Einflüsse von Desfluran versus Isofluran zur Anästhesie auf die intestinale Gewebeoxygenierung bei kontinuitätserhaltenden kolorektalen Eingriffen

Abstract

Desfluran, ein relativ neues, seit 1995 für den klinischen Einsatz in Deutschland zugelassenes volatiles Anästhetikum, ist ein ausschließlich fluorierter Methylethylether, der sich lediglich durch die Substitution eines Chloratoms gegen ein Fluoratom im Molekül von dem weit verbreiteten und allgemein akzeptierten Isofluran unterscheidet. Auf der Suche nach dem optimalen Anästhetikum zeichnet sich Desfluran durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften gegenüber sämtlichen klinisch gebräuchlichen Inhalationsanästhetika aus: Es besitzt neben der niedrigsten Metabolisierungsrate und besten Umweltverträglichkeit, die geringste Blutlöslichkeit, wodurch ein schnelles Vertiefen der Anästhesie und kurze Aufwachzeiten ermöglicht werden. Volatile Anästhetika unterscheiden sich u. a. in ihrer Wirkung auf die intestinale Hämodynamik und Gewebeoxygenierung. Beeinträchtigungen dieser Art können, neben vielen weiteren Faktoren, die Inzidenz einer Anastomoseninsuffizienz nach kontinuitätserhaltenden Resektionen erhöhen und beeinflussen darüber die postoperative Letalität maßgeblich. Ebenso wird dem Magen-Darm-Trakt über eine protrahierte intestinale Gewebehypoxie eine entscheidende Rolle bei der Genese des Multiorgan-Dysfunktionssyndroms zugeschrieben. Die vorliegende Studie sollte die Einflüsse von Desfluran als Teil einer balancierten Allgemeinanästhesie im Vergleich zu Isofluran auf die intestinale Gewebeperfusion und -oxygenierung bei kontinuitätserhaltenden kolorektalen Resektionen evaluieren. Nach Randomisierung erhielten 20 Patienten Desfluran und 24 Patienten Isofluran. Zielvariable war der Gewebesauerstoffpartialdruck (ptiO2) der Kolonserosa vor Resektion (T1) und mindestens 60 Minuten später nach Resektion im Bereich der Enteroanastomosennaht (T2). Zusätzlich wurde mit der gastralen Flüssigkeitstonometrie intramukosal der piCO2, der pHi sowie die aiDCO2 bestimmt, um die Gewebeperfusion und damit oxygenierung auf regionaler Ebene zu T1 und T2 zu überwachen. Die Registrierung der globalen Hämodynamik und Oxygenierung zu T1 und T2 erfolgte über einen Pulmonalarterienkatheter. Zu T1 war der ptiO2 in beiden Gruppen im statistischen Mittel identisch (Desflurangruppe: 59,0 ± 22,6 mmHg versus Isoflurangruppe: 57,9 ± 19,6 mmHg). Ebenso waren im Wesentlichen die Ergebnisse der gastralen Tonometrie und der globalen Hämodynamik bzw. Oxygenierung zu diesem Zeitpunkt vergleichbar. Zwischen T1 und T2 stieg der ptiO2 nur in der Isoflurangruppe an (p = 0,013), um zu T2 signifikant über dem ptiO2 der Desflurangruppe zu liegen (p = 0,021), der sich im Mittel zeitlich nicht veränderte (Desflurangruppe: 55,3 ± 16,8 mmHg versus Isoflurangruppe: 70,5 ± 21,1 mmHg). Alle übrigen Parameter änderten sich im Wesentlichen nicht signifikant über die Zeit und waren auch zu T2 im Mittel in beiden Gruppen identisch. Die Magentonometrie war mit methodischen Problemen behaftet, spiegelte aber trotzdem in ihren Ergebnissen möglicherweise einen Trend wider, der die für den ptiO2 erzielten Erkenntnisse bestätigte. Bei zwei Patienten der Desflurangruppe, die sich einer Rektumresektion unterzogen hatten, trat eine postoperative Anastomoseninsuffizienz auf. Die Kernaussage der Studie lieferte die klinische Interpretation für den ptiO2: Desfluran und Isofluran gewährleisten unter Steady State Bedingungen eines Darmeingriffes gleichermaßen die intestinale Perfusion und Oxygenierung. Eine reaktive Hyperämie trägt nach kurzfristiger Ischämie, wie z. B. nach intestinaler Resektion und Anastomosierung, physiologisch zur Verbesserung der lokalen Gewebeoxygenierung bei und scheint unter Isofluran eher erhalten zu sein als unter Desfluran. Das Ausbleiben der reaktiven Hyperämie könnte eine Folge der für Desfluran, jedoch nicht für Isofluran beschriebenen, wissenschaftich nicht vollends geklärten sympathoadrenergen Aktivierung sein. Man kann anhand von zwei, nur in der Desflurangruppe aufgetretenen Anastomoseninsuffizienzen und des ausschließlich unter Isofluran verbesserten ptiO2 der Anastomose bei einem Kollektiv von 44 Patienten keine verbindlichen Empfehlung für eines der beiden Anästhetika aussprechen, wofür weitere Untersuchungen bei einer größeren Anzahl von Patienten notwendig wären. Unter den Bedingungen der vorliegenden Studie scheinen jedoch die Patienten der Isoflurangruppe von der Wahl dieses volatilen Anästhetikums zu profitieren. Die Studie erhärtet den Hinweis darauf, dass bei kolorektalen Eingriffen, gerade bei Risikopatienten, verstärkt das Augenmerk auf die Wahl eines angemessenen Anästhesieverfahrens zu richten ist. Desflurane is a relatively new volatile anesthetic, which has been approved for clinical use in Germany since 1995. Desflurane distinguishes itself from the generally accepted isoflurane by the fact that one atom of chlorine is exchanged by an atom of fluorine in the molecule of isoflurane. Due to these changes desflurane is a methyl-ethyl ether, halogenated exclusively with fluorine. Among others the quest for an optimal anesthetic led to the development of desflurane, which has some advantageous characteristics including few or no metabolic breakdown, the best environmental compatibility, and a blood solubility far lower than that of other potent volatile anesthetics permitting rapid adjustments to the depth of anesthesia and a reduced time awakening. Volatile anesthetics show different effects on intestinal hemodynamics and tissue oxygenation. Influences like these may lead to a higher incidence of anastomotic dehiscence after reconstructive intestinal surgery. Influences on microcirculation are certainly not the only reason for anastomotic leakage, but it is undisputed that this complication increases postoperative lethality. The gastrointestinal tract also plays a key role in the development of multiple organ dysfunction syndrome, where a protracted intestinal hypoxia is ascribed to be a decisive trigger. The presented investigation compares the influences of desflurane versus isoflurane on intestinal tissue perfusion and oxygenation during inhalation anesthesia for continuity preserving colorectal surgery. Forty-four patients were randomly assigned to receive either desflurane (desflurane group, n = 20) or isoflurane (isoflurane group, n = 24). The main objective was the measurement of tissue oxygen partial pressure (ptiO2) on the serosal side of the large intestine prior to colonic resection (T1) and at least 60 minutes after resection, following the completion of the bowel anastomosis (T2) in the area of the colonic anastomosis. By the means of liquid tonometry gastric intramucosal partial pressure of carbon dioxide (piCO2) was registered to calculate intramucosal pHi as well as aiDCO2 to monitor splanchnic tissue perfusion and oxygenation on a regional level during T1 and T2. The registration of global hemodynamics and oxygenation at T1 and T2 was obtained via a pulmonary artery thermodilution catheter. No difference in mean ptiO2 was observed between the groups at T1 (desflurane group: 59,0 ± 22,6 mmHg versus isoflurane group: 57,9 ± 19,6 mmHg). Similarily the values for gastric tonometry and for global hemodynamics and oxygenation showed no statistical differences. Between T1 and T2 only the ptiO2 in the isoflurane group showed an increase (p = 0,013) and was significantly higher at T2 (p = 0,021), when compared to ptiO2 of the desflurane group, which did not show any changes over the time (desflurane group: 55,3 ± 16,8 mmHg versus isoflurane group: 70,5 ± 21,1 mmHg). All further parameters did not change significantly during the respective period of time and were also identical at T2 in both groups. Gastric tonometry was hampered by methodical problems. However, the results were in conclusion with a trend which seemed to confirm those that had been achieved for ptiO2. Postoperative dehiscence of the anastomotic suture was noted in two patients of the desflurane group, who had been undergoing rectal resection. The main finding of the investigation could be defined after clinical interpretation of the ptiO2: desflurane as well as isoflurane for general anesthesia preserve the same degree of intestinal perfusion and oxygenation during steady state conditions of colorectal surgery. Reactive hyperemia appears after a short interval of ischemia and leads to an improved local tissue oxygenation, which seems to be better maintained under general anesthesia with isoflurane than with desflurane. The absence of reactive hyperemia may be due to a higher degree of local vasoconstriction mediated by the sympathetic nervous system which has been described for desflurane, but not for isoflurane. This phenomenon however, has not been completely understood and explained scientifically, so far. Obligatory recommendations for one or the other anesthetic cannot be given on the basis of an analysis of 44 patients. Even though two patients in the desflurane group suffered an anastomotic leakage and isoflurane provided an improved ptiO2, studies with larger number of patients would be necessary to give such recommendations. Based on the results of the presented study the patients of the isoflurane group seemed to benefit from the choice of this volatile anesthetic. This study adds to data, which indicate, that during colorectal surgery in risk patients, the adequacy of anesthetic procedure is of prognostic value.