Einfluss von Xenon und Isofluran auf die Hämodynamik und den myokardialen Reperfusionsschaden

Heidecke, Sabine; Hein, Marc

doi:999910037647

Einfluss von Xenon und Isofluran auf die Hämodynamik und den myokardialen Reperfusionsschaden = Influence of xenon and isoflurane on hemodynamics and myocardial reperfusion injury

Heidecke, Sabine

2011

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Sabine Heidecke

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2011

Umfang106 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Hein, Marc (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2011-03-23

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-36238
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/64114/files/3623.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Anästhesiologie (533000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Xenon (Genormte SW) ; Isofluran (Genormte SW) ; Reperfusion (Genormte SW) ; Ischämie (Genormte SW) ; Myokardprotektion (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; Kontraktilität (frei) ; myokardialer Reperfusionsschaden (frei) ; Kardioprotektion (frei) ; isoflurane (frei) ; xenon (frei) ; contractility (frei) ; reperfusion injury (frei) ; cardioprotection (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
HINTERGRUND: Die Auswirkungen auf die Funktion des Myokards während und nach Ischämie können durch Narkosegase positiv beeinflusst werden. Volatile Anästhetika wurden mehrfach getestet und scheinen einen positiven Einfluss auf den myokardialen Reperfusionsschaden zu haben, während sie einen negativ inotropen Effekt auf die Myokardfunktion ausüben. Das Edelgas Xenon zeigte hingegen eine kardioprotektive Wirkung im Sinne einer Reduktion der Infarktgröße bei erhaltener myokardialer Kontraktilität. Die hämodynamischen Effekte während und nach myokardialer Ischämie sind jedoch nur unzureichend beschrieben. Ziel unseres tierexperimentellen Modells am Hausschwein war es, den Einfluss von Xenon auf die systolische und diastolische Funktion des Ventrikels vor und nach linksventrikulärer Myokardischämie detailliert zu erfassen und einen fraglichen Vorteil gegenüber dem herkömmlichen Anästhetikum Isofluran feszustellen.METHODIK: In einem „Offenen-Thorax“-Modell am Hausschwein (n=27) wurde eine akute Ischämie durch temporäre Okklusion des R. interventricularis anterior induziert, gefolgt von einer 120 minütigen Reperfusion. Die Aufzeichnung der Parameter erfolgte während einer Basisnarkose mit Thiopental und während Applikation von 0,55 MAC Isofluran (0,9 Vol.%) bzw. Xenon (70 Vol.%) bei einer um ein Drittel reduzierten Thiopentaldosierung. Zum einen wurde die Wirkung der Substanzen auf die Präkonditionierung und zum anderen der Einfluss auf den myokardialen Reperfusionsschaden untersucht. Um einen genauen Eindruck der Myokardfunktion unter Ischämie zu erhalten, wäre eine Aufzeichnung der globalen Hämodynamik (Herzfrequenz, Blutdruck, Herzzeitvolumen) nicht ausreichend. So wurden lastunabhängige Parameter für die linksventrikuläre diastolische (enddiastolisches Druck-Volumen-Verhältnis: EDPVR, Zeitkonstante Tau) und systolische Funktion (endsystolisches Druck-Volumen-Verhältnis: ESPVR, „preload-recruitable stroke work“: PRSW) bestimmt. Dies gelang mit Hilfe des Conductance-Katheters, der eine kontinuierliche Druckmessung im linken Ventrikel und damit eine detaillierte Erfassung der Myokardfunktion ermöglicht.ERGEBNISSE: Während der Präkonditionierung zeigte sich in der Kontrollgruppe eine unbeeinträchtigte globale Hämodynamik bei erhöhter Vor- und reduzierter Nachlast. Die diastolische Funktion und Kontraktilität blieben stabil. Im Gegensatz dazu führten Isofluran und Xenon zu einer Reduktion des Schlagvolumens (SV) und Herzzeitvolumens (HZV). Während keine Unterschiede für die Kontraktiltität beobachtet werden konnten, führte Xenon zu einer Beeinträchtigung der aktiven Relaxation. Während der Reperfusion kam es zu einer geringen Beeinträchtigung der globalen Hämodynamik und einer Verschlechterung der diastolischen Funktion in der Kontrollgruppe. Die Kontraktilität war kaum beeinträchtigt, was auf ein hohes kompensatorisches Potential schließen lässt. Die Vorbehandlung mit Isofluran und Xenon führte insgesamt zu keiner Verbesserung der globalen Hämodynamik, Steigerung der Kontraktilität oder wesentlichen Verbesserung der diastolischen Funktion. SCHLUSSFOLGERUNG: Insgesamt scheint Xenon gegenüber Isofluran in den hier verwendeten Konzentrationen (< 1 MAC) keinen Vorteil in seinen Wirkungen auf die myokardiale Funktion zu haben. Auffällig war die Beeinträchtigung der diastolischen Funktion unter Xenon, während Isofluran die globale Hämodynamik durch seine vasodilatatorischen Eigenschaften beeinträchtigt. Beide Substanzen unterscheiden sich jedoch nicht in Ihrer Wirkung auf die Kontraktilität.

BACKGROUND: Impairment of left ventricular function (LV function) during acute ischemia and reperfusion can be modified by anesthetics. Volatiles have been frequently investigated and seem to have positive effects on the myocardial reperfusion injury while having negative inotropic effects on LV function. There are also positive effects on myocardial reperfusion injury described for xenon while showing no impairment of ventricular contractility. But no data are available on its direct myocardial effects in vivo during acute ischemia and reperfusion. Therefore we examined the myocardial function during administration of xenon and isoflurane in a pig model of myocardial reperfusion injury and tested the hypothesis that xenon anesthesia would be superior to isoflurane. METHODS: Ischemia was induced in an open-chest pig model (n=27) by 60 minutes of coronary occlusion, followed by 120 minutes of reperfusion. Hemodynamic parameters were recorded during thiopental narcosis and during inhalation of 0,55 MAC isoflurane (0,9 Vol.%) or xenon (70 Vol.%) with concomitant reduction of thiopental. The influence of the narcotics was described before ischemia and after 120 minutes of reperfusion. In addition to measurement of global hemodynamics (heart rate, blood pressure, cardiac output) LV function was assessed by conductance-catheter. Load-independent parameters of LV diastolic function (end-diastolic pressure-volume relation: EDPVR, time constant of relaxation: tau) and systolic function (end-systolic pressure-volume relation: ESPVR, preload-recruitable stroke work: PRSW) were used to describe myocardial properties in detail.RESULTS: Before ischemia global hemodynamics were stable in the control group, while there was an increase in preload and a decline in afterload. Contractility and diastolic function did not appear to be affected. In comparison isoflurane and xenon showed a decreased cardiac output. Contractility seemed to be unaffected while xenon induced a diastolic dysfunction by increasing tau. Reperfusion impaired global hemodynamics and worsened diastolic function in the control group. Global contractility was unchanged, as a consequence of compensatory hypercontractility of the non-ischemic myocardium. Pretreatment with isoflurane or xenon did not result in an overall improvement of global hemodynamics, systolic or diastolic function.CONCLUSION: In concentrations below 1 MAC, xenon was not superior to isoflurane in prevention of hemodynamic compromise induced by myocardial reperfusion injury. Whereas xenon impaired active relaxation, isoflurane demonstrated its vasodilatory properties. Both drugs showed comparable effects on myocardial contractility.

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