Förutsäga postoperativt delirium med hjälp av EEG, genetik och neurobiomarkörer för cerebral skada (POD-01)

POD definieras som en "fluktuerande störning i uppmärksamhet som representerar en akut förändring från baslinjen, åtföljd av störd kognition eller perception, och inte på grund av en redan existerande neurokognitiv störning eller som inträffar i samband med en kraftigt reducerad upphetsningsnivå". Beroende på typen av operation och den studerade populationen kan det förekomma hos 20 till 45 % av de äldre patienterna. POD är en börda för vårdgivare. Det är faktiskt starkt förknippat med ökad sjuklighet och dödlighet. Patofysiologin för POD är multifaktoriell och ännu inte helt klarlagd. Den åldrande hjärnan är mer sårbar för utvecklingen av POD. Men mer än den kronologiska åldern är patientens övergripande sårbarhet och deras redan existerande kognitiva status indikatorer på deras förmåga att hantera dessa perioperativa stressorer. Faktum är att patientens kognitiva status är en ledande orsak till POD och modeller som förutsäger POD visar dålig precision eftersom de inte tar hänsyn till patientens preoperativa kognitiva status. Preoperativ neurokognitiv bedömning skulle kunna utföras men dessa tester är tidskrävande och föremål för olika påverkande faktorer. Därför krävs objektiva verktyg för att särskilja patienter med preoperativ kognitiv funktionsnedsättning.

Första hypotesen: Närvaron av ett specifikt intraoperativt EEG-signalmönster kan ge ett verktyg för sådan identifiering av patienter med underliggande preoperativ kognitiv svaghet. Vanligt använda anestesimedel för induktion och upprätthållande av allmän anestesi (t.ex. sevofluran eller propofol) ger ett typiskt elektroencefalografiskt mönster med långsamma/delta- och alfaoscillationer, främst i den främre hjärnbarken. Mer specifikt härrör alfaoscillationer faktiskt från parieto-occipitalställen hos vakna patienter och migrerar mot frontala regioner efter induktion av anestesi. Detta fenomen kallas "anteriorisering" av alfafrekvensbandet. Dessutom, bland alla EEG-frekvenser, utvecklas bidraget från alfaoscillationer till den globala spårningen under vuxen ålder: alfakraften tenderar att minska med åldern, och denna minskning är mer uttalad i närvaro av underliggande kognitiv störning (t. mild kognitiv funktionsnedsättning, Alzheimers sjukdom). Ännu viktigare är det att det har visats att en lägre frontal alfabandanteriorisering under allmän anestesi är associerad med lägre preoperativa kognitiva poäng. Dessutom kan dessa patienter löpa högre risk för intraoperativ EEG-suppression i händelse av en överdos av anestetika eller, till och med ofta, trots en lägre dos av anestetika. I detta avseende kan förekomsten och kraften av frontala alfaoscillationer under generell anestesi vara indikatorer på patientens preoperativa kognitiva status och kan därför förutsäga risken att utveckla POD.

Andra hypotesen: Genetiska studier har visat ett samband mellan specifika genotyper och risken för kognitiv försämring. APOEe4 genotyp är en känd riskfaktor för Alzheimers sjukdom (AD), och har visat sig vara en riskfaktor för POD. Emellertid är APOEe4-allelen varken nödvändig eller exklusiv för att utveckla AD, och detta kan också gälla för POD, eftersom denna sena hypotes har förkastats i andra tidigare studier. Annars har få studier tittat på vissa EEG-särdrag enligt APOEe4-genotypning, hos AD-patienter och kontrollpersoner. Tyvärr är deras resultat angående närvaron av e4-allelen och associerade EEG-avvikelser motstridiga. Hittills har ingen studie relaterat APOE-genotypning och intraoperativa EEG-mönster under allmän anestesi.

Tredje hypotesen: Förutom perioperativa episoder av cerebral hypoxi och/eller hypoperfusion och neuroinflammation, inkluderar patofysiologiska mekanismer för POD även en potentiell direkt förolämpning av hjärnan, inducerad av både anestesi och kirurgi. Ändå återstår att identifiera den idealiska biomarkören, mycket känslig för hjärnskador, såväl som mycket specifik för neuronal vävnad. Faktum är att frisättningen av sådana proteiner efter en neuronal skada kan ske från många nivåer och vissa av dem har extrakraniella källor. Dessa källor kan därför påverka de observerade resultaten. Som en konsekvens, i klinisk praxis, har ingen av de för närvarande utvärderade neurobiomarkörerna (t. interleukiner, neuronspecifikt enolas, S100 kalciumbindande protein B) har dykt upp som ett tillförlitligt diagnostiskt och/eller prognostiskt verktyg för att bedöma postoperativa neurologiska komplikationer. På senare tid har mycket fokus lagts på neurofilament, eftersom denna grupp av proteiner är en del av byggnadsställningarna av axoner och uteslutande uttrycks i neuronal vävnad. Som en konsekvens motsvarar onormalt höga nivåer av neurofilament i extracellulära vätskor, såsom cerebrospinalvätskor (CSF) eller serum, specifikt neuronal cellskada, vilket representerar en betydande fördel jämfört med andra biomarkörer som tidigare testats. Bland de tre subenheterna av neurofilament har neurofilament light (NfL) subenhet visat sig vara lovande. Höga nivåer av NfL har hittats i ett stort antal neurodegenerativa störningar, men också vid akuta händelser som traumatisk hjärnskada och stroke. Eftersom det har varit möjligt att mäta NfL i serum, vilket undviker behovet av likvor, har analysen av dem under den perioperativa perioden underlättats. I själva verket har serum-NfL-nivåer nyligen undersökts under den perioperativa perioden i olika kirurgiska patientpopulationer. Dessa studier ger oss information om kinetiken för perioperativ NfL-frisättning men de visar motstridiga resultat angående en potentiell korrelation mellan höga perioperativa NfL-nivåer och förekomsten av POD.