Farmacología general de los anestésicos inhalatorios

Agentes anestésicos

La estructura química de los anestésicos inhalados y sus propiedades físicas son determinantes en su mecanismo de acción y en la seguridad de administración. Las características físicas y químicas determinan e influyen en las consideraciones prácticas, como la forma de administración (por ejemplo; gas o líquido), resistencia de la molécula a la degradación por factores físicos (exposición a la luz o calor) y estabilidad al entrar en contacto con otros materiales (metal, plástico, cal sodada), así como en aspectos importantes como son la farmacocinética y farmacodinamia.

Características químicas

Todos los anestésicos inhalatorios contemporáneos son compuestos orgánicos, excepto el óxido nitroso (N2O). Estos agentes pueden ser clasificados como hidrocarburos alifáticos, o éteres. El halotano es un hidrocarburo saturado alifático y halogenado. Se comenzó a utilizar a principios de 1950, sin embargo, se observó que la presencia simultanea de halotano y catecolaminas incrementa la incidencia de arritmias cardíacas. El halotano, es susceptible a la descomposición. Por lo tanto, es almacenado en botellas de color ámbar y se le añade timol como conservador para retardar su descomposición.

Características físicas

La anestesia inhalada consiste en el transporte de un anestésico desde un contenedor (vaporizador), hasta llegar a sitios específicos en el sistema nervioso central. Durante este proceso el agente debe ser diluido a una cantidad apropiada (concentración) y aportado al sistema respiratorio en una mezcla de gas que contenga la suficiente cantidad de O2. Esta cadena de eventos se encuentra influenciada por las características físico-químicas.

Propiedades que determinan los métodos de administración

Gas y vapor

Los anestésicos inhalatorios pueden encontrase en dos formas; gas o vapor. El término gas se refiere al óxido nitroso (N2O) y al ciclopropano. Los cuales se encuentran en forma gaseosa a temperatura ambiente y a una presión a nivel del mar. El término vapor indica el estado gaseoso de una sustancia que a temperatura y presión ambiente se encuentra en estado líquido.

Presión de vapor

La presión de vapor de un anestésico es la capacidad que este tiene para evaporarse. La presión de vapor de un anestésico volátil debe ser lo suficiente para proveer la cantidad suficiente de moléculas en estado gaseoso, y así poder generar anestesia bajo condiciones ambientales.

Es importante reconocer que la presión de vapor saturado a una atmósfera es única para cada agente anestésico y depende de la temperatura. Por lo tanto, si desciende la temperatura, la presión también lo hará, diminuyendo la concentración de vapor. Y de manera contraria, si la temperatura aumenta.

Coeficiente de partición Sangre/Gas

La mayoría de los efectos provocados por los anestésicos inhalatorios, pueden explicarse por las características de solubilidad en diferentes solventes biológicos, como son: sangre y los tejidos. El coeficiente de partición sangre/gas (CP) provee un medio para predecir la velocidad de inducción anestésica, y recuperación, así como la velocidad de cambio en la profundidad anestésica. Por ejemplo, si un anestésico presenta un CP de 15, significa que la concentración de anestésico en la sangre será 15 veces mayor que la concentración del gas alveolar. Dicho con otras palabras 1 ml de sangre puede tener quince veces más anestésico a diferencia del gas alveolar.

Un bajo coeficiente de partición, significa la capacidad del anestésico para generar anestesia y recuperación en un período de tiempo corto (desflurano 0.42). Por el contrario, un coeficiente de partición alto, aumenta el tiempo de inducción y recuperación (Metoxiflurano 15).

Propofol no genera efectos acumulativos con respecto a los barbitúricos, lo que nos permite realizar inyecciones repetidas, cada 5 a 10 minutos o en infusión continua (IC), la cual se puede administrar a 0.5-2 mg/kg/min, siempre será importante monitorizar la condición del paciente.

Farmacocinética de los anestésicos inhalatorios

La farmacocinética de los anestésicos inhalatorios describe el ritmo de su absorción desde los pulmones hacia la sangre, así como su distribución en el organismo y su eliminación.

La presión parcial alveolar de los anestésicos inhalatorios es igual al suministro de este y la pérdida generada por la absorción de anestésico hacia la sangre y los tejidos.

Un rápido incremento de la presión alveolar (PA) se asocia con una rápida inducción o cambio en la profundidad anestésica. El aumento de la ventilación alveolar, incrementa el ritmo de suministro anestésico.

Si no existiera absorción tisular, la concentración alveolar (FA) aumentaría rápidamente, igualando la concentración de la fracción inspirada (FI). Por el contrario, la hipoventilación disminuye el ritmo de concentración alveolar, y por lo tanto la inducción anestésica se vuelve lenta.

La absorción del anestésico depende de tres factores: la solubilidad (CP), el gasto cardiaco, así como la diferencia entre la presión alveolar y de la sangre venosa que retorna a los pulmones. Estos factores son determinantes durante la inducción y recuperación de la anestesia inhalatoria.

Eliminación

La recuperación de la anestesia inhalada es el resultado de la eliminación del anestésico a nivel cerebral. Esto requiere un descenso en la presión parcial alveolar, lo cual promoverá un descenso en la concentración sanguínea y en la presión parcial anestésica del cerebro. Cuando se utilizan sistemas de respiración en donde existe reinhalación de anestésico (sistemas de reinhalación), la concentración alveolar disminuirá lentamente, sobre todo en aquellos pacientes que permanecen conectados al sistema de ventilación.

La hipoxia por difusión esta asociada con la recuperación después del uso de óxido nitroso (N2O) cuando el paciente respira aire ambiente en lugar de O2 al 100%.

El N2O tiene la característica de diluir la concentración de oxígeno alveolar y disminuir la presión arterial de oxígeno (PaO2). Por lo que debe mantenerse el suministro de oxígeno durante 10 a 15 minutos después de su administración.

Biotransformación

Los anestésicos inhalatorios pasan por diferentes grados de metabolismo, principalmente en el hígado y en menor grado en el pulmón, y riñón. El metabolismo puede facilitar la recuperación de la anestesia, sin embargo, también existe la posibilidad de generar metabolitos tóxicos. El sevoflurano reacciona con los absorbentes de bióxido de carbono, generándose un compuesto vinil éter conocido como compuesto A, el cual se asocia a daño renal en “ratas”. Este fenómeno no ha sido comprobado en el perro y el gato.

Concentración alveolar mínima (CAM)

El término potencia se refiere a la cantidad de anestésico inhalado que debe ser administrado para causar el efecto deseado. La concentración alveolar mínima (CAM), es definida como la concentración mínima de un anestésico a una atmósfera que produzca inmovilidad en el 50% de los sujetos expuestos a un estímulo nociceptivo (pinzamiento del espacio interdigital).

Por lo tanto, la CAM corresponde a la dosis efectiva 50 (DE50) en donde la mitad de los sujetos pueden ser anestesiados y la otra mitad no alcanza este nivel.

La concentración alveolar es fácilmente evaluada mediante la tecnología contemporánea. Entre las diferentes especies la variabilidad de la CAM es mínima, sin embargo, en humanos la CAM para el N2O es de 104%, haciéndolo el anestésico menos potente. Debido a que la CAM del N2O esta por arriba del 100% no puede utilizarse por si solo a una presión atmosférica en cualquier especie y proporcionar cantidades adecuadas de O2. Consecuentemente, y asumiendo que los valores de CAM para las combinaciones de anestésicos inhalados son adicionales, el N2O es usualmente administrado con otros agentes anestésico con mayor potencia.

Efectos de los anestésicos inhalatorios en el organismo

Sistema nervioso central

El mecanismo de acción de los anestésicos inhalatorios en el sistema nervioso central, es algo que ha sido debatido en los últimos años. Aunque existen varias teorías, no se ha identificado la mediación sobre algún neurotransmisor en particular. La actividad sobre los receptores GABA y sobre las membranas celulares nerviosas han sido propuestas.

Sistema respiratorio

Todos los anestésicos inhalatorios deprimen la función del sistema respiratorio de manera dependiente a la dosis. En general la ventilación espontánea disminuye progresivamente a medida que aumenta la dosis de anestésico. Por lo tanto, la monitorización del bióxido de carbono al final de la espiración, cobra especial importancia durante la anestesia.

Sistema cardiovascular Gasto Cardiaco

Los anestésicos inhalatorios de manera dependiente a la dosis disminuyen el gasto cardiaco (GC). En general el enflurano es el anestésico que deprime en mayor grado el GC, y el isoflurano es el que lo hace en menor grado.

Presión Arterial

Los anestésicos inhalatorios ocasionan disminución del gasto cardiaco y disminuyen la resistencia vascular, por lo cual pueden generar hipotensión, dependiendo de la dosis utilizada.

Factores que influyen en el valor de la CAM

La incrementa:

• Hipertermia (hasta 42ºC)

• Hipernatremia

Fármacos estimulantes del SNC:

• Anfetamina

• Efedrina

• Laudanosina (metabolito generado por el metabolismo del atracurio)

• Fisostigmina

No hay cambios:

• Duración de la anestesia

• Hipercalemia/hipocalemia

• Sexo

• PaCO2 (15-95 mmHg)

• PaO2 >40 mmHg

• Cambios en el metabolismo ácido-base

• Anticolinérgicos (periférico)

La disminuye:

• Hipotermia

• Hiponatremia

• Gestación

• PaO2 <40 mmHg

• PaCO2 >95 mmHg

• Presión sanguínea < 50 mmHg

• Edad avanzada

Fármacos depresores del SNC:

• N2O,ketamina, tiopental, xilacina, medetomidina, midazolam, diazepam, acepromacina, meperidina.

Ritmo cardíaco y catecolaminas

El halotano sensibiliza al miocardio al efecto de las catecolaminas, reduciendo de manera importante la cantidad de epinefrina necesaria para ocasionar contracciones ventriculares prematuras. Este punto es de gran importancia en aquellos pacientes con niveles altos de catecolaminas endógenas o cuando se requiere terapia con vasopresores.

Efectos a nivel renal

Los anestésicos inhalatorios disminuyen el flujo sanguíneo renal y la tasa de filtración glomerular. El incremento de nitrógeno ureico, creatinina y fosfatos inorgánicos suele observarse durante la anestesia prolongada, y sobre todo cuando esta se acompaña de hipotensión.

La disminución en la función renal depende de la condición física del paciente, hidratación y estabilidad hemodinámica durante el procedimiento anestésico. La terapia de fluidos y un adecuado mantenimiento de la tensión arterial suelen evitar el deterioro en la función renal.

Efectos Hepáticos

En general el isoflurano, sevoflurano y desflurano mantienen un adecuado flujo sanguíneo hepático, durante periodos prolongados de anestesia. El halotano ha demostrado ser un inductor de enzimas estructurales hepáticas, y capaz de generar hepatitis inmunomediada en el hombre.

Hipertermia maligna

La hipertermia maligna es una miopatia de origen farmacológico que pone en riesgo la vida. El ser humano y la especie porcina son susceptibles a desarrollarla. El halotano parece ser el anestésico inhalatorio que con mayor frecuencia la desencadena.

Este síndrome se caracteriza por un aumento súbito de la temperatura corporal y en la producción de bióxido de carbono.

Óxido Nitroso (N2O)

Como se menciono anteriormente la potencia del oxido nitroso en el perro y el gato es baja (200% CAM). Por lo que su utilización debe hacerse en conjunto con otros anestésicos de mayor potencia.

El óxido nitroso no debe utilizarse en patologías en donde exista acumulo de gas (neumotórax, obstrucción intestinal, dilatación y vólvulo gástrico), ya que tiende a difundirse rápidamente en cavidades.

Contaminación

La exposición crónica a los anestésicos inhalatorios puede traer consigo efectos adversos en la salud del personal médico.

Las siguientes alteraciones se han asociado a la exposición crónica de bajas concentraciones de anestésicos inhalatorios:

1. Dolor de cabeza, fatiga, irritabilidad y somnolencia.

2. Alteraciones psicomotoras.

3. Insuficiencia renal y hepática.

4. Infertilidad, aborto y enfermedades congénitas.

Sugerencias para evitar contaminación en la sala de cirugía:

La válvula de sobrepresión o APL, debe tener siempre un tubo colector, el cual debe dirigirse lejos del personal de quirófano.
Las utilizaciones de contenedores con carbón activado han sido utilizadas, para evitar la contaminación en el quirófano.
Diversos estudios demuestran que las principales fuentes de contaminación son debidas a un mal funcionamiento de los componentes de la maquina de anestesia (por ejemplo, cánister mal colocado, sistemas de respiración y bolsas de reserva rotos, mala colocación del tubo endotraqueal). Por lo que se recomienda el mantenimiento periódico del equipo de anestesia y sus accesorios.

Bibliografía:

Clarke K W, Trim C M, Hall LW General pharmacology of the inhalation anaesthetics in Veterinary Anaesthesia. In Veterinary Anaesthesia. 11 ed. Saunders Elsevier. UK. 2014.
Rioja E. Anestesia General. En manual de anestesia y analgesia de pequeños animales. Servet editorial, Zaragoza España. 2103.
Steffy E P, Khursheed R M, Brosnan R J. Inhalation Anesthetics. In Veterinary Anesthesia and Analgesia. Wiley Blackwell. 5 ed. 2015.
Steffy E P, Khursheed R M. Anesthetic physiology and pharmacology. In Essentials of Small Anesthesia and Analgesia. 2nd edn. Wiley – Blackwell, 3 – 15. 2011.