Anestesia por Inalação e Uso de Ventiladores - Veterian Key

Quando a anestesia geral é considerada em espécies de animais de fazenda, os fatores que afetam a decisão entre anestesia injetável e anestesia inalatória incluem o tipo de procedimento a ser realizado, a duração antecipada do procedimento, a disponibilidade de equipamentos para anestesia inalatória, a familiaridade dos veterinários com a técnica anestésica e os custos anestésicos. A anestesia injetável tem as vantagens de fácil administração do medicamento e custo relativamente baixo dos equipamentos ou acessórios anestésicos específicos necessários para entrega e monitoramento. A administração de um anestésico inalatório requer equipamentos e acessórios caros e especializados para poder entregar o anestésico ao paciente. No entanto, o acúmulo de anestésicos injetáveis no paciente após doses repetidas ou infusões prolongadas necessárias para a conclusão de um procedimento pode resultar na eliminação tardia do medicamento e recuperação prolongada. Devido à facilidade e velocidade em ajustar a profundidade da anestesia com os anestésicos inalatórios atualmente disponíveis (por exemplo, isoflurano, sevoflurano e desflurano), a anestesia inalatória é frequentemente preferida para uso em procedimentos longos e também para pacientes considerados em maior risco anestésico devido a condições sistêmicas preexistentes. O isoflurano foi sintetizado pela primeira vez em e posteriormente se tornou um anestésico inalatório popular em pacientes humanos em . Ele ainda é um anestésico inalatório muito utilizado na prática veterinária. O sevoflurano foi sintetizado no início dos anos . Naquela época, era difícil sintetizar o medicamento e, portanto, era caro de fabricar. Foi apenas no final dos anos que o sevoflurano foi introduzido no Japão e mais tarde comercializado nos EUA em [1]. Considerações e preparações pré-anestésicas especiais em relação à anatomia e fisiologia laríngea e gastrointestinal antes da anestesia geral em espécies de animais de fazenda são discutidas detalhadamente no Capítulo 1.

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O objetivo de administrar anestesia cirúrgica com um anestésico inalatório é manter uma pressão parcial constante e ótima do anestésico nos alvéolos dos pulmões e no sistema nervoso central (SNC). Os anestésicos inalatórios atualmente disponíveis, isoflurano, sevoflurano e desflurano, têm baixa solubilidade no sangue (isoflurano 1,46, sevoflurano 0,68, desflurano 0,42) e metabolismo hepático mínimo (isoflurano 0,2%, sevoflurano 3–5%, desflurano 0,02%) [2]. A solubilidade no sangue de um anestésico inalatório é referida como coeficiente de partição sangue-gás, que é a razão da distribuição de um anestésico inalatório entre o sangue e o gás. O coeficiente de partição é a razão de concentração de um anestésico entre o solvente e a fase gasosa, por exemplo, sangue e gás ou entre dois solventes teciduais, por exemplo, cérebro e sangue. Como exemplo, um anestésico inalatório com um coeficiente de partição sangue-gás de 10 em equilíbrio (ou seja, a pressão parcial daquele anestésico é idêntica nas fases sanguínea e gasosa) implica que a concentração daquele anestésico é 10 no sangue e 1 na fase gasosa. Um anestésico com menor solubilidade no sangue tem um coeficiente de partição sangue-gás mais baixo. Em outras palavras, uma quantidade menor do anestésico está dissolvida no sangue do que na fase gasosa quando suas pressões parciais atingem o equilíbrio. Portanto, a velocidade de alcançar o plano cirúrgico da anestesia, a taxa de variação da profundidade anestésica e o tempo até que a consciência seja recuperada e a recuperação seja alcançada são normalmente mais rápidos para um anestésico inalatório com menor solubilidade no sangue do que para anestésicos com maior solubilidade no sangue. Nesse caso, o tempo de indução ao plano cirúrgico da anestesia e o tempo para recuperação da função motora total de um paciente são mais rápidos com desflurano (0,42), intermediários com sevoflurano (0,69) e mais lentos com isoflurano (1,41) [2].

Em condições ideais, a pressão parcial de um anestésico dos alvéolos (P A) para o sangue arterial pulmonar (P a) e depois para o cérebro (P br) deve ser próxima, se não igual, à pressão parcial do anestésico inspirado (P I), isto é, P I  ≅ P A  ≅ P a  ≅ P br, em equilíbrio. Mudanças em P I, ventilação alveolar e as características de um sistema respiratório anestésico afetarão a absorção do anestésico do fluxo gasoso anestésico inspirado entregue pela máquina de anestesia para os alvéolos. A variação do coeficiente de partição sangue-gás dos anestésicos, o débito cardíaco dos pacientes e a diferença de pressão parcial entre os alvéolos e as veias afetam a transferência de um anestésico inalatório dos tecidos alveolares para o sangue arterial pulmonar. Fatores que determinam a rapidez com que o anestésico inalatório se acumula no cérebro incluem o coeficiente de partição cérebro-sangue, o fluxo sanguíneo cerebral e a diferença de pressão parcial entre as artérias cerebrais e as veias. Como os coeficientes de partição cérebro-sangue para isoflurano (1,6) e sevoflurano (1,7) são muito semelhantes, não deve haver diferença significativa na velocidade da transferência do sangue para o cérebro entre esses dois anestésicos [1]. Portanto, aumentar P I e a ventilação alveolar, e reduzir o volume do sistema respiratório anestésico diminui o tempo de pressão parcial de um anestésico inalatório até o equilíbrio entre os alvéolos e o sangue arterial pulmonar e, portanto, resulta em uma indução mais rápida da anestesia para aquele anestésico. O inverso também é verdadeiro; diminuir P I e a ventilação alveolar e aumentar o volume do sistema respiratório anestésico prolonga o tempo para o equilíbrio e resulta em uma indução mais lenta da anestesia. Além disso, anestésicos com um baixo coeficiente de partição sangue-gás, pacientes com baixo débito cardíaco e pequenas diferenças entre as pressões parciais alveolar e venosa tendem a resultar em uma indução mais rápida do que um anestésico com maior coeficiente de partição sangue-gás, pacientes com um débito cardíaco aumentar e maiores diferenças entre as pressões parciais alveolar e venosa. Da mesma forma, um anestésico com um baixo coeficiente de partição cérebro-sangue, pacientes com aumento do fluxo sanguíneo cerebral e pequenas diferenças entre as pressões parciais arteriais e venosas cerebrais tendem a resultar em uma indução mais rápida do que aqueles com um maior coeficiente de partição cérebro-sangue, pacientes com diminuição do fluxo sanguíneo cerebral e maiores diferenças entre as pressões parciais arteriais e venosas cerebrais. Esses tendem a resultar em uma indução mais lenta da anestesia [1, 3]. O retorno da consciência e a recuperação da anestesia inalatória é um processo inverso à indução, que resulta da eliminação do anestésico do SNC. Portanto, fatores que afetam a velocidade de indução, por exemplo, ventilação alveolar, débito cardíaco e solubilidade no sangue e nos tecidos, também afetam a velocidade de recuperação. Na presença de ventilação alveolar e débito cardíaco normais, a recuperação é geralmente mais rápida para um anestésico com menor solubilidade no sangue e nos tecidos. Portanto, a recuperação do desflurano (0,42) e sevoflurano (0,69) tende a ser mais rápida do que a do isoflurano (1,41).

Isoflurano e sevoflurano são os dois anestésicos inalatórios mais comumente utilizados na prática veterinária atual (Figuras 6.1 e 6.2). Ambos os anestésicos podem ser usados com segurança e eficácia para anestesia geral em espécies de animais de fazenda. O desflurano é um anestésico inalatório mais recente com uma estrutura química semelhante à do isoflurano, com a exceção da substituição de um flúor pelo cloro no carbono alfa-etílico. O desflurano é único entre os anestésicos inalatórios convencionais. Ele tem uma pressão de vapor de 681 mmHg a 20 °C, que é muito próxima da pressão atmosférica (760 mmHg) e um ponto de ebulição de 22,8 °C. À temperatura normal da sala de operação, o desflurano pode ferver com uma concentração de vapor saturado de 87% (681 mmHg/760 mmHg), que é aproximadamente 10 vezes a concentração mínima alveolar (MAC) de desflurano para humanos (6,6%). Devido a essas características únicas, o desflurano requer um vaporizador especialmente projetado que é pressurizado e aquecido para fornecer controle preciso da saída do anestésico a partir do vaporizador e prevenir a superanestesia do paciente [4]. Devido a essa exigência especial do vaporizador, o desflurano não tem sido utilizado tão comumente quanto o isoflurano e o sevoflurano. Isoflurano e sevoflurano requerem um vaporizador padrão calibrado especificamente para cada anestésico. Comparado aos anestésicos inalatórios mais antigos, o isoflurano e o sevoflurano têm menor potência, com valores de MAC de 1,29% e 2,33%, respectivamente [5]. O valor de MAC de um anestésico inalatório é a concentração mínima alveolar de anestésico necessária para prevenir movimento grosseiro intencional em 50% dos pacientes em resposta a estímulos desagradáveis, como incisões cirúrgicas. O valor de MAC é usado como um indicador da potência do anestésico. Quanto maior o valor de MAC, menor a potência do anestésico. A partir das propriedades físico-químicas dos anestésicos inalatórios, os valores de MAC estão inversamente relacionados à solubilidade no sangue do anestésico. Portanto, um anestésico inalatório com alta potência normalmente tem alta solubilidade no sangue, mas um baixo valor de MAC. Por outro lado, um anestésico inalatório com baixa potência geralmente tem baixa solubilidade no sangue, mas um alto valor de MAC [1]. O sevoflurano é menos potente que o isoflurano, como refletido nos valores de MAC mais altos (2,33% contra 1,29%) e menor solubilidade no sangue (0,69 contra 1,41). Deve-se sempre ter em mente que a 1 MAC (1 × MAC), apenas 50% dos pacientes não responderão a estimulações desagradáveis. Em outras palavras, o restante dos pacientes pode responder a uma estimulação desagradável, resultando em movimento grosseiro intencional. Em geral, a anestesia cirúrgica requer a manutenção da concentração anestésica em 1,3 MAC para prevenir 95% dos pacientes de responderem à estimulação cirúrgica. Assim, 1,3 MAC de um anestésico inalatório é referido como ED95 ou anestesia cirúrgica [1, 3]. Para procedimentos muito dolorosos, pode ser necessário manter 1,5 MAC de uma concentração de anestésico inalatório para manter a anestesia cirúrgica. O valor de MAC é medido e determinado em pacientes saudáveis normais anestesiados apenas com aquele anestésico inalatório, sem outros medicamentos que deprimam o SNC, como tranquilizantes, sedativos, analgésicos, e anestésicos injetáveis administrados no momento da medição. Os valores de MAC podem ser influenciados pela administração conjunta de medicamentos relacionados à anestesia, alterações nas condições fisiológicas do paciente ou administração concomitante de medicamentos para o tratamento de outras condições ou doenças. Fatores que podem aumentar o valor de MAC de um anestésico inalatório para um determinado paciente incluem hipertermia (febre), hipernatremia e níveis elevados de catecolaminas no SNC induzidos por medicamentos. O aumento da idade, hipotermia, hiponatremia, gravidez e administração conjunta de tranquilizantes, sedativos, analgésicos, anestésicos injetáveis, anestésicos locais, medicamentos bloqueadores neuromusculares e drogas que diminuem os níveis de catecolaminas no SNC tendem a diminuir o valor de MAC. A duração da anestesia e a magnitude do metabolismo individual do anestésico não afetam o valor de MAC [6, 7]. A Tabela 6.1 resume o coeficiente de partição sangue-gás, o metabolismo e os valores de MAC do isoflurano, sevoflurano e desflurano em espécies de animais de fazenda.

Eger [23] e Malan et al. [24] relataram que os efeitos circulatórios produzidos pelo desflurano assemelham-se muito aos produzidos pelo isoflurano. Os efeitos circulatórios induzidos pelo sevoflurano apresentam características tanto do isoflurano quanto do halotano. Em humanos, o isoflurano e o sevoflurano produzem uma diminuição dependente da dose na pressão arterial média, principalmente devido à diminuição da resistência vascular sistêmica produzida por esses anestésicos. A frequência cardíaca tende a aumentar até 1 MAC (1,29%) durante a anestesia com isoflurano, enquanto a frequência cardíaca não aumenta até que a concentração da anestesia com sevoflurano seja maior que 1,5 MAC (1,5 × 2,3% = 3,5%). Um aumento abrupto na concentração alveolar de isoflurano de 0,55 para 1,66 MAC produz um aumento nas atividades do sistema nervoso simpático e do sistema renina-angiotensina. Como resultado, ocorrem aumentos transientes na frequência cardíaca e na pressão arterial média, que podem fazer com que o anestesista interprete erroneamente a profundidade anestésica insuficiente e aumente ainda mais a concentração anestésica administrada ao paciente [25]. O aumento transitório da frequência cardíaca e da pressão arterial média associado a um aumento brusco da concentração anestésica não foi observado durante a anestesia com sevoflurano [26]. Acredita-se que o efeito excitante neurocirculatório do isoflurano seja causado pela estimulação do sistema nervoso simpático localizado nas vias aéreas superiores e nos pulmões em resposta a um aumento súbito na concentração alveolar do anestésico. Esse efeito é mais provável de ocorrer para anestésicos inalatórios com baixa solubilidade no sangue, que são capazes de causar um rápido aumento na concentração alveolar ao aumentar a concentração inspirada entregue ao paciente [27]. No entanto, a administração prévia de fentanil, alfentanil ou clonidina demonstrou atenuar a resposta excitante neurocirculatória ao aumento abrupto da concentração de desflurano [28, 29]. Uma resposta de supressão similar pode ocorrer se esses medicamentos forem administrados antes da anestesia com isoflurano. Em geral, o isoflurano não afeta tanto o débito cardíaco quanto o sevoflurano. O débito cardíaco diminui significativamente a 1 e 1,5 MAC de sevoflurano, mas retorna a valores próximos do estado de vigília a 2 MAC [30]. Acredita-se que o isoflurano possa possuir leves efeitos agonistas β e o efeito simpatomimético resultante se reflete como um aumento da frequência cardíaca, diminuição da resistência vascular sistêmica e débito cardíaco geral inalterado em pacientes humanos [30]. No entanto, essa teoria não foi apoiada por dados de animais [31]. Nem isoflurano nem sevoflurano sensibilizam excessivamente o miocárdio às catecolaminas em circulação, portanto, é improvável que causem disritmias cardíacas em pacientes suscetíveis [30].

A hipoventilação e o aumento da PaCO2 são frequentemente observados durante a anestesia inalatória como resultado da depressão do centro respiratório medular e da redução da expansão da parede torácica devido ao relaxamento do músculo intercostal induzido pelo anestésico [4]. Além disso, a posição dos pacientes ruminantes em decúbito lateral ou dorsal para cirurgia resulta na compressão do diafragma, que colapsa os lobos pulmonares caudais pela deslocação cranial do rúmen e compromete ainda mais a função ventilatória de um paciente ruminante anestesiado [32, 33]. O sevoflurano produz um aumento dependente da dose na taxa respiratória em voluntários humanos. O isoflurano aumenta a taxa respiratória até uma concentração de 1 MAC. Um aumento adicional na concentração de isoflurano não está associado a um aumento adicional na taxa respiratória. Pacientes acordados podem ser capazes de compensar a diminuição na taxa respiratória aumentando o volume corrente para manter a ventilação minuto normal e prevenir o aumento da PaCO2. No entanto, a depressão dependente da dose da resposta do centro respiratório medular ao aumento da PaCO2 é frequentemente observada, o que proíbe o mecanismo compensatório central ao aumentar a taxa respiratória ou o volume corrente na tentativa de manter a PaCO2 normal durante a anestesia com isoflurano ou sevoflurano [23, 34]. O isoflurano e o sevoflurano ambos produzem broncodilatação em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica. O vapor de isoflurano tem um odor pungente especial e demonstrou causar irritação das vias aéreas, tosse e retenção respiratória durante a indução. Por outro lado, o sevoflurano foi descrito como "com cheiro agradável" e não irrita as vias aéreas. Portanto, o sevoflurano é frequentemente preferido para induções com máscara [35].

Isoflurano, sevoflurano e desflurano têm pouco efeito na função hepática e renal geral em pacientes saudáveis. Relatou-se que o isoflurano diminui o fluxo sanguíneo portal venoso a 1,5 MAC, mas o fluxo sanguíneo hepático total e o fluxo sanguíneo arterial hepático estão dentro da faixa normal. Portanto, a perfusão hepática é bem mantida, o que, combinado com a vasodilatação induzida pelo isoflurano, garante a entrega adequada de O2 hepático [36]. Dos três anestésicos inalatórios mais populares, o isoflurano é provavelmente o que melhor mantém o suprimento de O2 hepático e é o menos provável de causar danos hepáticos. No entanto, sevoflurano e desflurano produzem efeitos hepáticos semelhantes ao isoflurano [37–39]. A eliminação desses anestésicos inalatórios depende principalmente da ventilação em vez do metabolismo hepático. O sevoflurano tem um metabolismo hepático mais alto (3%) do que o isoflurano (0,2%) e desflurano (0,02%). Aparentemente, o sevoflurano é 10 vezes mais vulnerável do que o isoflurano e 100 vezes mais do que o desflurano ao metabolismo hepático e à subsequente produção de flúor inorgânico e orgânico [23]. A toxicidade renal induzida por flúor e a disfunção renal com uma concentração de flúor de 50 μmol/l ou mais foram previamente documentadas com a administração de um dos anestésicos inalatórios de geração mais antigos, o metoxiflurano [40]. Estudos clínicos em humanos mostraram que as concentrações plasmáticas de flúor podem ser mantidas abaixo de 80 μmol/l, mesmo que a concentração plasmática máxima de flúor raramente seja alcançada devido à alta solubilidade no sangue e ao lento aumento da concentração no sangue do metoxiflurano [41]. Mais evidências mostram que a disfunção renal raramente ocorre, mesmo com uma concentração plasmática máxima de flúor superior a 50 μmol/l, mas inferior a 80 μmol/l, na presença de alta concentração de sevoflurano e duração prolongada da anestesia [41–46]. Isso dito, a depressão cardiovascular induzida pelo sevoflurano pode aumentar o efeito tóxico renal pela produção de efeitos hepáticos ou renais prejudiciais, por exemplo, lesão hepatocelular devido à diminuição do fluxo sanguíneo hepático e à diminuição da entrega de O2 e função renal diminuída como resultado da diminuição do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular. Portanto, é importante manter a função cardiovascular normal e garantir a perfusão hepática e renal adequada em pacientes anestesiados.

O Composto A é um éter vinílico produzido como um dos produtos de degradação do sevoflurano apresentado no recipiente de absorvente de CO2 como um contaminante traço. A decomposição do sevoflurano em composto A está associada à administração de altas concentrações de sevoflurano, à presença do absorvente de CO2 seco e alcalino (por exemplo, cal sodada ou baralina), à utilização de baixo fluxo de O2 no circuito respiratório e à produção de alta temperatura devido à interação química do CO2 exalado com o absorvente de CO2 [47–56]. Em ratos, a inalação de altas concentrações de composto A demonstrou causar lesões renais fatais [56]. No entanto, acredita-se que o composto A seja menos tóxico em humanos devido à menor atividade da enzima β-liaza em comparação com ratos [57]. Quando uma taxa de fluxo de O2 fresca de 2 l/min foi usada em ratos durante a anestesia com sevoflurano, que forneceu muito mais O2 do que a necessidade metabólica mínima de O2 dos ratos, uma concentração muito baixa de composto A no circuito respiratório da máquina anestésica foi analisada, e toxicidade renal nos ratos não foi relatada [34]. O aumento da produção de composto A tem sido associado a temperaturas mais altas do absorvente de CO2, até 46 °C. Além disso, estudos mostraram que o absorvente de CO2 que continha NaOH e/ou KOH frequentemente resultou em maior produção de composto A. Não foi produzido composto A quando foi utilizado absorvente de CO2 livre de NaOH e KOH [55, 58]. Em ratos, as concentrações de composto A que estão associadas à toxicidade renal e à concentração letal mediana após 1 hora de anestesia com sevoflurano são relatadas entre 100–300 ppm [59] e 200–400 ppm [60], respectivamente. Em humanos, a concentração máxima de composto A foi relatada como inferior a 40 ppm, mesmo após longa duração de anestesia com sevoflurano [49, 61]. Da mesma forma, uma concentração máxima de composto A de 61 ppm foi relatada em cães anestesiados com sevoflurano usando um sistema de circuito fechado de baixo fluxo (taxa de fluxo de O2 fresco de 3 ml/kg/min), por 1 hora [62]. Kandel et al. [60] relataram que lesões renais em ratos ocorreram apenas na presença de uma concentração de composto A de pelo menos 200 ppm com um máximo de 1 hora de tempo de exposição. Felizmente, não há relatos de toxicidade renal relacionada ao composto A em condições clínicas normais em humanos ou animais domésticos.