Predikce pooperačního deliria pomocí EEG, genetiky a neurobiomarkerů mozkového poranění (POD-01)

POD je definována jako "kolísající porucha pozornosti, která představuje akutní změnu od výchozí hodnoty, doprovázenou narušeným kognitivním nebo percepčním vnímáním, a nikoli v důsledku již existující neurokognitivní poruchy nebo vyskytující se v souvislosti s výrazně sníženou úrovní vzrušení". V závislosti na typu operace a studované populaci se může vyskytnout u 20 až 45 % starších pacientů. POD je zátěží pro poskytovatele zdravotní péče. Ve skutečnosti je silně spojena se zvýšenou nemocností a mortalitou. Patofyziologie POD je multifaktoriální a dosud není zcela objasněna. Stárnoucí mozek je náchylnější k rozvoji POD. Více než chronologický věk jsou však indikátory schopnosti vyrovnat se s těmito perioperačními stresory celková zranitelnost pacienta a jeho preexistující kognitivní stav. Ve skutečnosti je kognitivní stav pacienta hlavní příčinou POD a modely předpovídající POD vykazují nízkou přesnost, protože neberou v úvahu předoperační kognitivní stav pacienta. Předoperační neurokognitivní vyšetření lze provést, ale tyto testy jsou časově náročné a podléhají různým ovlivňujícím faktorům. K rozlišení pacientů s předoperačním kognitivním poškozením jsou tedy zapotřebí objektivní nástroje.

První hypotéza: Přítomnost specifického intraoperačního EEG signálu může poskytnout nástroj pro takovou identifikaci pacientů se základní předoperační kognitivní slabostí. Běžně používaná anestetika pro navození a udržení celkové anestezie (např. sevofluran nebo propofol) poskytují typický elektroencefalografický obrazec s pomalými/delta a alfa oscilacemi, převážně ve frontálním mozkovém kortexu. Přesněji řečeno, oscilace alfa ve skutečnosti pocházejí z parietookcipitálních míst u bdělých pacientů a po navození anestezie migrují do frontálních oblastí. Tento jev se nazývá "anteriorizace" frekvenčního pásma alfa. Kromě toho se mezi všemi EEG frekvencemi podíl alfa oscilací na globálním sledování vyvíjí v průběhu dospělosti: síla alfa má tendenci klesat s věkem a tento pokles je výraznější v přítomnosti základní kognitivní poruchy (např. mírné kognitivní poruchy, Alzheimerova choroba). Ještě důležitější je, že bylo prokázáno, že nižší frontální anteriorizace proužku alfa během celkové anestezie je spojena s nižším předoperačním kognitivním skóre. Navíc mohou být tito pacienti vystaveni vyššímu riziku intraoperační suprese EEG v případě předávkování anestetiky nebo dokonce často i přes nižší dávku anestetik. V tomto ohledu může být přítomnost a síla frontálních alfa oscilací v celkové anestezii indikátory pacientova předoperačního kognitivního stavu a může tedy předpovídat riziko rozvoje POD.

Druhá hypotéza: Genetické studie prokázaly korelaci mezi specifickými genotypy a rizikem kognitivního poklesu. Genotyp APOEe4 je známým rizikovým faktorem Alzheimerovy choroby (AD) a bylo prokázáno, že je také rizikovým faktorem POD. Alela APOEe4 není ani nezbytná, ani výlučná pro rozvoj AD, a to může platit i pro POD, protože tato pozdní hypotéza byla zamítnuta v jiných předchozích studiích. Jinak se několik studií zabývalo některými zvláštnostmi EEG podle genotypizace APOEe4 u pacientů s AD a kontrolních subjektů. Bohužel jejich výsledky týkající se přítomnosti alely e4 a souvisejících abnormalit EEG jsou rozporuplné. Dosud žádná studie nesouvisela s APOE genotypizací a intraoperačními EEG obrazci v celkové anestezii.

Třetí hypotéza: Kromě perioperačních epizod mozkové hypoxie a/nebo hypoperfuze a neurozánětu patří mezi patofyziologické mechanismy POD také potenciální přímé poškození mozku, vyvolané jak anestezií, tak chirurgickým zákrokem. Zbývá však identifikovat ideální biomarker, vysoce citlivý na poranění mozku, stejně jako vysoce specifický pro neuronální tkáň. Uvolňování takových proteinů po neuronálním poškození může skutečně pocházet z mnoha úrovní a některé z nich mají extrakraniální zdroje. Tyto zdroje tedy mohou ovlivnit pozorované výsledky. V důsledku toho není v klinické praxi žádný z aktuálně hodnocených neurobiomarkerů (např. interleukiny, Neuron Specific Enolase, S100 protein vázající vápník B) se ukázal jako spolehlivý diagnostický a/nebo prognostický nástroj pro hodnocení pooperačních neurologických komplikací. V poslední době se velká pozornost věnuje neurofilamentům, protože tato skupina proteinů je součástí lešení axonů a je exprimována výhradně v neuronální tkáni. V důsledku toho abnormálně vysoké hladiny neurofilament v extracelulárních tekutinách, jako je cerebrospinální mok (CSF) nebo sérum, specificky odpovídají poškození neuronálních buněk, což představuje významnou výhodu ve srovnání s jinými dříve testovanými biomarkery. Mezi třemi podjednotkami neurofilamenta se jako slibná ukázala podjednotka neurofilament light (NfL). Vysoké hladiny NfL byly nalezeny u celé řady neurodegenerativních poruch, ale také u akutních příhod, jako je traumatické poranění mozku a mrtvice. Vzhledem k tomu, že bylo možné měřit NfL v séru bez nutnosti odběru vzorků mozkomíšního moku, byla usnadněna jejich analýza v perioperačním období. Hladiny NfL v séru byly skutečně nedávno zkoumány v perioperačním období u různých populací chirurgických pacientů. Tyto studie nám poskytují informace o kinetice perioperačního uvolňování NfL, ale ukazují protichůdné výsledky týkající se potenciální korelace mezi vysokými perioperačními hladinami NfL a výskytem POD.