Oxidativer Stress-Effekte von TIVA, CIVA und Balanced Anesthesia bei VATS

Wissenschaftliche Grundlage und Validität der medizinischen Forschung Die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV) ist ein homöostatischer Mechanismus, der einzigartig für das pulmonale Gefäßsystem ist. Als Reaktion auf alveoläre Hypoxie verengen sich intrapulmonale Arterien und leiten den Blutfluss zu besser oxygenierten Lungenabschnitten um, wodurch die Ventilations-/Perfusionsanpassung und die systemische Oxygenierung optimiert werden. Zudem wirkt HPV als physiologischer Schutzmechanismus, indem er den Shunt von desoxygeniertem Blut reduziert und das Ausmaß der Hypoxämie verbessert. Diese physiologische Modulation wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter Medikamente, Temperatur, Säure-Basen-Status, Atemwegsdruck, Patientenpositionierung und Herzzeitvolumen. Zahlreiche Tier- und isolierte Lungenstudien haben gezeigt, dass HPV durch volatile Anästhetika moduliert wird. Allerdings haben Humanstudien inkonsistente Ergebnisse hinsichtlich der Auswirkungen verschiedener Anästhetika auf die systemische Oxygenierung während der Ein-Lungen-Ventilation berichtet.

Die Ein-Lungen-Ventilation wird häufig bei thoraxchirurgischen Eingriffen wie Thorakotomie und Thorakoskopie eingesetzt, um eine angemessene chirurgische Sicht zu gewährleisten. Patienten, die sich einer Ein-Lungen-Ventilation unterziehen, sind aufgrund einer beeinträchtigten Oxygenierung einem Risiko für Hypoxämie ausgesetzt, sowie für postoperative Lungenverletzungen, die auf oxidative Schäden während der Reventilation der nicht-abhängigen Lunge zurückzuführen sind.

Während der Ein-Lungen-Ventilation wird die nicht-ventilierte Lunge nicht nur atelektatisch, sondern auch hypoperfundiert infolge der HPV. Sobald die Zwei-Lungen-Ventilation wiederhergestellt ist, löst die Wiedereinführung von Sauerstoff in die Atemwege eine reaktive pulmonale Vasodilatation und Reperfusion des Lungengewebes aus, was zur Bildung übermäßiger oxidativer Radikale führen kann. Obwohl die Lunge aufgrund der doppelten Blutversorgung und des Verbrauchs von in den Alveolarraum gespeichertem Sauerstoff relativ resistent gegen Hypoxie ist, dienen die Reexpansionsverletzung nach Pneumothoraxbehandlung und die Reperfusionsverletzung nach Lungentransplantation als Beispiele für potenzielle oxidative Schäden.

Forschungsfragen Wie beeinflussen TIVA-, CIVA- und BAL-Anästhesietechniken die oxidativen Stressreaktionen bei Patienten, die sich einer Ein-Lungen-Ventilation unterziehen? Welcher anästhesiologische Managementansatz (CIVA, TIVA, BAL) bietet einen besseren Erhalt der Oxygenierung? Wird es einen signifikanten Unterschied in der Inzidenz von postoperativer Übelkeit und Erbrechen (PONV) zwischen den Gruppen geben? Studiendesign, Methoden und Verfahren Teilnehmer Von allen Teilnehmern wird eine schriftliche Einwilligungserklärung eingeholt. Sechzig Patienten im Alter von 18-65 Jahren, klassifiziert als American Society of Anesthesiologists (ASA) Physical Status I-II, die sich zwischen dem 1. Dezember 2025 und dem 1. Mai 2026 für eine elektive videoassistierte thorakoskopische Chirurgie (VATS) am Atatürk University Medical Faculty Hospital angemeldet haben und eine Ein-Lungen-Ventilation für mehr als 60 Minuten benötigen, werden eingeschlossen. Die Patienten werden vor der Einschreibung über die Studie informiert. Personen, die die Teilnahme ablehnen, bekannte Allergien gegen die Studienmedikamente haben, kürzlich Vitaminpräparate eingenommen haben oder signifikante kardiovaskuläre, renale oder hepatische Erkrankungen aufweisen, werden ausgeschlossen. Die Studie wird in drei Gruppen durchgeführt.

Randomisierung Die Patienten werden mithilfe der Microsoft Excel RAND-Funktion zufällig in drei gleich große Gruppen (TIVA, CIVA und BAL) eingeteilt. Alle anderen Untersucher und Ergebnisbewerter bleiben hinsichtlich der Gruppenzuweisung verblindet.

Total Intravenous Anesthesia (TIVA)-Gruppe Die Anästhesieeinleitung umfasst 2 mg Midazolam, 2-2,5 mg/kg Propofol, 0,6-0,9 mg/kg Rocuronium und 1 µg/kg Remifentanil. Die Aufrechterhaltung erfolgt mit target-controlled infusion (TCI) Propofol bei einer Ce von 4-6 µg/mL und TCI Remifentanil bei einer Ce von 1,5-3 ng/mL, während der bispektrale Index (BIS) zwischen 40-60 gehalten wird.

Balanced Anesthesia (BAL)-Gruppe Die Einleitung folgt demselben Protokoll wie die TIVA-Gruppe. Während der Aufrechterhaltung werden Desfluran 5-7% (MAC 1-1,3) und TCI Remifentanil bei einer Ce von 1,5-3 ng/mL verabreicht, mit dem Ziel eines BIS-Wertes zwischen 40-60.

Combined Intravenous-Volatile Anesthesia (CIVA)-Gruppe Die Einleitung folgt demselben Protokoll wie die anderen Gruppen. Die Aufrechterhaltung umfasst TCI Propofol bei einer Ce von 2-4 µg/mL und TCI Remifentanil bei einer Ce von 1,5-3 ng/mL zusammen mit 3% Desfluran (MAC 0,5), wobei BIS-Werte zwischen 40-60 gehalten werden.

Perioperatives Monitoring und Probenentnahme Bei Ankunft im Operationssaal wird ein Standardmonitoring (EKG und SpO₂) angelegt. Unter sterilen Bedingungen wird ein 20G radialer arterieller Katheter zur kontinuierlichen invasiven Blutdrucküberwachung und Blutentnahme eingeführt.

Nach der Einleitung werden die Patienten mit einem angemessen dimensionierten (35Fr, 37Fr oder 39Fr) Robertshaw-Doppellumen-Endotrachealtubus intubiert. Die Positionsüberprüfung erfolgt mit einem faseroptischen Bronchoskop vor und nach der lateralen Positionierung. Während der Zwei-Lungen- und Ein-Lungen-Ventilation wird eine druckkontrollierte volumenkontrollierte (PCV-VG) Beatmung mit einem PEEP von 5 cmH₂O verwendet. Während der Ein-Lungen-Ventilation wird das Tidalvolumen auf 4-6 mL/kg eingestellt, wobei der inspiratorische Spitzendruck <30 cmH₂O, FiO₂ zwischen 0,6-1,0 zur Aufrechterhaltung von SpO₂ >90% und die Atemfrequenz zur Gewährleistung einer Normokapnie angepasst werden.

Blutproben zur Messung der oxidativen Stressmarker Malondialdehyd (MDA), Totaler Oxidantienstatus (TOS), Totaler Antioxidantienstatus (TAS) und Superoxiddismutase (SOD) werden zu drei Zeitpunkten aus dem arteriellen Katheter entnommen:

T1: Vor der Anästhesieeinleitung T2: Vor der Wiederherstellung der Zwei-Lungen-Ventilation T3: 30 Minuten nach der Wiederherstellung der Zwei-Lungen-Ventilation Die Proben werden bei +4°C, 4500 U/min für 7 Minuten zentrifugiert. Das erhaltene Serum wird bis zur Analyse bei -80°C in Eppendorf-Röhrchen gelagert. Die Serumspiegel werden mittels ELISA-Methode bestimmt. Die aufgezeichneten Werte werden zur Auswertung und statistischen Verarbeitung in Excel-Tabellen übertragen.

Während der Anästhesie werden nach 15, 30, 45 und 60 Minuten Ein-Lungen-Ventilation und 30 Minuten nach Wiederaufnahme der Zwei-Lungen-Ventilation die TCI-Remifentanil-Dosis, die TCI-Propofol-Dosis, die minimale alveoläre Konzentration (MAC), der inspiratorische Spitzendruck (Ppeak), BIS-Werte, Herzfrequenz und mittlerer arterieller Druck aufgezeichnet. Arterielle Blutgasproben werden routinemäßig entnommen. Nach der Extubation werden die Patienten in die postanästhesiologische Überwachungseinheit (PACU) verlegt und auf postoperative Übelkeit und Erbrechen (PONV) in der 30. Minute evaluiert.

Statistische Analyse Die statistischen Analysen werden mit SPSS Statistics Version 22 (IBM, Armonk, NY, USA) durchgeführt. Die Normalverteilung wird mit dem Kolmogorov-Smirnov-Test beurteilt. Normalverteilte Variablen werden mit dem Student-t-Test analysiert, während nicht-normalverteilte Variablen mit dem Mann-Whitney-U-Test ausgewertet werden. Ein p-Wert < 0,05 wird als statistisch signifikant betrachtet.