Auswirkung von perioperativem intravenösem Ibuprofen auf die zerebrale Oxygenierung und postoperative Kognition während Ein-Lungen-Ventilation

Während der Ein-Lungen-Beatmung (OLV) in der Thoraxchirurgie kann die zerebrale Sauerstoffversorgung aufgrund von Hypoxie abnehmen, und dieser Zustand kann nicht-invasiv mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) bewertet werden. Die Fähigkeit von Nahinfrarotlicht, Gewebe zu durchdringen und von Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin absorbiert zu werden, bildet das Grundprinzip der Messung der regionalen zerebralen Sauerstoffsättigung. Mit dieser Methode kann das Gleichgewicht zwischen Sauerstoffangebot und -bedarf im Hirngewebe kontinuierlich und dynamisch in Echtzeit beurteilt werden. Während der Messungen wird angenommen, dass das Blutvolumen in den venösen, kapillaren und arteriellen Kompartimenten des Gehirns konstant bleibt. Daher liefern zerebrale Oximeter einen Durchschnittswert, der die Sauerstoffversorgung über diese Kompartimente widerspiegelt. Niedrige regionale zerebrale Sauerstoffsättigungswerte wurden mit zerebraler Hypoxie und/oder Ischämie in Verbindung gebracht.

Zerebrale Hypoxie ist ein bekannter Risikofaktor für postoperative Delirien (POD). Während Anästhesie traditionell als Hauptursache für postoperative Delirien angesehen wurde, deuten Tierversuche darauf hin, dass operationsinduzierte Entzündungen ein wichtiger Faktor für neurologische Störungen im Zusammenhang mit postoperativen Delirien sein können. Die periphere Entzündungsreaktion beeinflusst das Gehirn und trägt zur Pathogenese des postoperativen Delirs bei. Es wird angenommen, dass Zytokine, insbesondere IL-1β, TNF-α und IL-6, mit dem Gehirn interagieren. Die Mechanismen, durch die periphere Zytokine das Gehirn erreichen, werden mit der Blut-Hirn-Schranke oder den zirkumventrikulären Regionen in Verbindung gebracht. Diese peripheren Zytokine lösen eine von Mikroglia abgeleitete Zytokinsynthese aus, was zu einem Kreislauf der Neuroinflammation führt. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse von humanen Beobachtungsstudien hat gezeigt, dass sowohl periphere als auch zerebrospinale Flüssigkeit (CSF) Entzündungsmarker, wie CRP und IL-6, mit postoperativen Delirien und postoperativen kognitiven Dysfunktionen assoziiert sind. Postoperative Delirien treten mit einer Rate von 10-20% auf und verlängern den Krankenhausaufenthalt um 2-3 Tage und den Aufenthalt auf der Intensivstation um etwa 2 Tage.

Aufgrund operationsinduzierter systemischer Entzündungsreaktionen können Patienten auch postoperative kognitive Dysfunktionen (POCD) erfahren. POCD wird üblicherweise in der unmittelbaren postoperativen Phase beobachtet und manifestiert sich als vorübergehende kognitive Beeinträchtigung. Dieser Zustand kann von Müdigkeit, sozialem Rückzug und verminderter Konzentration bis hin zu schwerer kognitiver Dysfunktion reichen. POCD kann auch zu schwankenden Bewusstseinszuständen und Störungen des Schlaf-Wach-Zyklus führen.

Die Inzidenz von POCD ist bei älteren Patienten am höchsten. Sie wurde bei bis zu 40% der Patienten im Alter von 60 Jahren und älter beobachtet, die sich einer Operation unterziehen. Obwohl postoperative kognitive Schwankungen oft nicht als alarmierend angesehen werden, wird angenommen, dass POCD das zukünftige Auftreten von Demenz vorhersagt und bei wiederholten chirurgischen Eingriffen zu chronischer Neurodegeneration beitragen kann.

Erhöhungen proinflammatorischer Zytokine während der Operation lösen kurzfristige kognitive Beeinträchtigungen aus. Darüber hinaus deuten Erkenntnisse aus Tierversuchen darauf hin, dass TNF-α-vermittelte Dysfunktion der Blut-Hirn-Schranke und die Migration von Leukozyten in den Hippocampus zu Gedächtnisstörungen führen können. Nichtsteroidale Antirheumatika (NSAIDs) werden häufig als Bestandteil einer multimodalen postoperativen Analgesie eingesetzt, und es wurde vorgeschlagen, dass diese Mittel postoperative Delirien durch direkte Linderung der Neuroinflammation verhindern können. Der primäre Wirkmechanismus von NSAIDs ist die Hemmung des für die Prostaglandinsynthese verantwortlichen Cyclooxygenase (COX)-Enzyms. Die konstitutive Isoform, COX-1, spielt eine Rolle bei der interzellulären Signalübertragung und Gewebehomöostase, während COX-2, die in Entzündungszellen induziert wird, für die Produktion von an Entzündungen beteiligten Prostanoiden verantwortlich ist. Ibuprofen entfaltet seine Wirkung durch Hemmung sowohl von COX-1 als auch von COX-2. Die Hemmung von COX-1 kann für unerwünschte gastrointestinale Nebenwirkungen verantwortlich sein; jedoch verleiht die Hemmung von COX-2 Ibuprofen seine analgetischen, antipyretischen und entzündungshemmenden Eigenschaften. In einer Studie von Huang et al. an Mäusen wurde gezeigt, dass die perioperative Anwendung von Ibuprofen die kognitive Leistung verbessert, systemische Entzündungen reduziert und die Gliaaktivierung verringert. In klinischen Umgebungen hat sich gezeigt, dass die präoperative Verabreichung von intravenösem Ibuprofen die postoperative kognitive Funktion in Verbindung mit reduzierten Zytokin-, Cortisol- und Katecholaminspiegeln verbessert. Darüber hinaus zeigte eine andere Studie, dass die Verwendung des NSAIDs Flurbiprofen die PaO₂-Werte erhöhte.

Es wurden jedoch keine Studien durchgeführt, die die Auswirkungen von Ibuprofen auf PaO₂, zerebrale Sauerstoffversorgung, postoperative Delirien oder postoperative kognitive Dysfunktionen bei Patienten untersucht haben, die sich einer Ein-Lungen-Beatmung unterziehen.Das Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen von verabreichtem intravenösem Ibuprofen auf die intraoperative zerebrale Sauerstoffversorgung und anschließende postoperative kognitive Funktionsänderungen bei Patienten zu untersuchen, die sich einer Lobektomie oder Segmentektomie mittels VATS mit Ein-Lungen-Beatmung unterziehen.