15.4. Inhalationsanästhetika (VIA)

Inhalationsanästhetika werden über die Lunge aufgenommen und überwiegend auch wieder über die Lunge eliminiert.

Fig. 252 Sevofluran-Flaschen

Volatile Anästhetika beeinflussen zahlreiche neuronale Zielstrukturen. Sie verstärken inhibitorische und vermindern exzitatorische Signalübertragung, unter anderem durch Wirkungen an ligandengesteuerten und anderen Ionenkanälen. Ein einzelner Rezeptor oder Ionenkanal erklärt ihre anästhetische Wirkung nicht vollständig.

Meyer-Overton-Regel

Die anästhetische Potenz volatiler Anästhetika korreliert mit ihrer Lipidlöslichkeit. Je höher die Lipidlöslichkeit, desto höher ist im Allgemeinen die anästhetische Potenz. Die Meyer-Overton-Regel beschreibt eine empirische Korrelation und keinen vollständigen molekularen Wirkmechanismus.

Ferguson-Regel

Beschreibt eine Beziehung zwischen thermodynamischer Aktivität und biologischer Wirkung einer Substanz. Sie ist historisch für das Verständnis unspezifischer physikochemischer Arzneimittelwirkungen von Bedeutung, eignet sich jedoch nicht als einfache Regel „hoher Dampfdruck = geringe anästhetische Potenz“.

Blut-Gas-Verteilungskoeffizient (BGVK)

Beschreibt die relative Löslichkeit eines Inhalationsanästhetikums im Blut gegenüber der Gasphase im Gleichgewicht.

Ungefähre Werte:

12 Methoxyfluran > 2,3 Halothan > 1,4 Isofluran > 0,65 Sevofluran > 0,47 Lachgas > 0,42 Desfluran

Je höher die Blutlöslichkeit bzw. der BGVK, desto mehr Anästhetikum wird bei gegebenem Partialdruck im Blut aufgenommen. Dadurch steigt der alveoläre und damit der arterielle Partialdruck langsamer an und das Anfluten wird verzögert. Ein niedriger BGVK ermöglicht entsprechend ein rasches An- und Abfluten.

Eine hohe inspiratorische Konzentration beschleunigt das Anfluten.

Second Gas Effekt

Bei gleichzeitiger Gabe mit einer hohen Konzentration von Lachgas kann die rasche alveoläre Aufnahme von N₂O die alveoläre Konzentration eines gleichzeitig verabreichten volatilen Anästhetikums erhöhen und dessen Anfluten beschleunigen.

MAC

Die minimale alveoläre Konzentration (minimum alveolar concentration) ist die alveoläre Konzentration eines Inhalationsanästhetikums bei 1 atm, bei der 50 % der Patienten auf einen definierten chirurgischen Hautschnitt keine gezielte motorische Abwehrreaktion zeigen.

Die MAC-Werte verschiedener Inhalationsanästhetika sind näherungsweise additiv. Beispielsweise entsprechen 0,75 MAC N₂O + 0,75 MAC Sevofluran insgesamt etwa 1,5 MAC.

• Erhöhung der MAC unter anderem bei:

  • jungem Lebensalter nach der Neonatalperiode, mit Maximum ungefähr im Säuglingsalter

  • Hyperthermie

  • Hypernatriämie

  • chronischem Alkoholkonsum

  • akuter Einnahme bestimmter stimulierender Substanzen

• Erniedrigung der MAC unter anderem bei:

  • Hypothermie

  • höherem Lebensalter

  • Schwangerschaft

  • akuter Alkoholintoxikation

  • Opioiden

  • Benzodiazepinen

  • Propofol und anderen sedierend bzw. hypnotisch wirkenden Arzneimitteln

  • Lithium

  • schwerer systemischer Erkrankung bzw. ausgeprägter Hypotonie

Wichtig

Bei VIA verhindert ein BIS-Monitoring keine Awareness. Zur Beurteilung der Narkosetiefe ist insbesondere die endtidale Konzentration des volatilen Anästhetikums in Relation zur alterskorrigierten MAC von Bedeutung.

Die Aufnahme eines VIA ist insbesondere vom Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten, der alveolären Ventilation, dem Herzminutenvolumen (HMV) und der alveolär-venösen Partialdruckdifferenz abhängig.

Siedepunkt: Desfluran etwa 22,8 °C, Sevofluran etwa 58,5 °C, Lachgas etwa −88,5 °C.

Gefahr

Volatile halogenierte Inhalationsanästhetika sind Triggersubstanzen für die Maligne Hyperthermie!

15.4.1. Gemeinsame Eigenschaften volatiler Anästhetika

Volatile Anästhetika führen dosisabhängig zu einer Reduktion des mittleren arteriellen Blutdrucks (MAP), insbesondere durch Verminderung des systemischen Gefäßwiderstands. Zusätzlich besteht in unterschiedlichem Ausmaß eine direkte myokardiale Depression.

Die Sensibilisierung des Myokards gegenüber Katecholaminen ist substanzabhängig und besonders bei Halothan ausgeprägt.

Für volatile Anästhetika, insbesondere Sevofluran und Desfluran, wurden kardioprotektive Effekte im Sinne eines anästhetischen Pre- und Postconditionings beschrieben. Als Mechanismen werden unter anderem mitochondriale Kₐₜₚ-Kanäle, eine Beeinflussung des intrazellulären Ca²⁺-Haushalts und eine Stabilisierung der mitochondrialen Funktion diskutiert.

ZNS-Effekte

Volatile Anästhetika führen zu einer reversiblen Depression der Gehirnfunktion mit Bewusstseinsverlust.

Sie vermindern dosisabhängig den zerebralen Sauerstoffverbrauch (CMRO₂), führen gleichzeitig jedoch zu einer direkten zerebralen Vasodilatation. Dadurch können zerebraler Blutfluss (CBF) und intrakranieller Druck (ICP) zunehmen. Das Ausmaß ist von Substanz, Konzentration, PaCO₂, Ausgangssituation und zerebraler Compliance abhängig.

Die zerebrale Autoregulation wird durch volatile Anästhetika dosisabhängig beeinträchtigt. Bei niedrigen Konzentrationen bleibt sie insbesondere unter Sevofluran weitgehend erhalten. :contentReferenceoaicite:1

Im EEG kann es zunächst zu einer Zunahme von Frequenz und Amplitude kommen. Mit zunehmender Narkosetiefe dominieren eine Verlangsamung und bei hohen Konzentrationen zunehmend Suppressionsmuster.

BIS verhindert keine Awareness unter volatilen Anästhetika.

Isofluran und Sevofluran können auch in der Neuroanästhesie eingesetzt werden. Insbesondere bei niedrigen MAC-Konzentrationen ist die zerebrale Vasodilatation begrenzt; eine pauschale Kontraindikation bei neurochirurgischen Eingriffen lässt sich daraus nicht ableiten. :contentReferenceoaicite:2

Renale Effekte

Volatile Anästhetika können die Nierendurchblutung, glomeruläre Filtration und Diurese vor allem sekundär durch ihre hämodynamischen und neuroendokrinen Wirkungen vermindern.

Beim Metabolismus fluorierter volatiler Anästhetika können anorganische Fluoridionen entstehen. Die historische ausgeprägte Fluorid-Nephrotoxizität war insbesondere bei Methoxyfluran relevant.

Bei Sevofluran entstehen zusätzlich Abbauprodukte wie Compound A. Eine klinisch relevante Nephrotoxizität bei üblicher Anwendung beim Menschen konnte jedoch nicht überzeugend nachgewiesen werden.

Hepatische Effekte

Volatile Anästhetika können den hepatischen Blutfluss vermindern.

Halothan kann selten einen schweren immunvermittelten Leberschaden verursachen. Dabei spielen beim oxidativen Metabolismus entstehende trifluoracetylierte Proteinaddukte eine wesentliche Rolle. Diese sogenannte Halothan-Hepatitis ist von einer unspezifischen postoperativen Leberfunktionsstörung zu unterscheiden.

15.4.2. Stickoxydul (Lachgas, N₂O)

Stickoxydul ist ein inhalatives Anästhetikum mit einem Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten von etwa 0,47 und dadurch raschem An- und Abfluten. Es wirkt analgetisch, jedoch nur schwach anästhetisch und besitzt keine klinisch relevante muskelrelaxierende Wirkung, weshalb es als Monosubstanz für eine Allgemeinanästhesie nicht ausreichend ist.

Als Zusatzanästhetikum führt es zu einer Wirkverstärkung und Dosisreduktion anderer i.v.- und inhalativer Anästhetika, erhöht jedoch das Risiko für postoperative Übelkeit und Erbrechen.

Speziell bei Patienten mit hoher Opioid-Toleranz (Suchtpatienten) kann es als zusätzliche analgetische Komponente eingesetzt werden, um Opioide einzusparen bzw. die Analgesie zu unterstützen.

Stickoxydul kann den zerebralen Blutfluss und den intrakraniellen Druck erhöhen. Bei relevant erhöhtem intrakraniellem Druck wird es daher vermieden. :contentReferenceoaicite:3

Auf vielen Narkosemaschinen wird Lachgas anstatt Raumluft zum Sauerstoff zudosiert. Die maximal mögliche Lachgaskonzentration wird daher durch die erforderliche FiO₂ begrenzt.

Besonderheiten

• Diffusion in gasgefüllte Hohlräume aufgrund der gegenüber Stickstoff deutlich höheren Blutlöslichkeit

  • Volumenexpansion in nachgiebigen gasgefüllten Hohlräumen

  • Druckanstieg in nicht oder wenig nachgiebigen gasgefüllten Hohlräumen

  • Cave: Anstieg des Cuffdrucks!

Kontraindikationen

• Pneumothorax

• Pneumozephalus

• relevante intrakranielle Lufteinschlüsse

• Ileus bzw. ausgeprägt gasgefüllter Darm

• Mediastinalemphysem

• Mittelohrchirurgie bzw. Situationen mit eingeschlossener Luft im Mittelohr

• intraokulare Gasblase nach vitreoretinaler Chirurgie

• relevante Vitamin-B₁₂-/Cobalamin-Stoffwechselstörung

Weitere relative Kontraindikationen bzw. Situationen, in denen auf Lachgas häufig verzichtet wird, ergeben sich aus dem jeweiligen Eingriff und dem Risiko einer Expansion gasgefüllter Hohlräume. :contentReferenceoaicite:4

15.4.3. Halothan

Halothan ist ein flüchtiges Anästhetikum mit einem Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten von etwa 2,3. In Österreich ist es klinisch obsolet und wird vor allem noch für experimentelle Zwecke, insbesondere im Zusammenhang mit der Diagnostik der malignen Hyperthermie, verwendet.

Halothan sensibilisiert das Myokard gegenüber Katecholaminen und kann dadurch Rhythmusstörungen auslösen. Es kann darüber hinaus selten eine schwere immunvermittelte Halothan-Hepatitis verursachen.

15.4.4. Isofluran

(Forene®)

Isofluran ist ein flüchtiges Anästhetikum mit ausgeprägt hypnotischer, jedoch geringer analgetischer Wirkung. Aufgrund seines stechenden, ätherartigen Geruchs und seiner Atemwegsreizung ist es für die Maskeneinleitung ungeeignet.

Isofluran vermindert den zerebralen Sauerstoffverbrauch, führt jedoch gleichzeitig zu einer dosisabhängigen zerebralen Vasodilatation. Dadurch kann der intrakranielle Druck insbesondere bei eingeschränkter intrakranieller Compliance und höheren Konzentrationen ansteigen. Ein erhöhter intrakranieller Druck ist daher keine absolute substanzspezifische Kontraindikation, erfordert aber eine entsprechend angepasste neuroanästhesiologische Strategie. :contentReferenceoaicite:5

Wirkungen

• ausgeprägt hypnotisch

• keine relevante Analgesie

Unerwünschte Wirkungen

• Kardiovaskulär

  • Blutdruckabfall, dosisabhängig

  • Verminderung des systemischen Gefäßwiderstands

  • Herzfrequenz häufig unverändert oder leicht erhöht

• Respiratorisch

  • Atemdepression

  • Atemwegsreizung

• Renal

  • Verminderung der Nierendurchblutung bei hämodynamischer Beeinträchtigung

  • Verminderung der glomerulären Filtrationsrate

  • Verminderung der Diurese

Kontraindikationen

• Disposition zur malignen Hyperthermie

• bekannte schwere Reaktion auf halogenierte volatile Anästhetika

15.4.5. Desfluran

(Suprane®)

Desfluran ist ein flüchtiges Anästhetikum mit sehr geringer Blutlöslichkeit, was zu einer ausgezeichneten Steuerbarkeit sowie einem schnellen An- und Abfluten führt.

Der niedrige Siedepunkt von etwa 22,8 °C bedingt einen hohen Dampfdruck, weshalb ein spezieller beheizter und druckregulierter Vaporisator erforderlich ist.

Aufgrund des stechenden Geruchs und der ausgeprägten Atemwegsreizung ist Desfluran für die Maskeneinleitung ungeeignet.

Desfluran führt wie andere volatile Anästhetika zu einer dosisabhängigen zerebralen Vasodilatation und kann dadurch den intrakraniellen Druck erhöhen. Auch hier ist ein erhöhter intrakranieller Druck nicht als pauschale absolute Kontraindikation zu verstehen. :contentReferenceoaicite:6

Kardiovaskulär vermindert Desfluran dosisabhängig den arteriellen Blutdruck. Bei rascher Steigerung der inspiratorischen Konzentration kann es zu einer ausgeprägten Sympathikusaktivierung mit Tachykardie und Blutdruckanstieg kommen. :contentReferenceoaicite:7

Aufgrund seiner geringen Blut- und Gewebelöslichkeit ermöglicht Desfluran auch nach längerer Anästhesiedauer ein rasches Abfluten. Diese Eigenschaft kann insbesondere bei adipösen Patienten klinisch vorteilhaft sein.

Unerwünschte Wirkungen

• Sympathikusaktivierung bei rascher Konzentrationssteigerung bzw. höheren Konzentrationen

  • Tachykardie

  • Blutdruckanstieg

• Atemwegsreizung

  • Husten

  • Laryngospasmus

  • Bronchospasmus

Kontraindikationen

• Disposition zur malignen Hyperthermie

• Maskeneinleitung

15.4.6. Sevofluran

Sevofluran ist ein flüchtiges Anästhetikum mit geringer Blutlöslichkeit und dadurch guter Steuerbarkeit. Aufgrund des angenehmen Geruchs und der geringen Atemwegsreizung ist es gut für die Maskeneinleitung geeignet.

Der Blut-Gas-Verteilungskoeffizient beträgt etwa 0,65.

Beim Metabolismus von Sevofluran entstehen anorganische Fluoridionen. Bei Kontakt mit CO₂-Absorbern kann außerdem Compound A entstehen. Eine daraus resultierende klinisch relevante Nephrotoxizität wurde bei üblicher Anwendung beim Menschen jedoch nicht überzeugend nachgewiesen.

Wirkungen

• dosisabhängige Verminderung des arteriellen Blutdrucks

• negativ inotrop

• leichte Bronchodilatation

Unerwünschte Wirkungen

• postoperative Agitation bzw. delirante Zustände, insbesondere bei Kindern

• dosisabhängige Relaxation des Uterus mit Risiko einer Uterusatonie bei höheren Konzentrationen

Kontraindikationen

• Disposition zur malignen Hyperthermie

• bekannte schwere Reaktion auf halogenierte volatile Anästhetika

Bei Sectio caesarea bzw. erhöhtem Blutungsrisiko ist die dosisabhängige uterine Relaxation zu berücksichtigen. Bei schwerer Niereninsuffizienz ist die Wahl des Anästhetikums individuell abzuwägen.

15.4.7. Xenon

Xenon ist ein inertes Edelgas mit anästhetischen Eigenschaften. Es besitzt einen sehr niedrigen Blut-Gas-Verteilungskoeffizienten und zeichnet sich dadurch durch ein sehr rasches An- und Abfluten sowie eine gute Steuerbarkeit aus. Xenon weist nur geringe kardiovaskuläre Depression auf und ermöglicht daher eine vergleichsweise stabile Hämodynamik. Aufgrund der hohen Kosten und des technischen Aufwands wird es in der klinischen Praxis nur selten eingesetzt.