Telemetrische Untersuchungen bei der Ratte zur Inhalationsanästhesie mit Isofluran, zur Injektionsanästhesie mit Ketamin-Xylazin und zur vollständig antagonisierbaren Anästhesie mit Medetomidin, Midazolam und Fentanyl

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, die Einflüsse folgender Allgemeinanästhesien bei der Ratte auf deren Herz-Kreislauf-Parameter und Körperkerntemperatur zu untersuchen: Eine Inhalationsanästhesie mit Isofluran, eine intramuskulär applizierte Kombinationsanästhesie mit Ketamin (100 mg/kg) und Xylazin (5 mg/kg) und eine vollständig antagonisierbare Anästhesie mit Medetomidin (0,15 mg/kg), Midazolam (2,0 mg/kg) und Fentanyl (0,005 mg/kg) (intramuskulär appliziert) antagonisiert mit der Kombination aus den Antagonisten Atipamezol (0,75 mg/kg), Flumazenil (0,2 mg/kg) und Naloxon (0,12 mg/kg) (subkutan appliziert). Die Parameter wurden mit Hilfe vollständig implantierbarer Telemetriesysteme (DSI ) kontinuierlich vor, während und nach den Anästhesien erfasst. Somit war die Erfassung von zuverlässigen Basalwerten an nicht gestressten Tieren möglich.In der ersten Versuchsreihe wurden die Einflüsse dieser drei Anästhesieregime nach einmaliger Anästhesie evaluiert und die Einflüsse untereinander verglichen. Dabei zeigten sich bei der Anästhesie mit Isofluran eine geringgradige Hypotonie (mittlerer arterieller Blutdruck = 89 ± 12,3 mmHg) und ein Anstieg der Herzfrequenz (404 ± 25 Schläge/Minute), die sogar während der Aufwachphase noch weiter anstieg (445 ± 20 Schläge/Minute). Bei der vollständig antagonisierbaren Anästhesie mit Midazolam, Medetomidin und Fentanyl konnte ein starker Blutdruckanstieg (mittlerer arterieller Blutdruck = 138 ± 9,9 mmHg) und eine Abnahme der Herzfrequenz (209 ± 24 Schläge/Minute) festgestellt werden. Die Blutdruckamplitude erreichte dabei im Durchschnitt ein Ausmaß von 59 ± 8,5 mmHg. Die Kombination aus Ketamin und Xylazin zeigte im Vergleich zu den anderen beiden Anästhesiemethoden das geringste Ausmaß an Blutdruck- und Herzfrequenzveränderungen. Es konnten nur eine leichte Hypotonie (84 ± 8,5 mmHg) und eine geringgradige Abnahme der Herzfrequenz (255 ± 26 Schläge/Minute) beobachtet werden.In einer zweiten Versuchsreihe wurde untersucht, ob sich die beobachteten Einflüsse der drei verschiedenen Anästhesieregime auf die erfassten Parameter nach wiederholtem Einsatz verändern. In einem Zeitraum von drei Wochen wurden die Ratten in regelmäßigen Abständen insgesamt sechsmal hintereinander mit immer der gleichen Anästhesiemethode anästhesiert. Bei der Anästhesie mit Isofluran konnte im Verlauf der sechs Anästhesien eine signifikante und kontinuierliche Abnahme der Herzfrequenz und des Blutdrucks beobachtet werden. Die Anästhesie mit Medetomidin, Midazolam und Fentanyl zeigte dagegen mit zunehmender Anzahl der Anästhesien einen leicht abnehmenden Trend der Blutdruckwerte. Veränderungen der kardiovaskulären Parameter konnten während des wiederholten Einsatzes von Ketamin-Xylazin nicht festgestellt werden, jedoch zeigte sich eine kontinuierlich signifikante Abnahme der gesamten Anästhesiedauer. Nach sechs Anästhesien mit Ketamin-Xylazin lag die Dauer von Anästhesieeinleitung bis Wiedererlangen des Stellreflexes nur noch im Schnitt bei etwa 200 Minuten von anfänglichen 300 Minuten. Außerdem wurde bei dieser Anästhesiemethode in 25 % der durchgeführten Anästhesien keine zuverlässige chirurgische Toleranz erreicht. Zudem entwickelten sich ein paar Tage nach der Anästhesie häufig Gewebenekrosen an den Injektionsstellen. In der zweiten Versuchsreihe wurde neben den telemetrisch erfassten Parametern noch die Entwicklung des Körpergewichts beobachtet. Nach sechs Ketamin-Xylazin-Anästhesien konnte eine kontinuierliche Gewichtsreduktion um insgesamt 8 % festgestellt werden. Die vollständig antagonisierbare Anästhesie und die Inhalationsanästhesie mit Isofluran hatten das Körpergewicht der Ratten nach diesen sechs Anästhesien nicht signifikant beeinflusst. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, wie unterschiedlich die Einflüsse von Isofluran, Ketamin-Xylazin und Medetomidin-Midazolam-Fentanyl auf physiologischen Parameter der Ratte sind, sowohl nach einmaliger Anästhesie, als auch nach wiederholtem Einsatz. Jede Anästhesiemethode hat für bestimmte tierexperimentelle oder tiermedizinische Anlässe gewisse Vor- und Nachteile. Die vorliegende Arbeit bietet umfangreiche Informationen über diese drei Anästhesien bei der Ratte und kann als Entscheidungshilfe zur Wahl einer geeigneten Anästhesie herangezogen werden. The aim of this study was to evaluate the influence of the following anaesthesias on cardiovascular parameters and core body temperature in rats: An inhalational anaesthesia with isoflurane, an anaesthesia with an intramuscularly administered combination of ketamine (100 mg/kg) and xylazine (5 mg/kg) and a complete reversible anaesthesia with medetomidine (0.15 mg/kg), midazolam (2.0 mg/kg) and fentanyl (0.005 mg/kg) (administered intramuscularly) reversed with the combination of the antagonists atipamezole (0.75 mg/kg), flumazenil (0.2 mg/kg) and naloxone (0.12 mg/kg) (administered subcutaneously). The cardiovascular data were acquired continuously with a full-implant telemetry device (DSI ) so that the control values could be obtained from the animals in an unstressed physiological state.In the first test series the influences of a single anaesthesia, either with isoflurane, ketamine-xylazine or medetomidine-midazolam-fentanyl, were evaluated and compared with each other. With isoflurane there was a mild hypotension (mean arterial pressure = 89 ± 12.3 mmHg) and an increase of heart rate (404 ± 25 beats/minute), which continued to increase during the wake-up period (445 ± 20 beats/minute). The completely reversible anaesthesia with medetomidine, midazolam and fentanyl showed a marked increase of blood pressure values (mean arterial pressure = 138 ± 9.9 mmHg) and a decrease of heart rate (209 ± 24 beats/minute). Pulse pressure increased to a magnitude of 59 ± 8.5 mmHg. The slightest alterations were seen with the combination of ketamine and xylazine. Only mild hypotensive blood pressure values (84 ± 8.5 mmHg) and a slight decrease of heart rate (255 ± 26 beats/minute) were observed.The second test series evaluated if the observed influences of the three different anaesthetic regimes vary with repeatedly performed anaesthesia. Rats were anaesthetized six times within three weeks always with the same anaesthetic regime. With repeated isoflurane anaesthesia a significant and continuous decrease of blood pressure and heart rate was observed. During the course of repeated anaesthesias with medetomidine, midazolam and fentanyl there was only a tendency for the blood pressure values to decrease. No alterations of cardiovascular parameters were observed with repeated anaesthesia with ketamine-xylazine, but there was a continuous significant decrease of the duration of anaesthesia. During the course of six ketamine-xylazine anaesthesias the duration of anaesthesia decreased from 300 to 200 minutes. Furthermore, in 25 % of the ketamine-xylazine anaesthesias rats did not reach the stage of surgical tolerance and in some cases there was tissue necrosis at the injection site a few days after anaesthesia. In addition to the telemetrically measured parameters the influence of the anaesthetic regimes on body weight was evaluated. With repeated ketamine-xylazine anaesthesia a continuous decrease of 8 % was observed, whereas the completely reversible anaesthesia and the inhalational anaesthesia with isoflurane did not have a significant influence on body weight after six anaesthesias.The results of this study show the different influences of isoflurane, ketamine-xylazine and medetomidine-midazolam-fentanyl on physiological parameters of the rat either after a single anaesthesia or repeated anaesthesias. Each anaesthetic regime has advantages and disadvantages for experimental or veterinary purposes. The present study provides detailed information about the three different types of anaesthesia in rats and could be used as a decision-making aid in selecting a suitable anaesthesia.