Forutsi postoperativt delirium ved hjelp av EEG, genetikk og nevrobiomarkører for hjerneskade (POD-01)

POD er ​​definert som en "fluktuerende forstyrrelse i oppmerksomhet som representerer en akutt endring fra baseline, ledsaget av forstyrret kognisjon eller persepsjon, og ikke på grunn av en eksisterende nevrokognitiv lidelse eller som oppstår i sammenheng med et sterkt redusert opphisselsesnivå". Avhengig av type operasjon og den studerte populasjonen, kan det forekomme hos 20 til 45 % av de eldre pasientene. POD er ​​en belastning for helsepersonell. Faktisk er det sterkt assosiert med økt sykelighet og dødelighet. Patofysiologien til POD er ​​multifaktoriell og ennå ikke fullstendig belyst. Den aldrende hjernen er mer sårbar for utviklingen av POD. Men mer enn den kronologiske alderen, er pasientens generelle sårbarhet og deres allerede eksisterende kognitive status indikatorer på deres evne til å takle disse perioperative stressfaktorene. Faktisk er pasientens kognitive status en ledende årsak til POD, og ​​modeller som forutsier POD viser dårlig nøyaktighet fordi de ikke tar hensyn til pasientens preoperative kognitive status. Preoperativ nevrokognitiv vurdering kan utføres, men disse testene er tidkrevende og underlagt ulike påvirkningsfaktorer. Derfor kreves objektive verktøy for å skille pasienter med preoperativ kognitiv svikt.

Første hypotese: Tilstedeværelsen av et spesifikt intraoperativt EEG-signalmønster kan gi et verktøy for slik identifikasjon av pasienter med underliggende preoperativ kognitiv skrøpelighet. Vanlig brukte anestesimidler for induksjon og vedlikehold av generell anestesi (f. sevofluran eller propofol) gir et typisk elektroencefalografisk mønster med langsomme/delta- og alfaoscillasjoner, hovedsakelig i den frontale hjernebarken. Mer spesifikt stammer alfaoscillasjoner faktisk fra parieto-occipitale steder hos våkne pasienter og migrerer mot frontale regioner etter induksjon av anestesi. Dette fenomenet kalles "anteriorisering" av alfafrekvensbåndet. Dessuten, blant alle EEG-frekvenser, utvikler alfaoscillasjonens bidrag til den globale sporingen seg gjennom voksen alder: alfakraften har en tendens til å avta med alderen, og denne nedgangen er mer uttalt i nærvær av underliggende kognitiv lidelse (f. mild kognitiv svikt, Alzheimers sykdom). Enda viktigere, det har blitt demonstrert at en lavere frontal alfabåndanteriorisering under generell anestesi er assosiert med lavere preoperativ kognitiv score. Dessuten kan disse pasientene ha høyere risiko for intraoperativ EEG-suppresjon i tilfelle en overdose av anestetika eller, til og med ofte, til tross for en lavere dose av anestetika. I denne forbindelse kan tilstedeværelsen og kraften til frontale alfaoscillasjoner under generell anestesi være indikatorer på pasientens preoperative kognitive status og kan derfor forutsi risikoen for å utvikle POD.

Andre hypotese: Genetiske studier har vist en sammenheng mellom spesifikke genotyper og risikoen for kognitiv nedgang. APOEe4 genotype er en kjent risikofaktor for Alzheimers sykdom (AD), og har vist seg å være en risikofaktor for POD. Imidlertid er APOEe4-allelen verken nødvendig eller eksklusiv for å utvikle AD, og ​​dette kan også gjelde for POD, ettersom denne sene hypotesen har blitt avvist i andre tidligere studier. Ellers har få studier sett på noen EEG-spesifiktheter i henhold til APOEe4-genotyping, hos AD-pasienter og kontrollpersoner. Dessverre er resultatene deres angående tilstedeværelsen av e4-allelen og tilhørende EEG-avvik motstridende. Til dags dato har ingen studier relatert APOE-genotyping og intraoperative EEG-mønstre under generell anestesi.

Tredje hypotese: I tillegg til perioperative episoder med cerebral hypoksi og/eller hypoperfusjon og nevroinflammasjon, inkluderer patofysiologiske mekanismer ved POD også en potensiell direkte fornærmelse mot hjernen, indusert av både anestesi og kirurgi. Likevel gjenstår det å identifisere den ideelle biomarkøren, svært sensitiv for hjerneskade, samt svært spesifikk for nevronalt vev. Faktisk kan frigjøring av slike proteiner etter en nevronal skade oppstå fra mange nivåer, og noen av dem har ekstrakranielle kilder. Disse kildene kan derfor påvirke de observerte resultatene. Som en konsekvens, i klinisk praksis, er ingen av de nå evaluerte nevrobiomarkørene (f. interleukiner, Neuron Specific Enolase, S100 kalsiumbindende protein B) har dukket opp som et pålitelig diagnostisk og/eller prognostisk verktøy for å vurdere postoperative nevrologiske komplikasjoner. Nylig har mye fokus blitt gitt til nevrotråder, da denne gruppen av proteiner er en del av stillaset til aksoner og utelukkende kommer til uttrykk i nevronvev. Som en konsekvens tilsvarer unormalt høye nivåer av nevrotråder i ekstracellulære væsker, slik som cerebrospinalvæsker (CSF) eller serum, spesifikt nevroncelleskade, noe som representerer en betydelig fordel sammenlignet med andre biomarkører som tidligere er testet. Blant de tre underenhetene til neurofilament har neurofilament light (NfL) underenhet vist seg å være lovende. Høye nivåer av NfL er funnet i et stort spekter av nevrodegenerative lidelser, men også ved akutte hendelser som traumatisk hjerneskade og hjerneslag. Siden det har vært mulig å måle NfL i serum, og unngår behovet for cerebrospinalvæskeprøver, har analysen deres i den perioperative perioden blitt lettere. Faktisk har serum NfL-nivåer nylig blitt undersøkt i den perioperative perioden i forskjellige kirurgiske pasientpopulasjoner. Disse studiene gir oss informasjon om kinetikken til perioperativ NfL-frigjøring, men de viser motstridende resultater angående en potensiell korrelasjon mellom høye perioperative NfL-nivåer og forekomsten av POD.