Einfluss von Anästhetika auf die intestinale und hepatische Sauerstoffversorgung und Mikrozirkulation in der Sepsis

Die mikrozirkulatorische Sauerstoffversorgung (µHbO2) des Darms und der Leber spielen in der Entwicklung, dem Verlauf und dem Ausgang einer Sepsis eine entscheidende Rolle.
Ziel dieser Studie ist es herauszufinden, ob und in wie weit die Wahl des Narkosemittels im septischen Rattenmodell einen Einfluss auf die Oxygenierung des Gastrointestinaltraktes und der Leber hat.
Hierzu wurden 2 Versuchsreihen mit jeweils 60 Tieren durchgeführt. Die eine Reihe wurde durch die nicht-septische (Sham-operierte) Versuchsgruppe abgebildet, die andere durch die septische (CASP-operierte) Versuchsgruppe. Die Tiere wurden randomisiert auf jeweils 5 Gruppen (n = 12) verteilt.
60 Tiere wurden unter einer Pentobarbitalnarkose einer CASP-Operation mit Implantation zweier 16G-Stents unterzogen. Die anderen 60 Tiere bekamen unter der gleichen Narkosedosierung eine Sham-Operation. 24 Stunden nach Induktion der Sepsis bzw. der Sham-Operation wurden die Tiere erneut narkotisiert und über die Versuchsdauer beatmet. Je nach Gruppenzugehörigkeit bekamen jeweils 12 septische und 12 nicht-septische Tiere entweder Isofluran oder Sevofluran inhalativ oder Propofol, Midazolam oder Dexmedetomidin intravenös verabreicht. Die Beatmung erfolgte bei allen Tieren normokapnisch unter regelmäßiger Kontrolle des pCO2 (35-45 mmHg).
Über die gesamte Versuchszeit wurden sowohl systemische als auch mikrozirkulatorische Parameter dokumentiert. Der Schwerpunkt der Untersuchung lag auf der mikrozirkulatorischen Sauerstoffversorgung (µHbO2) des Darms und der Leber.
Bei den Sham-operierten Versuchstieren und auch bei den CASP-operierten Versuchstieren kam es unter allen eingesetzten Anästhetika zu einer signifikanten Verschlechterung der makrozirkulatorischen Parametern und konsekutiv auch der Mikrozirkulation am Colon nach Narkoseeinleitung, welche sich bis zum Versuchsende nicht weiter verschlechterte. Es ließen sich unter den Gruppen keine signifikanten Unterschiede nachweisen.
Die Mikrozirkulation der Leber unter septischen und nicht septischen Bedingungen zeigte unter keinem Anästhetikum eine Veränderung, auch unter den Gruppen ließen sich keine signifikanten Unterschiede belegen.
Als Fazit dieser Studie lässt sich festhalten, dass keines der untersuchten Anästhetika die Mikrozirkulation in der Leber unter septischen Bedingungen beeinflusst, während alle Medikamente zu einem signifikanten Abfall der µHbO2 im Colon führen. Dieselben Beobachtungen treffen auch auf die nicht-septischen Tiere zu. Als Ursache für die verschlechterte intestinale Mikrozirkulation kann man einen negativen Effekt aller untersuchten Anästhetika auf die hämodynamischen Parameter (HR, MAP) annehmen. Die organspezifischen Unterschiede könnten durch abweichende Blutversorgung sowie unterschiedlich ausgeprägte Kompensationsmechanismen der beiden Organe erklären. Microcirculatory oxygen supply (µHbO2) of the intestine and the liver plays an important role in development and outcome of sepsis.
The aim of this study was to find out, whether and to what extent different anesthetics affect the oxygenation of the gastrointestinal tract and the liver in a septic rat model.
Therefore, 120 animals were randomized into two groups: the non-septic (sham-operated) group, and the septic (CASP-operated) group. Sham and CASP animals were further randomly related to 5 groups depending of the applied anesthetics (n=12 per group).
CASP and Sham operation were performed under intravenous anesthesia with Pentobarbital. 24 hours later, the animals were anesthetized again with one of five different study anesthetics (Sevoflurane, Isoflurane, Propofol, Midazolam or Dexmedetomidine) and ventilated for the duration of the experiment.
Systemic (MAP, HR) and microcirculatory (µHbO2) parameters were assessed over the entire test period. The microcirculatory oxygen supply (µHbO2) of the intestine and the liver was the focus of this study.
In the sham- as well as in the CASP-operated animals all anesthetics resulted in a significant impairment of the macrocirculatory parameters and consequently in the deteriorated microcirculation of the colon. The colonic µHbO2 did not deteriorate further in the course of the experiment. No significant differences were observed between the study groups.
None of the used anesthetics affected the microcirculation of the liver independent of the study conditions (septic or non-septic)
The main conclusion of this study is that neither under septic condition, nor after laparotomy, the applied anesthetics affected the microcirculation of the liver, while all the drugs impaired the colonic microcirculation. A negative effect of all investigated anesthetics on the macrohemodynamic parameters (HR, MAP) can be presumed as a reason for the impaired intestinal microcirculation. The organ-specific differences could be explained by the superior blood supply and pronounced compensation mechanisms in case of impaired oxygen supply in the liver compared to those of the intestine.