ANESTESIA INHALATORIA

 

Dra. M. Ballvé Ferrer.

Servicio de Anestesiología y Reanimación.

Hospital General Vall d’Hebron.

 

Los anestésicos inhalatorios, el protóxido de nitrógeno y los anestésicos halogenados son, posiblemente, los anestésicos generales más utilizados en todo el mundo en la práctica clínica habitual.

 

Óxido nitroso

El óxido nitroso se usó inicialmente como gas hilarante en algunas representaciones. La primera vez que se empleó con fines anestésicos fue en 1844, cuando Horace Wells, en una demostración en la Harvard Medical Scholl, lo utilizó para extraer una muela de forma indolora, pero fracasó y fue considerado un farsante.

Propiedades físicas

El óxido nitroso (N2O) es un gas incoloro, inodoro, dulzón y no irritante. Se almacena de forma líquida en unos cilindros. Su CAM (concentración alveolar mínima que inhibe el movimiento como respuesta a una incisión en el 50% de los pacientes) es de 104%, lo que nos indica su poca potencia anestésica.

Es poco soluble, dado que el coeficiente aceite/gas es de 1,4. El coeficiente de partición sangre/gas es de 0,46, lo que implica que la inducción y la recuperación anestésica sean rápidas. Habitualmente, se emplea asociado a anestésico inhalatorio.

Farmacocinética y farmacodinamia

Es un gas inerte que no se metaboliza, por lo que se elimina inalterado por vía pulmonar durante la espiración. A concentraciones superiores al 60% produce, a nivel del sistema nervioso central (SNC), amnesia y analgesia. El N2O parece producir una anestesia general a través de la interacción con membranas celulares del SNC, por mecanismo aún no conocidos completamente.

A nivel cardiovascular ejerce una acción simpaticomimética ligera y produce una depresión miocárdica discreta. Puede aumentar la resistencia vascular pulmonar y producir una depresión respiratoria leve.

Efectos adversos

Los principales efectos adversos del N2O son la expansión de espacios aéreos cerrados, la hipoxia por difusión, la oxidación de la vitamina B12, la depresión de la médula ósea, la inducción de náuseas y vómitos, habiéndose descrito también efectos teratogénicos.

Expansión de espacios aéreos cerrados

El coeficiente de partición sangre/gas del N2O es 34 veces mayor que el del nitrógeno. Esta solubilidad diferencial es lo que explica que este gas puede abandonar la sangre y entrar en cavidades llenas de aire unas 34 veces más rápidamente que el nitrógeno. Como resultado de esta transferencia preferente del N2O, aumenta el volumen o presión de las cavidades aéreas. La entrada de N2O en cavidades aéreas con paredes no rígidas (gas intestinal, neumotórax, bullas pulmonares, embolismo aéreo) causa una expansión del volumen aéreo. Por el contrario, su entrada en cavidades aéreas con paredes rígidas (oído medio, ventrículos cerebrales, espacio subdural) produce un aumento de la presión.

Dadas estas características se deduce, por tanto, que no debe utilizarse el N2O en cirugía abdominal, dado que en los pacientes ocluidos podría aumentar el riesgo de distensión y perforación. Tampoco está indicado en intervenciones largas como el trasplante hepático. En cirugía oftalmológica existe el riesgo de aumentar la expansión de gas en las vitrectomías. Por otra parte, en las intervenciones de neurocirugía de fosa posterior, en las que el paciente está sentado, existe un riesgo de embolismo aéreo. Tampoco está indicado su uso en las timpanoplastias, ni cuando el paciente presenta un neumotórax o un neumoperitoneo.

Hipoxia por difusión

La salida de grandes volúmenes de N2O desde la sangre a los alveólos puede originar hipoxia al diluir la concentración de oxígeno existente en el alveólo, especialmente si se respira aire ambiental. Este efecto adverso puede evitarse suministrando tratamiento con oxígeno durante 3-5 minutos tras la interrupción del N2O.

Oxidación de la vitamina B12

El N2O inactiva una enzima, la metioninsintetasa, que es necesaria para la síntesis del ADN y que depende de la vitamina B12. Las consecuencias clínicas consisten en la degeneración por alteraciones en la mielinización por un déficit de s-adenosil-metionina.

Depresión de la médula ósea

Después de administrar N2O durante 4-5 días (en casos de pacientes con tétanos) se ha observado la presencia de granulocitopenia y trombocitopenia.

Efecto teratogénico

Se ha comprobado que el N2O puede inducir efectos teratogénicos en experimentación animal, por lo que no se recomienda su uso en pacientes embarazadas, especialmente durante los primeros meses de embarazo.

Náuseas y vómitos

El N2O puede favorecer la aparición de náuseas y vómitos en el postoperatorio a través de varios mecanismos: a) estimulación del sistema nervioso simpático lo que favorece la liberación de catecolaminas; b) aumento de la presión a nivel del oído medio lo que produce una estimulación del sistema vestibular; y c) aumento de la distensión abdominal. Además, en pacientes sanos el N2O tiene un efecto emetizante por estimulación de los receptores de la dopamina en la zona quimiorreceptora y en el centro del vómito.

Halotano

El halotano se introdujo en 1956 en la práctica anestésica clínica. Raventós utilizó este anestésico inhalatorio, lo que significó el comienzo de una nueva era de la anestesia por inhalación. La utilización de halotano en millones de anestesias le ha convertido en el anestésico inhalatorio de referencia.

El halotano es un líquido volátil, incoloro, de olor agradable y no irritante. Se descompone con la luz y la humedad. Su CAM es de 0,7, lo que indica una gran potencia anestésica. El coeficiente sangre/gas es de 2,4 y el aceite/gas de 224.

Una de las justificaciones de la búsqueda de un nuevo anestésico inhalatorio fue la hepatotoxicidad potencial del halotano. En efecto, el halotano puede producir una insuficiencia hepática semejante clínicamente a una hepatitis vírica, con elevación marcada de las transaminasas, fiebre e icterícia. Muy excepcionalmente puede ocasionar una necrosis hepática masiva dando lugar a una insuficiencia hepática aguda grave que se acompaña de una mortalidad elevada. Los factores que favorecen la aparición de hepatotoxicidad por halotano son la edad entre 40-70 años, el sexo femenino, la obesidad, determinantes genéticos y la exposición previa al halotano. A nivel histológico produce necrosis de los hepatocitos, fundamentalmente de los localizado en la zona centrolobulillar, que es la menos oxigenada.

Isoflurano

El isoflurano se sintetizó en 1971 y su comercialización se inició a comienzos de la década de los 80. Es un metil-etil-éter halogenado, isómero del enflurano. A temperatura ambiente es un líquido transparente, no inflamable, con olor etéreo y poco irritante. Tiene una CAM de 1,1, lo que indica que tiene una buena potencia anestésica Presenta una solubilidad intermedia, con un coeficiente de partición sangre/gas de 1,4 Presenta una estabilidad elevada.

Farmacocinética y farmacodinamia

Es el fármaco que tiene menos biotransformación (0,2) y el que posee menos potencial hepatotóxico. Se elimina de forma inalterada a través de la vía pulmonar y en forma de metabolitos (trifluoracético, FL,Cl) a través del riñón.

A nivel del sistema cardiovascular aumenta la frecuencia cardíaca y es un vasodilatador importante a nivel coronario, disminuyendo las resistencias vasculares sin modificar el gasto cardíaco. Tiene un efecto depresor directo sobre la contractibilidad miocárdica.

A nivel del aparato respiratorio es algo irritante y produce cierta broncodilatación. Actúa sobre los centros medulares ocasionando depresión respiratoria y deprime los reflejos en las vías aéreas.

A nivel del sistema nervioso central produce depresión de la función cortical, disminuyendo la transmisión excitatoria de la corteza cerebral. Potencia los relajantes musculares no despolarizantes y aumenta discretamente la PIC.

Contraindicaciones

Esta contraindicado su uso en pacientes con shock hipovolémico y cuando existe riesgo de hipoperfusión coronaria.

 

Características de un anestésico inhalatorio ideal

El anestésico inhalatorio ideal habría de cumplir las siguientes características: estabilidad física a temperatura ambiente y fácil de vaporizar, no ser inflamable, potente anestésicamente, solubilidad baja en sangre lo que implica rapidez en la inducción y en la recuperación, metabolismo mínimo, compatibilidad con la epinefrina, relajante muscular, poca acción sobre el sistema nervioso simpático, no irritante de las vías aéreas, broncodilatador, ausencia de depresión miocárdica y de vasodilatación cerebral y no poseer toxicidad hepática y renal. Además, el anestésico ideal debería ser un éster para evitar la capacidad de producir arritmias.

En la década de los 90 se han introducido dos nuevos anestésicos inhalatorios: el sevoflurano y el desflurano. Los dos mejoran las características del isoflurano, pero aún ninguno de los dos reúne perfil del anestésico inhalatorio ideal.

 

 

 

 

Sevoflurano

Se introdujo por primera vez en la práctica clínica en el año 1990 en Japón y desde entonces es ampliamente utilizado de forma satisfactoria en el resto de los paises desarrollados.

Propiedades físicas y farmacocinética

El sevoflurano, es un líquido volátil, derivado fluorado del metil-isopropil-éter que contiene un halógeno, el fluor, en una cantidad de siete átomos. Es incoloro, tiene un olor agradable y no es irritante, por lo que se puede administrar con mascarilla como inductor anestésico especialmente en niños.

Su solubilidad no se modifica con la edad. Al igual que los demás anestésicos inhalatorios es muy poco soluble en agua y muy soluble en grasa. Su coeficiente de partición sangre/gas es de 0,62. Sevoflurano tiene una solubilidad muy baja en sangre, lo que sugiere que la relación de la concentración alveolar inspirada debe aumentar rápidamente con la inducción (captación) y también disminuir rápidamente al cesar la administración del agente ( eliminación). Su coeficiente de partición aceite/gas es de 53.

La CAM del sevoflurano es la que más varía con la edad (disminuye con la edad y es mayor en niños). El valor de la CAM es de 2%, que se reduce a la mitad si se asocia con N2O al 60%.

El punto de ebullición del sevofluorano es de 58.5 y su presión de vapor es de 157, por lo que se puede administrar con vaporizadores convencionales.

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de CO2 altamente alcalinos, la cal sodada y el Baralyme, dependiendo de la temperatura, en cinco productos denominados compuestos A,B,C ,D y E. A temperatura normal sólo se produce el compuesto A y B, siendo B un compuesto de degradación del A. Aunque el compuesto A es nefrotóxico en experimentación animal (ratas) ocasionando lesión del túbulo proximal, en humanos no se ha comprobado ningún tipo de lesión.

Se elimina por vía pulmonar y a través del riñón en forma de metabolitos en un 2-3%. Se metaboliza en el hígado a través del citocromo P-4502E1, siendo los productos metabólicos más importantes el ion flúor y el hexafluoroisopropanolol.

Farmacodinámica

Los efectos hemodinámicos y cardiovasculares del sevoflurano son muy parecidos a los del isoflurano. Ejerce un efecto inotropo negativo, que es el resultado de la inhibición de la actividad simpática, sin que se modifique la parasimpática. No modifica la frecuencia cardíaca, mientras que la presión arterial disminuye dependiendo de la CAM. Asimismo, reduce el gasto cardiaco pero no modifica las resistencias vasculares sistémicas. Por último, no sensibiliza el miocardio al efecto de las catecolaminas.

A nivel del aparato respiratorio, el sevoflurano deprime la respiración de forma dosis dependiente. Sin embargo, la principal característica de los efectos respiratorios del sevoflurano es que produce una buena tolerancia a la inducción inhalatoria, tanto en niños como en adultos, que se debe sobretodo a su olor agradable y a que prácticamente no produce efectos irritativos de las vías aéreas. No obstante, un estudio reciente ha demostrado que sevoflurano reduce más el aumento de la resistencia de vías aéreas provocado por la intubación endotraqueal que el halotano y el isoflurano.

A nivel del sistema nervioso central deprime la actividad electroencefalográfica de forma dosis dependiente y no provoca actividad convulsiva. Los cambios en el flujo sanguíneo cerebral y de la presión intracraneal son similares a los que produce el isoflurano. No modifica los mecanismos de autorregulación cerebral, pero produce depresión de la función cortical y un aumento discreto de la PIC.

En cuanto a los efectos neuromusculares se ha observado que potencia el efecto de los relajantes musculares no despolarizantes de forma similar a los demás anestésicos halogenados.

A nivel hepático reduce muy poco el flujo hepático total y, al menos teóricamente, es menos hepatotóxico que el halotano.

A nivel renal se ha comprobado que no modifica el flujo sanguíneo renal, siempre y cuando la tensión arterial media se mantenga por encima de 70mmHg. Existe controversia sobre la potencial nefrotoxicidad del sevoflurano, que se ha observado en animales de experimentación. Aunque se han detectado niveles elevados de flúor en algunos pacientes anestesiados, se sabe que la nefrotoxicidad del flúor no se relaciona con los valores pico sino con la superficie de la curva de los niveles plamáticos de fluor. El sevoflurane se elimina rápidamente por vía respiratoria, la metabolización es menor y, por tanto, la superficie de dicha curva es más pequeña.

En conclusión, sevoflurano es un anestésico halogenado con un coeficiente de solubilidad bajo en sangre, lo que le confiere rapidez en la inducción anestésica y en el mantenimiento. Sin embargo, su solubilidad en tejidos, y especialmente en las grasas, explica su relativo retraso en el despertar. El hecho de que produzca una inducción inhalatoria muy agradable explica su amplio uso en pediatría. Tiene escasos efectos hemodinámicos, por lo que es muy útil en pacientes con cardiopatía, y no se ha mostrado nefrotóxico en humanos.

 

Desflurano

El desflurano, que es un metil-etil-éter flurado, se empleó, por primera vez en Londres, en 1988.

Propiedades físicas y farmacocinética

Es un líquido volátil, irritante y picante que, en algunos casos, puede producir tos y espasmo de la laringe. Su punto de ebullición es de 23,5 ºC y su presión de vaporización a 20ºC es de 652, por lo que su vaporización no puede realizarse con los vaporizadores convencionales, sino que ha de ser tipo Tec.

El coeficiente de partición sangre/gas es de 0,42, el cual es el más bajo de todos los anestésicos inhalatorios utilizados. El hecho de que la concentración alveolar del gas se aproxima mucho más rápidamente a la concentración inspirada, permite un inicio de acción más rápido. A su vez, la eliminación es más rápida por lo que el despertar será, obviamente, más rápido. El coeficiente aceite/gas 18,7 es el más bajo de los anestésicos inhalatorios. El valor de CAM del desflurano es entre 6 y el 9%, dependiendo de la edad del paciente. El nivel de metabolización del desflurano es tan sólo del 0,02% y no es nefrotóxico en humanos.

 

Farmacodinámica

A nivel del sistema cardiovascular se ha comprobado que el aumento de la concentración inspirada de desflurano ocasiona un aumento de la actividad simpática, con el consiguiente aumento de la frecuencia cardiaca y de la presión arterial media. Sin embargo, si se utilizan fármacos que atenúan la respuesta simpática, como clonidina, esmolol o fentanil, se reduce la activación simpática. Las resistencias vasculares sistémicas y la presión arterial media disminuyen dependiendo de la reducción de la dosis. Produce menos depresión miocárdica que los demás anestésicos y no sensibiliza el miocardio a la acción de las catecolaminas. Produce un descenso de las resistencias vasculares sistémicas, al tiempo que aumenta la frecuencia cardiaca y no se modifica el gasto cardiaco.

A nivel del sistema respiratorio el  desflurano produce un aumento de la frecuencia respiratoria y una reducción del volumen circulante que es dosis-dependiente. A concentraciones inspiratorias altas es un irritante potente de la vía aérea, por lo que no debe utilizarse en la inducción anestésica.

En el sistema nervioso central produce una disminución de la resistencia vascular cerebral y un aumento del flujo sanguíneo cerebral. Desflurano es un vasodilatador cerebral que debería utilizarse con precaución en pacientes con presión intracraneal elevada. No presenta actividad epileptiforme.

Por último, se ha comprobado que desflurano deprime la función neuromuscular y potencia el efecto de los relajantes neuromusculares.

En conclusión, desflurano tiene una solubilidad muy reducida por lo que produce una inducción y un despertar rápido. Su marcada estabilidad explica la ausencia de toxicidad, aunque dado el efecto irritante que ejerce sobre las vías aéreas, no se aconseja su uso en la inducción anestésica. En cambio, suele emplearse ampliamente en procedimientos que se realizan de forma ambulatoria.

 

Bibliografía recomendada

 

  1. Stoelting R K. Pharmacology and Physiology in Anesthetic Practice. (2ª edición). J.B. Lippincott Company. Philadelphia 1991 ; pág : 33-61.

  2. Marshall BE, Longnecker DE. General Anesthetics. En "Goodman and Gilman. The Pharmacological basis of therapeutics (9ª edición)". McGraw-Hill. New York 1996 ; pág : 307-330.

  3. Stevens WC, Kingston HG. Inhalation Anesthesia. En "Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK. Clinical Anesthesia" (3ª edición ). Lippincott-Raven. Philadelphia 1997 ; pág 359-383.

  4. Morgan GE, Mikhail MG. Inhalational Anesthetics. En "Clinical Anesthesiology" (2ª edición). Appleton Lange. Stamford 1996 ; pág 109-127.

  5. Stephan O, Fiedler MD. Volatile Anesthetics. En "Anesthesia Secrets"(1ª edición). Hanley Belfus .Philadelphia 1996 ;51-56.

  6. Juvin P, Vadam C, Malek L, Dupont H, Marmuse JP, Desmonts JM. Postoperative recovery after desflurane, propofol, or isoflurane anesthesia among morbidly obese patients: a prospective, randomized study. Anesth Analg 2000; 91: 714-719.

  7. Suttner SW, Schmidt CC, Boldt J, Huttner I, Kumle B, Piper SM. Low-flow desflurane and sevoflurane anesthesia minimally alter hepatic integrity and function in elderly patients. Anesth Analg 2000; 91: 206-212.