Anestesia inhalatoria. Esquema

Anestésicos inhalatorios. Farmacocinética y farmacodinamia. Indicaciones y contraindicaciones. Anestesia con flujos bajos de gas fresco.

Introducción a los Anestésicos Inhalatorios

• Tipos de Anestésicos:
  • Anestésicos Volátiles:
  • Isoflurano:
    • Año de introducción: 1981.
    • Presión de vapor: 238 mmHg.
    • Coeficiente sangre/gas: 1,4 (inducción y recuperación moderadamente rápidas).
    • Coeficiente aceite/gas: 99 (alta liposolubilidad, potencia moderada).
    • CAM: 1,28% (más potente que Sevoflurano, pero menos que Halotano).
    • Efectos hemodinámicos: Causa vasodilatación significativa con efectos mínimos sobre la contractilidad miocárdica.
    • Interacción con sistemas: Sevoflurano disminuye el gasto cardíaco en mayor medida que Isoflurano.
    • Usos clínicos: Anestesia general en adultos y pediátricos, especialmente en pacientes con riesgo de hipertensión.
  • Sevoflurano:
    • Año de introducción: 1990.
    • Presión de vapor: 157 mmHg.
    • Coeficiente sangre/gas: 0,65 (inducción y recuperación rápidas).
    • Coeficiente aceite/gas: 47 (liposolubilidad moderada, potencia baja).
    • CAM: 2,05% (menos potente que Isoflurano, lo que requiere concentraciones más altas).
    • Uso en pediatría: Preferido por su baja pungencia, inducción rápida y mínimo efecto irritante.
    • Compuesto A: Formación en absorbentes de CO2 secos, potencialmente nefrotóxico en roedores, pero no demostrado en humanos.
    • Efectos respiratorios: Mantiene la función respiratoria mejor que otros agentes, menos efectos irritantes en las vías aéreas.
  • Desflurano:
    • Año de introducción: 1990.
    • Presión de vapor: 664 mmHg (requiere un vaporizador especial debido a su alta presión de vapor).
    • Coeficiente sangre/gas: 0,45 (inducción y recuperación extremadamente rápidas).
    • Coeficiente aceite/gas: 18,7 (baja liposolubilidad, lo que implica una baja potencia).
    • CAM: 6,0% (menos potente que otros volátiles, pero permite ajustes rápidos durante procedimientos quirúrgicos).
    • Irritación respiratoria: Puede inducir tos, laringoespasmo y aumento de secreciones, especialmente en concentraciones elevadas.
    • Impacto cardiovascular: Causa aumento en la frecuencia cardíaca debido a la activación simpática, especialmente en concentraciones superiores a 1 CAM.
  • Halotano:
    • Año de introducción: 1956 (ahora en desuso en muchos países debido a su toxicidad).
    • Presión de vapor: 243 mmHg.
    • Coeficiente sangre/gas: 2,5 (inducción lenta, riesgo de acumulación en tejidos grasos).
    • Coeficiente aceite/gas: 224 (muy alta liposolubilidad, alta potencia).
    • CAM: 0,75% (uno de los agentes más potentes).
    • Riesgo de hepatitis: Asociado con la biotransformación en el hígado, produciendo trifluoroacetilo, que puede desencadenar reacciones inmunológicas.
    • Efectos sobre el sistema nervioso: Puede inducir bradicardia e hipotensión, así como sensibilización del miocardio a las catecolaminas.
  • Enflurano:
    • Año de introducción: 1972 (menos utilizado actualmente debido a efectos secundarios).
    • Coeficiente sangre/gas: 1,9 (inducción moderadamente lenta).
    • Coeficiente aceite/gas: 98 (similar al Isoflurano).
    • CAM: 1,68% (menos potente que Halotano, pero más que Sevoflurano).
    • Efectos adversos: En altas dosis, puede inducir convulsiones, especialmente en pacientes con predisposición a la epilepsia.
  • Anestésicos Gaseosos:
  • Óxido nitroso (N2O):
    • Coeficiente sangre/gas: 0,47 (rápida absorción y eliminación).
    • Coeficiente aceite/gas: 1,4 (muy baja liposolubilidad, lo que contribuye a su bajo CAM).
    • CAM: 104% (usado en combinación con otros agentes debido a su baja potencia).
    • Uso común: Combinado con otros agentes inhalatorios en concentraciones del 50-70%, permitiendo reducción en la dosis de otros anestésicos más potentes.
    • Efectos adversos: Expansión de espacios aéreos cerrados (p.ej., neumotórax, obstrucción intestinal) y posible riesgo de mielosupresión con exposición prolongada.
  • Xenón:
    • Coeficiente sangre/gas: 1,3 (inducción rápida y recuperación rápida).
    • Coeficiente aceite/gas: 1,9 (baja liposolubilidad).
    • CAM: 70% (potencia moderada, pero no tan alta como otros agentes volátiles).
    • Características clínicas: No produce toxicidad significativa, es inerte y no inflamable, pero su alto costo limita su uso clínico generalizado.
    • Neuroprotección: Evidencia de que Xenón tiene efectos neuroprotectores, lo que lo hace atractivo en contextos quirúrgicos que involucran riesgo de daño cerebral.

Historia y Desarrollo de Teorías Anestésicas

• Teoría de la Elución de Lípidos:
  • Fundamento: Los primeros estudios sugerían que la potencia anestésica se correlacionaba con la capacidad de los agentes para disolverse en lípidos, lo que les permitía interactuar con las membranas celulares, alterando la función neuronal.
• Paradigma de Claude Bernard:
  • Anestesia unificada: Bernard propuso que los anestésicos afectan a todos los organismos vivos de manera uniforme, independientemente de sus diferencias fisiológicas, debido a un mecanismo anestésico común que involucra la alteración de las membranas celulares.
• Correlación Meyer-Overton:
  • Potencia y liposolubilidad: Relación directa entre la solubilidad en lípidos y la potencia anestésica; los agentes con mayor liposolubilidad tienen un mayor coeficiente aceite/gas y, por lo tanto, son más potentes.
  • Ejemplo: Halotano (coeficiente aceite/gas de 224) es mucho más potente que Desflurano (coeficiente aceite/gas de 18,7), reflejando su mayor capacidad para integrarse en las membranas lipídicas.
• Concentración Alveolar Mínima (CAM):
  • Definición: La CAM es la concentración alveolar necesaria para prevenir el movimiento en respuesta a un estímulo quirúrgico estándar en el 50% de los pacientes.
  • Aplicación clínica: Es una medida crítica de la potencia anestésica; por ejemplo, un CAM bajo, como el de Halotano (0,75%), indica una alta potencia, mientras que un CAM alto, como el de Desflurano (6,0%), indica una menor potencia.

Mecanismos Moleculares de Acción

• Relación Potencia-Liposolubilidad:
  • Teoría de Meyer-Overton: Los anestésicos más liposolubles se integran mejor en las membranas celulares, lo que afecta la función de proteínas integrales de membrana, incluidos los canales iónicos y receptores.
• Interacción con Proteínas:
  • Receptores GABAA: Los anestésicos inhalatorios potencian estos receptores inhibidores, aumentando la conductancia al cloro, lo que conduce a la hiperpolarización neuronal y disminuye la excitabilidad.
  • Receptores NMDA: Inhibición por anestésicos como el xenón y el óxido nitroso, interfiriendo con la transmisión excitadora y la plasticidad sináptica.
  • Canales de Potasio K2P: Activados por anestésicos
  inhalatorios, estos canales facilitan la hiperpolarización, disminuyendo la excitabilidad neuronal y contribuyendo a la sedación.
  • Teoría Proteica Moderna: Sugiere que la acción de los anestésicos se basa en su capacidad para unirse a sitios específicos en proteínas clave que regulan la actividad neuronal.
• Estudios Clave:
  • Franks y Lieb: Sus investigaciones demostraron que la luciferasa, una proteína modelo, se desactiva en presencia de anestésicos a concentraciones correspondientes a la CAM, lo que apoya la teoría de que las proteínas, más que los lípidos, son las principales dianas de los anestésicos.

Componentes del Efecto Anestésico

• Inmovilidad:
  • Localización: Principalmente mediada por la acción en la médula espinal, donde los anestésicos inhiben la transmisión de señales nociceptivas.
  • Dosis Necesaria: Se requiere aproximadamente 1,3 veces el CAM para lograr inmovilidad en el 95% de los pacientes.
  • Mecanismo: Inhibición de las vías reflejas espinales que conducen a la parálisis muscular necesaria para la cirugía.
• Sedación/Hipnosis y Amnesia:
  • Receptores GABAA y Glicina: La potenciación de estos receptores inhibitorios induce sedación, amnesia y pérdida de conciencia.
  • Concentraciones Efectivas: A 0,25 CAM, el Isoflurano induce amnesia, y a 0,5 CAM, hipnosis.
  • Efectos en Memoria y Aprendizaje:
  • Impacto en el Hipocampo: Los anestésicos inhalatorios pueden inhibir la función del hipocampo, un área clave para la memoria explícita y la consolidación de la memoria.
  • Ritmos θ: Cruciales para la memoria, son alterados por anestésicos como el Isoflurano, lo que afecta la memoria a largo plazo.
  • Condicionamiento del Miedo: Los anestésicos pueden atenuar la respuesta de miedo condicionado al interferir con la plasticidad sináptica en el hipocampo y la amígdala.

Farmacocinética de los Anestésicos Inhalatorios

• Captación y Distribución:
  • Solubilidad en Sangre: Anestésicos con un coeficiente sangre/gas bajo, como Desflurano (0,45), permiten una inducción y recuperación rápidas; los anestésicos con alta solubilidad, como Halotano (2,5), tienen un inicio y fin más lentos.
  • Gasto Cardíaco: A mayor gasto cardíaco, menor es la Palv alcanzada, lo que ralentiza la inducción de anestesia, especialmente con agentes más solubles en sangre.
  • Efecto de Segundo Gas: El óxido nitroso acelera la captación de otros anestésicos, elevando rápidamente la Palv de agentes como Isoflurano.
  • Distribución en Tejidos:
  • Tejidos Ricamente Vascularizados (GRV): Como el cerebro y el corazón, alcanzan el equilibrio con la Palv en 2-3 minutos, permitiendo una rápida inducción de anestesia.
  • Tejidos de Baja Perfusión: Músculo y grasa alcanzan el equilibrio más lentamente, actuando como reservorios que prolongan la recuperación.
• Modelos de Captación y Distribución:
  • Modelo de Mapleson: Proporciona un marco matemático para predecir la captación y distribución de anestésicos, teniendo en cuenta el flujo de gas fresco y el volumen del circuito respiratorio.

Metabolismo y Toxicidad de los Anestésicos Inhalatorios

• Metabolismo Hepático:
  • Halotano: Se metaboliza en un 20%, produciendo metabolitos reactivos como el trifluoroacetilo, que puede inducir hepatitis inmunomediada.
  • Sevoflurano: Metabolizado en menor grado que Halotano, pero puede producir fluoruro y Compuesto A, con potencial nefrotóxico en roedores.
  • Desflurano: Solo el 0,02% se metaboliza, minimizando el riesgo de toxicidad hepática y renal, lo que lo hace preferible para pacientes con riesgo de disfunción hepática.
• Toxicidad Renal:
  • Fluoruro: Los niveles elevados de fluoruro, especialmente con Metoxiflurano, pueden causar nefrotoxicidad, lo que restringe su uso clínico.
• Interacciones Químicas y Toxicidad Ambiental:
  • Monóxido de Carbono: Puede generarse durante la degradación de Desflurano y Enflurano en absorbentes de CO2 que contienen álcalis fuertes, representando un riesgo para la seguridad del paciente.
  • Impacto Ambiental: Anestésicos como Desflurano y N2O tienen un alto potencial de calentamiento global, lo que ha impulsado el desarrollo de tecnologías para la captura y reciclaje de estos gases.

Farmacología Pulmonar de los Anestésicos Inhalatorios

• Broncodilatación:
  • Mecanismo: Reducción del calcio ionizado citoplásmico y disminución de la sensibilidad al calcio del músculo liso de las vías aéreas, resultando en broncodilatación.
  • Uso Clínico: Isoflurano y Sevoflurano son preferidos en pacientes con asma o riesgo de broncoespasmo, debido a sus propiedades broncodilatadoras.
  • Estudios en Lesión Pulmonar Aguda: Han demostrado que Isoflurano y Sevoflurano pueden atenuar el daño pulmonar inducido por ventilación mecánica, probablemente debido a la modulación de la respuesta inflamatoria.
• Depresión de la Función Respiratoria:
  • Desflurano: A altas concentraciones (2 CAM), puede aumentar la resistencia de la vía aérea, especialmente en fumadores, y causar irritación de las vías respiratorias.
  • Sevoflurano: Mejora la resistencia de las vías aéreas y reduce la respuesta broncoconstrictora, siendo más seguro en pacientes con hiperreactividad bronquial.
  • Ventilación Alveolar: Influenciada por la capacidad residual funcional y la absorción del gas anestésico por el circuito, siendo un factor clave en la oxigenación y eliminación del anestésico.

Sistemas de Suministro de Anestésicos Inhalatorios

• Máquinas de Anestesia:
  • Componentes Clave: Incluyen sistemas de alta presión (tanques de oxígeno), caudalímetros, y vaporizadores diseñados específicamente para cada anestésico, asegurando una administración precisa y segura.
  • Vaporizadores: Dispositivos que volatilizan agentes anestésicos líquidos para su administración en forma de gas. Vaporizadores calibrados son esenciales para mantener la concentración adecuada del anestésico administrado.
  • Sistemas de Seguridad: Los sistemas de seguridad como los interruptores de flujo mínimo de oxígeno y las alarmas de presión garantizan la correcta administración del anestésico y evitan la hipoxia.
• Ventiladores de Anestesia:
  • Modos de Ventilación: Ofrecen una variedad de modos de ventilación (controlado por volumen, presión, soporte de presión), comparables a los ventiladores de UCI, permitiendo un ajuste preciso de la ventilación mecánica según las necesidades del paciente.
  • Consideraciones de Seguridad: Incluyen alarmas para detectar hipoventilación, descompensación del sistema, y cambios en la resistencia de la vía aérea, asegurando una ventilación segura y efectiva durante la anestesia.
• Sistemas de Depuración de Gases:
  • Protección del Quirófano: Los sistemas de evacuación activa de gases anestésicos eliminan los residuos de gases del quirófano, minimizando la exposición del personal y la contaminación ambiental.

Conclusiones y Perspectivas Futuras

• Anestesia como Estado Mixto:
  • La anestesia general es un estado complejo que combina efectos como inmovilidad, sedación, amnesia y analgesia, cada uno mediado por diferentes mecanismos y dianas moleculares.
• Investigaciones en Curso:
  • Se están desarrollando nuevos anestésicos con perfiles de seguridad mejorados y menor impacto ambiental. También se están investigando estrategias para mitigar los efectos secundarios a largo plazo, como la disfunción cognitiva postoperatoria y el daño hepático y renal.