ethans CT The effects of inflow, overflow and valve placement on economy of the circle system. Anesthesiology, 1968;29: Spiegel P, Gonçalves B Absorção de CO 2 em sistema com reinalação. Observações com o filtro circular Narcosul. Rev Bras Anestesiol, 1967;17:

67 Capítulo 5 Anestesia Geral Balanceada Luiz Fernando de Oliveira Anestesia balanceada, em contraponto à anestesia inalatória clássica, caracteriza-se pela associação de duas ou mais drogas, inalatórias ou venosas, com o intuito de reduzir a morbidade e melhorar as características farmacocinéticas da anestesia geral, sem prejuízo da sua eficácia. Frequentemente também é chamada de anestesia multimodal, embora este termo seja melhor aplicado a procedimento que envolva a associação de anestesia geral com técnicas de anestesia loco-regional, com vistas à redução da dor pós-operatória ou do consumo de agentes anestésicos, como por exemplo a associação de bloqueio peridural contínuo com anestesia geral. Histórico Um dos grandes sonhos da humanidade sempre foi vencer a dor. Muito embora este objetivo ainda não tenha sido plenamente alcançado, enorme sucesso foi obtido no controle da dor cirúrgica com o advento da anestesia geral, em O advento da anestesia geral marca um momento histórico não só para a medicina, com a abertura da possibilidade de desenvolvimento das modernas técnicas cirúrgicas, mas para a humanidade, com a derrota do pensamento fatalista que então dominava e que acreditava ser impossível abolir a dor cirúrgica, o que, para alguns pensadores da época, ia contra as leis divinas. A anestesia geral é estado de inconsciência temporária e reversível caracterizada por supressão da exterocepção (dor, tato, pressão, olfato, temperatura, visão e audição), amnésia e imobilidade. Sua descoberta na década de 1840, foi resultante da contribuição de vários cientistas como Crawford Long, Horace Wells e, finalmente, William Thomas Green Morton, considerado o pai da Anestesiologia pela primeira demonstração pública da possibilidade de controle da dor cirúrgica pela inalação de éter 1, 2, 3. Embora outras drogas logo tenham sido introduzidas como alternativas ao éter, como o clorofórmio, o cloreto de etila e o tricloroetileno, a segurança cardiorrespiratória do éter permaneceu insuperável, apesar de seus efeitos indesejáveis como longa latência e longo despertar, potente efeito emético, odor irritante característico e inflamabilidade, limitarem seu uso. O sucesso do éter, em especial da praticidade de sua administração por via inalatória como droga única, foi tão grande que a anestesia geral como resultado da inalação de uma única droga, pela simplicidade da sua realização, criou um paradigma que durante quase cem anos a caracterizou. 67

68 E-Book de Anestesia Inalatória Durante quase um século todas as tentativas foram centradas no desenvolvimento de um agente anestésico ideal que pudesse substituir o éter como agente único para anestesia inalatória pura. A perseverança nesse caminho culminou com o desenvolvimento dos modernos anestésicos halogenados, derivados históricos do clorofórmio, podendo se considerar como o pioneiro dessa geração o halotano, introduzido em 1956, isto é, mais de cem anos após a descoberta da anestesia geral. O halotano, pelas suas características à época revolucionárias como, rápida latência, odor agradável, despertar suave e mais rápido que o do éter, aliado à não-inflamabilidade, destronou afinal o éter, tornando-se o novo padrão para anestesia geral. Passados mais de cem anos da descoberta da anestesia geral por Long, Wells e Morton, continuava a prevalecer, no entanto, o conceito de que uma única droga inalável poderia ser o meio mais rápido e eficiente de se alcançar anestesia geral. O halotano, pelo risco de eventos cardiocirculatórios indesejáveis (arritmias, parada cardíaca) e potencial risco de lesão hepática estava longe, no entanto, de ser o agente anestésico ideal e atender aqueles objetivos. Com o intuito de reduzir os riscos do halotano, o óxido nitroso (N 2 O) passou a ser usado em técnica combinada, para potencializar os efeitos depressores do sistema nervoso central e assim reduzir a demanda por concentrações mais elevadas do halotano, minimizando o risco de eventos cardiocirculatórios indesejáveis, já que o N 2 O não tem efeito cardiodepressor significativo, além de acelerar a indução pelo efeito do segundo gás. O uso dessa associação logo entrou na prática da anestesiologia e se tornou corriqueiro. Nas décadas de 1930 e 1940, avanço importante foi alcançado em outra área, a das drogas intravenosas, embora estas não tenham sido logo incorporadas à prática corrente da anestesia. O primeiro passo foi a introdução do tiopental sódico por Lundy em 1936, como o primeiro agente hipnótico de ação ultra-curta para uso intravenoso e que possibilitava o estabelecimento da inconsciência em segundos e não mais em minutos (até 20 a 30 min), como era com o éter 4. Primeiramente proposto como substituto do éter para a produção de anestesia geral, devido a seu potente efeito depressor cardiorrespiratório e reduzida eficácia analgésica (analgesia cirúrgica só é alcançada em doses elevadas, associadas a parada respiratória e depressão hemodinâmica), inicialmente não teve seu uso popularizado. A vantagem da rápida indução da inconsciência não parecia suficiente na época para mudança do paradigma como a anestesia era então conduzida, utilizando-se apenas um agente, em geral o éter, e na maioria das vezes, sem necessidade de acesso venoso. Foi durante o ataque a Pearl Harbour que o tiopental passou pela sua prova de fogo. Pela necessidade de atendimento em massa aos feridos e 68

69 pela inexistência de recursos hospitalares suficientes para o atendimento do enorme número de casos de trauma, o tiopental foi usado para procedimentos anestésicos de emergência de pacientes que não tinham condições de serem transportados para o hospital. Como os médicos, muitos com treinamento em anestesiologia ainda precário na época, não tinham prática no manejo do tiopental, em especial em pacientes hipovolêmicos e chocados, a mortalidade consequente à sua administração foi muito elevada, o que levou a uma grande rejeição a seu uso e quase acabou com a utilização do tiopental em anestesiologia. Apenas alguns anos mais tarde, já na década de 1950, com o maior conhecimento da sua farmacocinética e farmacodinâmica, o tiopental passou a ser utilizado rotineiramente, não mais como agente único de anestesia, mas para a indução rápida da inconsciência em associação com éter ou halotano, abreviando e tornando mais agradável para os pacientes a indução anestésica. Na mesma época, Griffith e Johnson (1942) iniciaram seu trabalho pioneiro com o curare (d-tubocurarina), introduzindo-o na prática anestésica com a finalidade de propiciar relaxamento muscular e imobilidade sem necessidade de elevadas concentrações do agente inalatório, assim reduzindo o risco de depressão cardiovascular e despertar prolongado 5. Esses dois eventos quebraram o paradigma então prevalente por quase cem anos de prática anestésica, que fazia da anestesia inalatória pura o padrão para anestesia geral. Teve início então uma nova era caracterizada pelo uso judicioso da associação de drogas inalatórias e venosas com o objetivo de produzir anestesia geral eficaz com menor morbimortalidade, ou anestesia balanceada. Sem dúvida que a quebra do paradigma direcionou esforços dos grandes laboratórios farmacêuticos em busca de novas drogas com potencial para substituir ou potencializar os anestésicos gerais inalatórios. Paralelamente, os anestésicos inalatórios também não pararam de ser desenvolvidos e ao longo das últimas cinco décadas foram sendo melhorados, com ênfase em características farmacocinéticas mais favoráveis, como latência e despertar mais rápidos e propriedades farmacodinâmicas mais seguras, como menor toxicidade hepatorenal e menor cardiotoxicidade, culminando, na década de 1990, com a introdução do sevoflurano e do desflurano. O sevoflurano, em especial, revolucionou a anestesia inalatória com sua farmacocinética rápida que permite rápida indução e despertar e maior segurança cardiovascular, tornando a anestesia inalatória uma técnica mais segura, confiável e eficaz. Por outro lado, o desenvolvimento de novas drogas com propriedades hipnóticas, analgésicas e relaxante muscular não parou. O maior destaque ficou com o desenvolvimento e introdução na prática clínica dos opioides Anestesia Geral Balanceada 69

70 E-Book de Anestesia Inalatória de ação rápida, com destaque para o fentanil. A introdução do fentanil na prática anestésica na década de 1960 revolucionou o modo como se praticava a anestesia. Potente analgésico, com curta duração de ação e efeito potencializador dos anestésicos gerais, seu uso logo se tornou rotineiro na anestesia balanceada. Como tudo que é diferente e vai de encontro a paradigmas consolidados, a resistência à introdução do fentanil na prática da anestesia foi grande e devemos à anestesia européia, em especial aos franceses, belgas e espanhóis, a popularização do uso de fentanil como coadjuvante na anestesia moderna. Com a maior frequência de seu emprego na década de 1970, em especial sua popularização como técnica segura para anestesia cardíaca, novos opioides foram sendo introduzidos, sem grandes avanços farmacológicos, até o advento do remifentanil, no início dos anos O remifentanil propiciou uma nova revolução conceitual pois, com sua farmacocinética ultra-curta não cumulativa, permitiu o desenvolvimento de técnicas de anestesia venosa total antes prejudicadas pelas características cumulativas dos opioides até então disponíveis como o fentanil, alfentanil e sufentanil. O remifentanil logo se mostrou também muito útil para a anestesia balanceada quando associado ao sevoflurano, propiciando maior estabilidade cardiocirculatória e pronto despertar. Para que a técnica de anestesia venosa total se tornasse viável foi necessário um outro grande passo, o desenvolvimento de um substituto para o tiopental sódico já que este, por ser cumulativo, não pode ser usado em técnicas de administração contínua. Este passo foi alcançado com o desenvolvimento do propofol na década de Embora com perfil farmacodinâmico semelhante ao do tiopental, já que é tão depressor cardiorrespiratório quanto este, o propofol apresenta um perfil farmacocinético muito mais favorável. Com uma meia-vida de eliminação rápida, pequena variação da meia-vida sensível ao contexto e sem tendência a acúmulo 6,7, o propofol veio preencher a lacuna que faltava para que as técnicas de anestesia venosa total se tornassem práticas, o que foi muito auxiliado pelo desenvolvimento simultâneo de novas bombas de infusão programáveis e alvo-controladas. Anestesia Balanceada Quem primeiro sugeriu o conceito da utilização de mais de um medicamento com o objetivo de produzir anestesia foi George Crille, em Em 1926, Lundy criou o termo anestesia balanceada para definir procedimento onde, pela associação de drogas e técnicas (bloqueios), poderíamos alcançar os vários objetivos da anestesia geral, processo hoje melhor definido pelo termo anestesia multimodal. 70

71 Na anestesia inalatória pura temos de alcançar apenas com o agente inalatório todos os requisitos da anestesia geral como inconsciência, supressão da exterocepção, imobilidade e relaxamento muscular, sem comprometimento da estabilidade cardiocirculatória e neurovegetativa. Esses objetivos são difíceis de serem alcançados na mesma dose (concentração) do agente, pois normalmente não são propriedades paralelas apresentando diferentes DE50, isto é, diferentes potências hipnótica, analgésica, relaxante muscular e cardiodepressora. Assim, alcançar o efeito ideal a cada momento do procedimento anestésico-cirúrgico é difícil, o que em geral acarreta a necessidade de se aprofundar o plano anestésico para se alcançar o relaxamento ou analgesia desejada, com maior risco de depressão cardiocirculatória. Em consequência, o uso de técnica de anestesia inalatória pura, em razão do binômio eficácia-segurança, é hoje pouco utilizada exceto onde a vantagem de se usar a indução inalatória é evidente como na anestesia em crianças, e assim mesmo apenas até que se possa estabelecer um acesso venoso. A anestesia balanceada segue princípio farmacológico diverso, baseado no conceito de sinergismo, também aplicado em outras áreas da medicina com sucesso como, por exemplo, na associação de amoxacilina com clavulanato, sulfa com trimetropim e aspirina com clopidrogrel, entre outras associações que maximizam a eficácia. Na anestesia balanceada, o uso da associação de duas ou mais drogas com diferentes objetivos e mecanismos, mas com efeito sinérgico (na maioria das vezes apenas aditivo), facilita a obtenção de equilíbrio entre hipnose, analgesia, imobilidade, relaxamento e estabilidade neurovegetativa de forma eficaz e segura, maximizando a eficácia e minimizando a toxicidade. O sucesso dessa estratégia fez com que as técnicas de anestesia balanceada gradativamente substituíssem a técnica da anestesia geral inalatória pura. Embora o termo anestesia balanceada normalmente seja usado para designar uma forma de anestesia inalatória caracterizada pelo uso da associação de anestésicos inalatórios (halogenados e N 2 O) com relaxantes musculares e hipnóticos, o conceito também se aplica a anestesia venosa total, na realidade uma forma de anestesia balanceada venosa. Neste caso, se utilizam apenas drogas de uso venoso, como um hipnótico (propofol) associado a um opioide (remifentanil) e a relaxante muscular, enquanto na anestesia balanceada convencional utilizam-se tanto drogas inalatórias (como anestésico de base) quanto venosas, para propiciar a hipnose, a analgesia, a imobilidade e o relaxamento muscular (Vide Tabela I). Anestesia Geral Balanceada 71

72 Tabela I Modalidades de Anestesia Geral Anestesia Geral Hipnose Analgesia Relaxamento Inalatória Ag. Inalatório Ag. Inalatório Ag. Inalatório Balanceada Ag. Inalatório Hipnótico Ag. Inalatório Opioide Ag. Inalatório Relaxante Muscular Venosa Total Hipnótico Opioide Relaxante Muscular E-Book de Anestesia Inalatória A anestesia geral como consequência do desenvolvimento dos recursos farmacológicos e tecnológicos parecia evoluir ao final da década de 1990 na direção da substituição da técnica clássica inalatória, pura ou balanceada, pelas técnicas de anestesia venosa total e muitos anteviram o desaparecimento daquela, substituída pela administração servocontrolada de agentes venosos. O desenvolvimento de novas drogas com perfil farmacocinético mais favorável ao uso venoso contínuo (curta meia-vida de eliminação, meia-vida sensível ao contexto estável, pouco efeito cumulativo), de novas bombas de infusão mais precisas e alvo-controladas e dos meios eletrônicos de monitorização dos sinais vitais, parecia apontar nessa direção. Por outro lado, a complexidade da administração da anestesia venosa total, com duas ou até três bombas infusoras em uso simultâneo, com diferentes programações, em comparação à maior simplicidade e precisão dos modernos vaporizadores; o aparecimento do sevoflurano com sua farmacocinética rápida; bem como o desenvolvimento de monitorização mais avançada e precisa, tornando econômico o controle da concentração dos anestésicos inalatórios no ar expirado, contribuíram para consolidar a anestesia inalatória balanceada como alternativa prática, segura e eficaz de anestesia geral, em contraponto à anestesia venosa total. A condução da anestesia geral balanceada tanto quanto a anestesia venosa total exige por parte do anestesiologista amplo conhecimento da farmacocinética e farmacodinâmica das várias drogas a seu dispor, de forma a permitir sua harmonização no sentido de se obter anestesia eficaz, segura e de reduzida morbidade. Qualquer que seja o método adotado, o objetivo maior ao se administrar anestesia geral tem de ser minimizar a morbimortalidade e maximizar a hipnose, analgesia e a estabilidade neurovegetativa, e isso é possível tanto com a anestesia inalatória balanceada quanto pelas técnicas de venosa total. Na realidade, a utilização de anestesia venosa total ou anestesia balanceada não são excludentes, já que a escolha deve ser norteada pelas características do paciente e da cirurgia, dos recursos técnicos disponíveis 72

73 e da habilidade profissional em conduzir o tipo de anestesia indicado. O desenvolvimento contínuo dos recursos farmacológicos e dos meios eletrônicos de monitorização e automação, além dos custos econômicos, é que irão definir, no futuro, se alguma das técnicas irá prevalecer, já que no momento atual ambas são úteis e importantes para o bem estar de nossos pacientes. Referências bibliográficas 1. Greene NM - A consideration of factors in the discovery of anesthesia and their effects on its development. Anesthesiology, 1971;35: Toski JA, Bacon DR, Calverley RK - The History of Anesthesiology, em: Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK - Clinical Anesthesia, 4th Ed, Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2001; Beattie C - History and Principles of Anesthesiology, em: Hardman JG, Limbird LE Goodman & Gilman s the Pharmacological Basis of Therapeutics. 10th Ed, New York, McGraw- Hill, 2001; Lundy JS - Balanced anesthesia. Minnesota Med, 1926;9: Griffith HR, Johnson GE - The use of curare in general anesthesia. Anesthesiology, 1942;3: Shafer A, Doze VA, Shafer SL et al. - Pharmacokinetics and pharmacodynamics of propofol infusions during general anesthesia. Anesthesiology, 1988;69: Chiu JW, White PF - Nonopioid Intravenous Anesthesia, em: Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK - Clinical Anesthesia, 4th Ed, Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2001; Tonner PH - Balanced anaesthesia today. Best Pract Res Clin Anaesthesiol, 2005;19: Anestesia Geral Balanceada 73

74

75 Capítulo 6 Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Leonardo Teixeira Domingues Duarte A anestesia geral é intervenção farmacológica usada para prevenir efeitos adversos psicológicos e somáticos do trauma cirúrgico e também para criar condições convenientes para cirurgia 1. É geralmente definida como a tríade de inconsciência, amnésia e imobilidade em resposta à estimulação nociceptiva 2. Todavia, essa definição ainda não é precisa e diferentes subcomponentes são descritos por muitos autores como fundamentais. Essencialmente, durante a anestesia geral, deve existir bloqueio da função mental manifesto por meio de inconsciência; bloqueio sensitivo com interrupção da percepção da estimulação dolorosa; bloqueio motor que impede a movimentação do paciente e promove condições cirúrgicas ótimas; e bloqueio autonômico e da resposta ao estresse minimizando as respostas neurovegetativas e cardiocirculatórias. O termo anestesia balanceada cunhado por Lundy em 1926 se refere à combinação de diferentes fármacos e técnicas anestésicas com o objetivo de associar seus efeitos e superar, com isso, a carência de um anestésico ideal capaz de produzir simultaneamente hipnose, analgesia, relaxamento muscular e bloqueio neuro-humoral. Os anestésicos inalatórios apresentam diferentes efeitos em sua ação (inconsciência, analgesia, amnésia, imobilidade, etc). Enquanto poucos agentes anestésicos agem exclusivamente sobre apenas um componente da anestesia geral, também é verdade que, muitas vezes, é difícil separar e quantificar de forma confiável seus efeitos sobre diferentes subcomponentes, especialmente a consciência e analgesia (bloqueios mental e sensitivo). A sobreposição desses efeitos pode ser, pelo menos em parte, razão para a inexistência de monitores precisos para os componentes da inconsciência e analgesia. Por diversas vezes, tentativas de quantificar as necessidades anestésicas específicas para analgesia ou hipnose falharam, já que não há parâmetro validado. Profundidade da Anestesia A profundidade da anestesia ocorre pela interação de dois efeitos fundamentais para a anestesia clínica. O primeiro efeito envolve o componente hipnótico que gera inconsciência. O segundo efeito constitui o componente analgésico que bloqueia a resposta reflexa à estimulação nociva. 75

76 E-Book de Anestesia Inalatória A titulação desses dois componentes pelo anestesiologista produz a anestesia clínica de forma efetiva e segura. Desde a descrição dos estágios da anestesia com éter, permanece o interesse em medir a profundidade da anestesia. Inicialmente, a preocupação foi evitar sobredoses de anestésicos, mas, atualmente, somam-se os riscos reconhecidos das subdoses que poderão causar respostas hemodinâmicas e motoras potencialmente perigosas durante a cirurgia, além do despertar e lembrança intra-operatória. Outro interesse em monitorizar a profundidade da anestesia reside em controlar custos por meio da titulação da dose anestésica e, assim, evitar desperdícios e acelerar a alta da sala de recuperação pós-anestésica (SRPA) e hospitalar. Na prática diária, a administração dos agentes anestésicos é baseada principalmente em seus efeitos adversos farmacodinâmicos. Como ocorre com outros fármacos, a seleção e a dose administrada de anestésicos inalatórios se baseia nos conhecimentos de farmacologia populacional, na qual o efeito desejado é obtido com a titulação da dose e observação do seu efeito. Com isso, muitas vezes, são observados resultados insuficientes ou exagerados que demandarão correções na dose dos fármacos anestésicos. A queda dos parâmetros hemodinâmicos com hipotensão arterial e bradicardia são efeitos adversos comuns à sobredose anestésica. Por outro lado, hipertensão arterial e taquicardia refletem diretamente bloqueio sensitivo insuficiente (analgesia inadequada) e também podem ser causados por bloqueio mental inadequado, com reação de estresse e consciência intra-operatória. Tal fato ocorre porque a sensibilidade dos indivíduos à ação anestésica é variável (variabilidade individual). A Figura 1 representa as necessidades de aprofundamento da anestesia segundo os diferentes estímulos, sejam benignos ou nocivos. As res- Figura 1: Relação entre as respostas a diferentes estímulos e profundidade da anestesia. No quadro: benignos, sem acento. 76

77 postas podem ser categorizadas e seguem uma sequência na qual a perda da resposta verbal precede a perda dos movimentos voluntários, que, por sua vez, precede o desaparecimento dos movimentos involuntários. Apesar da profundidade da anestesia ainda ser reportada e relacionada aos planos anestésicos descritos por Guedel, no início do século XX (1937), na anestesia com éter (Quadro I), estes sinais clínicos não podem mais ser usados como principal guia da profundidade da anestesia, já que o éter foi substituído por agentes mais modernos. A prática atual é a de combinar opioides e bloqueadores neuromusculares (BNM), além de outros adjuvantes, aos anestésicos inalatórios. Com isso, os sinais clínicos originalmente descritos (respiração, atividade ocular, diâmetro pupilar, reflexo ciliar, deglutição e presença de vômitos) para a quantificação da anestesia geral em quatro estágios são alterados ou desaparecem. Como resultado, o conceito de profundidade em planos anestésicos é ultrapassado e inconsistente. Quadro I Estágios de anestesia com éter Estágio I Analgesia Estágio de indução e excitação voluntária ou de analgesia e amnésia. Atividade mental controlável por todo o estágio, progressivamente deprimida até a inconsciência. Resistência voluntária à contenção e aos vapores anestésicos. Perda ou embotamento da sensação de dor. Estágio II Delírio Estágio de delírio, excitação involuntária ou ação desinibida. Período da perda da consciência até o começo da respiração automática. Estágio de sonho. Estágio III Cirúrgico Período desde o início da respiração automática até a parada respiratória. Estágio IV Plano 1 Plano 2 Plano 3 Plano 4 Paralisia medular Leve Moderado Profundo Excessivo Estágio de paralisia respiratória ou superdosagem. Intervalo entre a parada respiratória e cardíaca até a morte. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 77

78 Consciência e Memória E-Book de Anestesia Inalatória O termo bloqueio mental se refere à busca pela inconsciência durante a anestesia geral. A anestesia geral é um estado em que ocorre depressão reversível do sistema nervoso central (SNC) com perda da consciência e do mecanismo de formação de memória. A inconsciência é característica essencial da anestesia geral 3. Por não se tratar de um parâmetro dicotomizado, a consciência é processo gradual cujo efeito anestésico é referido como sedação e hipnose. No caso particular de graus superficiais de bloqueio mental, um novo componente deve ser considerado a amnésia. Por definição, o bloqueio completo da consciência previne a formação de memória, uma vez que não haverá qualquer percepção dos eventos e, assim, não serão lembrados. Da mesma forma, com níveis insuficientes de anestesia e inconsciência incompleta, será possível a formação de memória. Novamente, a memória é difícil de ser quantificada porque pode ser implícita, difícil de ser avaliada voluntariamente (requer testes psicológicos) e capaz de influenciar o comportamento do paciente. A memória explícita inclui a lembrança consciente e espontânea e pode ser detectada por meio de entrevista no pós-operatório. Alguns pacientes podem apresentar sonhos durante a anestesia, o que implica em estado mental intermediário de transição entre a consciência explícita e a implícita. A consciência e a memória sob anestesia geral são complicações raras. O despertar durante a anestesia é definido como a memória consciente de eventos ocorridos durante a anestesia e o problema se tornou mais importante e recorrente desde a introdução dos BNM. Apesar da memória explícita ser um evento raro e o desenvolvimento de estresse pós-traumático ser ainda mais incomum, o fato de milhões de anestesias gerais serem realizadas anualmente torna o problema muito mais grave. Foi demonstrado que as concentrações anestésicas necessárias para produzir inconsciência são maiores que aquelas para suprimir a formação de memória 4. Há evidências, entretanto, que a memória implícita pode ocorrer mesmo sem a presença de consciência e a dose anestésica necessária para sua supressão é incerta 5. Doses subanestésicas de agentes inalatórios são capazes de prevenir a lembrança intra-operatória e a supressão da memória ocorre de forma dose-dependente. Com 0,4 da concentração alveolar mínima (CAM) do anestésico inalatório, ocorre mudança súbita do padrão eletroencefalográfico da atividade de alta voltagem das porções posteriores cerebrais para as anteriores. Esse fenômeno é acompanhado de grande redução das necessidades cerebrais de oxigênio e é provável que essas alterações reflitam a 78

79 transição do estado acordado para o inconsciente. Além disso, a amnésia ocorre possivelmente com essa dose anestésica (0,4 CAM). À medida que a dose do anestésico inalatório se aproxima de 1 CAM, a frequência do eletroencefalograma (EEG) diminui ainda mais e a voltagem atinge o máximo. Grande ensaio clínico que incluiu 2000 pacientes com risco elevado de memória intra-operatória avaliou e comparou a eficácia de duas abordagens adotadas para evitar esta complicação a monitorização do índice bispectral (BIS) e da concentração expirada do anestésico volátil 6. Enquanto em um grupo de pacientes o BIS foi mantido entre 40 e 60 como recomendado para anestesia cirúrgica, no grupo controle a fração expirada do anestésico foi mantida acima de 0,7 CAM, valor considerado capaz de suprimir a formação de memória explícita 4. Não houve diferença na ocorrência de lembrança intra-operatória entre os dois grupos, o que sugeriu que, sob vigilância, a monitorização do BIS e a administração de 0,7 CAM do anestésico inalatório são igualmente eficazes na prevenção de lembrança intraoperatória em pacientes suscetíveis submetidos a anestesia inalatória. A profundidade anestésica está mais relacionada à memória explícita do que à implícita. Ainda não há método ideal de diagnóstico ou monitorização para avaliar a profundidade anestésica, assim como detectar a consciência durante anestesia geral. Atualmente, a ausência de lembranças de eventos é o único critério objetivo para comprovar a existência de inconsciência perioperatória. Analgesia A analgesia envolve a percepção consciente do estímulo nocivo. É a combinação de componentes sensitivo (discriminativo) e afetivo (emocional). O componente sensitivo da dor é definido como nocicepção. Enquanto a analgesia se refere à percepção da dor e pode ser obtida pelo bloqueio das vias da dor e da consciência, a antinocicepção é especificamente mediada pela modulação farmacológica da transmissão no sistema nociceptivo. Desta forma, a antinocicepção previne tanto a percepção consciente quanto os efeitos neuronais e espinhais relativos à aferência nociceptiva. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Interação entre Hipnose e Analgesia A atenuação da estimulação cirúrgica depende de analgésicos (ex. opioides) e anestésicos locais. O estudo da interação entre analgésicos e hipnóticos é, então, fundamental para o entendimento e definição da profundidade da anestesia. A consciência durante a anestesia dependerá do balanço entre a depressão e a excitação do córtex cerebral (Figura 2) 7. 79

80 Na figura, termos em português e inglês. (severe e none) E-Book de Anestesia Inalatória Figura 2: Interações entre hipnóticos e analgésicos. O córtex cerebral é primariamente deprimido pelos hipnóticos e o resultado é a inconsciência. Todavia, opioides, óxido nitroso e anestésicos locais também influenciam a consciência ao prevenirem que a estimulação dolorosa seja transmitida até o córtex, reduzindo as necessidades de hipnóticos 8. A observação, na década passada, de que a ocorrência de movimentos durante estimulação dolorosa não podia ser antecipada a partir da monitorização da atividade eletrencefalográfica inspirou a hipótese de que a atividade elétrica cortical não controla as respostas motoras 9. A capacidade dos anestésicos inalatórios induzirem imobilidade em resposta à estimulação nociva não é mediada pelo córtex cerebral, mas pela medula espinhal 10. A compilação de estudos realizados no início da década de 1990 em espécies animais mostrou claramente que a medula espinhal, apesar de sofrer influências modulatórias supraespinhais, é o principal local no SNC da ação dos anestésicos inalatórios para geração de imobilidade 10,11. Assim, parece óbvia a ação poupadora dos opioides sobre a CAM dos anestésicos inalatórios e seu efeito de imobilidade, por meio de sua ação ao nível da medula e tronco cerebral. 80

81 Quantificação da Ação Anestésica A análise da ação anestésica com base apenas nos efeitos hemodinâmicos utiliza parâmetros indiretos e inespecíficos influenciados pela ação do agente anestésico, e também por diversos fatores inespecíficos (medicação anti-hipertensiva, variabilidade da estimulação nociceptiva, variabilidade individual, etc). Sinais de anestesia superficial detectados por respostas somáticas e autonômicas (reflexo palpebral, ciliar e corneano, movimentação dos olhos, profundidade, ritmo e frequência dos movimentos respiratórios, comportamento da pressão arterial e do pulso, tônus muscular), apesar de constituírem métodos mais acessíveis, são, porém, inespecíficos e imprevisíveis para a detecção de consciência perioperatória. A concentração alveolar mínima (CAM) dos anestésicos voláteis é usada como índice de comparação da potência entre estes agentes. Todavia, enquanto CAM equivalentes dos anestésicos produzem depressão semelhante do SNC, os efeitos cardiopulmonares podem ser diferentes. Tal fato enfatiza que a CAM representa apenas um ponto da curva doseresposta dos efeitos produzidos pelos anestésicos inalatórios e que essas curvas dose-resposta não são paralelas 12. Em geral, os anestésicos inalatórios possuem curvas estímulo-resposta paralelas à curva da CAM (curva dose-resposta) e paralelas entre si 13. Assim, ao conhecer o valor da CAM, pode-se inferir os valores relativos de outras razões estímulo-resposta (CAM acordado concentração alveolar em que a resposta ao comando verbal é perdida (~ 1/3 CAM); CAM bar concentração alveolar que bloqueia a resposta autonômica; CAM intubação concentração alveolar que impede resposta à intubação). A CAM do anestésico inalatório serviu como padrão das concentrações anestésicas relevantes em mecanismos propostos de anestesia. Como a CAM é definida como a perda da resposta motora, essa ação anestésica tem sido, algumas vezes, confundida com antinocicepção ou analgesia. Todavia, antinocicepção e imobilidade, provavelmente, diferem uma da outra. São necessários, então, parâmetros que avaliem direta e especificamente o efeito anestésico e as respostas farmacodinâmicas a estes agentes. Diferentes parâmetros e métodos clínicos estão disponíveis para quantificar o nível de sedação/hipnose e analgesia/antinocicepção. A avaliação clínica do efeito anestésico só é específica com o paciente acordado. Por isso, não será efetiva durante níveis de sedação ou anestesia. Métodos baseados nas alterações da atividade elétrica cerebral, como índices baseados no EEG e potenciais evocados, serão a base da avaliação da profundidade do efeito anestésico. Diferentes índices e moni- Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 81

82 tores foram desenvolvidos a partir da análise da atividade eletroencefalográfica e de potenciais evocados (Figura 3). E-Book de Anestesia Inalatória Figura 3: Monitores do componente hipnótico da anestesia atualmente disponíveis e recomendações dos fabricantes. Figura copiada sem referência. Comumente, esses índices são expressos por números não dimensionáveis, que variam de zero a 100 e se correlacionam inversamente com o nível de sedação e hipnose durante a anestesia. Para cada monitor, são recomendadas faixas alvo para sedação, anestesia geral, hipnose profunda, quase supressão e supressão (Figura 3). São diferentes índices que usam escalas variadas e, por isso, podem tornar a comparação direta difícil. Monitorização da Consciência Como o principal órgão-alvo da ação anestésica é o cérebro, a avaliação e a monitorização do efeito anestésico sobre a consciência devem ser feitas com parâmetros que reflitam a atividade cerebral o EEG ou potenciais evocados. Potenciais evocados são respostas elétricas cerebrais à aplicação de diferentes estímulos. Para a avaliação da função mental, o estímulo auditivo por meio do estudo dos potenciais evocados auditivos (PEA) foi sugerido. Diferentes estudos mostraram que parâmetros do EEG se correlacionam bem com alterações no estado da consciência. Além disso, a monitorização do EEG constitui medida contínua e não-invasiva. Durante a anestesia, o EEG demonstra alterações características induzidas pelos anestésicos, que são específicas para cada droga e complexas pela sua 82

83 distribuição espacial no córtex cerebral. Com isso, o uso rotineiro do EEG na sala de cirurgia para monitorização cerebral foi desencorajado devido a diferentes motivos: complexidade dos padrões do EEG, com necessidade da sua interpretação por neurofisiologistas experientes; efeitos variados dos diferentes anestésicos sobre o EEG; e falta de dados mostrando seu impacto sobre a evolução dos pacientes. O EEG pode ser descrito segundo sua frequência e amplitude. A transformação de Fourier pode ser usada para decompor o EEG em componentes específicos de frequência do sinal (Quadro II). Quadro II: Bandas de frequência do EEG Banda do EEG Gama > 30 Frequência (Hz) Beta Alfa 8-13 Teta 4-8 Delta < 4 A informação do espectro de frequências pode ainda ser reduzida para parâmetros numéricos mais simples, como a frequência média (FM) e a frequência de banda espectral (SEF) 14. Apesar desses parâmetros derivados do espectro do EEG poderem indicar os efeitos anestésicos, há limitações para seu uso. Esses parâmetros foram muito investigados, mas se mostraram insensíveis e inespecíficos. Além disso, não mostraram relação uniforme com os efeitos das drogas ou sua resposta clínica 15;16. Além de um efeito bifásico sobre o EEG, outras fontes potenciais de inacurácia desses parâmetros do EEG incluem variabilidade intra e interpacientes, alterações do EEG relacionadas com a idade, interferência de artefatos e efeitos específicos de certos agentes (desinibição, excitação com cetamina ou etomidato). A FM e a SEF refletem a frequência e a amplitude do espectro do EEG, mas a relação entre as frequências é perdida. Esta relação é descrita pelo bispectro ou bicoerência. Parâmetros do bispectro mostraram detectar anestesia inadequada. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Análise da Ordem/Desordem do EEG Parâmetros que quantificam a ordem ou desordem do EEG foram sugeridos como medidas dos efeitos anestésicos, tais como a entropia aproximada (ApEn) 17, entropia espectral (SpEn) 18, e a complexidade Lempel-Ziv 83

84 (LZC) 18. São medidas não lineares que podem quantificar características do EEG não acessadas pela análise espectral. A ApEn e a entropia de permutação (PeEn), baseada em dinâmica simbólica, foram propostas para a medida da complexidade do EEG 19. A ApEn parece ser uma medida apropriada da profundidade da anestesia e seus valores se correlacionam com a concentração anestésica 20. Por outro lado, a PeEn mostrouse superior à ApEn na avaliação da relação dose-resposta sobre o EEG durante anestesia com sevoflurano 21. As diferenças entre as duas modalidades de monitorização residem principalmente na maior resistência da PeEn a artefatos. Além disso, a computação mais rápida da PeEn garante esta modalidade como opção superior na monitorização em tempo real da ação anestésica. A SpEn é um novo parâmetro derivado do EEG que pode ser usado na geração de modelos farmacocinético-farmacodinâmicos dos efeitos dos anestésicos inalatórios. Modelo do efeito hipnótico do sevoflurano foi construído com base na relação entre a concentração do anestésico e a SpEn do EEG 22. Análise do Potencial Evocado Auditivo E-Book de Anestesia Inalatória A audição é o último sentido a desaparecer durante a anestesia e, portanto, o processamento auditivo pode estar presente durante o curso da anestesia. Na análise do potencial evocado auditivo, os componentes precoces refletem a resposta do tronco cerebral ao estímulo auditivo e são relativamente resistentes aos anestésicos gerais. Os componentes tardios refletem o processamento consciente e associações do sinal auditivo. São instáveis e tendem a desaparecer durante a sedação e anestesia. A avaliação do bloqueio da consciência intra-operatória pode ser feita pela análise do componente de média latência do PEA (PEAML), que foi apontado como capaz de refletir o nível de processamento auditivo durante anestesia geral e, assim, a amnésia e inconsciência. O aumento da dose anestésica diminui as amplitudes e aumenta as latências do PEA 23. A memória implícita esteve relacionada à contínua presença do PEAML. Além disso, o PEAML foi abolido em pacientes que não apresentaram lembrança intra-operatória. Infelizmente, a presença de muitas fontes de artefato durante a cirurgia torna difícil a identificação dos componentes do PEA 24. Por isso, diversos métodos de análise automática foram sugeridos. Índices do Componente Hipnótico da Anestesia Os monitores atuais de profundidade da anestesia avaliam, na verdade e em sua maioria, o nível de hipnose, que é apenas um dos componentes da anestesia. 84

85 Os índices baseados no EEG e PEA são, atualmente, a medida ideal dos efeitos farmacodinâmicos da anestesia geral. Todavia, há ainda limitações. Esses índices não são medidas fisiológicas, mas resultados de modelos matemáticos. São desenvolvidos a partir de bases de dados de pacientes submetidos a anestesia geral com diferentes agentes anestésicos. O BIS, por exemplo, foi obtido a partir de um algoritmo derivado da análise de grande número de EEG de voluntários e pacientes submetidos a sedações e anestesia geral com diferentes agentes anestésicos. Além disso, o cálculo do índice requer tempo e este tempo pode ser variável e não mais refletir o estado clínico do momento. A demora da atualização do índice varia entre os diferentes monitores e também com o mesmo monitor. A depender da direção e da intensidade da variação da profundidade da anestesia, o intervalo de tempo pode ser muito variável e demorar até 2 minutos 25. O estado de consciência pode ser inferido pela análise do índice bispectral (BIS). Apesar da consciência não ser medida diretamente está claro, através de extensa validação clínica, que a medida do BIS é preditiva da probabilidade de resposta de despertar durante a anestesia e cirurgia. Por outro lado, nem as respostas auditivas evocadas, nem o BIS forneceram evidência clara das concentrações anestésicas com as quais a consciência é interrompida. O Índice Bispectral O índice bispectral, conhecido pela marca registrada BIS, é parâmetro multifatorial derivado do EEG. Especificamente desenvolvido para avaliar a resposta do paciente aos anestésicos e sedativos, permite a monitorização do componente hipnótico da anestesia 26. É um número não dimensionável que varia entre zero e 100. Em pacientes não-anestesiados, o BIS está entre 90 e 100. Por outro lado, a supressão total da atividade elétrica cortical resultará em um valor de BIS de zero. Valores de BIS entre 40 e 60 se associam a baixa probabilidade de despertar e de consciência intra-operatória 27. O BIS apresenta a melhor combinação de sensibilidade e especificidade entre os monitores da profundidade anestésica atualmente disponíveis no mercado. A introdução do BIS na prática clínica representou para os anestesiologistas um método confiável de avaliação da função cerebral e que permitiu a titulação dos hipnóticos sobre a atividade cortical. A monitorização do BIS permite a otimização e a individualização da administração e, com isso, reduzir o consumo dos agentes anestésicos, manter um nível adequado de hipnose e evitar níveis demasiadamente profundos de anestesia, o despertar e a for- Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 85

86 mação de memória implícita e explícita, durante a anestesia geral 26,27. De fato, o Food and Drug Administration (FDA), órgão governamental americano, recomendou o uso do BIS para monitorização da profundidade da anestesia com o objetivo de reduzir a ocorrência de despertar e memória intra-operatória. Estudos recentes sugerem que o uso do BIS acelera a recuperação após anestesia geral com anestésicos inalatórios devido a sua capacidade de minimizar a administração de sobredoses anestésicas durante a manutenção da anestesia, o que, em última análise, poderá reduzir os custos do procedimento anestésico-cirúrgico 27,28. O paciente pode apresentar consciência intra-operatória sem exibir sinais clínicos de anestesia superficial. Em vários desses relatos, o valor do BIS se elevou antes que ocorressem variações na frequência cardíaca e pressão arterial 29. Com o BIS, a perda da consciência se correlacionou com valores entre 68 e 75. Valores entre 45 e 60 foram recomendados durante a manutenção da anestesia geral (Figura 4). Valores abaixo de 60 foram associados a baixas probabilidades de lembrança e menor risco do paciente apresentar movimentos durante a cirurgia sob anestesia geral 15,30. E-Book de Anestesia Inalatória Figura 4: Relação entre os valores do BIS, a profundidade da hipnose e os efeitos anestésicos correspondentes sobre o EEG. A lembrança intra-operatória apresenta uma incidência de 1 a 2 casos por Diversos relatos demonstram o benefício e a eficácia da monitorização do BIS a fim de detectar e prevenir a ocorrência de despertar e memória intra-operatória 29,30. De fato, o uso do BIS promoveu redução de até 82% na ocorrência de despertar intra-operatório 30,32. Mesmo com o estu- 86

87 do de populações bastante diferentes entre si, ensaios clínicos concluíram a favor da importância do BIS na prevenção do despertar intra-operatório. A incidência de lembrança intra-operatória foi de 0,04% com a monitorização do BIS, enquanto a incidência no grupo controle foi de 0,18% 32. Apesar do algoritmo do BIS ter sofrido diversas alterações desde sua primeira versão, com o intuito de melhorar seu desempenho e diminuir a interferência de artefatos, existem ainda situações que determinam variações espúrias dos valores do BIS e que devem ser reconhecidas pelos anestesiologistas, evitando assim, durante a anestesia geral, sobredose anestésica ou subdose, que poderá causar o despertar intra-operatório, aparecimento de memória e suas consequências 33. O óxido nitroso (N 2 O) exerce ação cortical fraca e que não é detectada pelo algoritmo do BIS 34. A inalação de N 2 O a 50% não altera o BIS, nem causa inconsciência 35. Na concentração de 70%, perde-se a resposta ao comando verbal, mas o BIS permanece inalterado 35. Redução paradoxal no BIS foi relatada 6 minutos após a descontinuação do N 2 O, desde valor médio de para O EEG registrado simultaneamente aos valores de BIS mostrou um aumento das atividades de ondas d e q de baixa frequência, muito semelhantes ao padrão que ocorre durante a anestesia profunda. Esse achado pode ser atribuído a fenômeno de retirada e supressão peculiar à interrupção súbita do N 2 O. Os diferentes anestésicos inalatórios determinam alterações peculiares sobre o EEG. Com isso, os valores de BIS não são os mesmos com concentrações equipotentes de diferentes anestésicos. O valor do BIS foi significativamente maior com o halotano do que com doses equipotentes de sevoflurano ou isoflurano 36,37. Tal fato indica que o algoritmo do BIS, que não foi descrito para o halotano, não reflete o efeito hipnótico desse anestésico. Por isso, quando o BIS é monitorizado durante anestesia com halotano, é preciso cuidado para evitar sobredose inadvertida do anestésico. Outro caso atípico relatado apresentou elevação paradoxal dos valores do BIS após aumento da fração inspirada de isoflurano - de 0,9% até 1,26% 38. Essa reação paroxística de despertar foi, na verdade, devida a aumento nas ondas a e b no EEG. Os valores do BIS retornaram aos valores basais após a redução da concentração de isoflurano. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Anestesia Inalatória em Alça Fechada A monitorização durante anestesia tem o objetivo de reduzir a ocorrência de eventos adversos graves. Todavia, em muitos casos, não há evidência científica de que a monitorização de determinado parâmetro fisiológico de fato diminua o risco de acidentes e incidentes. Na verdade, o 87

88 E-Book de Anestesia Inalatória propósito primário da monitorização é regular e controlar o ato anestésico, ao detectar erros e informar precocemente o risco de deterioração da condição clínica do paciente. Neste contexto, paciente, anestesiologista e monitor formam uma alça fechada complexa. A monitorização é, então, usada como parte deste sistema de retroalimentação para manter estado fisiológico seguro para o paciente. Enquanto a monitorização das diferentes funções fisiológicas é parte fundamental do cuidado anestésico, a administração precisa de fármacos para o controle dos componentes da anestesia geral é que conduz ao sucesso da anestesia. Tentativas foram feitas com o intuito de automatizar a administração das drogas anestésicas e sistemas em alça fechada foram desenvolvidos para a administração de anestésicos inalatórios. Esses sistemas são a base da automação em anestesia e se mostraram iguais ou melhores que a administração manual das drogas, ao controlarem o efeito anestésico por uma alça de retroalimentação 39. Sistemas automáticos de controle em alça fechada funcionam de forma semelhante aos anestesiologistas. Um sistema processa a informação que chega do paciente e a compara ao valor definido pelo anestesiologista como desejado, de forma que a variável é alcançada e mantida após ajustes realizados manualmente pelo profissional ou automaticamente por meio de controle computadorizado, idealmente com mínimo atraso e variação em torno do alvo. No controle em alça fechada, um algoritmo integra modelos farmacocinéticos e farmacodinâmicos do agente anestésico para prever e ajustar continuamente a concentração alvo do anestésico e seu efeito. Com isso, o efeito alvo pode ser mantido com maior estabilidade e previsibilidade. A Figura 5 apresenta os componentes do sistema de controle: 1) o paciente como parte a ser controlada; 2) a resposta, representação do processo a ser controlado; 3) modelo de relação de entrada-saída, mais comumente um modelo matemático que relaciona a dosagem do agente anestésico e seu efeito; 4) adaptador; e 5) controlador. Revisões sobre o funcionamento técnico dos mecanismos de controle em alça fechada estão disponíveis 40. Como o BIS mostrou ser monitor que permite avaliação precisa da profundidade da hipnose durante anestesia geral, sua incorporação em sistemas de controle em alça fechada pode ser útil para evitar períodos com controle inadequado das respostas hemodinâmicas e de estresse, além do risco subsequente de lembrança intra-operatória durante a anestesia. Também poderá evitar períodos de hipnose excessiva que podem se associar a hipotensão arterial e despertar prolongado. Dessa forma, a monitorização do BIS no sistema de controle em alça fechada tem o potencial de melhorar a qualidade da anestesia e liberar o anestesiologista para outras tarefas durante a anestesia. 88

89 Figura 5: Diagrama de um sistema em alça fechada e seus componentes. Falta referência. Existem diversos estudos sobre o controle automático da sedação e hipnose com base na monitorização do BIS como variável controlada na infusão contínua de propofol. Por outro lado, anestésicos inalatórios têm sido usados menos frequentemente sob condições de controle automático. Locher e colaboradores 41 descreveram sistema controlador que utiliza as informações provenientes tanto do BIS quanto da fração expirada do anestésico inalatório para o controle da oferta do anestésico ao paciente. O controlador apresenta alça de controle interna e externa. Enquanto a alça de controle externo ajusta a fração expirada do anestésico para obter o BIS desejado, a alça de controle interna ajusta o vaporizador para obter a concentração expirada necessária. Quando comparado ao controle manual executado pelo anestesiologista, este sistema de controle automático apresentou desempenho superior. O funcionamento do controlador automático foi estável e seguro. Os parâmetros hemodinâmicos demonstraram comportamento semelhante independentemente do controle automático computadorizado. A manutenção dos valores de BIS mostrou variabilidade cerca de duas vezes menor, tanto na incisão da pele quanto durante a manutenção da anestesia. A duração dos períodos em que o BIS esteve acima de 60 foi cinco vezes menor com o controle automático. De forma semelhante, a duração das fases de controle inadequado do BIS (> 60 ou < 40) foi de 0,5% de todo o tempo de anestesia, enquanto no grupo de pacientes com controle manual foi de 10%, mostrando maior risco de anestesia inadequada. Apesar da maior variabilidade no grupo de controle manual, o modo de controle não alterou os tempos para recuperação da anestesia (abertura ocular, extubação e orientação). O controle demonstrou ação consistente e segura mesmo quando o sinal do BIS estava temporariamente inválido, graças ao mecanismo de controle que utiliza tanto o BIS quanto a concentração expirada do anestésico inalatório. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 89

90 E-Book de Anestesia Inalatória Em outro ensaio clínico, os autores compararam a administração de isoflurano e óxido nitroso controlada manualmente ou em alça fechada com o alvo avaliado pelo BIS 42. Ambas as técnicas resultaram em condições intra-operatórias semelhantes, mesmas características de despertar, estabilidade hemodinâmica e valores do BIS, bem como variação e desvio dos valores alvo, similares. Por outro lado, os episódios de anestesia superficial foram mais comuns com a técnica de controle manual. O sucesso do controle automático depende, em última análise, da qualidade da informação que chega do paciente até o controlador. Fica claro que para o funcionamento perfeito desses sistemas de retroalimentação é necessário que o efeito desejado seja avaliado e medido adequada e precisamente. No caso da anestesia inalatória, a monitorização da profundidade da anestesia e a titulação de drogas hipnóticas são auxiliadas pela adoção de registros derivados do EEG processado (BIS) ou potenciais evocados. O índice bispectral mostrou-se efetivo em muitas circunstâncias e é o monitor mais comumente usado como fonte de informação nos sistemas em alça fechada 27,43. Apesar dos sistemas em alça fechada terem se demonstrado superiores ao controle manual, tais dispositivos ainda não têm sua aplicação amplamente difundida. A razão é que tal tecnologia não está totalmente desenvolvida para o uso clínico cotidiano. Além disso, pesquisa adicional ainda é necessária para garantir segurança no controle da administração anestésica, especialmente com o desenvolvimento nas áreas de tecnologia dos sensores e na detecção e eliminação de artefatos. Referências Bibliográficas 1. Kissin I - General anesthetic action: an obsolete notion? Anesth Analg, 1993;76: Antognini JF, Carstens E - In vivo characterization of clinical anaesthesia and its components. Br J Anaesth, 2002;89: Prys-Roberts C Anaesthesia: A practical or impractical construct? Br J Anaesth, 1987;59: Chortkoff BS, Gonsowski CT, Bennett HL et al. - Subanesthetic concentrations of desflurane and propofol suppress recall of emotionally charged information. Anesth Analg, 1995;81: John ER, Prichep LS - The anesthetic cascade: a theory of how anesthesia suppresses consciousness. Anesthesiology, 2005;102: Avidan MS, Zhang L, Burnside BA et al. Anesthesia awareness and bispectral index. N Engl J Med, 2008;358: Glass PS - Anesthetic drug interactions: an insight into general anesthesia its mechanism and dosing strategies. Anesthesiology, 1998;88: Bencherif B, Fuchs PN, Sheth R et al. - Pain activation of human supraspinal opioid pathways as demonstrated by [11C]-carfentanil and positron emission tomography (PET). Pain, 2002;99: Dwyer RC, Rampil IJ, Eger EI et al - The electroencephalogram does not predict depth of 90

91 isoflurane anesthesia. Anesthesiology, 1994;81: Rampil IJ - Anesthetic potency is not altered after hypothermic spinal cord transections in rats. Anesthesiology, 1994;80: Antognini JF, Schwartz K - Exaggerated anesthetic requirements in the preferentially anesthetized brain. Anesthesiology, 1993;79: Eger EI, Saidman LJ, Brandstater B - Minimum alveolar anesthetic concentration: a standard of anesthetic potency. Anesthesiology, 1965;26: Eger EI - Age, minimum alveolar anesthetic concentration, and minimum alveolar anesthetic concentration-awake. Anesth Analg, 2001;93: Rampil IJ, Matteo RS - Changes in EEG spectral edge frequency correlate with the hemodynamic response to laryngoscopy and intubation. Anesthesiology 1987;67: Johansen JW, Sebel PS - Development and clinical application of electroencephalographic bispectrum monitoring. Anesthesiology, 2000;93: Kuizenga K, Wierda JM, Kalkman CJ - Biphasic EEG changes in relation to loss of consciousness during induction with thiopental, propofol, etomidate, midazolam or sevoflurane. Br J Anaesth, 2001;86: Pincus SM, Gladstone IM, Ehrenkranz RA - A regularity statistic for medical data analysis. J Clin Monit, 1991;7: Zhang XS, Roy RJ, Jensen EW - EEG complexity as a measure of depth of anesthesia for patients. IEEE Trans Biomed Eng, 2001;48: Sadean MR, Glass PSA - Pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling in anesthesia, intensive care and pain medicine. Curr Opin Anaesthesiol, 2009;22: Bruhn J, Röpcke H, Hoeft A - Approximate entropy as an electroencephalographic measure of anesthetic drug effect during desflurane anesthesia. Anesthesiology, 2000;92: Li X, Cui S, Voss LJ - Using permutation entropy to measure the electroencephalographic effects of sevoflurane. Anesthesiology, 2008;109: McKay IDH, Voss LJ, Sleigh JW et al. - Pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling the hypnotic effect of sevoflurane using the spectral entropy of the electroencephalogram. Anesth Analg, 2006; 102: Thornton C, Sharpe RM - Evoked responses in anaesthesia. Br J Anaesth, 1998;81: Schneider G, Kochs EF, Arenbeck H et al. - Signal verification of middle latency auditory evoked potentials by automated detection of the brainstem response. Anesthesiology, 2004;101: Pilge S, Zanner R, Schneider G et al. - Time delay of index calculation: analysis of cerebral state, bispectral, and narcotrend indices. Anesthesiology 2006;104: Liu J, Singh H, White PF - Electroencephalographic bispectral index correlates with intraoperative recall and depth of propofol-induced sedation. Anesth Analg, 1997;84: Punjasawadwong Y, Boonjeungmonkol N, Phongchiewboon A - Bispectral index for improving anaesthetic delivery and postoperative recovery. Cochrane Database Syst Rev 2007;(4):CD Song D, Joshi GP, White PF - Titration of volatile anesthetics using bispectral index facilitates recovery after ambulatory anesthesia. Anesthesiology, 1997;87: Mathews DM, Rahman SS, Cirullo PM et al. - Increases in bispectral index lead to interventions that prevent possible intraoperative awareness. Br J Anaesth, 2005;95: Myles PS, Leslie K, McNeil J et al - Bispectral index monitoring to prevent awareness during anesthesia: the B-Aware randomised controlled trial. Lancet, 2004;363: Sebel PS, Bowdle TA, Ghoneim MM et al - The incidence of awareness during anesthesia: a multicenter United States study. Anesth Analg, 2004;99: Ekman A, Lindholm ML, Lennmarken C et al. - Reduction in the incidence of awareness using BIS monitoring. Acta Anaesthesiol Scand, 2004;48: Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 91

92 E-Book de Anestesia Inalatória 33. Dahaba AA - Different conditions that could result in the bispectral index indicating an incorrect hypnotic state. Anesth Analg, 2005;101: Park KS, Hur EJ, Han KW et al. - Bispectral index does not correlate with observer assessment of alertness and sedation scores during 0.5% bupivacaine epidural anesthesia with nitrous oxide sedation. Anesth Analg, 2006;103: Rampil IJ, Kim JS, Lenhardt R et al. - Bispectral EEG index during nitrous oxide administration. Anesthesiology, 1998;89: Edwards JJ, Soto RG, Thrush DM et al. - Bispectral index scale is higher for halothane than sevoflurane during intraoperative anesthesia. Anesthesiology, 2003;99: Davidson AJ, Czarnecki C - The bispectral index in children: comparing isoflurane and halothane. Br J Anaesth, 2004;92: Detsch O, Schneider G, Kochs E et al. - Increasing isoflurane concentration may cause paradoxical increases in the EEG bispectral index in surgical patients. Br J Anaesth, 2000;84: Hemmerling TM - Automated anesthesia. Curr Opin Anaesthesiol, 2009;22: Fields AM, Fields KM, Cannon JW - Closed-loop systems for drug delivery. Curr Opin Anaesthesiol, 2008;21: Locher S, Stadler KS, Boehlen T et al. - A new closed-loop control system for isoflurane using bispectral index outperforms manual control. Anesthesiology, 2004;101: Morley A, Derrick J, Mainland P et al Closed loop control of anaesthesia: an assessment of the bispectral index as the target of control. Anaesthesia, 2000;55: Myles PS - Prevention of awareness during anaesthesia. Best Pract Res Clin Anaesthesiol, 2007;21:

93 Capítulo 7 Anestesia Inalatória na Criança Mário José da Conceição A anestesia inalatória continua sendo utilizada para a maioria dos procedimentos cirúrgicos para os quais esteja indicada anestesia geral. No passado, obtinha-se com único anestésico inalatório, como por exemplo o halotano, todos os aspectos da anestesia geral: inconsciência, analgesia, bloqueio neuromuscular e bloqueio dos reflexos autonômicos. Os novos anestésicos inalatórios introduzidos no arsenal terapêutico, apesar de algumas vantagens, perderam potência anestésica, obrigando o emprego de técnica polimodal para que se possa conseguir o mesmo conjunto de efeitos. O halotano, derivado halogenado, hoje gradualmente abandonado por seus efeitos adversos graves, entre eles a depressão cardiovascular potente e a hepatotoxicidade, foi introduzido na prática clínica por volta de Dessa época em diante, vários éteres halogenados, com estruturas químicas semelhantes, foram sintetizados e passaram a ser propostos como anestésicos inalatórios em substituição ao halotano. Assim, o isoflurano apareceu em 1981, apesar de sintetizado bem antes disso, bem como sevoflurano e desflurano incorporados a partir dos anos A experiência clínica e os analisadores das frações inspirada e expirada de anestésicos inalatórios permitem o uso seguro dessa classe de fármacos para produzir anestesia geral inalatória em crianças. Além da vigilância adequada, o conhecimento da farmacodinâmica e farmacocinética desses fármacos, no paciente pediátrico, é fundamental para bom êxito no seu emprego. Figura 1: Estrutura química dos anestésicos inalatórios. 93

94 E-Book de Anestesia Inalatória Os anestésicos introduzidos a partir dos anos 1990 e atualmente em uso clínico, substituíram o halotano por algumas de suas vantagens. Até o momento, a ausência de nefrotoxicidade ou hepatotoxicidade desses agentes são fatores determinantes para sua ampla aceitação. Outro fator é seu baixo coeficiente de partição sangue/gás, o que proporciona indução e recuperação anestésicas rápidas, quando comparados a agentes como o halotano. Ainda que seja desconhecida a solubilidade sangue/tecido em pacientes pediátricos, o conhecimento dos efeitos da idade na solubilidade dos anestésicos inalatórios em tecidos humanos permite afirmar que nos tecidos de crianças deve guardar boa similaridade com o que ocorre nos tecidos adultos 1. No caso dos pacientes pediátricos esse é fato particularmente importante, haja vista o largo emprego da indução anestésica inalatória. O sevoflurano nos dias atuais é o agente ideal para a indução inalatória em crianças, por ser destituído de odor desagradável e garantir indução inalatória bastante breve. O sevoflurano foi o primeiro éter anestésico a rivalizar com o halotano como anestésico inalatório de escolha para uso em crianças. Porém, o sevoflurano é metabolizado in vivo e degradado in vitro na presença de absorvedores de gás carbônico (CO 2 ) em determinadas condições. A indução inalatória em crianças com isoflurano, está contraindicada, já que esse agente possui odor descrito como pungente e irritante da via aérea. A indução inalatória com o isoflurano pode ser tumultuada e sujeita a complicações graves, como laringoespasmos. O mesmo se observa com o desflurano no caso de induções anestésicas inalatórias em crianças. Técnica comum é a indução inalatória com sevoflurano, substituindo-o posteriormente pelo desflurano ou isoflurano para a manutenção da anestesia. Estes agentes inalatórios são de uso comum em pacientes pediátricos. Na tabela I são apresentadas suas principais propriedades físico-químicas. Tabela I Propriedades físico-químicas dos agentes inalatórios PROPRIEDADE SEVOFLURANO DESFLURANO ISOFLURANO Coeficiente sangue/gás 0,65 0,42 1,46 % de metabolização 2-5% 0,02% 0,2% Estabilidade em cal sodada não sim sim Conservantes não não não Ponto de ebulição 590C 240C 490C Pressão vapor 20ºC 157mmHg 669 mmhg 238 mmhg Peso molecular Coeficiente gordura/sangue 47,5 27,2 44,9 94

95 Diferenças fisiológicas entre crianças e adultos na captação dos anestésicos inalatórios A captação dos anestésicos inalatórios está vinculada aos seguintes fatores 2 : 1. Concentração inspirada 2. Ventilação alveolar (VA) 3. Capacidade residual funcional (CRF) 4. Débito cardíaco (DC) 5. Coeficiente de solubilidade 6. Diferença entre a pressão parcial alveolar e a pressão parcial venosa Diferenças na composição corporal, distribuição do débito cardíaco e nos volumes interferem na captação dos anestésicos inalatórios. Estes fatores são diferentes nas crianças se comparados aos adultos, particularmente em crianças abaixo de um ano de idade 3. Essa diferença pode ser atribuível aos seguintes fatores: 1. Maior ventilação alveolar; 2. Maior débito cardíaco para órgãos ricamente perfundidos; 3. Baixa solubilidade tecidual; 4. Baixa solubilidade sangue/gás. A idade é fator importante na velocidade do aumento da concentração alveolar. Está demonstrado que essa velocidade é maior em crianças e com variações entre as faixas etárias 4. Inexistem estudos que permitam afirmar que a concentração alveolar do sevoflurano, ou desflurano, é atingida com maior rapidez em pacientes pediátricos. Porém, como a variação na concentração alveolar afeta mais os anestésicos muito solúveis do que os poucos solúveis, pode se deduzir que a concentração alveolar do sevoflurano aumenta de forma tão rápida quanto em adultos. Na prática clínica isso pode significar mais segurança para a indução anestésica inalatória. Também do ponto de vista clínico, tanto sevoflurano, quanto desflurano no final da anestesia, com diminuição da concentração inspirada, exibirão rápido declínio da concentração alveolar e período de emergência menor do que aqueles observados para o halotano e isoflurano. Desequilíbrios entre ventilação e perfusão e obstrução da via aérea podem retardar a indução inalatória. Pacientes portadores de doenças cardiovasculares congênitas, com desvio direita-esquerda, podem apresentar tempos maiores para o equilíbrio entre a pressão parcial inspirada e a pressão parcial alveolar. O problema se exacerbará com o uso de anestésicos pouco solúveis 5. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 95

96 E-Book de Anestesia Inalatória A pressão parcial do gás no órgão efetor é a responsável pela ação clínica. No caso dos anestésicos inalatórios, a tensão parcial do gás no cérebro. Por consequência, a concentração alveolar mínima (CAM) não será a responsável pelo efeito clínico. A CAM, por exemplo, varia com a pressão atmosférica e podem ser encontrados diversos valores de CAM para um mesmo grupo de pacientes de acordo com o lugar no planeta onde estejam sendo anestesiados. Além do mais, não será a concentração mínima, mas a pressão parcial do agente inalatório que manterá imobilidade frente a estímulo cirúrgico, 50% de uma determinada população experimental. Isso equivale à dose efetiva (DE 50 ) para 50% desses indivíduos. Como usamos vaporizadores para a administração de agentes inalatórios e na atualidade analisadores da concentração inspirada e expirada dos gases, usa-se o conceito de concentração de forma generalizada. Em virtude disso é desconhecido o tempo aproximado para que o agente inalatório alcance o equilíbrio das pressões parciais, desde o alvéolo até o órgão efetor (cérebro). Por isso, se recomenda esperar de 20 a 30 minutos para se determinar a CAM. Porém ainda se continua utilizando como indicadores do efeito cerebral (potência anestésica) os termos dose efetiva em 50% (1 CAM = DE 50 ) e dose efetiva em 95% (1,3 CAM = DE 95 ). A concentração alveolar mínima (CAM) varia com a faixa etária da criança. Em recém-nascidos ela é mais baixa do que em lactentes e esses tem CAM aproximadamente 30% mais elevadas do que os adultos. A partir de um ano de idade observa-se diminuição gradual de 6% nos valores da CAM para cada década da vida. Na tabela II são mostrados os valores aproximados da CAM para as várias faixas etárias. Agente (O2 100%) < 30 dias 1 a 3 meses Tabela II Valores de CAM e a idade 6 3 a 6 meses 6 meses a 1 ano 1 a 3 anos 3 a 6 Isoflurano 1,5 1,6 1,78 1,6 1,6 1,6 Sevoflurano 3,3 3,2 3,2 2,5 2,5 2,5 anos Desflurano 9,16 9,42 9,92 8,73 8,62 7,98 A CAM para indução com o sevoflurano varia entre 2,5 a 4,5% como mostraram vários estudos 7,8,9. Concentrações elevadas de sevoflurano, sobretudo acima de 4%, podem acompanhar-se de distúrbios eletroencefalográficos sugestivos de atividade epileptiforme 10. Esses traçados eletroencefalográficos costumam se normalizar quando a concentração fica em torno dos 2,5% 11. Em pacientes adultos, o uso de fármacos adjuvantes como opioides, ajudam a reduzir a CAM. A utilização de óxido nitroso pode reduzir a CAM entre 25 a 60%. A prática pode permitir a utilização de menores concentrações de sevoflurano 9. 96

97 Classicamente a indução inalatória com sevoflurano, em crianças, é obtida com os vaporizadores ajustados para fornecerem concentrações entre 6 e 8%, que são mantidas por cerca de dois minutos e em seguida reduzidas de forma a manter concentrações de manutenção em torno de 3,5%. Variações individuais, ou de equipamentos utilizados, podem exigir ajustes nas concentrações administradas para o efeito desejado. Equipamentos que permitem a administração da chamada concentração inalatória alvo de sevoflurano, seja para indução ou manutenção da anestesia, similar à concentração alvo da anestesia venosa total, estão hoje à disposição para o uso clínico 12. A vantagem da administração de concentração inalatória alvo é o emprego de concentrações razoavelmente precisas do agente inalatório 13. Essa abordagem reduz o risco de superdosagem e consumo. Esse tipo de administração é possível em pacientes pediátricos. Porém, a agitação durante a indução inalatória, ou a falta de boa adaptação da máscara na face da criança, prejudicam o plano da concentração alvo e elevam o consumo de sevoflurano durante a indução anestésica 14. Sevoflurano é metabolizado pelo citocromo P E1. Os produtos dessa metabolização são o hexafluorisopropanol e fluoretos inorgânicos. Os fluoretos inorgânicos, a exemplo dos pacientes adultos, foram medidos na urina de pacientes pediátricos, tanto lactentes quanto pré-escolares. O pico de concentração sanguínea dos fluoretos ocorreu 1 hora após a interrupção do sevoflurano. Entre seis faixas etárias estudadas, o pico de concentração sanguínea de fluoretos inorgânicos, após administração de sevoflurano, foi menor entre lactentes e maior nos pré-escolares. Entretanto, em todos os casos estudados esses níveis sanguíneos foram muito inferiores aos níveis considerados nefrotóxicos 15,16. A reação do sevoflurano com absorvedores de CO 2 produz composto A. Ainda que nos pacientes adultos as evidências sugiram que o composto A produzido nessas circunstâncias pareça ser inócuo, não existem estudos definitivos em crianças. Porém, parece bastante razoável deduzir-se que nos pacientes pediátricos, até o momento, tudo aponta para os resultados conhecidos para os adultos. Sevoflurano, como todos os outros éteres anestésicos e compostos halogenados, está intimamente relacionado com o desencadear de hipertermia maligna em pacientes suscetíveis a doença. Existem relatos de casos em crianças com o uso de sevoflurano 17,18. Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência Efeitos Cardiovasculares e Respiratórios A contratilidade miocárdica, o tônus vasomotor e o sistema nervoso autônomo são áreas onde os anestésicos inalatórios exercem ação e de- 97

98 E-Book de Anestesia Inalatória sencadeiam a maioria dos efeitos adversos sobre o sistema cardiocirculatório. A maior parte da hipotensão arterial causada pelo halotano se dá pela diminuição da contratilidade miocárdica. Já com sevoflurano, isoflurano e desflurano, pela diminuição da resistência vascular. Isoflurano e desflurano, em concentrações baixas, aumentam a frequência cardíaca. O sevoflurano, ao contrário, provocará elevação na frequência cardíaca em concentrações de 1,5 CAM. Em recém-nascidos, administração de isoflurano não se acompanha de aumento da frequência cardíaca, possivelmente pela diminuição no reflexo do seio carotídeo 19,20. O prolongamento do intervalo Q-T do eletrocardiograma pode resultar em arritmias graves, como taquicardias ventriculares e fibrilação ventricular. Existem muitas causas para o aumento do intervalo Q-T, e entre elas encontram-se agentes anestésicos inalatórios 19. Os agentes inalatórios podem prolongar o intervalo Q-T por atuação direta, independente de atividade autonômica. O sevoflurano parece não interferir com o intervalo Q-T em pacientes pediátricos com intervalos Q-T normais, enquanto o mesmo não poderá ser afirmado com relação ao desflurano 19. O sevoflurano, a 1 CAM em oxigênio a 100%, tende a apresentar bom perfil hemodinâmico tanto na indução, quanto na manutenção da anestesia em crianças 21. Todavia, alguns estudos relataram bradicardia significativa e condução cardíaca anormal observadas durante indução inalatória em crianças, sugerindo efeito depressor sobre o sistema de condução miocárdico 20. Todos os anestésicos inalatórios desse grupo diminuem o volume corrente, cuja intensidade está diretamente ligada à dose empregada. O fato reduz a ventilação alveolar e aumenta a PaCO 2. Como compensação, observa-se elevação da frequência respiratória, exceto com o isoflurano. Efeito sobre o Sistema Nervoso Central (SNC) Os anestésico inalatórios provocam efeitos sobre o metabolismo cerebral, fluxo sanguíneo e atividade elétrica neuronal. Proporcional à diminuição da atividade cerebral, observa-se a diminuição do consumo cerebral de oxigênio. O halotano pode aumentar o fluxo sanguíneo cerebral, elevando a pressão intracraniana. Em crianças com processos expansivos intracerebrais esse fato contraindica o emprego do halotano. O isoflurano parece não provocar esse tipo de alteração, bem como não interfere com a produção ou absorção do líquido cefalorraquidiano. Isso torna o isoflurano o anestésico inalatório com melhor perfil de proteção cerebral, desde que o paciente esteja normovolêmico. Sevoflurano e desflurano não diferem de forma substancial do isoflurano quanto a esses aspectos. Entretanto, por razões de segurança, recomenda-se não ultrapassar a dose de 1 CAM, 98

99 para qualquer um dos três anestésicos, quando utilizados em pacientes neurocirúrgicos 15. O isoflurano, mesmo em níveis profundos de anestesia, não apresenta alterações eletroencefalográficas compatíveis com atividade convulsiva. O mesmo não se aplica ao uso do sevoflurano, como já comentado. Em virtude daqueles relatos de traçados eletroencefalográficos sugestivos de atividade epileptiforme e casos isolados de crises convulsivas quando do emprego de 1,5 a 2 CAM de sevoflurano, recomenda-se o uso cauteloso em crianças com história clínica de epilepsia. Agitação no despertar O problema da agitação no despertar da anestesia inalatória observado em crianças é comum. O predomínio dessa complicação é observado na faixa etária entre 1 e 6 anos. A agitação é mais frequente após o sevoflurano, porém a complicação é descrita também com isoflurano e desflurano. A agitação é típica e caracteriza-se por desorientação, hipersensibilidade a estímulos e hiperatividade motora. Na maioria das vezes é de curta duração, mas pode exigir intervenção terapêutica, prolongando o período e a morbidade da recuperação pós-anestésica 22. A complicação está relacionada a fatores como o temperamento da criança, o nível de ansiedade no período pré-operatório e a técnica anestésica empregada. Algumas etiologias foram sugeridas além do tipo de agente inalatório empregado. Entre elas a presença de dor, o tipo do procedimento cirúrgico, o despertar rápido proporcionado pelos agentes com baixo coeficiente de partição sangue/gás 23. Entretanto a controvérsia persiste com relação a esses fatores. A dor, por exemplo, foi descartada como causa em pacientes submetidos a bloqueios anestésicos bem instalados, e que mesmo assim, exibiram agitação na emergência do sevoflurano 24. Estudo comparando anestesia inalatória com sevoflurano e anestesia venosa com propofol encontrou níveis de agitação ao despertar semelhantes 25. Para identificar aquelas crianças com maior risco de apresentar agitação ao despertar da anestesia inalatória 26, alguns autores propuseram escalas de pontuação para prever o nível de ansiedade pré-operatório. Estas resultaram em estudos, ainda que com resultados positivos, pouco conclusivos quanto a sua real utilidade 27,28. Talvez essas escalas possam ter alguma utilidade na prática clínica, servindo para uma atitude terapêutica preventiva. Porém, elas são muito pouco utilizadas. Muitas soluções com intervenção farmacológica tem sido propostas. As mais comuns, porém de eficácia discutível, são associações perioperatórias de propofol, opioides ou cetamina 24. Essas associações diminuem, mas Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 99

100 não evitam totalmente o problema. Benzodiazepínicos não são a melhor opção para o tratamento desse tipo de complicação 29. A dexmedetomidina em estudos clínicos prospectivos foi eficaz, de forma significativa, na redução da agitação após o sevoflurano e isoflurano, sendo o fármaco que apresentou os melhores resultados 30,31. A possível explicação para o efeito positivo da dexmedetomidina reside no fato de que o sevoflurano e isoflurano, em modelos experimentais, estimulam os sistemas liberadores de noradrenalina no sistema nervoso central 32. Esse efeito ocorre pela ativação de correntes excitatórias de neurônios do locus coeruleos 33. Ainda que não se possa extrapolar resultados experimentais para a prática clínica, é bastante razoável, baseado na eficácia de agonista a 2 no tratamento dessa complicação, se inferir que o fenômeno também esteja ocorrendo com a exposição do locus coeruleos humano ao sevoflurano e de alguma forma tenha papel na agitação observada. A utilização da acupuntura foi também descrita como possível intervenção terapêutica no tratamento da agitação do despertar em crianças 34. Esse estudo, entretanto, utilizou amostra pequena e em procedimentos cirúrgicos de pequeno porte (miringotomias) e duração breve. E-Book de Anestesia Inalatória Referências 1. Lerman J, Davis PJ, Welborn LG et al. Induction, recovery and safety characteristics of sevoflurane in children undergoing ambulatory surgery: a comparison with halothane. Anesthesiology, 1996;84: Vermeulen PM, Kalkman CJ, Dirksen R et al. Predictive performance of a physiological model for enflurane closed-circuit anaesthesia: effects of continuous cardiac output measurements and age-related solubility data. Br J Anaesth, 2002;88: Lerman J, Schmitt-Bantel BI, Gregory GA et al. - Effect of age on the solubility of volatile anesthetics in human tissues. Anesthesiology, 1986;65: Malviya S, Lerman J - The blood/gas solubilities of sevoflurane, isoflurane, halothane and serum constituent concentrations in neonates and adults. Anesthesiology, 1990;72: Lerman J, Sikich N, Kleinman S et al. - The pharmacology of sevoflurane in infants and children. Anesthesiology, 1994;80: Eger EI Clinical implications of inhaled anesthetic pharmacology. ASA Refresher Courses in Anesthesiol,2002;30: Fernandez M, Lejus C, Rivault O et al. Single-breath vital capacity rapid inhalation induction with sevoflurane: feasibility in children. Pediatr Anesth, 2005;15: Chawathe M, Zatman T, Hall JE et al. Sevoflurane (12% and 8%) inhalational induction in children. Pediatr Anesth, 2005;15: Goldman LJ Anesthetic uptake of sevoflurane and nitrous oxide during an inahaled induction in children. Anesth Analg, 2003;96: Hilty CA, Drumonnd JC Seizure-like activity on emergence from sevoflurane anesthesia. Anesthesiology, 2000;93: Yli-Hankala A, Vakkuri A, Sarkela M et al. Epileptiform electroencephalogram during mask induction of anesthesia with sevoflurane. Anesthesiology, 1999;91: Wallenborn J, Kluba K, Olthoff D Comparative evaluation of bispectral index and narcotrend index in children below 5 years of age. Pediatr Anesth, 2007;17: Kim HS, Oh AY, Kim CS et al. Correlation of bispectral index with end-tidal sevoflurane 100

101 concentration and age in infants and children. Br J Anaesth, 2005;95: Fritsch N, Nouette-Gaulain K, Bordes M et al. Target-controlled inhalation induction with sevoflurane in children: a prospective pilot study. Pediatr Anesth, 2009;19: Lerman J Inhalational anesthetics. Pediatr Anesth, 2004;14: Kharasch ED, Thummel KE - Identification of cytochrome P450 2E1 as the predominant enzyme catalyzing human liver microsomal defluorination of sevoflurane, isoflurane, and methoxyflurane. Anesthesiology, 1993;79: Otsuka H, Komura Y, Mayumi T et al. - Malignant hyperthermia during sevoflurane anesthesia in a child with central core disease. Anesthesiology, 1991;75: Ochiai R, Toyoda Y, Nishio I et al. - Possible association of malignant hyperthermia with sevoflurane anesthesia. Anesth Analg, 1992;74: Aypar E, Karagoz AH, Ozer S et al. - The effects of sevoflurane and desflurane anesthesia on QTc interval and cardiac rhythm in children. Pediatr Anesth, 2007;17: Green DH, Towsend P, Bagshaw O et al. - Nodal rhythm and bradycardia during inhalation induction with sevoflurane in infants: a comparison of incremental and high concentration techniques. Br J Anaesth, 2000;85: Saudan S, Beghetti M, Sphar-Schopfer I et al. Cardiac rhythm and left ventricular function of infants at 1 MAC sevoflurane and halothane. Pediatr Anesth, 2007;17: Bortone L, Ingelmo P, Grossi S et al. - Emergence agitation in preschool children: doubleblind, randomized, controlled trial comparing sevoflurane and isoflurane anesthesia. Pediatr Anesth, 2006;16: Silva LM, Braz LG, Modolo NS Emergence agitation in pediatric anesthesia: current features. J Pediatr (RJ), 2008;84: Dahmani S, Stany I, Brasher C et al. Pharmacological prevention of sevoflurane and desflurane related emergence agitation in children: a meta-analysis of published studies. Br J Anaesth, 2010;104: Konig MW, Varughese AM, Brennen KA et al. Quality of recovery from two types of general anesthesia for ambulatory dental surgery in children: a double-blind, randomized trial. Pediatr Anesth, 2009;19: Sikich N, Lerman J Development and psychometric evaluation of the pediatric anesthesia emergence delirium scale. Anesthesiology, 2004;100: Guaratini AA, Marcolino JAM, Teixeira AB et al. Estudo transversal de ansiedade préoperatória em crianças: utilização da escala de Yale modificada. Rev Bras Anestesiol, 2006; Bong CL, Agnes SB Evaluation of emergence delirium in Asian children using the Pediatric Anesthesia Emergence Delirium Scale. Pediatr Anesth, 2009;19: Tazeroualti N, De Groote F, De Hert S et al. Oral clonidine vs midazolam in the prevention of sevoflurane-induced agitation in children. A prospective, randomized, controlled trial. Br J Anaesth, 2007;98: Ibacache ME, Munoz HR, Brandes V et al. Single-dose dexmedetomidine reduces agitation after sevoflurane anesthesia in children. Anesth Analg, 2004;98: Guler G, Akin A, Tosun Z et al. Single-dose dexmedetomidine reduces agitation and provides smooth extubation after pediatric adenotonsillectomy. Pediatr Anesth, 2005;15: Anzawa N, Kushikata T, Ohkawa H et al. Increased noradrenaline release from rat preoptic area during and after sevoflurane and isoflurane anesthesia. Can J Anaesth, 2001;48: Yasui Y, Masaki E, Kato F Sevoflurane directly excites locus coeruleus neurons of rats. Anesthesiology, 2007;107: Lin YC, Tassone RF, Jahng S et al. Acupuncture management of pain and emergence agitation in children after bilateral myringotomy and tympanostomy tube insertion. Pediatr Anesth, 2009;19: Anestesia Inalatória: Monitoragem Per-Operatória da Consciência 101

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103 Capítulo 8 Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos Maria Angela Tardelli Introdução Um assunto que tem se destacado na Anestesiologia é a utilização de agentes anestésicos capazes de promover proteção aos órgãos. A proteção de órgãos, durante a anestesia, visa a redução da lesão celular decorrente da lesão de isquemia-reperfusão. A reperfusão representa o final do processo isquêmico e é essencial para a restauração das funções normais da sobrevivência celular. Entretanto, pode paradoxalmente amplificar a lesão secundária ao processo isquêmico. Clinicamente, não é possível distinguir um processo do outro e sendo a isquemia frequentemente acompanhada de reperfusão, a lesão celular é chamada indistintamente de lesão de isquemia-reperfusão 1. O efeito cardioprotetor dos anestésicos voláteis, em resposta à isquemia, é o que mais tem sido objeto de estudos. Este efeito foi observado laboratorialmente com animais em modelos de lesão por isquemia-reperfusão e clinicamente em humanos com doença coronariana. Esta proteção farmacológica, com mecanismo semelhante ao do pré-condicionamento isquêmico, é descrita como pré-condicionamento anestésico e tem sido relatada em outros órgãos incluindo cérebro 2-4, rim 5-7 e fígado 5,8. Nos últimos anos, foi demonstrado que os anestésicos voláteis também exercem efeitos protetores contra a lesão isquêmica quando administrados por breves períodos durante a reperfusão; a esse efeito denomina-se pós-condicionamento anestésico 9. Lesão de Isquemia-reperfusão Conceito - A lesão que ocorre durante a isquemia é denominada lesão isquêmica e sua extensão depende da duração e intensidade da isquemia. Durante a instalação da isquemia parte das células sofre lesão irreversível e parte sofre alterações bioquímicas, mas sua função pode ser recuperada com nova oferta de oxigênio. Embora a restauração do fluxo sanguíneo finalize o episódio isquêmico e é essencial para prevenir a lesão celular irreversível, a reperfusão, per se, pode aumentar a lesão tecidual além daquela produzida pela isquemia isoladamente (Figura 1) 10. Por exemplo, as alterações histológicas após 3 horas de isquemia intestinal, em gatos, seguida de 1 hora de 103

104 E-Book de Anestesia Inalatória reperfusão são muito piores que as alterações observadas após 4 horas de isquemia11. A lesão celular depois da reperfusão de um tecido viável, previamente isquêmico, é definida como lesão de isquemia-reperfusão12. Figura 1 - Instalação da lesão de isquemia-reperfusão. As situações de isquemia-reperfusão como aquelas associadas à terapêutica trombolítica, transplante de órgãos, angioplastia coronariana, pinçamento aórtico ou circulação extracorpórea, resultam em resposta inflamatória local e sistêmica. Quando esta resposta é grave pode evoluir para a síndrome da resposta inflamatória sistêmica ou síndrome da disfunção de múltiplos órgãos, que é responsável por 30 a 40% da mortalidade em unidades de cuidados intensivos terciários. Portanto, a lesão de isquemiareperfusão pode estender-se para além da área isquêmica, como resultado da devastadora consequência da reperfusão tecidual, com o desenvolvimento de lesões em órgãos distantes não envolvidos no insulto isquêmico inicial12. Fisiopatologia - A isquemia celular prolongada resulta em várias alterações metabólicas e ultraestruturais (Quadro I)12. A isquemia diminui a fosforilação oxidativa celular com consequente falha na síntese de fosfato de alta energia incluindo ATP e fosfocreatina. Esta profunda redução no estoque 104

105 de energia interfere na homeostase celular alterando a função da bomba iônica ATP-dependente da membrana celular, favorecendo a entrada de cálcio, sódio e água na célula. Altas concentrações de cálcio intracelular degradam as proteínas e fosfolipídios. O aumento da produção de radicais livres também contribui para a degradação de proteínas e fosfolipídios 13. Além disso, durante a isquemia, o catabolismo dos nucleotídeos de adenosina resulta em acúmulo intracelular de hipoxantina, a qual é convertida em espécies reativas do metabolismo do oxigênio (ROS) quando o oxigênio é reintroduzido 10. Quadro I - Efeitos celulares da isquemia 12. Alteração no potencial de membrana Alteração na distribuição iônica ( Cálcio/Sódio intracelular) Edema celular Desorganização estrutural Aumento de hipoxantina Diminuição de adenosina 5 -trifosfatase (ATP) Diminuição de fosfocreatina Diminuição de glutationa Acidose celular As ROS incluem anions superóxidos (O 2 - ), radicais hidroxila (OH - ), peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ), ácido hipocloroso (HOCl), e hidroperoxila (HO 2 ). São potentes agentes oxidantes e redutores que lesam a membrana celular diretamente por peroxidação lipídica, atingindo todos os componentes celulares de maneira indistinta, ampliando as lesões induzidas pela isquemia 12. A lesão celular resultante da isquemia e da reperfusão pode levar à morte celular por dois mecanismos diferentes, necrose ou apoptose. O processo de necrose não utiliza energia e caracteriza-se por edema celular e ruptura de organelas e da membrana celular seguida por uma reação inflamatória. A apoptose, diferente da necrose, é uma forma programada de morte celular dependente de energia e inclui distintas fases de alterações estruturais como a condensação da cromatina nuclear e retração celular. Os corpos apoptóticos contendo organelas celulares e fragmentos nucleares são rapidamente fagocitados pelas células vizinhas, sem resposta inflamatória. Na isquemia-reperfusão, os possíveis fatores que deflagram a apoptose incluem a geração de ROS, sobrecarga de cálcio e óxido nítrico. Dois mecanismos principais tem sido caracterizados; um é via mitocôndria que envolve a liberação mitocondrial do citocromo c, fator indutor de apoptose e provavelmente outros fatores como liberação de caspase 2 e 9, para o citossol. A Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 105

106 E-Book de Anestesia Inalatória liberação do citocromo c parece ser dependente da abertura dos poros de transição da permeabilidade mitocondrial, a qual está associada ao acúmulo de cálcio e alterações do gradiente eletroquímico na mitocôndria. Outro mecanismo inclui a ligação de receptores na superfície do sarcolema ao fator alfa de necrose tumoral (TNF-a). O resultado destes mecanismos é a ativação da cascata de caspases com consequente clivagem protéica, fragmentação do DNA e finalmente morte celular apoptótica 10,14. O processo de isquemia-reperfusão também ativa complementos e formação de vários mediadores pró-inflamatórios que alteram a homeostase vascular. Entre os complementos, o mais importante é o C5a, que além de estimular a ativação de leucócitos e a quimiotaxia, amplifica a resposta inflamatória induzindo a produção de citocinas, TNF-a, e interleucinas 1 e 6. O complemento C5b-9 aumenta a adesão de leucócitos e altera o tônus vascular por inibição do relaxamento via endotélio-dependente. Em adição, as ROS aumentam a ativação de leucócitos e quimiotaxia por ativação da fosfolipase A2 da membrana celular 10,12. No processo de ativação dos leucócitos, quimiotaxia, adesão dos leucócitos no endotélio e sua transmigração, o passo inicial é o aumento da expressão da P-selectina endotelial que interage com um contrarreceptor leucocitário (PGSL-1) (Figura 2) 12. Esta interação inicial é frouxa e é seguida por uma interação mais firme com as moléculas de adesão intercelular (ICAM-1), mediada pelas b2 integrinas (CD11/CD18). A subsequente transmigração do leucócito para o interstício é facilitada por uma molécula de adesão celular endotélio-plaqueta (PECAM-1) localizada nas junções das células endoteliais. Figura 2 - Ativação e transmigração de leucócitos. PGSL-1: contrarreceptor leucocitário; CD11/CD18: b2 integrinas na superfície dos leucócitos; ICAM-1: molécula de adesão intercelular-1; PECAM-1: molécula de adesão celular endotélio-plaqueta

107 Quando os leucócitos ativados atingem o espaço intersticial, liberam ROS, proteases (colagenases e elastases), o que resulta em aumento da permeabilidade microvascular, edema, trombose e morte da célula do parênquima. O acúmulo de leucócitos e plaquetas na parede do vaso representa lesão adicional por seu efeito de obstrução microvascular (isquemia) 1. Assim, a isquemia-reperfusão de um órgão pode aumentar a disponibilidade sistêmica de mediadores inflamatórios que ativarão leucócitos, com subsequente disfunção vascular de órgãos distantes do processo isquêmico inicial (figura 3) 15. O conhecimento desta fisiopatologia é importante porque um dos mecanismos envolvidos na cardioproteção promovida pelos anestésicos voláteis é o bloqueio da expressão das moléculas que promovem adesão e transmigração dos leucócitos 16. Pré e Pós-Condicionamento O pré-condicionamento é um fenômeno celular defensivo adaptativo. Refere-se ao mecanismo paradoxal no qual o pré-tratamento com breves estímulos potencialmente lesivos aumenta a tolerância à lesão celular em resposta ao mesmo estímulo subsequente. Assim, breves episódios de isquemia subletal protegem da isquemia prolongada subsequente. No pós-condicionamento os breves episódios de isquemia são aplicados na fase inicial de reperfusão. Estes dois fenômenos representam um mecanismo protetor endógeno inerente a todos os tecidos com alto consumo de energia. Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos Figura 3 - Ativação e transmigração de leucócitos. 107

108 Investigações sobre o mecanismo do pré-condicionamento isquêmico levaram a observações, em animais, de que vários agentes farmacológicos podem desencadear um efeito tipo pré-condicionamento. Assim, o pré-condicionamento farmacológico seria uma forma mais segura que a isquemia para induzir cardioproteção no ser humano 17. Os efeitos protetores decorrentes do pré-condicionamento isquêmico são de duração limitada e podem ser divididos em duas fases. A fase inicial (pré-condicionamento precoce) ocorre imediatamente à aplicação do estímulo, e induz uma proteção intensa mas limitada a uma duração de 1 a 3 horas, enquanto que a fase tardia (pré-condicionamento tardio) ocorre cerca de 12 a 24 horas após o estímulo inicial e induz menor proteção, que permanece por 3 dias (Figura 4) 16,18. Pré e Pós-Condicionamento Isquêmico E-Book de Anestesia Inalatória A hipótese sobre o mecanismo do pré-condicionamento é a de que a isquemia estimula receptores que ativarão vários mediadores intracelulares, que por sua vez induzem ativação de um ou mais efetor final, que estabelece a proteção contra a isquemia prolongada. Figura 4 - Fase de proteção inicial e tardia do pré-condicionamento. O estímulo isquêmico causa a liberação de mediadores celulares incluindo a adenosina, bradicinina, noradrenalina, opioides e radicais livres. Estes mediadores ativam receptores na membrana celular, entre eles o de adenosina (A-1, A-3), endotelina (ET1), acetilcolina (M2), bradicinina (B2), opioides (d1) e adrenérgicos (a1 e b), que são acoplados à proteína G. A importância de cada um destes receptores depende da espécie e do estímulo do pré-condicionamento 16,17. A ativação da proteína G gera uma cascata de eventos que resulta na ativação da proteína cinase C, que retransmitirá o sinal para o efetor 108

109 Figura 5 - Mecanismo de pré-condicionamento isquêmico. ROS: espécies reativas de oxigênio; PKC: proteína cinase C; G: proteína G; K+:canais de potássio ATP-dependente; NO: óxido nítrico; inos:óxido nitrico sintase indutível; COX2: cicloxigenase2. final responsável pela resistência à lesão isquêmica, os canais de potássio ATP-dependente (K ATP ) situados na mitocôndria e na membrana celular (Figura 5) 16,20. Este é o mecanismo postulado para o pré-condicionamento precoce. A maioria dos estudos indica que a preservação da função mitocondrial, que ocorre como consequência da ativação dos canais K ATP, é de fundamental importância para os efeitos cardioprotetores contra a isquemia. Seu papel, no aumento da tolerância à isquemia, tem sido atribuído à redução na sobrecarga de cálcio, melhor preservação dos estoques de energia e prevenção da ativação das vias de necrose e apoptose 13,16. Além da sinalização direta para a proteção precoce, a proteína cinase C também ativa fatores de transcrição no núcleo celular que leva à expressão de proteínas que estão envolvidas em promover a fase tardia da proteção. A fase tardia é caracterizada pela manutenção, durante vários dias, de sinais similares aos da fase precoce, com ativação dos canais K ATP da mitocôndria e da membrana celular 13,17. Estudos indicam que sinais e vias envolvidas no mecanismo do précondicionamento atuam no pós-condicionamento. A cardioproteção resultante dos dois processos é equivalente 19. Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 109

110 Pré e Pós-Condicionamento Anestésico E-Book de Anestesia Inalatória Os anestésicos voláteis são capazes de pré-condicionar diretamente, ou indiretamente aumentar o pré-condicionamento isquêmico resultando em proteção contra a lesão de isquemia-reperfusão 5. Este efeito é denominado pré-condicionamento anestésico, cujo mecanismo ainda não está completamente elucidado, mas parece mimetizar aquele do pré-condicionamento isquêmico (Figura 6) 20. Em adição, os anestésicos voláteis inibem a expressão das moléculas responsáveis pela ativação dos leucócitos e melhoram a reatividade vascular, preservando a capacidade de vasodilatação por ativação dos canais K ATP, redução do cálcio intracelular no músculo liso vascular e liberação de óxido nítrico Recentemente, foi demonstrado que a anestesia por 1 hora com concentrações expiradas de sevoflurano entre 0,5 e 1,0% promove alteração da expressão gênica no sangue de voluntários. O resultado é a redução da expressão da L-selectina pró-inflamatória nos leucócitos e indução de resistência celular ao estímulo inflamatório que persiste por 24 a 48 horas após a exposição, consistente com a segunda janela de proteção 23. Figura 6 - Mecanismo de pré-condicionamento anestésico. ROS: espécies reativas de oxigênio; PKC: proteína cinase C; G: proteína G; K+:canais de potássio ATP-dependente. 110

111 Os anestésicos voláteis também promovem diminuição da extensão da lesão de reperfusão quando administrados logo no início do período de reperfusão, à semelhança do pós-condicionamento isquêmico 5,19. Considerando que o pré e pós-condicionamento anestésico apresentam mecanismos semelhantes ao pré e pós-condicionamento isquêmico, que são demonstrados em outros órgãos além do coração, a utilização de agentes inalatórios teria uma aplicação clínica significante, particularmente nos procedimentos cirúrgicos que envolvem alto risco de lesão de isquemiareperfusão 24. Adicionalmente, esta proteção se estende além do período de exposição da anestesia, promovendo através do pré-condicionamento tardio, o benefício da proteção no período vulnerável pós-operatório. Pré e Pós-Condicionamento Anestésico e Proteção de Órgãos Cardioproteção - A isquemia miocárdica perioperatória é um sério evento adverso que pode aumentar a morbidade e a mortalidade após cirurgias cardíacas e não cardíacas. Nos procedimentos não cardíacos, entre 18 e 74% dos pacientes com doença coronariana apresentam isquemia miocárdica perioperatória 5. Muitas abordagens têm sido propostas para prevenir ou diminuir a isquemia miocárdica perioperatória. A maioria delas é direcionada para a modulação da relação oferta/consumo de oxigênio pelo miocárdio, incluindo antagonistas beta-adrenérgicos, agonistas alfa2 ou bloqueadores de canal de cálcio. Nos últimos anos, um grande número de estudos experimentais indica que os anestésicos voláteis conferem proteção contra as alterações provocadas pela isquemia miocárdica. Este efeito protetor não tem sido simplesmente explicado pelas alterações no fluxo coronariano ou na relação oferta/consumo de oxigênio pelo miocárdio. Os estudos mostram que os anestésicos voláteis apresentam efeitos cardioprotetores diretos. Eles pré-condicionam diretamente ou aumentam indiretamente o pré-condicionamento isquêmico, assim como promovem pós-condicionamento; estes efeitos resultam em proteção contra a lesão miocárdica isquêmica reversível e irreversível 25. Similar ao pré-condicionamento isquêmico, os anestésicos voláteis desencadeiam memória do efeito cardioprotetor agudo, determinando efeito protetor após sua eliminação. A administração de 1 CAM de isoflurano, sevoflurano ou desflurano, em ratos, promove alterações no perfil de expressão das proteínas do miocárdio, que persistem por até 72 horas após a anestesia. Estas alterações no proteoma, associadas com funções na glicólise, respiração mitocondrial e resposta ao estresse, estão intimamente relacionadas à cardioproteção e ao pré-condicionamento isquêmico, o que Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 111

112 E-Book de Anestesia Inalatória indica vias comuns nos dois mecanismos 26. Assim, no pós-operatório, os anestésicos voláteis são capazes de desencadear as mesmas alterações bioquímicas da fase precoce da cardioproteção, com a vantagem de não necessitar de isquemia para produzir o efeito. No pré-condicionamento anestésico, as vias intracelulares de sinalização envolvem o receptor de adenosina, a proteína G, a proteína cinase C, a proteína tirosina cinase e os canais de K ATP da mitocôndria e do sarcolema 5. Parece que o aumento das ROS é o fator principal para o início do pré-condicionamento anestésico. Isto é sugerido pela observação de que a adição de eliminadores de ROS durante a exposição ao sevoflurano ou isoflurano bloqueia a resposta do pré-condicionamento anestésico. O aumento inicial das ROS resulta em ativação de uma sequência de eventos evidenciada pela ativação da proteína cinase C, outra cascata de cinases tais como as proteínas cinases de tirosina e proteínas cinases ativadas pelo mitógeno p38. A ação principal destas vias intracelulares de mensagens parece ser a abertura dos canais de K ATP. O resultado da abertura dos canais de K ATP da mitocôndria é a redução do acúmulo de cálcio na mitocôndria e citossol e diminuição das grandes quantidades de ROS normalmente formadas durante a reperfusão, com melhor preservação estrutural e funcional da célula. Em adição aos efeitos diretos nos miócitos, o pré-condicionamento anestésico protege as células endoteliais das coronárias 5. Agentes que bloqueiam etapas desta cascata de eventos alteram o efeito da cardioproteção dos anestésicos voláteis. O bloqueio dos canais de K ATP pela glibenclamida abole os efeitos cardioprotetores do pré-condicionamento isquêmico e anestésico. O pré-tratamento com inibidor seletivo da cicloxigenase2 (COX-2) abole a cardioproteção tardia induzida pelo isoflurano, sugerindo que a COX-2 tem um importante papel na fase tardia do pré-condicionamento anestésico 27. A administração de halotano, isoflurano, desflurano ou sevoflurano em coelhos, antes do período de isquemia miocárdica, resulta em diminuição da área de infarto, evidenciando o pré-condicionamento anestésico 5,28. Esses mesmos agentes, assim como o enflurano, quando administrados durante a reperfusão após o período de isquemia, também promovem proteção 5,29. Além disso, dados recentes indicam que o pré-condicionamento anestésico com um anestésico volátil é capaz de promover cardioproteção adicional após o pré-condicionamento isquêmico 30. Em animais, os efeitos benéficos evidentes do pré-condicionamento anestésico na lesão miocárdica reversível e irreversível pós-isquêmica estimularam estudos clínicos para explorar se estes efeitos resultariam em melhor transcurso perioperatório. 112

113 Os estudos indicam que o pré-condicionamento anestésico provavelmente também ocorre no homem. Contudo, suas implicações na proteção contra as consequências da lesão isquêmica miocárdica reversível e irreversível tem sido conflitantes entre os autores. A falta de homogeneidade nos resultados, quando comparados aos dados em animais, provavelmente é consequência da aplicação do pré-condicionamento anestésico em diferentes momentos do procedimento cirúrgico, inclusão ou não da fase de washout (eliminação do anestésico antes do estímulo isquêmico), duração da isquemia e do pré-condicionamento anestésico. A importância de diferentes modalidades de administração do précondicionamento anestésico é evidenciada pelos resultados de estudos nos quais os anestésicos voláteis foram administrados durante todo período da anestesia. Nesta situação, os dados demonstram um efeito protetor clinicamente relevante tanto nos marcadores de função miocárdica pós-operatória como nos marcadores bioquímicos de lesão celular, quando comparados com os da técnica de anestesia intravenosa total. Quando administrados apenas como protocolo de pré-condicionamento anestésico ou durante a reperfusão, embora se observe recuperação mais precoce do volume sistólico e menor liberação de troponina I que a técnica intravenosa total, a diferença não tem significância estatística 31. A melhor evolução pós-operatória de cirurgia cardíaca em pacientes que recebem anestesia com agentes voláteis fica evidenciada pelo menor tempo de internação na unidade de terapia intensiva e alta hospitalar mais precoce, quando comparados aos que recebem anestesia intravenosa total O real impacto destas ações protetoras na evolução dos pacientes, tais como morbidade perioperatória e mortalidade, ainda deve ser estabelecido. Um estudo recente observou que a administração de 2 CAM de sevoflurano por 10 minutos, no início da circulação extracorpórea antes do pinçamento da aorta, foi associada com melhor evolução cardiovascular no primeiro ano de pós-operatório. Os pacientes que desenvolveram um novo evento adverso cardíaco (oclusão coronariana, insuficiência cardíaca congestiva) neste período eram os que tinham apresentado níveis mais altos de biomarcadores de lesão miocárdica nas primeiras horas de pós-operatório, quando comparados aos que não apresentaram evento adverso. Portanto, não pode ser excluída deste estudo 22 a hipótese de que, no primeiro ano, a proteção observada é consequência dos efeitos protetores iniciais. Importantes questões sobre o papel dos agentes voláteis na cardioproteção ainda permanecem nos estudos clínicos tais como: se os efeitos cardioprotetores são iguais entre os diferentes agentes, qual a concentração necessária para obter esses efeitos, qual o melhor momento para sua administração e por quanto tempo. Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 113

114 E-Book de Anestesia Inalatória Vasos Sanguíneos - O pré-condicionamento isquêmico dos vasos sanguíneos tem o potencial de proporcionar proteção contra a lesão vascular e impedir a contribuição do endotélio nos eventos pró-inflamatórios e trombogênicos associados à lesão de isquemia-reperfusão 35. Estudos, em animais e no homem, demonstram que o pré-condicionamento com anestésicos voláteis envolve a inibição de neutrófilos e redução na sua interação com o endotélio vascular após a isquemia-reperfusão. Em corações isolados de rato, os neutrófilos pré-tratados com 1 CAM de isoflurano ou sevoflurano perdem sua capacidade de induzir disfunção contrátil, como resultado da redução de sua aderência ao endotélio. Quando foi utilizada concentração de 0,25 CAM, o isoflurano diminuiu, mas não aboliu os efeitos da ativação dos neutrófilos 36. Este efeito é consistente com observações de que o pré-tratamento com 1 CAM de halotano, isoflurano ou sevoflurano é capaz de diminuir a expressão dos complementos CD11/ CD18 na superfície dos neutrófilos 37. Recentemente, um estudo clínico prospectivo e aleatório demonstrou que o pré-condicionamento com sevoflurano, durante 10 minutos antes do pinçamento da aorta, em pacientes submetidos à revascularização do miocárdio, diminuiu a expressão de PECAM-1 e aumentou a probabilidade de sobrevivência sem evento adverso após 1 ano do procedimento cirúrgico 22. A proteção endotelial promovida pelos anestésicos voláteis durante a isquemia-reperfusão, aliada a seus efeitos sobre os neutrófilos e plaquetas tem profundas implicações na manutenção da integridade vascular durante a reperfusão. Esta proteção vascular do pré-condicionamento anestésico é um dos mecanismos da proteção de órgãos. Considerando a importância dos vasos no suprimento de nutrientes e oxigênio em todos os tecidos, o pré-condicionamento anestésico poderia beneficamente afetar uma grande variedade de órgãos além do miocárdio 24. Pulmão - A principal complicação da lesão de isquemia-reperfusão do pulmão é a disfunção do endotélio vascular pulmonar que se manifesta por hipertensão pulmonar, aumento da permeabilidade vascular, edema pulmonar e piora da troca gasosa. Após a circulação extracorpórea esses efeitos se manifestam clinicamente como lesão pulmonar aguda que se associa à ventilação mecânica prolongada, com aumento da morbidade e mortalidade. Estudos que avaliaram o isoflurano pela técnica de pré e pós-condicionamento e o sevoflurano com pré-condicionamento demonstraram que estes anestésicos protegem o pulmão isolado de rato através da inibição da liberação do TNF-a. Embora as preparações de pulmão isolado tragam resultados encorajadores sobre o condicionamento com os anestésicos voláteis, estudos experimentais in vivo e clínicos são necessários para definir 114

115 o exato papel destes agentes contra a lesão pulmonar de isquemia-reperfusão 24. Rim - Os resultados do efeito dos anestésicos voláteis sobre a proteção renal são promissores. Recentemente, foi demonstrado que a administração de 1 CAM de halotano, isoflurano, sevoflurano ou desflurano antes e após a isquemia renal, promove redução da necrose tubular mais que o pentobarbital ou a cetamina. Este efeito foi atribuído à redução da resposta inflamatória evidenciada pela redução de fatores como interleucina-8, TNFa, e ICAM-1. Entretanto, quando estes anestésicos foram administrados somente no período que antecede a isquemia, a proteção renal não foi evidenciada 7. Em contraste com este achado, a administração de 1,5% de isoflurano durante 20 minutos antes da isquemia renal em ratos, resultou em níveis mais baixos de uréia e creatinina plasmáticas após 24 e 48 horas de reperfusão, quando comparado ao grupo não pré-condicionado 38. A diferença entre estes resultados pode ser explicada pelo fato de no primeiro estudo os animais terem sido acordados totalmente, para evitar resíduo de anestésico, antes de receberem novamente anestesia com pentobarbital para a realização dos processos de isquemia e reperfusão. Em ratos, a administração de 1 CAM de desflurano durante os 15 minutos iniciais de reperfusão, após períodos de 30 minutos de isquemia, conferiu proteção renal avaliada pelo clearance de creatinina, cistatina C e excreção fracionada de sódio 39. O sevoflurano apresenta efeito antiinflamatório e antinecrótico, in vitro, nas células do túbulo proximal de rim humano 40. Na prática clínica, uma potencial aplicação clínica da proteção renal com os anestésicos voláteis foi ilustrada em recente estudo onde foi demonstrado que o pré-tratamento com 2 CAM de sevoflurano, por um período de 10 minutos no início da circulação extracorpórea, antes do pinçamento da aorta, melhorou a filtração glomerular pós-operatória avaliada pela concentração plasmática de cistatina C. Os autores destacam que o modelo deste estudo não permitiu diferenciar se este efeito nefroprotetor é resultado da ação direta do sevoflurano sobre o tecido e/ou vascularização renal ou se reflete a melhor preservação da função cardíaca também observada nestes pacientes 41. Fígado - A lesão de isquemia-reperfusão hepática está envolvida na disfunção hepática intra e pós-operatória de situações como o transplante hepático, em operações no fígado que necessitem de pinçamento da veia porta e exclusão vascular hepática, e no choque hemorrágico ou séptico. Em preparações de fígado isolado de rato, a administração de 2 CAM de halotano, isoflurano ou sevoflurano não apenas diminui o consumo basal de oxigênio como também protege da lesão de isquemia-reperfusão Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 115

116 E-Book de Anestesia Inalatória hepática evidenciada pela diminuição da lactato desidrogenase durante o período de reperfusão 8. Estudo em porcos mostrou que a anestesia com isoflurano confere maior proteção contra a isquemia hepática que o halotano e o enflurano. Na reperfusão, a recaptação do lactato pelo fígado retornou aos valores pré-isquemia apenas nos animais anestesiados com isoflurano; naqueles que receberam anestesia com halotano ou enflurano a recuperação desta capacidade foi de 30 e 50%, respectivamente 42. A enzima heme oxigenase-1 (HO-1) é essencial para a função normal do fígado e tem papel protetor fundamental na exposição hepática ao estresse. Os subprodutos resultantes de sua atividade apresentam propriedades antioxidantes e potentes efeitos antiinflamatórios. Pode-se especular que a indução de HO-1 por anestésicos voláteis é parte de um efeito de pré-condicionamento e que o pré-tratamento com estes agentes pode ser benéfico para atenuar a lesão de isquemia-reperfusão hepática. Em ratos, a administração de 1,7 CAM de isoflurano ou sevoflurano, durante 6 horas, é capaz de induzir a HO-1 enquanto que a de desflurano, nas mesmas condições, não o é 43. Há necessidade de estudos clínicos para avaliar o impacto do précondicionamento com os anestésicos inalatórios na função hepática em situações associadas com isquemia-reperfusão do fígado humano. Intestino - O papel dos anestésicos voláteis na lesão de isquemiareperfusão do intestino não tem sido investigado. Os dados disponíveis são limitados aos efeitos destes agentes na circulação esplâncnica. Dados clínicos obtidos por fluxometria laser-doppler mostram que a anestesia com 1 CAM de desflurano foi associada a maior fluxo sanguíneo no jejuno que 1 CAM de isoflurano, sugerindo que o desflurano seria particularmente benéfico nos pacientes de alto risco 44. Estudos experimentais demonstram que os anestésicos voláteis reduzem a interação deletéria entre leucócitos e endotélio da microcirculação mesentérica. Pode-se especular que este fenômeno beneficiaria o intestino durante condições de isquemia-reperfusão 24. Sistema Nervoso Central Cérebro - A lesão de isquemia-reperfusão do cérebro está presente em muitas enfermidades como acidente vascular cerebral, traumatismo craniano e vários procedimentos cirúrgicos como a endarterectomia de carótida, ressecção de aneurisma intracraniano ou correções na aorta sob parada circulatória em hipotermia. A lesão de isquemia-reperfusão pode clinicamente manifestar-se como significante piora das funções sensitivas, 116

117 motoras e cognitivas. Embora muitas estratégias tenham sido propostas para reduzir a lesão de isquemia-reperfusão, métodos práticos clínicos ainda não estão bem estabelecidos 24. Há evidências de que os anestésicos voláteis administrados durante a isquemia cerebral conferem neuroproteção, como demonstrado em modelos de isquemia global, focal e hemisférica. Este efeito neuroprotetor dos anestésicos voláteis, por muito tempo, foi atribuído à profunda redução do metabolismo cerebral quando administrados em concentrações clínicas. Atualmente, a maioria dos mecanismos propostos para este efeito neuroprotetor enfatiza a ação destes anestésicos em canais iônicos que contribuem para a morte celular por excitotoxicidade decorrente do acúmulo de glutamato no espaço extracelular durante a isquemia. Os anestésicos inalatórios administrados antes (pré-condicionamento) ou durante (neuroproteção) a isquemia cerebral, são protetores através da modulação da excitotoxicidade. Este efeito ocorre por inibição da liberação de glutamato, potenciação da neurotransmissão gabaérgica e antagonismo dos receptores de glutamato (AMPA e NMDA) que atenuam o aumento de cálcio intracelular induzido pela isquemia. Paradoxalmente, o aumento do cálcio intracelular induzido pelos anestésicos voláteis pode estar envolvido no pré-condicionamento do cérebro isquêmico. Tais alterações no cálcio intracelular modulam processos protetores dependentes do cálcio envolvendo a calmodulina. Os efeitos neuroprotetores dos inalatórios podem ocorrer por inibição da formação de ROS na mitocôndria e citoplasma, eliminação de radicais livres e inibição da degeneração da membrana e da peroxidação lipídica. Também pode estar envolvida a ativação do receptor de adenosina A1, com consequente ativação dos canais K ATP mitocondriais para a indução de tolerância cerebral. Em adição, é postulado que os anestésicos inalatórios reduzem ou retardam a apoptose pela ativação da proteína cinase B e por diminuição da expressão de uma proteína indutora de apoptose. Os mecanismos de neuroproteção pelos anestésicos voláteis estão esquematizados na figura 7 24,45. Contudo, a maioria dos estudos sobre neuroproteção com anestésicos voláteis demonstra que esta proteção não é mantida por muitos dias. Assim, foi observado que a neuroproteção induzida pelo isoflurano foi evidente apenas até o quarto dia após a isquemia. A área de infarto cerebral após 7 dias se igualava entre os ratos que haviam recebido isoflurano e os que não receberam 46. Considerando que a lesão isquêmica é um processo dinâmico caracterizado pela perda de neurônios por até 14 dias depois da isquemia, a neuroproteção conferida pelos anestésicos voláteis tem sido evidente Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 117

118 E-Book de Anestesia Inalatória logo após a isquemia, mas sua manutenção por períodos mais prolongados ainda é controversa. Estudo recente demonstrou que o sevoflurano pode ser neuroprotetor na isquemia focal e global e que estes efeitos se mantêm até o 28º dia de observação 47. O sevoflurano produz neuroproteção contra a lesão neurológica devida à isquemia cerebral global produzida pela parada cardíaca. Além disso, a administração repetida, por 4 dias consecutivos, de sevoflurano promoveu pré-condicionamento contra a lesão neurológica decorrente de isquemia induzida 24 horas após a interrupção do anestésico 3. In vitro, o sevoflurano e o desflurano diminuem a apoptose e a morte da célula nervosa decorrentes da falta de oxigênio e de glicose 48. A administração de óxido nitroso durante isquemia cerebral global incompleta aumenta os danos isquêmicos e resulta em piora do prognóstico neurológico quando comparado com a anestesia com isoflurano ou halotano. O óxido nitroso pode também atenuar as propriedades neuroprotetoras dos anestésicos voláteis 45. Quanto ao xenônio, vários estudos indicam que este agente pode ter efeitos benéficos na lesão cerebral associada à circulação extracorpórea, em roedores. Contudo, exacerba a lesão cerebral isquêmica em ratos, em modelo que combina a circulação extracorpórea com embolia aérea cerebral 45. Os estudos clínicos envolvendo neuroproteção com os anestésicos voláteis são escassos. Pacientes anestesiados com desflurano não apresentaram diminuição da oxigenação do tecido cortical quando a oclusão temporária da artéria cerebral média foi realizada sob aumento da concentração de desflurano para 9%, visando produzir ondas de supressão. Aqueles que receberam tiopental, suficiente para produzir ondas de supressão similares durante a oclusão, apresentaram diminuição da oxigenação 49. O efeito da diminuição da hemoglobina para valores entre 7,6 e 8,0 g.dl -1 promove saturação de oxigênio no bulbo da jugular mais baixa durante anestesia com propofol (55±8%) quando comparada à anestesia com sevoflurano 1% associado ao óxido nitroso a 60% (71±10%). Entretanto, a diminuição da saturação cerebral de oxigênio é similar entre os dois agentes 50. Medula Espinhal - A lesão da medula espinhal após um período de isquemia perioperatória é uma complicação bem conhecida de operações na aorta torácica ou tóraco-abdominal. O pré-condicionamento com 0,5, 1,0 e 1,5 CAM de isoflurano em modelo de isquemia transitória da medula espinhal, em coelhos, promoveu proteção contra a lesão neurológica isquêmica precoce de modo dose dependente, via ativação dos canais de K ATP da mitocôndria

119 Figura 7 - Unidade neurovascular: mecanismos envolvidos na neuroproteção com os anestésico inalatórios. A exposição repetida de 1 CAM de isoflurano induziu pré-condicionamento tardio contra a lesão isquêmica da medula espinhal depois de 24 e 48 horas, em coelho. Este efeito se manifestou através de melhor função motora e menos alterações histopatológicas 51. Estes achados sugerem que o pré-condicionamento com isoflurano induz tolerância à isquemia precoce e tardia na medula espinhal, assim como no cérebro. No rato, o pré-condicionamento com sevoflurano não foi capaz de reduzir a lesão neurológica decorrente da isquemia da medula espinhal 52. Os mecanismos neuroprotetores estão em azul e os de pré-condicionamento anestésico em verde. Os mecanismos que estão sendo investigados tanto para neuroproteção como para pré-condicionamento estão em vermelho. FSCr: fluxo sanguíneo cerebral regional; Bax: proteína indutora de apoptose; TMC: taxa de metabolismo cerebral; inos: óxido nitrico sintase indutível; NO: óxido nitrico, cgmp: monofosfato de guanosina cíclica; Akt: proteína cinase B; MAPK p38: proteínas cinases ativadas pelo mitógeno p38; ERK: cinase regulada por sinais extracelulares; CCPDK II: proteína cinase II dependente de cálcio/calmodulina; [Ca +2 ]i: cálcio intracelular. Agentes Inalatórios e Proteção de Órgãos 119

120 Referências Bibliográficas E-Book de Anestesia Inalatória 1. Malbouisson LMS, Santos LM, Auler Jr JOC et al. - Proteção miocárdica em cirurgia cardíaca. Rev Bras Anestesiol, 2005;55: Zhao P, Zuo Z - Isoflurane preconditioning induces neuroprotection that is inducible nitric oxide synthase-dependent in neonatal rats. Anesthesiology, 2004;101: Payne RS, Akca O, Roewer N et al. - Sevoflurane-induced preconditioning protects against cerebral ischemic neuronal damage in rats. Brain Res, 2005;1034: Zheng S, Zuo Z - Isoflurane preconditioning decreases glutamate receptor overactivationinduced Purkinje neuronal injury in rat cerebellar slices. Brain Res, 2005;1054: De Hert SG, Turani F, Mathur S et al. - Cardioprotection with volatile anesthetics: mechanisms and clinical implications. Anesth Analg, 2005;100: Ziegeler S - Prakonditionierung mit Sevofluran verringert biochemische Marker fur myokardiale und renale Dysfunktionen nach aortokoronaren Eingriffen. Anaesthesist 2004; 53: Lee HT, Ota-Setlik A, Fu Y et al. - Differential protective effects of volatile anesthetics against renal ischemia reperfusion injury in vivo. Anesthesiology, 2004;101: Imai M, Kon S, Inaba H - Effects of halothane, isoflurane and sevoflurane on ischemia-reperfusion injury in the perfused liver of fasted rats. Acta Anaesthesiol Scand, 1996;40: Bienengraeber MW, Weihrauch D, Kersten JR et al. - Cardioprotection by volatile anesthetics. Vascul Pharmacol, 2005; 42: Maxwell SRJ, Lip GYH - Reperfusion injury: a review of the pathophysiology, clinical manifestations and therapeutic options. Int J Cardiol, 1997;58: Parks DA, Granger DN - Contributions of ischemia and reperfusion to mucosal lesion formation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 1986; 250:G749-G Collard CD, Gelman S - Pathophysiology, clinical manifestations, and prevention of ischemia-reperfusion injury. Anesthesiology, 2001;94: Kato R, Foëx P - Myocardial protection by anesthetic agents against ischemia-reperfusion injury: an update for anesthesiologists. Can J Anaesth, 2002;49: Dispersyn GD, Ramaekers FCS, Borgers M - Clinical pathophysiology of hibernating myocardium. Coron Artery Dis, 2001;12: Carden DL, Granger DN - Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol, 2000;190: Zaugg M, Lucchinetti E, Uecker M et al. - Anaesthetics and cardiac preconditioning. Part I. Signalling and cytoprotective mechanisms. Br J Anaesth, 2003;91: Zaugg M, Schaub MC - Signaling and cellular mechanisms in cardiac protection by ischemic and pharmacological preconditioning. J Muscle Res Cell Motil, 2003;24: Sommerschild HT, Kirkeboen KA - Preconditioning endogenous defense mechanisms of the heart. Acta Anaesthesiol Scand, 2002;46: Zhao ZQ, Vinten-Johansem J - Postconditioning: reduction of reperfusion-induced injury. Cardiovasc Res, 2006;70: Tanaka K, Ludwig LM, Kersten JR et al. - Mechanisms of cardioprotection by volatile anesthetics. Anesthesiology, 2004;100: Hu G, Salem MR, Crystal GJ - Isoflurane and sevoflurane precondition against neutrophilinduced contractile dysfunction in isolated rat hearts. Anesthesiology, 2004;100: Garcia C, Julier K, Bestmann L et al. - Preconditioning with sevoflurane decreases PECAM-1 expression and improves one-year cardiovascular outcome in coronary artery bypass graft surgery Br J Anaesth, 2005;94: Lucchinetti E, Aguirre J, Feng J et al. - Molecular evidence of late preconditioning after 120

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123 Capítulo 9 Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo Edno Magalhães Oscar César Pires A busca por agentes anestésicos capazes de produzir os efeitos desejados de forma reversível, fácil e rápida com o mínimo possível de efeitos indesejáveis reflete a preocupação existente, desde os primórdios da anestesia inalatória, com possibilidade de toxicidade dos agentes inalatórios 1. Todos os agentes anestésicos inalatórios modernos e mais marcadamente o halotano causam depressão miocárdica, enquanto o isoflurano e o sevoflurano são os que apresentam menor intensidade depressora sobre o sistema cardiovascular. Eles também deprimem a resposta respiratória normal ao dióxido de carbono e a hipóxia. Outros efeitos adversos incluiriam dano renal e hepático, este mais frequentemente relatado com halotano, embora casos raros tenham sido descritos com outros agentes 2. Efeitos sobre o sistema cardiovascular Todos os anestésicos voláteis causam depressão miocárdica concentração dependente. Os principais mecanismos são a redução da entrada de cálcio no sarcolema e alteração na função do retículo sarcoplasmático 3. O agente que apresenta maior efeito inotrópico negativo é o halotano. Ele também inibe a regulação do receptor muscarínico sobre a adenilciclase e estimula a atividade da proteína G dependente da atividade da adenilciclase 4. Este aumento da atividade da adenilciclase pode explicar as disritmias oriundas da sensibilização do miocárdio induzida por catecolaminas. Em baixas concentrações o enflurano causa menor depressão miocárdica que o halotano, embora essa vantagem seja perdida em concentrações elevadas 2. Isoflurano causa mínima depressão cardiovascular em concentrações abaixo de 2 CAM (concentração alveolar mínima), mas apresenta efeito mais intenso que outros agentes sobre a redução da resistência vascular periférica e coronariana, com sugestivo roubo coronariano em portador de doença da artéria coronária (DAC). Não obstante, não existe evidência de que os riscos associados à administração de isoflurano em portadores de DAC excedam os de outros agentes voláteis 2. O sevoflurano apresenta, sobre o isoflurano, a vantagem de causar mínimos efeitos sobre a frequência cardíaca. A rápida elevação da concentração inspirada de desflurano causa elevação da frequência cardíaca e da pressão arterial, associadas a um aumento da atividade simpática possivelmente mediada por receptores das vias aéreas superiores, de pulmões e sistêmicos

124 O isoflurano, sevoflurano e desflurano prolongam o intervalo QT no eletrocardiograma, podendo resultar em taquicardia ventricular polimórfica do tipo torsades de pointes e fibrilação ventricular, enquanto que o envolvimento do halotano sobre o intervalo QT é controverso 6. Na atualidade, a capacidade dos agentes inalatórios em proteger o miocárdio de insultos isquêmicos de maneira semelhante ao pré-condicionamento cardíaco tem sido bastante considerada. Efeitos sobre o sistema respiratório E-Book de Anestesia Inalatória Todos os agentes halogenados causam depressão respiratória dosedependente deprimindo a resposta respiratória normal ao dióxido de carbono e a hipóxia. Esta depressão respiratória resulta da depressão geral do centro respiratório, do sistema nervoso central e dos quimiorreceptores dos corpos carotídeos. A supressão da resposta hipóxica aguda pode permanecer por várias horas após a descontinuação da anestesia 7. A concentração do agente capaz de causar redução na resposta hipóxica varia de 0,08% para o halotano a 0,27% para o sevoflurano. Enquanto a hipóxia fecha canais de potássio da membrana do corpo carotídeo promovendo despolarização e influxo de cálcio, os agentes inalatórios causam abertura dos canais, com consequente hiperpolarização 8. O isoflurano e o desflurano são irritantes do trato respiratório, podendo resultar em laringoespasmo e dificultar a indução da anestesia. Por outro lado, o sevoflurano causa pouca irritação no sistema respiratório e altas concentrações são bem toleradas, tornando-o agente altamente satisfatório para indução da anestesia, especialmente em crianças 2. Com possível exceção do desflurano, os anestésicos voláteis causam formação de espécies reativas de oxigênio durante hipóxia. A possível exceção do desflurano se deve ao seu reduzido metabolismo 7. A administração dos antioxidantes ácido ascórbico e a-tocoferol reverte completamente a redução da resposta hipóxica ao isoflurano 9. Hipertermia maligna Doença rara, potencialmente fatal, hereditária, caracterizada por hipermetabolismo quando há contato do indivíduo predisposto aos anestésicos voláteis (halotano, enflurano, isoflurano, sevoflurano e desflurano) e à succinilcolina. Quando em contato com o agente desencadeante, ocorre excessiva liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático para o intracelular no músculo esquelético humano e de certas espécies de suínos, cães, cavalos e outros animais, gerando um estado hipermetabólico caracterizado 124

125 por aumento da produção de CO 2, elevado consumo de O 2, distúrbio ácidobase, rigidez e lesão muscular 10. Potencial genotóxico e mutagênico Os anestésicos inalatórios apresentam potencial para atividade mutagênica ou carcinogênica, com interesse elevado na exposição ocupacional 11,12. Eles podem aumentar a frequência de aborto espontâneo em mulheres que trabalham nas salas de operação e afetar a reprodução. Dano genético com alterações na estrutura do DNA ou aumento na permuta de cromátides 13. Não obstante, estudo envolvendo a permuta de cromátides em mitoses estimuladas de linfócitos T de quarenta crianças submetidas a anestesia com sevoflurano para procedimentos cirúrgicos menores não observou nenhum efeito genotóxico 14. O xenônio pode parar a reprodução celular bloqueando a mitose durante o estágio metáfase-anáfase, embora seja reversível com sua retirada 15. Toxicidade hepática A hepatotoxicidade dos anestésicos inalatórios é conhecida desde 1850, a partir de relatos em pacientes anestesiados com clorofórmio, mas não naqueles anestesiados com éter. O dano não é causado apenas pelo agente anestésico propriamente, mas pelos metabólitos produzidos após sua biotransformação pelo citocromo P A ocorrência de hepatite por halotano foi relatada já em 1958, 2 anos após a sua introdução na prática anestésica e desde então sua ocorrência é maior com este agente, embora raros casos de hepatite tenham sido relatados com outros anestésicos inalatórios. A hepatotoxicidade por halotano pode ocorrer de duas maneiras: a) Hepatite tipo I de ocorrência bastante frequente, com estimativa de 1 em 20 para talvez 1 em 3 pacientes, porém com menor distúrbio de enzimas hepáticas. Ocorre elevação assintomática das transaminases, 1 a 2 semanas após exposição, a qual se resolve sem tratamento. A ocorrência é mais provável sob condições de hipóxia e redução da perfusão hepática local ou generalizada após episódios de hipotensão arterial. Para ocorrência não é necessária exposição repetida e o significado clínico das alterações bioquímicas é desconhecido. Sua causa não é totalmente compreendida, mas parece resultar de efeito tóxico direto ou indireto após ligação covalente com componentes celulares. O primeiro passo do metabolismo redutivo do halotano é a inserção de um Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo 125

126 E-Book de Anestesia Inalatória elétron para produzir um metabólito altamente reativo, denominado radical livre intermediário. Macromoléculas podem reagir com este radical livre ou outros metabólitos intermediários e causar uma reação autocatalítica peroxidativa em cadeia, no fígado, com desarranjo e necrose da membrana celular 2. b) Hepatite tipo II de ocorrência imprevisível e rara, com estimativa geral de 1 em anestesias com halotano em adultos. Em crianças a ocorrência estimada é de 1 em exposições a halotano. Resulta em hepatite grave fulminante com alta incidência de mortalidade. A exposição prévia é usual e pode haver relato de hiperpirexia e icterícia, tardias no pós-operatório. Os primeiros sinais são febre, erupção cutânea e ou dores articulares que podem preceder a icterícia e podem ter início em até um mês após anestesia com halotano. Na impossibilidade de transplante hepático, a hepatite evolui com alto índice de mortalidade. Atualmente é aceito que a hepatite tipo II é imuno mediada, com resposta direcionada aos hepatócitos. O citocromo P450 2E1 (CYP2E1) faz a intermediação do halotano para um intermediário reativo (trifluoracetil cloreto), que se liga de forma covalente com componentes a proteínas hepáticas formando neoantígenos trifluoracetilados. Acredita-se ser o evento inicial da cascata imunológica, culminando com a formação de anticorpos, que acaba por causar necrose hepática grave em exposições subsequentes de pacientes susceptíveis. O metabolismo oxidativo do sevoflurano não produz intermediário reativo e então este agente não está associado a hepatotoxicidade imuno mediada. No soro de pacientes com hepatite tipo II são encontrados anticorpos que reagem de forma covalente com um acil halogeneto presente na membrana celular dos hepatócitos. Este acil halogeneto (CF 3 COCl) atua como um epítopo ou hapteno, que é apresentado às células imunocompetentes, estabelecendo reação antígeno-anticorpo 17. Pacientes que são acometidos pela hepatite por halotano desenvolvem auto-anticorpos que tem como alvo específico a CYP2E1, isoenzima do citocromo P450 responsável pela biotransformação de hidrocarbonetos halogenados, como o halotano. Similarmente, auto-anticorpos em elevadas titulações tem sido detectados em anestesiologistas pediátricos expostos a anestésicos halogenados 18. Porém, como poucos destes indivíduos desenvolvem hepatite, a patogenia destes auto-anticorpos na hepatite induzida por anestésicos permanece questionável. 126

127 Toxicidade renal A nefrotoxicidade do fluoreto inorgânico foi aventada primeiramente em 1960, com a introdução do metoxiflurano (2-2 diclorofluoroetil metil éter). O metoxiflurano foi retirado do uso clínico por causa da elevada incidência de nefrotoxicidade associada a concentrações plasmáticas de fluoreto excedendo 50 mm.l -1, com alto índice de falência renal não responsiva a vasopressina. Entre os agentes utilizados atualmente, altas concentrações de fluoreto tem sido relatadas com sevoflurano. Após duas CAM-horas de anestesia com sevoflurano, concentrações de fluoreto excedendo 50 mm.l -1 foram documentadas. Entretanto, não há relatos de disfunção renal associada a exposição prolongada a sevoflurano e uma importante diferença entre os dois agentes é que o fluoreto produzido durante anestesia com metoxiflurano é produzido nos rins, causando dano direto. Isto é em parte relacionado a presença nos rins de múltiplas isoenzimas do citocromo P450 (CYP2A6, CYP3A, CYP2E1), responsáveis pelo metabolismo do metoxiflurano enquanto que o metabolismo renal do sevoflurano é quatro vezes menor, de forma que baixos níveis de fluoreto são encontrados nos rins 19. Goldberg e outros (1996), pesquisando níveis séricos de fluoreto inorgânico em pacientes anestesiados com sevoflurano e isoflurano en- Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo Figura 1 Curvas de fluoreto sérico em relação ao tempo para os diversos agentes halogenados 127

128 E-Book de Anestesia Inalatória contraram indícios de que o tempo durante o qual os rins permanecem expostos a altos níveis de fluoreto inorgânico tem importância maior do que os picos de concentração desse íon isoladamente em relação aos possíveis danos renais decorrentes da exposição ao sevoflurano. Esta teoria considera o tamanho da área sob a curva fluoreto/tempo, e não apenas a concentração encontrada em determinado momento no soro sanguíneo (Figura 1). O sevoflurano merece consideração especial por sofrer degradação espontânea quando exposto a temperaturas que excedem 50 C na presença de absorvedores de dióxido de carbono, produzindo fluormetil-2,2-difluor- 1-(trifluormetil) vinil éter (FDVE), conhecido como composto A e pequenas quantidades de 2-(fluormetoxi)-3-metoxi-1,1,1,3,3-pentafluorpropano, conhecido como composto B (figura 2). Os produtos de degradação resultam da extração de próton (ácido) do sevoflurano na presença de bases (KOH ou NaOH). FDVE é metabolizado pela conjugação com glutationa S-conjugado e hidrolisado pela cisteína S-conjugado. A captação destes S-conjugados pelos rins e seu subsequente metabolismo pela b-liase parece ser responsável pela necrose tubular causada pelo FDVE em ratos. Em contraste, em pacientes expostos a anestesia com sevoflurano e baixo fluxo de gases, a concentração média de composto A foi de 8 a 32 ppm, sem apresentar efeitos clínicos significativos sobre a função renal, enquanto nos ratos foi de 400 ppm 20. Esta diferença pode explicar a nefrotoxicidade do FDVE em ratos pela maior atividade da b-liase nestes animais 20 (atividade da b-liase em ratos é dez vezes maior do que em seres humanos). Figura 2. Formação dos compostos A e B após exposição do sevoflurano a temperaturas elevadas e bases fortes, NaOH e KOH, presente na cal sodada e na cal baritada. 128

129 Produção de monóxido de carbono Quando os anestésicos inalatórios passam pelo absorvedor de CO 2, monóxido de carbono (CO) pode ser produzido em concentrações de risco potencial sendo mais elevada com desflurano e enflurano, mais baixa com isoflurano e insignificante com sevoflurano e halotano. Para todos os anestésicos inalatórios a produção de CO é elevada com cal baritada. O exato mecanismo de produção de CO não está esclarecido. Tem sido proposto que a reação inicial da base catalisando a extração de próton do grupo difluormetiletil do desflurano, que não se encontra presente no sevoflurano e halotano. A quantidade de monóxido de carbono produzida depende da quantidade de absorvedor em contato com desflurano, com a quantidade de água no absorvedor e com o fluxo de gás fresco, sendo que 4,8% de água em cal sodada e 9,7% em cal baritada são suficientes para prevenir a produção de CO 21. Atualmente já estão em uso absorvedores de CO 2 sem a presença de bases fortes (hidróxido de sódio e potássio) em sua composição e com possibilidades de manutenção constante de umidade. CARACTERÍSTICAS DOS AGENTES EM USO ATUALMENTE Óxido nitroso A maior parte do N 2 O é exalada de forma inalterada, embora uma pequena parte possa ser eliminada através da pele ou excretada na urina. Por apresentar solubilidade 34 vezes superior à do nitrogênio, difunde mais rapidamente para compartimentos que contenham ar, tais como ouvido médio e bolhas pulmonares, podendo expandi-los com risco de causar dor e pneumotórax. O N 2 O é um analgésico potente e sua administração em fração inspirada de 20% equivale a 15 mg de morfina por via subcutânea. Mistura contendo 50% de N 2 O em O 2 é comumente empregada para prover analgesia durante o trabalho de parto, vítimas de traumas e outras situações de emergências 2. A cobalamina monovalente é essencial para a síntese da metionina e tetrahidrofolato, necessários à síntese de DNA em tecidos de rápida proliferação. A forma ativa da metionina, S-adenosilmetionina, é também o principal substrato para metilação em muitas outras reações bioquímicas, incluindo a metil substituição de neurotransmissores e a formação da bainha de mielina dos nervos. Exposição a N 2 O por duas a quatro horas oxida irreversivelmente o cobalto da vitamina B 12, convertendo a cobalamina monovalente em bivalente e assim, a atividade da enzima cobalamina-dependente, metionina sintase (5-metiltetrahidrofolato-homocisteina S-metiltransferase) é completamente ini- Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo 129

130 bida. A recuperação da atividade da metionina sintase requer a formação de novas enzimas em tempo de três a quatro dias, embora a recuperação total possa levar várias semanas. A exposição crônica ao N 2 O pode causar eritropoiese megaloblástica, morte neuronal e dano à medula espinhal 22. Alterações megaloblásticas reversíveis podem ser detectadas na medula óssea após 12 a 24 horas de exposição. Há relatos de pacientes que desenvolveram mielopatias graves e prejuízos neurológicos após anestesia com N 2 O 23. Esta toxicidade pode ocorrer tanto no paciente como nos profissionais que o empregam. Aventa-se, nos dias atuais que as concentrações de vitamina B 12 próprias do individuo teriam interferência muito grande nos possíveis danos oriundos do óxido nitroso. Embora não pareça que o N 2 O seja teratogênico para seres humanos, devido aos efeitos sobre a síntese de DNA, é prudente evitar exposição durante o primeiro trimestre de gestação. O N 2 O apresenta potência 230 vezes superior ao monóxido de carbono para o efeito estufa e seu uso em anestesia contribui em aproximadamente 0,1% do aquecimento global, com meia vida na atmosfera de aproximadamente 120 anos 2. E-Book de Anestesia Inalatória Halotano Devido ao grupamento CF 3, o halotano (2-bromo-2-cloro-1,1,1-trifluoroetano), sofre oxidação espontânea e, exposto a luz ultra violeta, é decomposto em HCl, HBr, íons cloro, bromo e fosgênio (COCl 2 ). Para prevenção da decomposição ele é armazenado em frasco âmbar com adição do preservativo timol. Aproximadamente 20 a 50% do halotano captado pelo organismo sofre metabolismo, mais alto que qualquer outro anestésico volátil de uso corrente. É solúvel em borracha e em menor intensidade em polietileno. A solubilidade em borracha, material comumente utilizado em sistemas anestésicos, pode retardar a indução e a recuperação da anestesia inalatória, o que tem sido evitado pela substituição da borracha por plástico, que não absorve os agentes anestésicos 24. O efeito mais proeminente do halotano no sistema circulatório é a redução da pressão arterial devido à redução da contratilidade miocárdica e da resistência vascular, embora esta seja menos proeminente que com outros agentes. Outro efeito que pode ser considerável é a sensibilização do miocárdio às catecolaminas que pode resultar no desenvolvimento de arritmias ventriculares 24. Enflurano Devido a baixas taxas de metabolismo hepático, em torno de 2,5%, o enflurano (2-cloro-1,1,2-trifluoretil difluorometil éter) foi introduzido na clínica 130

131 como alternativa ao halotano, principalmente em múltiplas exposições. Não obstante, tem a capacidade de induzir atividades paroxísticas no eletroencefalograma, acentuadas na presença de anestesia profunda e hipocarbia, efeito este não acentuado em portadores de epilepsia, durante ou após anestesia com enflurano. Ele é metabolizado por isoenzimas do citocromo P450, especialmente a P450 2E1, produzindo metabólitos que incluem o ácido trifluoracético (TFA) e o íon fluoreto inorgânico. Embora em pequeno número, hepatite por enflurano tem sido relatada e o dano hepático por enflurano seja baixo, estima-se em 1: Em uso clínico corrente, o pico de concentração raramente excede 25 mm.l -1, mantendo-se por pouco tempo, do limiar para toxicidade renal 24. Isoflurano O isoflurano (1-cloro-2,2,2 trifluorometil éter) é um isômero estrutural do enflurano que não requer preservativo e é estável na presença de luz ultravioleta. Sofre metabolismo em taxas inferiores a 0,2%, sem descrição de efeitos tóxicos sobre o fígado 25. Sevoflurano O sevoflurano (fluorometil2,2,3-trifluoro-1-[trifluorometil]etil éter) é um metil isopropil éter fluorado, que apresenta taxa de metabolismo de 5%, superior ao isoflurano ou enflurano. Como os outros halogenados, tem a isoenzima 2E1 do citocromo P450 como específica para o seu metabolismo. O sevoflurano é desdobrado em fluoretos orgânicos, inorgânicos e hexafluorisopropanol, que são excretados pela bile e como íons fluoreto na urina. Embora apresente alta proporção metabolizada, hepatite é uma hipótese improvável, desde que seja suposto que a via metabólica não inclua ligação de metabólitos reativos com proteínas ou lipídios. Não obstante, existem relatos de casos de hepatite relacionada com exposição a sevoflurano em que o paciente estava fazendo uso de acetaminofeno e também casos em que outras possíveis causas foram excluídas Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo Desflurano O desflurano (1,2,2,2-tetrafluoretil-difluor-metil éter) difere do isoflurano em apenas um átomo de flúor substituído por cloro no grupamento a-etil. Esta substituição é responsável pela redução na solubilidade sanguínea, tecidual e também na potência. Adicionalmente, a fluoração da molécula etil éter resulta em alta pressão de vapor que, juntamente com 131

132 o baixo ponto de ebulição exige vaporizador especial aquecido. É o hidrocarboneto halogenado que sofre menos metabolismo hepático e então não considerado como associado a lesão hepática. Entretanto, existem relatos de pacientes que desenvolveram hepatotoxicidade aguda após anestesia com desflurano Como o desflurano é resistente à degradação pela cal sodada, em certas condições pode-se acumular no sistema respiratório. Xenônio E-Book de Anestesia Inalatória O xenônio apresenta muitas das propriedades do anestésico ideal, com coeficiente de partição sangue-gás de 0,12, a mais baixa de todos os anestésicos em uso corrente, permitindo rápida indução. Não é metabolizado no corpo humano, não causa significante alteração na contratilidade miocárdica, resistência vascular periférica, mesmo na presença de doença cardíaca 31. Sua ação se dá por inibição de receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) e também sobre bombas de cálcio da membrana neuronal inibindo respostas nociceptivas no corno posterior da medula espinhal. Por ser um constituinte natural da atmosfera, não adiciona poluição quando expelido para fora do circuito anestésico e em contraste com outros agentes, não causa destruição da camada de ozônio 32. Referências Bibliográficas 1. Magalhães E Toxicidade de anestésicos inalados. Rev Bras Anestesiol, 1994;44: Bovill JG Inhalation Anaesthesia: from Diethil Ether to Xenon, em: Schüttler J, Schwilden H Modern Anesthetics. Germany. Springer, 2008; Wheeler DM, Katz A, Rice RT et al. Volatile anesthetic effects on sarcoplasmic reticulum calcium content and sarcolemmal calcium flux in isolated rat cardiac cell supensions. Anesthesiology, 1994;80: Vulliemoz Y, Verosky M. Halothane interaction with guanine nucleotide binding proteins in mouse heart.anesthesiology, 1988;69: Muzi M, Ebert TJ, Hopa WG et al. Site(s) mediating sympathetic activation with desflurane. Anesthesiology, 1996;85: Booker PD, Whyte SD, Ladusans EJ - Long QT syndrome and anesthesia. Br J Anaesth, 2003;90: Dahan A, Teppema LJ Influence of anaesthesia and analgesia on the control of breathing. Br J Anaesth, 2003;91: Patel AJ, Honoré E Anesthetic-sensitive 2P domain K+ channels. Anesthesiology, 2001;95: Teppema LJ, Romberg RR, Daham A Antioxidants reverse reduction of the human hypoxic vantilatory response by subanesthetic isoflurano. Anesthesiology, 2005;102: Brandon BW The genetics of malignant hyperthermia. Anesthesiol Clin North America, 2005;23: Boivin JF Risk of spontaneous abortion in women occupationally exposed to anesthetic gases: a meta-analysis. Occup Environ Med, 1997;54:

133 12. Horeauf K, Lierz M, Wiesner G et al. - Genetic damage in operating room personnel exposed to isoflurano and nitrous oxide. Occup Environ Med, 1999;56: Akin A, Ugur F, Ozkul Y et al. Desflurane anaesthesia increases sister chromatid exchanges in human lymphocytes. Acta Anaesthesiol Scand, 2005; 49: Krause T, Scholz J, Jansen L et al. Sevoflurane anaesthesia does not induce the formation of sister chromatid exchanges in peripheral blood lymphocytes of children. Br J Anaesth, 2003;90: Petzelt C, Taschenberger G, Schmehl W et al. Xenon induces metaphase arrest in rat astrocytes. Life Sci, 1999;65: Kenna JG, van Pelt FN. The metabolism and toxicity of inhaled anaesthetic agents. Anaesth Pharmacol Rev, 1994;2: Neuberger J, Gimson AES, Davis M et al. Specific serological markers in the diagnosis of fulminant hepatic failure associated with halothane anaesthesia. Br J Anaesth, 1983;55: Njoku DB, Greenberg RS, Bourdi M et al. Autoantibodies associated with volatile anesthetic hepatitis found in the sera of a large cohort of pediatric anesthesiologists. Anesth Analg, 2002;94: Karasch Ed, Conzen PF, Thummel KE Human kidney methoxyflurane and sevoflurane metabolism: intrarenal fluride production as a possible mechanism of methoxyflurane nephrotoxicity. Anesthesiology, 1995;82: Karasch Ed, Conzen PF, Michalowski P et al. Safety of low-flow sevoflurano anesthesia in patients. Anesthesiology, 2003;99: Keijzer C, Perez RS, De Lange JJ Carbon monoxide production from five volatile anesthetics in dry sodalime in a patient model: halothane and sevoflurano do produce carbon monoxide; temperature is a poor predictor of carbon monoxide production. BMC Anesthesiol, 2005;5: McNeely JK, Buczulinski B, Rosner DR Severe neurological impairment in an infant after nitrous oxide anesthesia. Anesthesiology, 2000;93: Lacassie HJ, Nasar C, Yonish B et al. Reversible nitrous oxide myelopathy and polymorphism in the gene encording 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase. Br J Anaesth, 2006;96: Martin JL Inhaled Anesthetics: metabolism and toxicity, em: Miller RD, Erikson LI, Fleisher LA et al. Miller s Anesthesia, 7 th Ed, Philadelphia, Churchill Livingstone Elsevier, 2009, Nociti JR A evolução da qualidade dos agentes inalatórios. Rev Bras Anestesiol, 1997;47: Bruun LS, Elkjaer S, Bitsch-Larsen D et al. Hepatic failure in a child after acetaminophen and sevoflurane exposure. Anesth Analg, 2001;92(6): Watanabe K, Hatakenaka S, Ikemune K et al. A case of suspected liver dysfunction induced by sevoflurano anesthesia. Masui, 1993;42: Martin JL, Plevak DJ, Flannery KD et al. Hepatotoxicity after desflurane anesthesia. Anesthesiology, 1995;83: Bergaus TM, Baron A, Geier A et al. Hepatotoxicity following desflurane anesthesia. Hepatology, 1999;29: Tung D, Yoshida EM, Wang CSK et al. Severe desflurane hepatotoxicity after colon surgery in an elderly patient. Can J Anaesth, 2005;52: Sanders RD, Ma D, Maze M Xenon: elemental anaesthesia in clinical practice. Br Med Bull, 2005;71: Marx T, Schimidt M, Schirmer U et al. Pollution of the environment and the work-place with anesthetic gases. Int Anesthesiol Clin, 2001;39: Goldberg ME, Cantillo J, Larinjani GE et al. - Servoflurane versus isoflurane for maintenance of anesthesia: are serum inorganic fluoride ion concentration of concern?. Anesth Analg, 1996, 82: Anestesia Inalatória: Toxicidade e Metabolismo 133

134

135 Capítulo 10 Simuladores em Anestesia Inalatória Introdução Elaine Aparecida Felix Florentino Fernandes Mendes Simular é fazer uma réplica de elementos suficientes do mundo real para obter um objetivo. A tecnologia de simulação constitui-se numa poderosa ferramenta de ensino, amplamente utilizada no ensino da graduação e na educação médica. Ela é considerada uma nova ferramenta de aprendizado, pois oferece oportunidades seguras e eficazes para praticar e adquirir as habilidades clínicas necessárias para o atendimento junto ao paciente. Todas as modalidades de simulação são projetadas para acelerar a experiência de aprendizagem e reforçar os conhecimentos adquiridos a partir de material escrito 2,10,13. A simulação de habilidades médicas como parte do processo de diagnóstico e tratamento pode integrar várias especialidades (anestesiologia, cirurgia, clínica, ginecologia e obstetrícia, pediatria, imagem), abrangendo o treinamento das urgências, emergências e tratamento intensivo em uma hierarquia de complexidade crescente. Na área da saúde, a simulação é o resultado da combinação de esforços de muitos indivíduos e instituições ao longo dos últimos 15 anos e sua aplicação vem crescendo no ensino e no desenvolvimento de habilidades 1-4,9-12. A simulação oferece ao aprendiz a oportunidade de desenvolver habilidades antes do trabalho supervisionado com pacientes reais. Ela também pode ser utilizada na prática clínica para educação continuada e para treinamento em situações pouco frequentes. A simulação utilizada para o ensino médico complementa, mas não substitui, as experiências reais de ensino junto ao paciente 1-8. Escolas médicas, educadores, organizações certificadoras, sistemas de credenciamento de hospitais e organizações voltadas ao desenvolvimento de práticas seguras advogam o desenvolvimento de métodos mais efetivos para ensinar e medir o desempenho clínico. Assim, a simulação pode ser utilizada para atingir proficiência em situações básicas e complexas, para medir o avanço na capacidade de estabelecer o diagnóstico e a terapêutica adequada e para desenvolver a habilidade para integrar conhecimento, julgamento clínico e prática em equipe. Tais atividades são consideradas elementos essenciais para melhorar a segurança da prática médica. A simulação é particularmente útil para ensinar o manejo de eventos raros ou infrequentes. Da mesma forma, o treinamento de equipes na gestão de crises também pode ser ensinado de forma eficaz. 135

136 E-Book de Anestesia Inalatória A simulação pode existir tanto em tempo real como fora dele (se desejar). É possível alterar o fluxo do tempo e o nível de complexidade do treinamento (diferente das demais modalidades de ensino). Isso pode ser útil para alunos iniciantes, que podem necessitar mais tempo para entender a situação que está sendo apresentada. Embora a maior utilização da simulação esteja focada em procedimentos e habilidades técnicas em diversas especialidades sua utilização pode ultrapassar o universo tecnológico. Em muitos centros de ensino a simulação é usada para desenvolver habilidades não-técnicas e profissionalismo, como a comunicação com pacientes e colaboradores, ou é dirigida a questões éticas como, por exemplo, o cuidado ao final da vida. A simulação também tem papel importante para garantir qualidade e segurança ao paciente 14 e tem sido usada como complemento para desenvolver competências e para treinamento continuado 3,15. Vantagens especiais da simulação incluem o fato de que a aquisição de competências pode ser obtida através da prática repetida de cenários e ações, sem colocar em risco o paciente, o que é considerado um imperativo ético 23. Na figura 1 estão listadas as várias etapas que vão da simulação até o desenvolvimento de práticas seguras. Figura 1 Simulação como um método para desenvolver práticas seguras Murray D. Clinical simulation: measuring the efficacy ficacy of training. Curr Opin Anaesthesiol 2005;18: Conceitos gerais em simulação A simulação é uma tentativa de imitar a realidade e pode ser tão detalhada que se aproxima da mesma, ou pode ser um agrupamento de elementos reunidos para serem apenas uma imitação parcial da realidade. De um lado, existem simuladores de alta fidelidade, com simulação física real e interatividade com o ambiente real, e, de outro lado, há simulações baseadas em computador e treinamento de habilidades utilizando dispositivos. A simulação de alta fidelidade tenta recriar todos os 136

137 elementos de uma situação que são perceptíveis para um participante. Simulação baseada em computadores induz o participante a transformar a experiência obtida através de uma tela bidimensional em metáfora significativa de uma situação da vida real. Os dispositivos são focados no desenvolvimento de habilidades específicas ou em áreas da anatomia humana 24,25. Dispositivos São projetados para chamar a atenção do participante para uma tarefa específica (punção venosa, intubação). Eles variam em qualidade, e cuidados devem ser tomados para garantir que a simulação assegure uma taxa razoável de realização dos objetivos. Eles devem ser de qualidade suficiente para trazer benefício ao participante. Os produtos devem ser confiáveis, robustos e clinicamente significativos. Cursos sobre como utilizar este tipo de dispositivos são geralmente orientados para perícia, com nível e objetivo de habilidade específico 24,25. Simulação baseada em computador O advento da interatividade reforçou esses produtos. Eles são especialmente úteis para cursos de tomada de decisões. Pela sua própria natureza são muitas vezes confiáveis e reprodutíveis. Produtos de simulação com base em computadores também variam em qualidade 17, e em consequência, a qualidade do ensino decorrente de seu uso. Sua aplicação deve ser acompanhada por alguma atividade em sala de aula, para permitir perguntas e exploração detalhada dos problemas descobertos durante o uso do software 24,25. Simuladores em Anestesia Inalatória Simulação de alta fidelidade Para a simulação em grande escala ter sucesso, o instrutor deve criar uma transição suave entre a realidade e a simulação. O instrutor, ou o operador, encoraja e estimula o participante para evitar o desânimo. Isto é obtido pelo convincente uso de adereços, de pessoal treinado e através de interações. A simulação deve fazer sentido para o participante. É preciso convencê-lo de que aquilo que ele está experimentando é na verdade real, ou pelo menos realista. Esta tarefa é difícil, porque o participante, através de ações espontâneas, vai mudar o modo como a realidade interage com o ambiente

138 Realidade Quando se tenta recriar uma situação particular, deve-se prestar atenção especial aos detalhes que dão aos participantes um senso de realidade. A profundidade do detalhamento deve espelhar aquela que é exigida pelo participante para sentir que a experiência é real. Um exemplo desta situação na indústria do cinema é a utilização de fachadas de edifícios para criar a percepção de um edifício real. Com a experiência, os instrutores irão reconhecer os diversos fatores que desempenham papel importante, ou não, na geração de uma situação real A manipulação da realidade E-Book de Anestesia Inalatória É importante imaginar o tempo como uma entidade linear representada por um conjunto de eventos sequenciais. Na simulação, os membros da equipe participante podem desenvolver uma série de eventos e confrontá-los com a vida real. As interações com o ambiente influenciam os resultados. Tem-se, portanto, a capacidade para alterar a evolução de um cronograma durante a simulação 18. O grau das ações pode variar de extremamente passivo (nenhuma alteração significativa no curso ou no resultado dos eventos) até extremamente ativo (efeito grande sobre o desenvolvimento ou o resultado). A importância deste conceito reside na compreensão do grau de influência possível para determinar um resultado. Na simulação, o aluno não é o único fator que irá determinar o curso dos acontecimentos. A equipe de simulação pode ter um efeito profundo sobre a evolução de um cenário, quer pela interferência ativa ou pela indiferença passiva 24,25. Os principais simuladores fabricados permitem ao instrutor utilizar cenário e respostas pré-definidas. Permitem, também, flexibilidade para definir e manipular respostas fisiológicas em tempo real. Este é um conceito importante porque a estrita aderência aos cenários e eventos pode (ou não), em algum ponto, deixar de levar em conta as ações imprevisíveis do participante. Pode-se imaginar a busca por duas realidades: (a) do instrutor ou computador, (b) do participante. Enquanto o participante percebe o meio ambiente e responde adequadamente a simulação permanecerá intacta. A maioria dos simuladores permite a criação de cenários, perfis e respostas pré-definidas. Se uma situação pré-estabelecida não se integra perfeitamente à realidade percebida pelo participante, então se deve alterar competências para permitir que a simulação continue no sentido não previsto anteriormente. Embora estrutura e antecipação prévias sejam fundamentais para ajudar o instrutor a organizar e produzir uma situação, elas também são fatores limitantes na produção de um ambiente real. Os instrutores 138

139 devem estar preparados com antecedência para uma simulação, mas também devem estar prontos para improvisar e redirecionar o cenário, conforme necessário. A realidade percebida pelo aluno deve espelhar os objetivos do curso e os instrutores devem ganhar experiência, aprender a improvisar e a desempenhar com facilidade várias habilidades 24,25. Simulação de alta fidelidade - aspectos práticos A simulação de alta fidelidade exige considerável preparação. Normalmente, este tipo de simulação requer: Líder da equipe Atores Manequim de alta fidelidade Ambiente elaborado e recriado Equipamento audiovisual Participante (s) Facilitador Líder da equipe A simulação deve ser abordada da mesma maneira como um diretor aborda a produção de um filme. A principal diferença é que, às vezes, as situações podem se desdobrar de formas imprevistas, tal como na gestão de crises. É fundamental que o líder da equipe seja estabelecido no início da sessão. Muitos dos princípios do gerenciamento de crise são aplicáveis ao papel do líder de equipe de simulação. Ao líder cabe: Atribuir e delegar tarefas ou funções para os membros da equipe; Assegurar início adequado; Assegurar que os participantes sejam expostos a uma experiência de qualidade; Estar preparado para dirigir na sala de controle (pode incluir operar o computador) ou esta tarefa pode ser delegada; Lidar com problemas e situações inesperadas de forma dinâmica; Estar familiarizado com todos os aspectos da simulação em curso; Ser um eficaz comunicador; Compreender a fisiologia e a farmacologia envolvida na simulação. Simuladores em Anestesia Inalatória É importante notar que o líder da equipe e o operador não são necessariamente a mesma pessoa. O líder da equipe é responsável por garantir um bom dia de simulação. Operador é um termo descritivo que se refere 139

140 à pessoa que está executando o computador e, talvez, as comunicações. O operador faz a simulação acontecer em tempo real. O líder da equipe pode assumir o papel de operador, mas sua principal função é conduzir o grupo durante a simulação 24,25. Atores E-Book de Anestesia Inalatória Os atores devem ser capazes de executar eficazmente uma situação dinâmica. Eles devem estar familiarizados com os conceitos básicos de saúde e termos que são pertinentes à sua função. As fontes de atores podem ser variadas e dependem dos recursos do centro para usá-los. Centros de simulação podem optar por utilizar os próprios participantes ou escolher atores de outras fontes, tais como pessoal médico aposentado. Médicos, enfermeiras e estudantes de medicina voluntários também são geralmente escolhidos para desempenhar esta atividade. O desempenho dos atores está diretamente correlacionado ao nível de experiência e sua capacidade para improvisar. Interações do ator com o participante podem afetar o desempenho do participante passiva ou ativamente. Embora pareça fácil de agir, não é. O ator precisa responder rapidamente e de forma espontânea às interações dentro do ambiente. Os atores para desempenharem de forma mais realista seu papel de personagem devem evitar preconceitos e idéias preconcebidas 24,25. Atores e o pessoal da sala de controle devem estar constantemente se comunicando através do uso de dispositivos eletrônicos sem fio. Isto permite comunicação multidimensional e adaptação rápida ao desenrolar da simulação. Esta comunicação também permite ao operador manter certo grau de controle sobre a simulação para garantir que os objetivos de ensino sejam cumpridos 24,25. Atores são elementos importantes da simulação 26. Seria impossível adivinhar o resultado de uma interação entre duas pessoas, ou um conjunto de pessoas. Isto é o que diferencia simulação de aula e aprendizagem baseada em problemas. A participação de atores ou pessoas é uma dimensão que nenhum livro pode fornecer Participantes A experiência com simulação mostra que a maioria dos participantes são intimidados pelo medo da avaliação e da crítica. É importante abordar estas questões no início do processo, quando são definidos os objetivos desejados da simulação. Distribuição prévia de material explicativo é frequentemente útil. Quando as pessoas se acostumam com a simulação, 140

141 os temores se dissipam. Os participantes devem ser tratados com respeito e ter a oportunidade de familiarizar-se com o equipamento (especialmente com o manequim e com o monitor), antes do início da simulação. A necessidade de familiarização diminui com participantes que já foram expostos a simulação 24,25. Os participantes muitas vezes entram num cenário de simulação com um elevado senso de percepção de seu entorno (semelhante ao Efeito Hawthorne). Eles geralmente estão esperando algo acontecer. Antes de introduzir um evento ou uma crise é importante permitir ao participante tempo para relaxar e integrarse com o ambiente. Vários métodos podem ser utilizados para esta finalidade. O principal objetivo é fazer com que o participante evite a descrença. Este processo pode ser imediato, quando uma pessoa é impulsionada para uma simulação de crise em curso, ou pode levar vários minutos em uma situação de menor pressão. Apesar das tentativas de um participante para fazer perguntas como: eu posso fazer isso... ou eu preciso realmente dar esse fármaco, em nenhum momento os atores ou quaisquer outros elementos da simulação podem sair da realidade a ser retratada para responder essas perguntas. Perguntas como eu realmente preciso dar esse fármaco... podem ser satisfeitas pelas respostas (a partir de uma enfermeira) como o que você quer dizer, você é o médico. O ator mantém-se na realidade do momento e também obriga o participante a perceber que ele controla se o paciente será exposto ou não ao fármaco. Isto é importante para manter a fidelidade da simulação. Perguntas como essas podem ser desafiadoras, mas podem ser facilmente tratadas por pessoal experiente 24,25. Ambiente Quando o equipamento real for utilizado, todo esforço deve ser feito para recriar o ambiente para a simulação desejada. Materiais físicos e adereços devem dar a aparência de serem úteis e reais. Não há nenhuma vantagem em utilizar cenários pobres, porque eles só diminuem o realismo da simulação. Cenários têm lugar na simulação somente se reforçarem ou auxiliarem a percepção da realidade 24,25. É importante fornecer materiais auditivo e visual aos participantes. Materiais e acessórios devem ser avaliados quanto ao realismo visual, auditivo, tátil e interativo. Alguns materiais exigirão apenas determinados atributos. Por exemplo, anunciar uma parada cardíaca só exige realismo auditivo. A proposta deve ser considerada bem sucedida se convence o participante que é real. Os materiais mais convincentes são, naturalmente, as coisas reais. Por exemplo, a utilização de instrumentos cirúrgicos de forma correta, pode ser suficiente para convencer o participante de que um verdadeiro procedimento cirúrgico está ocorrendo 24,25. Simuladores em Anestesia Inalatória 141

142 Com o aumento da experiência da equipe em simulação, mais fatores ambientais e materiais serão introduzidos e usados. A experiência também permitirá a equipe reconhecer técnicas comuns, para distrair ou atrair participantes. Um exemplo óbvio é o uso de uma alteração no som da oximetria de pulso para chamar a atenção de um participante 24,25. Equipamentos audiovisuais E-Book de Anestesia Inalatória Equipamentos audiovisuais (AV) são essenciais para o sucesso de uma simulação. O equipamento tem duas finalidades distintas: (a) permitir ao operador e as demais pessoas na sala de controle ver a simulação a partir de todos os ângulos e (b) registrar e fornecer ao(s) participante(s) um retorno da simulação em vídeo. O design e a disposição do equipamento devem maximizar a quantidade de informações recolhidas. A informação gravada pode incluir áudio e vídeo, sinais vitais e múltiplos ângulos. Um marcador de tempo é um bom instrumento de referência durante a gravação. Nem todas as simulações exigirão discussão (debriefing) em vídeo. A reprodução de vídeo pode ser uma ferramenta de ensino muito poderosa e não deve ser destinada somente a simulação em grande escala. O uso do vídeo é sempre uma opção e irá variar de acordo com os requisitos do curso 24,25. Os sistemas de gravação podem ser básicos, utilizando uma única câmera ou podem tornar-se mais complexos usando vários níveis de entrada. A facilidade de uso também é importante, pois a maioria dos usuários provavelmente não será especialista em equipamento de vídeo. Assim, o armazenamento e a gravação de áudio e vídeo apresentam desafios especiais para todo o centro. A revisão detalhada de uma simulação adiciona substancial experiência de aprendizagem. Por esta razão, é imperativo um sistema de captação e armazenamento de vídeo confiável. O sistema deve ser robusto e relativamente livre de falhas, com uma taxa de captura perto de 100% 24,25. Os objetivos do equipamento AV devem incluir, no mínimo, a capacidade de: Registrar áudio visual e contexto acuradamente; Visualizar o registro de múltiplos pontos de vista; Fornecer informações duráveis, confiáveis e equipamento fácil de usar; Loja de material gravado com facilidade e segurança; Criar material gravado e visualmente atraente; Segurança do material gravado. 142

143 A sequência de pré-simulação Uma vez que um cenário é selecionado, ele é carregado no computador e todos os acessórios pertinentes são preparados. A equipe deve passar alguns momentos discutindo um plano de atuação básico e deve ser clara sobre o papel que cada membro irá desempenhar. Perguntas por membros da equipe são feitas neste momento. A conectividade sem fio entre atores e o operador deve ser confirmada 24,25. Check list pré-simulação Todos os membros da equipe de simulação estão disponíveis e preparados. Todos os adereços estão no lugar adequado. O cenário foi carregado e é funcional. O equipamento audiovisual está pronto e funcionando. Os participantes estão acessíveis. As comunicações sem fios estão on-line. Desenvolvendo simulação de alta fidelidade Revisão sistemática concluiu que a simulação médica de alta fidelidade é efetiva somente quando algumas condições são satisfeitas: é proporcionado feedback educacional, a prática repetitiva é usada, a simulação é integrada dentro do currículo padrão, a variação da dificuldade de aprendizagem pode ser adaptada conforme o nível do aprendiz 27 O cronograma pode variar dependendo do curso e dos objetivos. No momento em que o participante passa através da porta da sala de simulação ele deve estar bem consciente de que está enfrentando uma situação real. Os operadores e os professores devem agir como se o centro ou a área de simulação fosse um hospital real. Desde o início eles devem instruir os participantes que estão no hospital. É importante, no entanto, que permitam aos participantes que se familiarizem com o centro e com o paciente. Eles devem ter a possibilidade de experimentar coisas, mas devem fazê-lo de tal forma que o equipamento nunca seja referido como falso ou simulado. Quando os participantes são convidados a ouvir murmúrio do manequim, eles precisam se dirigir ao mesmo como um paciente real e dizer coisas como: Sr. Santos, o senhor se importaria se eu ouvisse o seu pulmão? O operador na sala de controle irá responder através do microfone de forma adequada. Como alternativa, os professores podem introduzir o Sr. Santos e iniciar uma conversa com ele e com os participantes. Isso é útil e permite que os participantes realmente comecem a diminuir a descrença. Uma vez que os participantes estejam familiarizados com o Simuladores em Anestesia Inalatória 143

144 E-Book de Anestesia Inalatória meio ambiente e com o manequim, eles são convidados a deixar a sala 24,25. Um participante é escolhido e convidado a entrar na sala de simulação no contexto do script escolhido. Por exemplo, o participante é chamado para ir para a sala 2, em que um paciente está necessitando de alguma ajuda. A simulação é iniciada e espera-se que o participante possa executála como se fosse a vida real. Neste ponto, o relacionamento entre todos os participantes na sala de simulação e na sala de controle irá ditar a forma como a simulação evolui. O participante pode pedir ajuda, se for permitido pelos objetivos do curso. A ajuda pode ser um companheiro participante do curso ou pode vir na forma de um dos professores do centro. Isto depende inteiramente dos objetivos do curso e do seu desenho. Se um participante é um auxiliar, então ele deve ser isolado de qualquer conhecimento do que está ocorrendo na sala de simulação (a menos que o script dite de outra forma). Os outros membros do grupo participante são escoltados até uma sala de conferências onde se pode ver ao vivo a transmissão dos acontecimentos da sala de simulação 24,25. Uma vez que a simulação esteja completa, deve ser dado um intervalo ao grupo. Após o intervalo o grupo remonta a simulação com o facilitador ou instrutor e com os membros do elenco de simulação e inicia o processo de esclarecimento 24,25. Debriefing Um balanço pode ser caracterizado de diversas maneiras. O elemento central deve ser a capacidade de um facilitador para estimular a aprendizagem e a discussão de forma organizada. Bons facilitadores (debriefers) são frequentemente bons educadores, apesar disso não ser sempre verdadeiro. O papel do facilitador é identificar os elementos da simulação (depois de concluída) que possuem valor educativo e que são pertinentes para os objetivos do curso. Ele atua para facilitar o debate em torno destes elementos 24,25. O processo de esclarecimento é muitas vezes subestimado como uma ferramenta educacional, pois é tão importante quanto o próprio cenário. Neste processo, o estudante é estimulado a avaliar a situação usando ferramentas anteriormente não disponíveis para os profissionais de saúde. Eles são capazes de aprender com sua própria auto-análise e com o debate com os outros colegas. O esclarecimento é também um momento em que elementos da evolução de um cenário podem ser agregados ao ensino de conceitos e conhecimentos 24,25. Vídeo e outros dispositivos são frequentemente úteis. Um facilitador de dúvidas aprende a iniciar a discussão com perguntas abertas que 144

145 objetivam induzir os membros do grupo a verbalizar seus pensamentos. Perguntas como: Como é que se sente? frequentemente levam a uma resposta sincera. Na sequência uma questão mais dirigida, como: O que você quer dizer? ou Pode explicar isso para nós? serve para continuar a discussão. O objetivo é que os membros do grupo sintam-se inspirados na abertura da discussão e tornem-se mais à vontade com o interrogatório durante sua evolução 13. Muitas vezes, com o passar do tempo, a análise da simulação é muito mais fácil porque os participantes ganharam confiança nos indivíduos e no processo e, embora a maioria das sessões de esclarecimento aconteça adequadamente, há momentos em que o estresse do cenário e da análise pode ser opressor para o participante. O facilitador deve estar bem ciente dessa possibilidade e intervir da melhor maneira possível. O processo de auto-avaliação e a avaliação pelos pares pode ser uma ferramenta muito positiva. Centros de simulação precisam estar preparados para estas situações e desenvolver políticas para lidar pró-ativamente e com empatia com o participante que apresentar dificuldade com esse processo. Os instrutores e facilitadores são incentivados a ler sobre o balanço de recursos eficazes, porque isso é verdadeiramente uma arte. Existem muitos cursos e materiais que podem auxiliar nesse esforço 13,21,22. Simulações para o ensino da Anestesiologia O campo da simulação médica, e suas potencialidades de ensino, tem se expandido da anestesiologia para outras especialidades médicas (medicina interna, medicina de emergência, pediatria, cirurgia, radiologia, entre outras). A anestesia interfere com inúmeros mecanismos básicos de defesa do paciente, incluindo a percepção da dor, a motricidade, a respiração, a função hemodinâmica, etc. Muitos agentes anestésicos deprimem o coração e o tônus cardiovascular, podendo provocar arritmias cardíacas, ou precipitar eventos fisiopatológicos catastróficos, tais como choque anafilático, hipertermia maligna e choque. Além disso, durante os procedimentos de monitoração diversos problemas de funcionamento do equipamento podem potencialmente colocar em risco a saúde e até a vida do paciente. O paciente em estado inconsciente é dependente do anestesista, que deve diagnosticar e tratar as complicações anestésicas e cirúrgicas. Embora a prática anestésica seja geralmente considerada rotina, ela requer vigilância e habilidade para reconhecer e resolver problemas que podem ameaçar a vida. O anestesiologista deve desenvolver habilidades como: a capacidade de assimilação de conceitos complexos, habilidade Simuladores em Anestesia Inalatória 145

146 E-Book de Anestesia Inalatória manual, pensamento e reflexos rápidos, entre outras. Para a administração da anestesia em todas as suas etapas, desde o pré-operatório até a recuperação anestésica, é necessário conhecimento profundo de anatomia, de fisiologia, de farmacologia e de medicina interna. Além disso, é necessário desenvolver habilidades para indicar e realizar intubação, monitorização, cateterização venosa e arterial e desenvolver respostas rápidas para eventos adversos. A prática anestésica vem sendo ensinada com base na relação direta entre instrutor e aprendiz, pela qual o aprendiz acompanha anestesias reais em pacientes, sob a supervisão de um instrutor mais experiente, e, gradativamente, passa a realizar todas as etapas necessárias para o aprendizado autônomo. Essa abordagem apresenta diversos problemas, tais como um risco maior para o paciente, potencial interferência com a eficiência da cirurgia, tempo maior para o aprendizado de todas as etapas e técnicas. Entretanto, o maior problema consiste na impossibilidade ética de se provocar diversos tipos de acidentes instrumentais, farmacológicos e fisiopatológicos, com a finalidade de treinar e testar habilidades específicas de resolução de problemas. Ademais, como a incidência geral de complicações é menor do que 1: casos, muitos anestesistas, e os médicos em treinamento, podem passar anos sem serem expostos a complicações graves e a emergências anestésicas, tendo somente o conhecimento da literatura e não a vivência real. A educação anestesiológica através da simulação foi proposta principalmente para fins de treinamento, de análise e de interpretação de fenômenos, com a finalidade de habilitar o profissional, sem a presença do paciente, a desenvolver respostas rápidas e adequadas diante de eventuais acidentes e intercorrências sérias, cuja incidência é baixa. Uma das mais importantes razões para desenvolver o ensino e o treinamento baseado em simulação especificamente em anestesia é de evitar consequências adversas ao paciente relacionadas ao erro e a inexperiência. O desenvolvimento psicomotor para procedimentos de alto risco, o desenvolvimento cognitivo para situações médicas de alto risco e para eventos graves de ocorrência rara (hipertermia maligna, por exemplo) podem ser ensinados, treinados e certificados nesse novo paradigma. Em situações críticas, como ocorre no perioperatório, a simulação pode fornecer uma das mais promissoras abordagens para treinar o médico no manejo de eventos complexos, infrequentes, de risco e raros. Em 1960, em seu trabalho pioneiro com o SIM I, um manequim controlado por computador para simulação anestésica, Denson e Abrahamson escolheram o treinamento da sequência de intubação. Segundo esses autores, o uso do simulador para planejamento e aumento gradual da dificuldade dos problemas a serem resolvidos pelo aluno, além da repetição ilimitada de cada fase 146

147 dos procedimentos a serem aprendidos, e imediata retroalimentação quanto ao desempenho do aluno, permite que cada um aprenda a sua própria maneira e a sua própria velocidade. A partir deste estudo pioneiro, outros autores desenvolveram sistemas simulados visando todo o ato anestésico, tais como o sistema CASE, de Gaba e DeAnda (1988), que simula toda a sala cirúrgica; e o ASR (The Anesthesia Simulator-Recorder) de Schwid e O Donnell (1990). Atualmente, os simuladores desenvolvidos dividem-se em dois grandes grupos, havendo no mercado diversos produtos comerciais em ambas as categorias: Simuladores baseados unicamente em software, nos quais todas as funções do equipamento e procedimentos anestésicos são simulados como textos e imagens em uma tela de vídeo; Simuladores baseados em um conjunto de software e manequins especiais, dotados de sensores e atuadores que visam simular pacientes humanos de forma mais realística. Simulações computadorizadas para o ensino da Anestesiologia Nos últimos anos, em muitos países desenvolvidos, vem ocorrendo uma verdadeira revolução no treinamento de médicos anestesistas. Novas tecnologias permitem que os aprendizes pratiquem a anestesia utilizando simuladores computadorizados, de forma a permitir um número muito maior de sessões práticas em menor tempo, em comparação com as técnicas de ensino tradicionais. A simulação por computador permite também vencer o problema ético principal referido acima, ao facilitar a experimentação repetitiva com diversos tipos de falhas, intercorrências e mal funcionamento do equipamento, e treinar o anestesista usando fenômenos em situações de ocorrência rara. Tipicamente, um software simulador de anestesia, partindo de modelos matemáticos de fisiologia, de farmacologia e de fisiopatologia procura obter o máximo de realismo. Deste modo, ele pode ser usado tanto para o treinamento de estudantes, quanto para o planejamento de estratégias anestésicas. A interação com o usuário é feita geralmente através de uma interface gráfica, que exibe de forma realista os diversos indicadores encontrados nos manômetros de gases e líquidos, no ventilador de anestesia, nos monitores de sinais vitais, tais como oxímetro, capnógrafo, cardioscópio, monitores de pressão invasiva e não invasiva, termômetros, e outros equipamentos de uso em anestesia, tais como bombas de infusão. Em alguns sistemas mais sofisticados, aparecem na tela imagens do paciente, com possíveis indicações de sinais e sintomas referentes ao nível da anestesia, cianose, etc. Os sinais vitais, por sua vez, podem ser gerados em tempo real pelos modelos matemáticos. Essa interface tem Simuladores em Anestesia Inalatória 147

148 E-Book de Anestesia Inalatória por objetivo aproximar a simulação da situação real a ser enfrentada e de facilitar o manejo por pessoas com pouco conhecimento em informática. Em adição à cirurgia, o software pode introduzir diversos problemas, tais como: hemorragias mecânicas, diminuição abrupta do retorno venoso (vasodilatação, posição ou compressão da veia cava), atelectasias, pneumotórax, embolias, reações alérgicas, falhas de equipamento, sobredose de anestésicos, etc. Os incidentes críticos podem ser criados pelo examinador-professor ou pela própria máquina, a partir de uma listagem interna. Com o uso do mouse e placa de geração de som, o sistema pode simular o exame do doente, comunicar-se com o cirurgião, controlar a ventilação, diagnosticar intubação esofágica, examinar vias aéreas, perceber perfusão do doente, coloração (anemia, icterícia, cianose), administrar fluidos e medicações, além de reanimar o paciente com parada cardiorrespiratória, desfibrilar e usar drogas de ressuscitação. Bons sistemas simuladores incluem um arquivo farmacológico, contendo parâmetros de farmacocinética e farmacodinâmica de dezenas de drogas anestésicas e não anestésicas de uso rotineiro na prática clínica. O arsenal de equipamentos pode incluir bomba para infusão rápida de sangue, cardiodesfibrilador, tromboelastógrafo, balão intra-aórtico, biopump, etc. Muitos simuladores permitem armazenar também um banco de dados contendo casos de pacientes reais ou fictícios a serem anestesiados (dados clínicos, peso, altura, doença principal, comorbidades associadas, idade, sexo, exames, etc.) assim como a cirurgia a ser realizada, a partir de parâmetros criados pelo docente. A resposta do paciente à manipulação farmacológica é geralmente feita em tempo real, a partir de modelos fisiológicos e farmacológicos. O modelo de sistema cardiovascular prediz débito cardíaco, diversas pressões sanguíneas, fração de ejeção, índice cardíaco, volume diastólico final de ventrículo esquerdo, consumo e balanço de O 2 cardíaco, resistência vascular periférica e resistência vascular pulmonar. Barorreflexos fazem parte deste modelo cardiovascular, assim como o reflexo oculocardíaco e carotídeo. O modelo do sistema respiratório prediz pressões na árvore respiratória, trocas gasosas, concentrações sanguíneas de gases, complacência e resistência pulmonar, concentração alveolar de agentes inalatórios. O modelo farmacocinético prediz a concentração plasmática, meia vida, eliminação e efeitos farmacológicos das drogas contidas na listagem. Podem ser definidos por software diversos valores limites, onde pode ocorrer uma mudança de estado fisiológico/clínico (isquemia miocárdica que evolui para parada cardíaca, hipóxia que evolui para arritmia mais midríase não fotorreagente (morte cerebral)). Cada fármaco no simulador pode afetar o nível de consciência, de analgesia, de bloqueio neuromuscular, a frequência cardíaca, a resistência 148

149 vascular sistêmica, a contratilidade miocárdica, o tônus venoso, a frequência respiratória, a curva de CO 2 expirado, a respiração bem como diversas outras variáveis com propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas. Os modelos farmacológicos, para maior realismo, podem levar em consideração a interação de drogas, tais como agonismo, antagonismo e sinergismo. Além de simular os sistemas fisiológicos com grande realismo, os simuladores anestésicos geralmente apresentam vantagem adicional em relação ao treinamento em anestesias reais: gráficos especiais podem ser exibidos no vídeo, mostrando a evolução temporal dos níveis de diversas drogas, simultaneamente, em qualquer compartimento orgânico desejado (alvéolos, sangue, compartimento intracelular, fígado, rins, urina, cérebro, etc.), permitindo assim uma melhor compreensão quanto aos fenômenos subjacentes à anestesia e às suas intercorrências. Simulações com manequins especializados para o ensino da Anestesiologia O segundo grupo de simuladores, mais sofisticados e caros, consiste de um manequim com reprodução anatômica fidedigna em relação à boca, faringe, laringe e traquéia (e que pode ser intubado). Os manequins mais completos têm as seguintes características: Apresentam movimentos respiratórios autônomos de frequência e profundidade controláveis por software. Podem ser ventilados mecanicamente, gerando CO 2 em quantidades corretas, que podem ser enviados para monitoração pelo capnógrafo. Apresentam alto-falantes para emissão de bulhas cardíacas detectáveis com estetoscópio, bem como atuadores mecânicos para simular pulso radial e carotídeo. Apresentam resposta mecânica de tremor dos polegares em resposta a estimulador neural padrão, bem como tensão do músculo masseter, proporcional ao nível anestésico. Apresentam sinais de ECG, normais e patológicos, com frequência proporcional ao estágio anestésico. Muitos manequins são sensíveis a diversos tipos de manobras diretas. Podem ser injetados com diversos tipos de drogas. Apresentam sensores de pressão no trato respiratório superior, para detecção do posicionamento do tubo traqueal. Podem sofrer venóclise e cateterização. Apresentam sensores de pressão de insuflação respiratória e de pressão mecânica torácica (ressuscitação por massagem externa). Assim, o conceito mais avançado de simulador anestésico consiste de um paciente-manequim completo, que pode ser utilizado com o aparelho Simuladores em Anestesia Inalatória 149

150 E-Book de Anestesia Inalatória anestésico e sistemas de monitorização idênticos aos utilizados na prática clínica. O usuário pode ventilar, intubar, desfibrilar, administrar gases anestésicos, ar ou oxigênio, estimular nervos, administrar agentes intravenosos, auscultar e monitorizar diversos parâmetros fisiológicos. O manequim, sob controle do computador, libera gases respiratórios, exibe sinais vitais e reage a manipulações e a drogas. Diversas empresas oferecem produtos desse tipo. O mais sofisticado é fabricado pela empresa americana CAE-Link, do mesmo grupo que fabrica os sofisticadíssimos simuladores para treinamento de pilotagem aérea. Há numerosas vantagens para o uso da simulação em anestesia: Não há riscos para o paciente, nem problemas éticos; É útil para o ensino individualizado (interativo), bem como para a demonstração de diferentes técnicas anestésicas; Um mesmo caso pode ser repetido de forma idêntica ou com variações aleatórias, tantas vezes quanto se queira; Permite correlacionar de forma didática eventos fisiológicos e farmacológicos com os fenômenos observados clinicamente; É útil para registrar, analisar e observar técnicas anestésicas; Permite reconhecer incidentes críticos e treinar estratégias de prevenção e resolução; Permite a geração de situações que envolvem eventos incomuns, porém sérios; Múltiplos cenários podem ser usados sequencialmente; Permite reconhecer e valorizar adequadamente artefatos apresentados pelos monitores. O desempenho do aluno pode ser registrado e avaliado qualitativa e quantitativamente; Permite realizar exames de proficiência anestésica. Conclusão A simulação é uma ferramenta poderosa. Em muitos aspectos, é o mais próximo da realidade onde se pode iniciar o treinamento, antes de passar para a própria realidade. Em anestesia, o ambiente pode ser tão amplo e útil como tem sido os simuladores de vôo para a aviação. Não é possível separar facilmente uma atividade tão integradora como o ato anestésico e a medicina perioperatória em modelos de simulação super direcionados. A maioria das ferramentas disponíveis pode ser aplicadas à Anestesiologia e o são como um todo. Poucas estão direcionadas especificamente a anestesia inalatória. Portanto, neste capítulo procuramos introduzir a simulação 150

151 como ferramenta insubstituível no processo de ensino e aprendizado da anestesiologia. Muitos departamentos têm utilizado a simulação com vários graus de sucesso. O planejamento, a implementação e a manutenção de um centro de simulação pode ser demorado e dispendioso e exige dedicação, persistência e adaptabilidade. Usuários de simulação prospectiva devem entender como a realidade pode ser recriada e manipulada. A equipe de simulação deve ser multifuncional e entender que cada membro tem uma função e os efeitos sobre o resultado do dia. Escolhas do design do centro de simulação, equipamentos de audiovisual são fatores importantes que irão variar de instituição para instituição. Na fundação de um centro de simulação, um conjunto claro de objetivos e o currículo devem ser definidos antes dos equipamentos. Como com qualquer outra ferramenta de ensino, professores e facilitadores competentes (para interrogatório, se necessário) são importantes. Referências bibliográficas 1. Bond WF, Kostenbader M, McCarthy JF Prehospital and hospital-based health care providers experience with a human patient simulator. Prehosp Emerg Care 2001;5: Morgan PJ, Cleave-Hogg D, McIlroy J et al. - Simulation technology: a comparison of experiential and visual learning for undergraduate medical students. Anesthesiology, 2002;96: Freeman KM, Thompson SF, Allely EB et al. - A virtual reality patient simulation system for teaching emergency response skills to U.S. Navy medical providers. Prehospital Disaster Med, 2001;16: Marshall RL, Smith JS, Gorman PJ et al. - Use of a human patient simulator in the development of resident trauma management skills. J Trauma, 2001;51: Gordon JA, Wilkerson WM, Shaffer DW et al. - Practicing medicine without risk: students and educators response to high-fidelity patient simulation. Acad Med, 2001;76: Hjelm-Karlsson K, Stenbeck H - A simulation program that teaches clinical decision making in nursing. Stud Health Technol Inform, 1997;46: Kurreck MM, Fish KJ - Anaesthesia crisis resource management training: an intimidating concept, a rewarding experience. Can J Anaesth, 1996;43: Gaba D, Howard SK, Fish KJ et al. - Simulation-based training in anesthesia crisis management (ACRM): a decade of experience. Simul Gaming 2001;32: Dillon GF, Clyman SG, Clauser BE et al. - The introduction of computer-based case simulations into the United States medical licensing examination. Acad Med, 2002;77:S94 S Pittini R, Oepkes D, Macrury K et al. - Teaching invasive perinatal procedures: assessment of a high fidelity simulator bases curriculum. Ultrasound Obstet Gynecol, 2002;19: Holzman RS, Cooper JB, Gaba DM et al. - Anesthesia crisis resource management: real-life simulation training in operating room crises. J Clin Anesth, 1995;7: Seymour NE, Gallagher AG, Roman SA et al. - Virtual reality training improves operating room performance: results of a randomized, double-blinded study. Ann Surg, 2002;236: Hertel JP, Millis BJ - Using Simulations to Promote Learning in Higher Education: An Introduction. 1st Ed, Sterling, VA, Stylus Publishing, Kohn LT, Corrigan JM, Donaldson MS - To Err Is Human: Building a Safer Health System. 1 st Ed, Washington, DC, Institute of Medicine, National Academies Press, Rosenblatt MA, Abrams KJ, New York State Society of Anesthesiologists, Committee on Continuing Medical Education and Remediation: Remediation Sub-Committee The use of a human patient simulator in the evaluation of and development of a remedial prescription for Simuladores em Anestesia Inalatória 151

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