Cambiamenti metabolici e fisiologici durante la chirurgia ortopedica minore in pazienti altrimenti sani

Supplemento di ossigeno durante l'anestesia generale Durante l'anestesia generale l'uso di ossigeno supplementare per evitare l'ipossiemia pericolosa per la vita è stata pratica comune per molti anni. Questo porta a livelli sopranormali di ossigeno nei polmoni (iperossia) e la maggior parte dei pazienti ha anche livelli sopranormali di pressione parziale dell'ossigeno arterioso (PaO2) nel sangue (iperossiemia). La stessa iperossia iatrogena è comune anche nei pazienti ventilati meccanicamente in terapia intensiva. Sembra essere dimenticato che l'ossigeno supplementare è una medicina e come tutti i farmaci non dovrebbe essere somministrato in eccesso.

Durante l'anestesia generale viene spesso utilizzata una frazione fissa di ossigeno inspirato compresa tra 0,3 e 1,0. I pazienti vengono monitorati con la misurazione continua della saturazione periferica di ossigeno e se questa è bassa o un gas arterioso mostra una PaO2 bassa, la FiO2 viene ulteriormente aumentata. Tuttavia, una diminuzione oltre la FiO2 prefissata viene raramente eseguita anche se la saturazione dell'ossigeno è del 100% o il gas arterioso mostra un'elevata PaO2.

Sempre più prove mettono in dubbio la sicurezza di questo uso liberale dell'iperossia come elevato supplemento di ossigeno e la formazione di ROS può portare a disfunzione cellulare e quindi contribuire alla disfunzione polmonare postoperatoria.

Effetti negativi dell'ossigeno La FiO2 che supera il contenuto atmosferico di 0,21 può avere effetti tossici diretti sul tessuto polmonare specialmente per la FiO2 che supera 0,60. Studi degli anni '70 hanno mostrato che respirando FiO2 1.0 per più di quattro ore le persone manifestavano sintomi lievi come tracheobronchite e pleurite. Questa è una lieve irritazione dietro lo sterno, nelle vie aeree o nei polmoni. Questo disagio è aggravato dall'ispirazione profonda e può causare tosse. Hanno anche mostrato che un'alta FiO2 di 0,95-1,0 somministrati per diversi giorni portano a edema polmonare e infine a fibrosi polmonare. Un'elevata FiO2 induce anche il collasso delle aree polmonari che porta allo shunt polmonare a causa dell'atelettasia da riassorbimento e induce vasodilatazione polmonare, ma altrimenti induce vasocostrizione in tutti gli altri letti vascolari (eccetto nell'utero) e quindi riduce la gittata cardiaca e la perfusione dell'organo finale.

Il meccanismo preciso del danno cellulare diretto e della vasocostrizione è sconosciuto, ma si ritiene che sia dovuto all'aumento della produzione di ROS5.

In ambito clinico con pazienti critici, l'iperossia e l'iperossiemia sono state associate ad un aumento della mortalità in particolare nei sottogruppi di pazienti con ictus, lesioni cerebrali traumatiche e quelli rianimati da arresto cardiaco ed è stato anche dimostrato che aumentano le dimensioni dell'infarto e la mortalità dopo infarto cerebrale e miocardico . Anche il trattamento perioperatorio con FiO2 elevata è stato associato a un aumento della mortalità e a gravi complicanze respiratorie.

Metabonomia Ultimamente c'è stata molta attenzione sulla formazione di ROS durante condizioni iperossiche. Oltre all'induzione dello stress ossidativo, i ROS influenzano anche una serie di percorsi di trasduzione del segnale che portano a cambiamenti cellulari. Questi cambiamenti possono essere rilevati utilizzando la metabonomica.

La metabonomica è l'analisi di tutte le piccole molecole o metaboliti presenti in un dato campione mediante risonanza magnetica nucleare (NMR) o spettrometria di massa (MS). La metabonomica fornisce una "istantanea" di tutti i metaboliti in un dato campione e quindi ha un grande potenziale per trovare diversi nuovi biomarcatori mediante l'analisi dei continui cambiamenti nel profilo metabolico in risposta a una data esposizione.

Oscillometria L'anestesia e l'elevata FiO2 portano al collasso delle piccole vie aeree. Un nuovo sistema di oscillometria delle vie aeree (TremoFlo C-100) consente una misurazione semplice e non invasiva dei cambiamenti nelle piccole vie aeree. Il sistema misura la resistenza e la reattanza in modo non invasivo durante la normale respirazione.

Lo studio Esamineremo pazienti ambulanti altrimenti sani sottoposti a chirurgia ortopedica minore durante l'anestesia generale per chiarire i cambiamenti metabolici e fisiologici causati dalla ventilazione con FiO2 0,50 per 45 minuti seguendo le impostazioni standard. Il condensato del respiro esalato (EBC) e il sangue arterioso saranno raccolti prima dell'intervento chirurgico e ripetuti durante l'intervento chirurgico dopo 45 minuti di ventilazione meccanica con una FiO2 0,50. I due EBC e i due campioni di sangue saranno conservati a -80°C per l'analisi dopo che tutti i pazienti saranno stati inclusi. I cambiamenti metabolici saranno misurati con tecnica NMR e analisi statistica multivariata confrontando i valori basali con i valori ottenuti dopo 45 minuti di esposizione all'ossigeno. Tutti i campioni saranno distrutti dopo le analisi NMR. Il collasso delle piccole vie aeree indotto dall'anestesia e la FiO2 saranno valutati misurando la resistenza e la reattanza dopo l'intervento chirurgico rispetto a una misurazione di base prima dell'intervento.