Impatto sul riscaldamento globale del protossido di azoto

Il primo utilizzo del protossido di azoto (N2O) nella pratica medica risale al 1884. Mirava a fornire analgesia durante la procedura chirurgica. Nel corso degli anni l'uso di N2O per l'anestesia si è evoluto con la consapevolezza che ha un potenziale anestetico molto basso e un'elevata concentrazione minima alveolare (MAC=104%), e quindi non può essere utilizzato come unico anestetico. Ciò ha portato all'utilizzo di N2O come gas di trasporto solo durante l'anestesia con vapori inalatori (sevoflurano, isoflurano, desflurano). La co-somministrazione di N2O-vapore non solo riduce il fabbisogno di vapore inalato, ma offre anche uno stato di analgesia continua durante il mantenimento dell'anestesia. Gli studi dimostrano il suo utilizzo nella sedazione e nell'analgesia per l'analgesia del travaglio e altre procedure minori, specialmente nella popolazione pediatrica, come venipuntura, cannulazione venosa, riduzione di fratture, puntura lombare, dolore acuto ecc. Inoltre, l'uso di N2O intraoperatorio riduce anche l'incidenza di pazienti che sviluppano dolore cronico postoperatorio.

L'uso di N2O, con i relativi vantaggi applicativi, comporta gli svantaggi di avere effetti indesiderati sul paziente (ipossia da diffusione, PONV), sul medico (anemia megaloblastica, rischio di aborto spontaneo, ridotta fertilità) e sull'ambiente (riscaldamento globale). L'N2O possiede un effetto serra definito in termini di potenziale di riscaldamento globale (GWP) [20 anni GWP e 100 anni GWP - 289 (GWP20) e 298 (GWP100), rispettivamente] e proprietà di "riduzione dell'ozono". Gli effetti di cui sopra, unitamente alla lunga durata di vita dell'N2O (114 anni) nell'atmosfera, possono portare a un impatto ambientale negativo di lunga data se il suo utilizzo non viene interrotto/reso più efficiente. Pertanto, vi è un'assoluta necessità di utilizzare N2O in modo più efficiente per ridurre gli effetti sui pazienti, i primi a essere esposti al personale della sala operatoria, e all'ambiente in generale.

Il sevoflurano è un anestetico per inalazione con un odore dolce, rapida insorgenza, offset e un buon profilo di sicurezza. Il sevoflurano è anche un gas serra. Il suo uso in combinazione con N2O è in pratica per i benefici discussi in precedenza.

Essendo in uso medico da oltre 150 anni con i suoi vari benefici, non ci si può aspettare che l'uso di N2O venga abbandonato nel prossimo futuro. Sebbene siano in voga misure per ridurre l'uso di gas anestetico con tecniche come l'anestesia a basso flusso (flusso di gas fresco-FGF<ventilazione alveolare, arbitrariamente preso come 2L/min) e assorbitori di anidride carbonica più sicuri; non è stata intrapresa alcuna ulteriore/specifica esplorazione. Con il sevoflurano, l'uso di flussi di gas fresco inferiori a 1 L/min non è raccomandato a causa delle preoccupazioni relative alla produzione del Composto A e dei suoi effetti nefrotossici (clinicamente non dimostrati nell'uomo).

Gli anestetici inalatori sono quasi completamente escreti attraverso i polmoni attraverso l'espirazione senza subire un metabolismo significativo. Anche gli agenti inalatori ex-vivo non vengono processati, ma solo raccolti attraverso sistemi di scavenging e rilasciati nell'atmosfera. 15 L'uso di N2O con anestetici inalatori ha un impatto molto maggiore sull'ambiente rispetto al loro uso con aria/O2. Sebbene l'impatto libbra per libbra di N2O in termini di riscaldamento globale (GWP20-289) sia inferiore rispetto ad altri anestetici inalatori in uso [isoflurano (GWP20-1401), sevoflurano (GWP20-349), desflurano (GWP20-3714)] ; ha un impatto più significativo sull'ambiente principalmente a causa del volume di consumo molto più elevato e anche del fatto che è un inquinante "di scorta", cioè ha una lunga durata e si accumula nel tempo. Al contrario, gli anestetici inalatori che sono inquinanti di "flusso", cioè hanno una vita breve e non si accumulano fintanto che il nuovo rilascio nell'atmosfera viene mantenuto costante. L'impatto del riscaldamento globale dei gas viene valutato e confrontato con gli equivalenti di CO2 (CDE) prodotti. CDE20 (Quantità di gas anestetico in grammi *GWP20), tiene conto sia del GWP che della quantità di gas prodotta. Il GWP e il CDE sono calcolati per una durata definita. Comunemente implementato in caso di anestetico per inalazione è di 20 anni, poiché la durata atmosferica degli anestetici per inalazione è inferiore a 20 anni.

Con la crescente preoccupazione per il riscaldamento globale e l'impatto dell'attività umana sull'ecologia terrestre; la confraternita medica dovrebbe essere in prima linea nei nuovi sviluppi che lavorano verso questi problemi. Con l'argomento in questione, i ricercatori stanno tentando di ridurre l'uso medico di N2O e, a sua volta, i suoi effetti sull'ambiente, valutando un nuovo metodo di utilizzo di N2O. Ci aspettiamo che riduca il consumo di N2O in misura sufficiente a ridurre il suo dannoso impatto ecologico globale.

L'anestesia convenzionale a basso flusso con N2O viene implementata utilizzando inizialmente un FGF di circa ≥4 L/m (O2 + N2O). Una volta raggiunta la composizione desiderata del gas anestetico nel sistema e la concentrazione alveolare minima riflette l'adeguatezza della profondità dell'anestetico (ad es. MAC 0,7-1,3), FGF è ridotto al flusso basso, cioè ≤1,0 litri/min.

Sebbene esistano prove di effetti ambientali negativi del vapore anestetico inalato e di N2O, sono state ampiamente basate su una metodologia teorica. Per quanto ne sappiamo, fino ad oggi non esistono studi che abbiano valutato gli effetti del riscaldamento globale dell'AG inalato (con e senza N2O) su scenari reali di utilizzo nei pazienti. Dato che pazienti diversi possono avere diverse caratteristiche di assorbimento dell'anestetico (N2O, vapore inalato) con diverse strategie di GA, il conseguente effetto ambientale può essere variabile e, pertanto, deve essere quantificato e controllato.

In questo studio proposto, i ricercatori mirano a valutare una nuova tecnica di somministrazione di N2O, ovvero la tecnica di somministrazione "streaming-in" in termini di impatto sul riscaldamento globale ed effetti clinici. Inizialmente, l'aria-O2-sevoflurano viene introdotto ad un FGF elevato di 3,0 L/min. Una volta raggiunta la concentrazione target di gas anestetico nel sistema, ad es. MAC 0,5, FGF viene ridotto per ottenere uno stato di basso flusso. A questo punto l'N2O viene "infuso" da aggiungere alla miscela O2-sevoflurano.