UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar ANESTHESIE BIJ AANDOENINGEN VAN DE HERSENEN. door. Robin VAES

UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2011 2012 ANESTHESIE BIJ AANDOENINGEN VAN DE HERSENEN door Robin VAES Promotor: Dierenarts Tim Waelbers Medepromotor: Prof. dr. Ingeborgh Polis Literatuurstudie in het kader van de Masterproef

UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2011 2012 ANESTHESIE BIJ AANDOENINGEN VAN DE HERSENEN door Robin VAES Promotor: Dierenarts Tim Waelbers Medepromotor: Prof. dr. Ingeborgh Polis Literatuurstudie in het kader van de Masterproef

De auteur en de promotoren geven de toelating deze studie als geheel voor consultatie beschikbaar te stellen voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van gegevens uit deze studie. Het auteursrecht betreffende de gegevens vermeld in deze studie berust bij de promotoren. Het auteursrecht beperkt zich tot de wijze waarop de auteur de problematiek van het onderwerp heeft benaderd en neergeschreven. De auteur respecteert daarbij het oorspronkelijke auteursrecht van de individueel geciteerde studies en eventueel bijbehorende documentatie, zoals tabellen en figuren. De auteur en de promotoren zijn niet verantwoordelijk voor de behandeling en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd en beschreven zijn.

VOORWOORD Deze literatuurstudie is geschreven in het kader van de Masterproef van de opleiding Diergeneeskunde. Vooraleer de literatuurstudie aan te vatten had ik graag enkele mensen in het bijzonder bedankt voor het mogelijk maken van deze literatuurstudie. Om te beginnen een bijzonder dankwoord aan mijn promotor dierenarts Tim Waelbers voor de goede begeleiding. Bedankt voor het in goede banen leiden van deze literatuurstudie. Een vlotte communicatie met snel antwoord op mijn vragen maakte het zeer aangenaam werken. Je raad en advies hebben me heel erg vooruitgeholpen bij het schrijven van deze literatuurstudie. Ook een bijzonder dankwoord aan mijn co-promotor professor Ingeborgh Polis voor de goede begeleiding. Bedankt voor het immer snelle antwoord op mijn vragen, het controleren van mijn werk, en aanbrengen van zeer bruikbare tips en opmerkingen. Ook zeker een speciaal dankwoord aan mijn ouders. In het bijzonder om me de mogelijkheid te geven deze opleiding waarin dit werk kadert te kunnen volgen. En meer specifiek met betrekking tot deze literatuurstudie, voor hun raad en advies bij het nalezen van dit verslag. Verder wil ik ook graag mijn broer Kristof, en mijn vriendin Marieke bedanken, mijn steun en toeverlaten.

INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING... 1 INLEIDING PROBLEEMSTELLING... 2 LITERATUURSTUDIE: ANESTHESIE BIJ HERSENAANDOENINGEN.. 3 1. INTRACRANIËLE FYSIOLOGIE. 3 1.1. CEREBRALE BLOEDVLOEI (CBF = CEREBRAL BLOOD FLOW). 3 1.1.1. De arterieel systemische bloeddruk (MAP = Mean Arterial Pressure) 4 1.1.2. De partieel arteriële CO 2 -spanning (P a CO 2 ) 5 1.1.3. De partieel arteriële O 2 -spanning (P a O 2 ). 7 1.1.4. Pathologisch hersenweefsel.. 8 1.1.5. De intracranieel extracellulaire ph 9 1.1.6. Het hersenmetabolisme. 9 1.1.7. Innervatie van de cerebrale bloedvatwand.. 9 1.1.8. Anesthetica.. 9 1.2. INTRACRANIËLE DRUK (ICP = INTRACRANIAL PRESSURE)... 10 1.2.1. Fysiologisch intracraniële druk 10 1.2.2. Stijgingen van de intracraniële druk door ruimte-innemende processen..10 1.2.3. Specifieke invloed van de cerebrale bloedvloei op de intracraniële druk. 11 1.2.4. Pathologisch verhoogde intracraniële druk... 13 2. HERSENAANDOENINGEN 14 2.1. TRAUMATISCHE HERSENLETSELS 14 2.1.1. Invloeden op intracraniële parameters... 14 2.1.2. Anesthetisch protocol 15 2.2. VERHOOGDE INTRACRANIËLE DRUK: RUIMTE-INNEMENDE PROCESSEN..16 2.2.1. Invloeden op intracraniële parameters.. 16 2.2.2. Anesthetisch protocol 16 2.3. EPILEPSIE.. 17 2.3.1. Invloeden op intracraniële parameters.. 17 2.3.2. Anesthetisch protocol 17 3. REDEN TOT ANESTHESIE.. 18 4. ANESTHETICA.19 4.1. PREMEDICATIE. 20 4.1.1. Fenothiazines. 20 4.1.1.1. Farmacologische situering en werkingsmechanisme.. 20 4.1.1.2. Antidopaminergische werking.. 20 4.1.1.3. Antinoradrenergische werking.21 4.1.1.4. Rechtstreekse inwerking op het hersenparenchym. 21 4.1.1.5. Indirecte werking op de intracraniële fysiologie 22 4.1.2. α 2 -adrenerge agonisten 22 4.1.2.1. Farmacologische situering en werkingsmechanisme.. 22 4.1.2.2. Rechtstreekse inwerking op het hersenparenchym. 23 4.1.2.3. Indirecte inwerking op de intracraniële fysiologie: cardiovasculair 23 4.1.2.4. Indirecte inwerking op de intracraniële fysiologie: respiratoir.25 4.1.2.5. Antidotering.25 4.1.3. Benzodiazepines... 25 4.1.3.1. Farmacologische situering en werkingsmechanisme.. 25 4.1.3.2. Invloed op de intracraniële fysiologie. 25 4.1.4. Opiaten 26 4.2. INJECTIE-ANESTHETICA 27 4.2.1. Barbituraten 27 4.2.2. Propofol...28 4.2.3. Alfaxalone...29 4.2.4. Ketamine. 29 4.3. INHALATIE-ANESTHETICA. 30 4.3.1. Algemene werking. 30 4.3.2. Isofluraan.31 4.3.3. Sevofluraan.32 4.3.4. Desfluraan...32 BESPREKING...33 REFERENTIELIJST.34

SAMENVATTING Vooraleer te kunnen uitwijden over anesthesie bij hersenaandoeningen is het van belang een goede kennis te hebben van de normale intracraniële fysiologie. Daarom zal deze literatuurstudie aanvatten met een samenvattend overzicht van de belangrijkste aspecten van de intracraniële fysiologie. Hierbij wordt een breed scala van parameters besproken, welke allen een invloed hebben op de complexe regulatiemechanismen van de intracraniële fysiologie. Binnen deze literatuurstudie wordt het behoud van een adequate cerebrale perfusie (cerebral bloodflow = CBF) beschouwd als het belangrijkste setpoint voor de regulatiemechanismen. Veruit het belangrijkste regulatiemechanisme is de autoregulatie, hierbij wordt de cerebrale bloedvloei constant gehouden ongeacht schommelingen van de arteriële bloeddruk. Ook wordt de invloed van de P a CO 2 en de P a O 2 op de cerebrale perfusie besproken. Gezien de hoge metabolische activiteit van het hersenparenchym gaan wijzigingen van deze parameters namelijk gepaard met wijzigingen van de cerebrale perfusie. Verder wordt er ook een paragraaf gewijd aan de wijzigingen van de cerebrale bloedvloei die optreden ten gevolge van het pathologisch ontaarden van het hersenparenchym, het hersenmetabolisme, de innervatie van de cerebrale bloedvatwand en anesthetica. Een ander aspect van de intracraniële fysiologie dat in deze literatuurstudie zal worden beschreven is de intracraniële druk (intracranial pressure= ICP). Doordat de intracraniële weefsels zich in een ruimtelijk beperkte schedelholte bevinden gaat uitzetting van de intracraniële inhoud gepaard met complicaties. Een beperkte toename van het intracraniële volume is mogelijk mits verplaatsing van een hoeveelheid veneus bloed, en/of cerebrospinaal vocht. Verdere uitzetting van de intracraniële inhoud gaat gepaard met een toename van de intracraniële druk. In deze literatuurstudie zal aandacht besteed worden aan het pathologisch verhogen van de intracraniële druk. Hierbij wordt een onderdeel gewijd aan de druktoename ten gevolge van ruimte-innemende processen (zoals intracraniële tumoren). Verder wordt ook de relatie tussen de intracraniële druk en de cerebrale bloedvloei toegelicht. De intracraniële fysiologie die in het eerste deel van de literatuurstudie wordt beschreven kan door verschillende pathologische processen worden aangetast. In het tweede deel van deze literatuurstudie worden dan ook enkele van de meest courant voorkomende intracraniële pathologische processen in de diergeneeskunde toegelicht. Het gaat voornamelijk over traumatische hersenletsels (vb: na aanrijding door een auto), aandoeningen die gepaard gaan met een verhoogde intracraniële druk (vb: intracraniële tumoren, bloedingen, ontstekingen, etc.) en epilepsie. Voor elk van deze aandoeningen wordt aangehaald welke invloed ze hebben op de intracraniële fysiologie, en wordt het anesthetisch protocol voor deze patiënten besproken. In een volgend stukje wordt kort aangehaald waarom patiënten met een aandoening van de hersenen zich kunnen aanbieden voor anesthesie. Ook anesthetica kunnen een invloed uitoefenen op de intracraniële fysiologie, deze invloed verschilt van anestheticum tot anestheticum. In het laatste onderdeel van deze literatuurstudie zal daarom een overzicht gegeven worden van de meest courant gebruikte anesthetica binnen de diergeneeskunde. Dit omvat de premedicatie (fenothiazines, α 2 -adrenerge agonisten, benzodiazepines, opiaten), injectie-anesthetica (barbituraten, propofol, alfaxalone, ketamine) en inhalatie-anesthetica (isofluraan, sevofluraan, desfluraan). Van elk anestheticum wordt de invloed op de intracraniële fysiologie beschreven. Trefwoorden: Anesthesie Fysiologie Hersenen Hersenperfusie Intracraniële druk

INLEIDING PROBLEEMSTELLING In de diergeneeskunde presenteren zich regelmatig patiënten met aandoeningen van de hersenen. Enkele van de meest frequent voorkomende aandoeningen zijn traumatische hersenletsels (bijvoorbeeld na aanrijding door een auto), aandoeningen gepaard gaande met stijgingen van de intracraniële druk (waarbij we zeker denken aan intracraniële tumoren, bloedingen, ontstekingen, en andere ruimte-innemende processen), en epilepsie. Deze patiënten kunnen om diverse redenen aangeboden worden voor anesthesie. In enkele gevallen is dit in het kader van neurochirurgie. Meer courant gaat het echter om diagnostische redenen (beeldvorming: CT/MRI). En een enkele keer voor therapeutische redenen (controleren van een patiënt in status epilepticus). Gezien de diverse invloeden van de verschillende intracraniële aandoeningen op de intracraniële fysiologische parameters (voornamelijk op de cerebrale bloedvloei, intracraniële druk, en hersenmetabolisme) dient het anesthetisch protocol afgestemd te worden op elke specifieke neurologisch patiënt. Verschillende anesthetica oefenen namelijk eveneens een verschillende invloed uit op deze intracraniële fysiologische parameters. Op deze manier wordt door middel van een weloverwogen keuze van het anesthetisch protocol geprobeerd de pathologische wijzigingen van de intracraniële parameters te corrigeren en te normaliseren. 2

LITERATUURSTUDIE: ANESTHESIE BIJ AANDOENINGEN VAN DE HERSENEN 1. INTRACRANIËLE FYSIOLOGIE De intracraniële fysiologie omvat een uitgebreid scala aan parameters, welke allen een invloed op elkaar uitoefenen. Het lichaam tracht hierbij zijn homeostatisch evenwicht te behouden. Tijdens de anesthesie van een patiënt met een hersenaandoening is het van belang een goede kennis te hebben van de verschillende parameters met een invloed op de intracraniële fysiologie, alsook van hun onderlinge interacties. Het monitoren en evalueren van bepaalde parameters van zulke patiënt biedt vaak meer voordelen dan het interfereren met farmaca (Walters, 1998a). Dit complex geheel zal in onderstaande literatuurstudie benaderd worden vanuit twee belangrijke perspectieven: 1.1. In functie van het behoud van een constante cerebrale bloedvloei. 1.2. In functie van het behoud van een fysiologische intracerebrale druk. 1.1. CEREBRALE BLOEDVLOEI (CBF = CEREBRAL BLOOD FLOW) Een eerste beschouwing van de intracraniële parameters kan gebeuren in functie van het constant proberen te houden van de cerebrale bloedvloei. Daar hersenweefsel een metabolisch veeleisend weefsel is, is een optimale doorbloeding onontbeerlijk. De hersenen ontvangen onder fysiologische omstandigheden 15% van de cardiac output, en de cerebrale bloedvloei is onderhevig aan een strenge regulatie (Greene, 2010). Deze zorgt ervoor dat er ten allen tijde een constante cerebrale doorbloeding aanwezig is (Ainslie en Ogoh, 2009) en berust op alteraties in vasculaire tonus. Verschillende parameters oefenen een invloed uit op deze vasculaire tonus, en beïnvloeden hierdoor de cerebrale bloedvloei (Lassen, 1959; Ainslie en Ogoh, 2009; Greene, 2010). De belangrijkste parameters zullen in de onderstaande paragrafen nader besproken worden, namelijk: 1.1.1. De arterieel systemische bloeddruk (MAP = Mean Arterial Pressure), 1.1.2. De partieel arteriële CO 2 -spanning (P a CO 2 ), 1.1.3. De partieel arteriële O 2 -spanning (P a O 2 ), 1.1.4. Pathologisch hersenweefsel, 1.1.5. De intracranieel extracellulaire ph, 1.1.6. Het hersenmetabolisme, 1.1.7. Innervatie van de cerebrale bloedvatwand, 1.1.8. Anesthetica. Op basis van het soort inwerking dat deze parameters op de vasculaire tonus uitoefenen kan er een onderverdeling gemaakt worden in 3 types van regulatiemechanismen: 1. Een eerste regulatiemechanisme is het mechanische regulatiemechanisme. Het is gebaseerd op een mechanische inwerking op de vasculaire tonus, en berust op veranderingen in arteriële bloeddruk (MAP) (Lassen, 1959; Ainslie en Ogoh, 2009). 2. Een volgend mechanisme is het chemische regulatiemechanisme, dat voornamelijk aangedreven wordt door veranderingen in P a CO 2, en in mindere mate door de P a O 2 (Lassen, 1959; Ainslie en Ogoh, 2009). 3. Een laatste regulatoire invloed gebeurt door de vasculaire innervatie. Hieromtrent bestaat er echter enige controverse (Lassen, 1959; Greene, 2010). 3

Het gecombineerd effect van bovenstaande regulatiemechanismen resulteert via de inwerking op de cerebrale vasculaire tonus in een vrij strikt gereguleerde bloedvloei naar de hersenen (Ainslie en Ogoh, 2009). In het humane lichaam dat geen inspanningen levert bedraagt de cerebrale perfusie 50 tot 55 ml per 100 gram hersenweefsel per minuut (Lassen, 1959). Walters (1998a) beschouwt waarden tot 45 ml nog als fysiologisch, en vermeldt dat dalingen van de cerebrale bloedvloei tot minder dan 18-20 ml per 100 gram hersenweefsel per minuut leiden tot falen van de neurologische functie. 1.1.1. De arterieel systemische bloeddruk (MAP = Mean Arterial Pressure) Een eerste belangrijke parameter voor de regulatie van de cerebrale bloedvloei is de arterieel systemische bloeddruk. Een voornaam aspect in het tot stand komen van een constante cerebrale bloedvloei is namelijk het autoregulatiemechanisme. Dit garandeert het behoud van een optimale perfusie, ongeacht wijzigingen in arteriële systemische bloeddruk (Greene, 2010). Wanneer er wijzigingen in systemische bloeddruk worden waargenomen ter hoogte van de cerebrale bloedvaten zal het autoregulatiemechanisme via mechanische controle over de cerebraal vasculaire tonus zorgen voor een constante bloedvloei naar de hersenen. Deze mechanische controle is enkel afhankelijk van bloeddrukwijzigingen, en ondervindt geen invloed van chemische en metabole factoren (Peterson et al., 2011). Het autoregulatiemechanisme representeert aldus de hoger beschreven mechanische regulatie van de cerebrale vasculaire tonus. Bayliss (1902) toonde aan dat deze directe mechanische controle bekomen wordt door inwerking op de gladde spierlaag van de bloedvatwand. Bij systemische hypotensie resulteert dit in een cerebrale vasodilatatie waardoor eenzelfde bloedvloei naar de hersenen kan behouden blijven. Omgekeerd zal hypertensie opgevangen worden door een cerebrale vasoconstrictie (Lassen, 1959; Len en Neary, 2010). Het feit dat neurale inwerkingen (zowel sympatische als parasympatische) geen invloed hebben op de relatie tussen de systemische bloeddruk en de vasculaire tonus toont aan dat het gaat om autoregulatie (Lassen, 1959). Autoregulatie is echter enkel werkzaam bij een arteriële systemische bloeddruk van 50 tot 150 mmhg (Panerai, 1998; Len en Neary, 2010). Deze beperking berust op het feit dat de wijzigingen in vasculaire tonus gelimiteerd zijn. Bij waarden lager of hoger dan 50 tot 150 mmhg zijn de cerebrale bloedvaten niet meer in staat nog verder te dilateren, respectievelijk te contraheren (Panerai, 1998). Verdere toe- of afname van de systemische bloeddruk zal dan ook snel resulteren in een sterke stijging, respectievelijk daling van de cerebrale bloedvloei (Len en Neary, 2010). De cerebrale bloedvloei is in deze situaties een volledige reflectie van de systemische bloeddruk (Walters, 1998a). Dit fenomeen is voorgesteld in figuur 1. 4

100 75 CBF (ml/100g/min) 50 25 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 MAP (mmhg) Figuur 1: Verband tussen de gemiddelde arteriële systemische bloeddruk (MAP) en de cerebrale bloedvloei (CBF). Wanneer de gemiddelde bloeddruk varieert tussen 50 en 150 mmhg, is er een autoregulatiemechanisme werkzaam dat de cerebrale bloedvloei op een constant niveau handhaaft. Bij waarden buiten dit bereik wordt de CBF afhankelijk van de MAP. (Naar Len en Neary, 2010) Wanneer vasoactieve farmaca toegediend worden bereiken deze eveneens de cerebrale circulatie. Vasodilatoren (vb: acetazolamide, nitroglycerine, nitroprusside, hydralazine, calciumkanaalblokkers) werken direct in op de lokale bloedvatwand waardoor een cerebrale vasodilatatie tot stand komt, die afhankelijk van de heersende MAP een invloed zal hebben op de CBF. Vasopressoren (vb: fenylefrine, epinefrine, norepinefrine, dopamine) daarentegen hebben geen directe invloed op de bloedvatwand, maar enkel een indirecte invloed door hun systemisch effect op de MAP. Wanneer de MAP onder de waarden van autoregulatie zakt, kunnen vasopressoren de CBF weer doen toenemen door hun systemische bloeddrukstijging (Greene, 2010). 1.1.2. De partieel arteriële CO 2 -spanning (P a CO 2 ) Daar waar de autoregulatie bloeddrukveranderingen neutraliseert op basis van een mechanische controle over de cerebrale vasculaire tonus, heeft de stijging in P a CO 2 een rechtstreekse chemische inwerking op de bloedvaten (Lassen, 1959). Deze berust op een prostaglandine- en stikstofoxide gemedieerd proces dat een vasodilatatie teweegbrengt. De CO 2 -geïnduceerde wijzigingen in cerebrale weefsel-ph liggen aan de basis van dit mechanisme (Greene, 2010). Omgekeerd zal een daling van de P a CO 2 -waarden een cerebrale vasoconstrictie tot stand brengen. Hoewel dit eveneens kan beschouwd worden als een afname van de reeds bestaande vasculaire contractie, eerder dan een actieve constrictie (Lassen, 1959). Net zoals de mechanische autoregulatie (zie paragraaf 1.1.1.) wordt ook de chemische regulatie niet beïnvloed door vasculaire innervatie, aangezien CO 2 een rechtstreekse inwerking heeft op de spierlaag van de bloedvatwand (Lassen, 1959). 5

Adaptatie van de vasculaire tonus ten gevolge wijzigingen in P a CO 2 zijn mogelijk tussen 20 en 80 mmhg P a CO 2. Binnen deze grenzen bestaat er een lineair verband tussen de wijzigingen in P a CO 2 en de overeenkomstige veranderingen in CBF (Harvey et al., 2007). Een stijging van 1 mmhg in arteriële CO 2 spanning gaat hierbij gepaard met een stijging van de cerebrale bloedvloei van 3 tot 5 procent (Akça, 2006). Deze relatie wordt voorgesteld in figuur 2. De lineaire correlatie verdwijnt wanneer de P a CO 2 -waarden onder 25 mmhg zakken, of boven 80 mmhg stijgen, dan gaat de grafiek beiderzijds over in een plateaufase en resulteren wijzigingen in P a CO 2 niet meer in scherpe wijzigingen van de bloedvloei (Akça, 2006). Deze correlatie toont aan dat de P a CO 2 een belangrijke rol heeft als gevoelige regulator van de CBF, die reeds op kleine veranderingen snel reageert (Ogoh et al., 2009; Len en Neary, 2010). De veranderingen in cerebrale bloedvloei worden bij inhalatie van hoge concentraties aan CO 2 reeds waargenomen na 6 seconden (Ogoh et al., 2009). De reactiegevoeligheid van de CBF ten gevolge wijzigingen in CO 2 -spanning ligt aldus veel hoger dan deze ten gevolge van bloeddrukwijzigingen (Len en Neary, 2010). De partieel arteriële CO 2 -spanningen worden geregistreerd door centrale chemoreceptoren die vervolgens de ademhaling regelen, om alzo de P a CO 2 -waarden op peil te houden. De ventilatie beïnvloedt op deze indirecte manier de cerebrale bloedvloei (Ogoh et al., 2009). Hypoventilatie leidt tot hypercapnie, waardoor een intracraniële vasodilatatie ontstaat. Omgekeerd zal hyperventilatie zorgen voor hypocapnie en een cerebrale vasoconstrictie (Lassen, 1959; Ogoh et al., 2009). De CO 2 weefselconcentraties in de hersenen oefenen echter ook een regulerende invloed uit op het ademhalingsstelsel. Een sterke stijging van de CO 2 -weefselconcentraties van het hersenparenchym zet hierbij aan tot hyperventilatie. Deze wisselwerking tussen de ventilatie van het ademhalingsstelsel, de P a CO 2 en de CO 2 weefselconcentraties in de hersenen resulteert in het behoud van de intracraniële homeostase. (Lassen, 1959; Ogoh et al., 2009). Omtrent de reden tot chemische regulatie van de cerebraal vasculaire tonus bestaan volgende twee hypothesen: 1. Een eerste hypothese berust op het feit dat CO 2 een toxische inwerking heeft op het hersenweefsel. Zowel verhoogde als verlaagde cerebrale concentraties aan CO 2 resulteren in een malfunctie van het weefsel en leiden snel tot neurale symptomen zoals depressie, verwarring en coma (Lassen, 1959). Om deze verschijnselen te vermijden tracht het lichaam met behulp van homeostatische controle de cerebrale CO 2 -waarden binnen fysiologische grenzen te houden (Lassen, 1959). 2. Een andere hypothese is gebaseerd op het cerebrale oxidatief metabolisme. Aangezien CO 2 hierbij het voornaamste afvalproduct is, vormt het door zijn chemische invloed op de cerebrale bloedvaten een autoregulatie voor het metabolisme (Lassen, 1959; Ogoh et al., 2009). Een metabolismestijging levert hogere concentraties aan CO 2 op, die door de vasodilatatie beter afgevoerd kunnen worden. Andersom zal een daling van het metabolisme verhinderen dat het CO 2 niveau te sterk daalt door een vasoconstrictie te veroorzaken (Lassen, 1959). 6

Vasoconstrictie Vasodilatatie CBF (ml/100g/min) 0 20 40 60 80 100 120 P a CO 2 (mmhg) Figuur 2: Verband tussen de partieel arteriële CO 2-spanning en de cerebrale bloedvloei. Wijzigingen in P aco 2 tussen 20 en 80 mmhg resulteren in lineair evenredige adaptaties van de cerebrale bloedvloei ten gevolge de chemische inwerking op de cerebraal vasculaire tonus (bovenaan weergegeven in rood). Bij P aco 2-waarden buiten dit bereik stagneert de CBF op een plateaufase. (Naar Leece, 2007) 1.1.3. De partieel arteriële O 2 -spanning (P a O 2 ) Naast CO 2 is ook O 2 een belangrijk bloedgas wanneer het op de regulatie van cerebrale bloedvloei aankomt. Zuurstof is namelijk een belangrijke nutriënt voor het neurale weefsel. De cerebraal metabolische behoefte aan zuurstof wordt als Cerebral Metabolic Requirement for Oxygen = CMRO 2 uitgedrukt (Harvey et al., 2007). Het is de cerebrale bloedvloei (CBF) die instaat voor de aanvoer van arterieel zuurstofrijk bloed. Zijn partieel arteriële zuurstofspanning (P a O 2 ) vertaalt zich intracranieel in de partiële O 2 -spanning van het hersenweefsel (P br O 2 ). Studies wijzen uit dat deze zuurstofconcentraties in het hersenweefsel een regulatiemechanisme aandrijven waardoor de cerebrale bloedvloei gecorreleerd wordt aan het cerebrale zuurstofniveau (Ogoh et al., 2009). Ernstige dalingen van de arteriële zuurstofspanning veroorzaken hierbij een intracraniële vasodilatatie, gepaard gaande met een enorme stijging van de cerebrale perfusie. Volgens Ainslie en Ogoh (2009) bedraagt de drempelwaarde waaronder dit optreedt 40-45 mmhg. Greene (2010) vernoemt 60 mm Hg reeds als kritische waarde (zie figuur 3). In de meeste literatuur echter wordt 50 mm Hg als gemiddelde hypoxische grens gehanteerd (Walters, 1998a; Harvey et al., 2007). Initieel leiden milde hypoxische condities slechts tot een geringe stijging van de bloedvloei ten gevolge milde dilatatie (Greene, 2010). Het zijn voornamelijk dalingen van de P a O 2 -concentraties die van regulatoir belang zijn (Harvey et al., 2007), aangezien stijgingen slechts tot een geringe vasoconstrictie leiden (Lassen, 1959). 7

Onder hypoxie zal de ademhaling worden opgevoerd teneinde de fysiologische P a O 2 -concentraties te herstellen. Aangezien tijdens respiratie eveneens CO 2 wordt uitgescheiden zal dit compensatiemechanisme leiden tot hypocapnie (Ainslie en Ogoh, 2009). Onder hypoxische omstandigheden zal deze hypocapnie echter niet leiden tot een cerebrale vasoconstrictie zoals hoger werd uitgelegd in 1.1.2. Hierdoor kan een efficiënte bloedvloeistijging naar de hersenen tot stand komen (Lassen, 1959). Dit alles treedt echter pas op wanneer de hypoxie reeds enkele dagen aanhoudt, en zal bijgevolg van geen enkel belang zijn tijdens anesthesie. Voor de chemische regulatie van de vasculaire tonus kan dus gesteld worden dat de invloed van CO 2 belangrijker is als deze van O 2 (Ainslie en Ogoh, 2009). 125 100 CBF (ml/100g/min) 75 50 25 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 PaO2 (mmhg) Figuur 3: Verband tussen de partieel arteriële O 2-spanning en de cerebrale bloedvloei. Vanaf zuurstofspanningen lager dan de drempelwaarde van 60 mmhg zal intracerebrale vasodilatatie leiden tot een snelle stijging van de cerebrale bloedvloei. Bij hogere waarden behoudt de CBF zijn fysiologisch niveau. (Naar Greene, 2010) 1.1.4. Pathologisch hersenweefsel In deze literatuurstudie zal een hoofdstuk gewijd worden aan de gevolgen van intracraniële pathologische aandoeningen op de intracraniële fysiologie. Specifiek met betrekking tot de cerebrale bloedvloei kan vermeld worden dat de doorbloeding van pathologisch aangetast hersenweefsel (bijvoorbeeld neoplastisch) volledig onafhankelijk wordt van de hoger beschreven regulatiemechanismen. Hierdoor kan er in deze pathologische gebieden een volledige vasodilatatie optreden, waardoor de cerebrale bloedvloei zich preferentieel naar deze gebieden zal herverdelen (Harvey et al., 2007). Wanneer de cerebrovasculaire reactiviteit het laat afweten spreken we echter reeds van ernstige aandoeningen met gereserveerde prognose (Len en Neary, 2010). 8

1.1.5. De intracranieel extracellulaire ph Over de invloed van de ph op de vasculaire tonus bestaat enige controverse. Meest beschreven is het optreden van een matige vasoconstrictie ten gevolge van alkalose, en een vasodilatatie bij acidose (Lassen, 1959). De weefsel cerebrale concentraties aan CO 2 hebben een belangrijke invloed op de zuurtegraad (Lassen, 1959). De regulatie van de cerebrale CO 2 weefselconcentraties vormt de basis van het behoud in cerebrale ph (Ogoh et al., 2009). 1.1.6. Het hersenmetabolisme Zoals in elk orgaan zal in de hersenen een verhoogde activiteit gepaard gaan met een toename in bloedvloei naar het weefsel (Greene, 2010). Dit gebeurt op basis van de reeds hoger beschreven invloed op de vasculaire tonus. Het metabolisme kan beschouwd worden als de drijfveer achter de chemische regulatie van de cerebraal vasculaire tonus. Het oxidatief metabolisme van het hersenweefsel vereist een continue aanvoer van verse metabolieten, en een continue afvoer van cellulaire afvalstoffen (Peterson et al., 2011). Er zijn meerdere factoren met een chemische inwerking op de cerebrale vasculaire bloedvatwand. Hieronder zullen de belangrijksten aangehaald worden: - Een belangrijke drijfveer achter dit mechanisme is de CO 2 -weefselconcentratie (Lassen, 1959). Het is echter niet de concentratie aan CO 2 zelf, maar de hierdoor opgewekte veranderingen in H + ionenconcentraties (ph) die regulerend werken op de vasculaire tonus (Peterson et al., 2011). - Hoewel hersenweefsel tot de meest zuurstof-eisende weefsels behoort is zuurstof niet de drijvende kracht achter de chemische regulatie van de cerebrale vasculaire tonus (Peterson et al., 2011). - Ook glucosetekort heeft geen directe chemische inwerking op de bloedvatwand. Zowel zuurstof, als glucose worden geacht hun invloed uit te oefenen via andere metabolieten waarvan adenosine en NO de belangrijkste zijn (Peterson et al., 2011). 1.1.7. Innervatie van de cerebrale bloedvatwand Ook over de invloed van innervatie van de cerebrale bloedvezels bestaat er enige controverse. De aanwezigheid van zenuwvezels in de bloedvatwand suggereert enige invloed op de regulatie van de bloedvloei. Deze invloed is echter gering tot onbestaande (Lassen, 1959). 1.1.8. Anesthetica Eén van de mogelijke effecten van anesthetica is een inwerking op de regulatiemechanismen van de cerebrale bloedvloei (Greene, 2010). Algemeen kan gesteld worden dat anesthetica een suppressief effect uitoefenen op het cerebrale metabolisme (Walters, 1998a,b). Hierdoor zal dan ook, via de regulatiemechanismen, de bloedvloei naar de hersenen gereduceerd worden (Lassen, 1959). Ook wordt de cerebrale bloedvloei beïnvloed door anesthetica door hun inwerking op de arteriële bloeddruk, de P a CO 2, en de P a O 2 (Walters, 1998a). In hoofdstuk 2 van deze literatuurstudie zal dieper ingegaan worden op de mogelijke invloeden van de verschillende klassen van anesthetica op de intracraniële fysiologie. Bepaalde anesthetica zorgen voor het onderdrukken van het autoregulatiemechanisme (opvangen van schommelingen van de MAP), anderen zorgen voor een onderdrukking van de metabole regulatiemechanismen (CBF staat niet meer in relatie met de P a O 2 en voornamelijk P a CO 2 ). 9

1.2. INTRACRANIËLE DRUK (ICP = INTRACRANIAL PRESSURE) Bovenstaande regulatiemechanismen beoogden allen het behoud van een constante cerebrale bloedvloei. Een tweede beschouwing van de intracraniële homeostatische regulatie is deze in functie van het constant houden van de intracraniële druk. Dit wordt in dit hoofdstuk verder toegelicht. 1.2.1. Fysiologisch intracraniële inhoud en druk De intracraniële inhoud omvat verschillende weefseltypes, welke als volgt kunnen worden onderverdeeld: - Het hersenparenchym, - De cerebrospinale vloeistof (CSF=cerebrospinal fluid), - Het arteriële bloed, - Het veneuze bloed. Het aandeel aan hersenweefsel bedraagt hierbij 80%, de cerebrospinale vloeistof vult 10%, en de bloedmassa (arterieel samen met veneus) is goed voor 10% van het totaalvolume (Greene, 2010). De schedel vormt een beenderige bescherming rondom de intracraniële weefsels (Walters, 1998a). De aanwezigheid van bovenvermelde weefsels binnenin de rigide schedelholte creëert een bepaalde druk: de intracranial pressure (ICP). Een verandering in volume van één van de verschillende weefseltypes brengt een verandering van de intracraniële druk tot stand. Onder normale fysiologische omstandigheden varieert deze intracraniële druk tussen 0 en 10 mmhg (Walters, 1998a). 1.2.2. Stijging van de intracraniële druk door ruimte innemende processen De verschillende intracraniële pathologische processen worden in een volgend hoofdstuk besproken. Enkele van deze aandoeningen gaan echter gepaard met een stijging van de intracraniële druk en zijn dus reeds van belang voor dit hoofdstuk. Het gaat voornamelijk om neoplastische processen, oedemateuse zwellingen, haematomen, hoofdtraumata en andere ruimte innemende laesies (SOL s = space-occupying lesions) (Leece, 2007). Deze aandoeningen eisen ruimte op van de in volume beperkte schedelruimte. Initieel leidt dit tot een compensatoire weefselverplaatsing. De intracraniële inhoud kan immers opgesplitst worden in de verplaatsbare weefsels enerzijds, en de niet verplaatsbare anderzijds. Tot de niet verplaatsbare weefsels behoren het hersenparenchym en het arteriële bloedvolume. De verplaatsbare inhoud is het veneuze bloed samen met de cerebrospinale vloeistof. Laatstgenoemde fluida zijn verbonden met een extracranieel gelegen lagedruksysteem (de veneus systemische circulatie, respectievelijk het ruggenmergkanaal). Bij het optreden van ruimte innemende processen is er een verplaatsing van een gedeelte van deze weefsels vanuit de schedelholte naar het extracranieel gelegen lagedruksyteem mogelijk. Dit levert een geschikt compensatiemechanisme voor het behoud van de intracraniële druk bij ruimte innemende processen. De initieel optredende verplaatsing is echter beperkt. Na het overschrijden van de compensatielimiet zal een verdere ruimte inname gepaard gaan met een snelle stijging van de intracraniële druk (Walters, 1998a; Leece, 2007). Figuur 4 toont de relatie tussen de intracraniële druk en het intracranieel volume. Hierbij stelt fase 1 de compensatiefase voor, en fase 2 de exponentiële fase waarbij alle compensatiemechanismen zijn uitgeput. 10

In het onderste compartiment van de figuur wordt de intracraniële inhoud weergegeven onder fysiologische omstandigheden (links), en bij een toename van de intracraniële inhoud (rechts). ICP (mmhg) Fase 2 Fase 1 Intracranieel volume Volumetoename Figuur 4: Verband tussen het intracranieel volume en de intracraniële druk. De grafiek geeft de stijging van de intracraniële druk weer ten gevolge van de toename van de intracraniële inhoud. In een eerste fase vangen de compensatiemechanismen milde volumetoenamen op, tijdens fase 2 zijn deze mechanismen uitgeput en leidt verdere toename van intracranieel volume tot exponentiele druktoename. In de onderste figuren wordt een voorstelling gemaakt van een normale intracraniële vulling en druk (links), en een verhoogde intracraniële inhoud en druk (rechts). (Naar Walters, 1998a) 1.2.3. Specifieke invloed van de cerebrale bloedvloei op de intracraniële druk De twee benaderingswijzen (de cerebrale bloedvloei en de intracraniële druk) van waaruit de intracraniële parameters in deze literatuurstudie beschreven worden oefenen een belangrijke invloed uit op elkaar. Wijzigingen in de ene gaat gepaard met wijzigingen in de andere. Het intracranieel bloedvolume neemt 10% van de totale intracraniële inhoud in beslag (Greene, 2010). Wijzigingen in cerebrale bloedvloei berusten op alteraties van de vasculaire tonus door middel van vasodilatatie en vasocontrictie. Dit betekent wijzigingen in volume, wat op zijn beurt veranderingen in intracraniële druk teweegbrengen. Omgekeerd zal ook de intracraniële druk de cerebrale bloedvloei beïnvloeden door compressie van de bloedvaten. 11

Het verband tussen de gemiddeld arteriële bloeddruk en de intracraniële druk kan aan de hand van volgende formule duidelijk gemaakt worden (Armitage-Chan et al., 2007; Leece, 2007): CPP = MAP ICP De Cerebral Perfusion Pressure (CPP) is de druk waarmee het bloed onder fysiologische omstandigheden door de intracerebrale bloedvaten voortgestuwd wordt (Walters, 1998a). Zoals uit de formule af te lezen is, is de CPP het verschil van de arterieel systemische bloeddruk (MAP) en de tegendruk die deze systemische bloeddruk ondervindt door de intracraniële druk (ICP). De CPP is een determinerende factor voor de cerebrale bloedvloei (CBF) (Shardlow en Jackson, 2008). Hun onderlinge relatie wordt hieronder besproken. Uit de formule blijkt dat bij een constante ICP wijzigingen van de MAP gepaard gaan met wijzigingen van de CPP. Dit is verklaarbaar door het autoregulatiemechanisme van de cerebrale bloedvloei, en wijst op de invloed van de vasculaire weerstand op de cerebrale bloedvloei. Autoregulatie zorgt voor het behoud van eenzelfde CBF bij fysiologische variaties van de MAP tussen 50 en 150 mmhg (zie hoger). Wanneer de MAP stijgt zal er een vasoconstrictie optreden om de CBF te behouden. Wanneer eenzelfde CBF door een nauwer bloedvat stroomt levert dit een hogere perfusiedruk op (wet van Bernouilli). Vasculaire tonus kan ook worden beschouwd als de weerstand die de bloedvloei ondervindt in de intracerebrale bloedvaten, dit noemt men de Cerebral Vascular Resistance (CVR). De cerebrale bloedvloei kan dan beschouwd worden als de verhouding van de cerebrale perfusiedruk ten opzichte van de cerebrale vasculaire weerstand. Dit wordt uitgedrukt in de volgende formule (Mishra, 2002; Leece, 2007): CBF = CPP CVR Onder normale fysiologische omstandigheden bedraagt de cerebrale perfusiedruk 60-70 mm Hg. De MAP bedraagt zo n 70 à 80 mmhg, en de ICP varieert van 0 tot 10 mmhg (Walters, 1998a; Leece, 2007). Bij patiënten met een verhoogde intracraniële druk (>10 mmhg) is het raadzaam de CPP boven 70 mmhg trachten te behouden. Uit de eerste formule (CPP = MAP ICP) blijkt dat dit mogelijk is door de MAP op voldoende hoog niveau te houden (> 70 mmhg) (Leece, 2007). Dit geeft aan dat de MAP een belangrijke parameter is voor patiënten met intracranieel ruimte innemende processen. Monitoren van de bloeddruk is dan ook essentieel tijdens de anesthesie van zulke patiënten. Niet enkel wijzigingen in vasculaire tonus gaan gepaard met een verandering in de hoeveelheid intracranieel bloed. Een gehinderde veneuze afvoer vanuit de schedel veroorzaakt een intracraniële bloedopstapeling. Hierdoor treedt er een stijging van de intracraniële druk op. De veneuze retour kan onder meer gehinderd worden door een leiband die externe druk op de vena jugularis uitoefent, veneuze occlusies of door intraveneuze katheters (Leece, 2007). Bij patiënten met een risico op verhoogde intracraniële druk is het daarom raadzaam een optimale veneuze afvoer te vrijwaren door het correct positioneren van het hoofd. Deze positionering bestaat erin het hoofd steeds boven het niveau van het hart te houden, zodanig dat door zwaartekrachtwerking het bloed vlot naar het hart afvloeit (Walters, 1998a). Het opheffen van het hoofd moet echter beperkt worden tot een hoek van 30 graden die best niet overschreden wordt om veneuze luchtembolie te voorkomen (Harvey et al., 2007). 12

1.2.4. Pathologisch verhoogde intracraniële druk Patiënten met een pathologisch verhoogde ICP zullen dit tot uiting brengen in klinische tekens die beschreven zijn als: depressie, pupilveranderingen, veranderingen en abnormaliteiten in het ademhalings- en cardiovasculair patroon. Ook interne of externe herniatie van het hersenparenchym kan optreden (Walters, 1998a). Wanneer de ICP drastisch gestegen is kan dit leiden tot wat men noemt Cushing s triad waarbij een combinatie van drie zeer typische klinische verschijnselen optreden, zijnde: hypertensie, bradycardie en respiratoire veranderingen. Hypertensie is verklaarbaar aangezien het lichaam bij een verhoogde ICP de MAP zal opvoeren om zijn cerebrale perfusie (CPP) voldoende hoog te houden (zoals hoger beschreven CPP = MAP ICP). Dit gaat gepaard met secundaire cardiovasculaire problemen als hypertensie en bradycardie. Voor zulke patiënten is het belangrijk de CPP voldoende hoog trachten te houden, en de ICP proberen te doen afnemen. Daardoor zal de MAP weer kunnen afnemen, waardoor ook de secundaire cardiovasculaire klachten zullen afnemen (Mishra, 2002). Men kan de ICP op de volgende manieren trachten te verminderen (Harvey et al., 2007; Leece, 2007): - Zorgen voor een vlotte veneuze afvloei vanuit de hersenen. Hierbij speelt de vena jugularis een belangrijke rol, occlusie van deze vene dient ten allen tijde vermeden te worden (zie hoger). - Het hoofd opheffen boven het niveau van het hart (zie hoger). - Het systemisch volume beperken tot het noodzakelijke, en hypervolemie vermijden door middel van diuretica (furosemide, mannitol) (zie hoger). - Intraveneus lidocaïne. - Door middel van kunstmatige beademing (gebruikmakende van IPPV) kan de P a CO 2 -waarde laagnormaal gehouden worden. Normaalwaarde voor de hond bedraagt 37 mmhg. Lichte hyperventilatie waarbij de P a CO 2 -waarde daalt tot 30-35 mmhg zijn nog aanvaardbaar, en kan wenselijk zijn voor een patiënt met verhoogde ICP gezien het vasodilaterend effect van CO 2. Sterkere hyperventilatie tracht men echter te vermijden. Zoals reeds vermeld is het essentieel het hoog metabolisch hersenweefsel steeds van voldoende zuurstof te voorzien (zie hoger). Gezien bij een patiënt met een verhoogde intracraniële druk er geen ruimte is voor een verdere stijging van de cerebrale bloedvloei, is de zuurstofsaturatie van het arteriële bloed bij zulke patiënt uitermate belangrijk. Zuurstofsupplementatie is dan ook essentieel. Voorlopig wordt de ICP niet gemonitord tijdens anesthetische ingrepen. Een hulpmiddel om een idee te krijgen over de ICP is MRI (Magnetic Resonance Imaging) (Leece, 2007). 13

2. AANDOENINGEN VAN DE HERSENEN Ontwikkeling van een intracraniële pathologie heeft belangrijke implicaties voor de intracraniële fysiologie. Gezien de diversiteit van de pathogenese van de aandoeningen kan elk van deze aandoeningen verschillende invloeden uitoefenen. In volgend hoofdstuk wordt een opsomming gemaakt van enkele intracraniële aandoeningen. Deze bespreking gebeurt vanuit het belang voor de anesthesie. Hierbij worden vooreerst de invloeden op de fysiologische parameters besproken. Verder wordt er aandacht besteed aan de vereisten voor een aangepast anesthetisch protocol. Dit omvat de algemene aandachtspunten voor anesthesie. In het laatste hoofdstuk van deze literatuurstudie wordt verder ingegaan op de specifieke invloeden van verschillende anesthetica. 2.1. TRAUMATISCHE HERSENLETSELS Externe traumata kunnen leiden tot diverse letsels al naargelang de plaats van impact. Wanneer deze zich lokaliseert ter hoogte van het hoofd zal de schedel het grootste aandeel incasseren. Dit beperkt het voorkomen van fysieke schade aan het hersenweefsel. Andere, meer voorkomende gevolgen van traumata aan het hoofd zijn intracraniële zwellingen, bloedingen, hersenoedeem. 2.1.1. Invloeden op intracraniële parameters Traumatische hersentraumata leiden tot twee verschillende soorten letsels. De primair optredende letsels omvatten fysieke weefselschade, en treden reeds op bij het moment van impact. De secundaire letsels daarentegen zijn deze te wijten aan de pathologisch gewijzigde processen, en zijn voornamelijk te wijten aan intracerebrale zwellingen, gewijzigde bloedvloei en metabolisme. Secundaire letsels zijn gevoelig aan therapeutische inwerkingen (Werner en Engelhard, 2007). Deze intracraniële wijzigingen verschillen van plaats tot plaats binnen de schedelholte. Ook in functie van de tijd kunnen ze variëren (Cunningham en Menon, 2004). Aangezien traumatische letsels eveneens aanleiding kunnen geven tot intracraniële zwellingen en/of bloedingen kunnen ze eveneens leiden tot een verhoogde intracraniële druk (dit wordt besproken als een aparte aandoening, zie 2.2. Verhoogde intracraniële druk: ruimte-innemende processen). Wijzigingen van de cerebrale perfusie treden voornamelijk op in de zones van impact. Vlak na het trauma treedt er hier een reductie van de bloedvloei op. Deze reductie is verantwoordelijk voor secundair ischemische hersenschade (Cunningham en Menon, 2004; Werner en Engelhard, 2007). Ook een verhoogde cerebrale bloedvloei kan echter waargenomen worden (> 55 ml 100 gr -1 min -1 ). Cerebrale hyperperfusie is even nefast als hypoperfusie, gezien ze leiden tot een verhoogde intracraniële druk (Kelly et al., 1997). Het is echter belangrijk te onthouden dat elk van deze wijzigingen kan variëren binnen de tijd, en naargelang de intracraniële lokalisatie. Hierdoor kunnen interventies die de cerebrale perfusie op peil houden wel de algemene doorbloeding verzekeren, terwijl de regionale bloedvloei afhankelijk blijft van het pathologisch proces (Cunningham en Menon, 2004). 14

Traumatische hersenletsels kunnen zeer diverse invloeden uitoefenen op het lokaal metabolisme. Enkele mogelijkheden zijn: - Wijzigingen van de P a CO 2 en/of P a O 2 gaan niet meer gepaard met evenredige wijzigingen van de cerebrale bloedvloei (Werner en Engelhard, 2007). - Verminderde autoregulatie (Cunningham en Menon, 2004; Werner en Engelhard, 2007). Hierbij zou er een verhoging optreden van de ondergrens (op de grafiek van figuur 1 een verschuiving naar rechts). Welke de optimale cerebrale perfusiedruk nu werkelijk is ligt niet vast, wel is het zo dat een perfusiedruk groter dan 60 mmhg bij de meeste patiënten een voldoende cerebrale perfusie vrijwaart (Robertson, 2001). - Optreden van ischemie en secundaire neuronale celdood (mogelijk ten gevolge van de verminderde cerebrale perfusie) (Cunningham en Menon, 2004; Werner en Engelhard, 2007). 2.1.2. Anesthetisch protocol Gezien de daling van de cerebrale bloedvloei, en een verminderde autoregulatie is een algemeen systemische hypotensie te vermijden. Ook hypoxemie vergroot de kans op secundaire ischemische schade. Ondersteuning van de algemeen systemische bloeddruk (door middel van vloeistoftherapie), en zuurstofsupplementatie verminderen dan ook de risico s van patiënten met hersenletsels. Daarnaast zou de afgifte van zuurstof aan het hersenweefsel bevorderd worden door het instellen van een milde hemodilutie van zo n 30-35% (Leece, 2007). Hyperventilatie dient vermeden te worden aangezien de hierdoor verlaagde P a CO 2 aanleiding geeft tot cerebrale vasoconstrictie, en op deze manier de cerebrale bloedvloei verder doet afnemen. Er wordt echter gerapporteerd dat een initiële matige hyperventilatie de stabilisatie van deze patiënten zou bevorderen (Leece, 2007). Glucose is een belangrijke metaboliet voor het hersenmetabolisme, hyperglycemie verhoogt echter de neuronale schade van een patiënt met hersenletsels. Het gebruik van (cortico)steroïden is dan ook tegenaangewezen. Ook glucosebevattende vloeistoffen worden best vermeden als vloeistoftherapie (Leece, 2007). 15

2.2. VERHOOGDE INTRACRANIËLE DRUK: RUIMTE-INNEMENDE PROCESSEN 2.2.1. Invloeden op intracraniële parameters Veel intracraniële aandoeningen gaan gepaard met samenhangende pathologische verschijnselen. Zo kan zoals reeds eerder vermeld een patiënt met een hersentrauma door intracraniële bloedingen of zwellingen een verhoogde intracraniële druk ontwikkelen. Ook expansief groeiende tumoren, subarachnoïdale bloedingen, en andere ruimte-innemende processen leiden tot een toename van de intracraniële druk. Aangezien een verhoogd cerebraal bloedvolume een verhoging van de intracraniële totaalinhoud betekent, hoort ook chronische hypertensie tot deze klasse. Chronische hypertensie leidt namelijk tot het insufficiënt functioneren van de autoregulatie. De cerebrale perfusiedruk wordt afhankelijk van de MAP, wat leidt tot een verhoogde ICP. Volgens Cunningham en Menon (2004) zou een chronisch verhoogde MAP leiden tot het doorbreken van de tight-junction connectie van de cerebrale bloedvaten. Hierdoor treedt er extravasatie op, met cerebraal oedeem en verhoogde ICP tot gevolg. Ruimte-innemende processen werden reeds hoger aangehaald. Voor de algemene invloeden op de fysiologie wordt daarnaar verwezen. 2.2.2. Anesthetisch protocol Patiënten met een verhoogde intracraniële druk kunnen zich in twee verschillende klinische presentaties aanbieden. Een eerste klasse van patiënten zijn deze met een acuut verhoogde intracraniële druk. Wanneer er echter een chronische verhoging van de intracraniële druk heerst zal de patiënt gebruikmaken van de compensatiemechanismen om deze drukverhoging binnen de perken te houden (verplaatsing van CSV en veneus bloed, zie hoger). Verdere drukverhogingen leiden echter snel tot ernstige klinische symptomen als herniatie van het hersenweefsel. Het is dan ook belangrijk pre-operatief uit te maken of er een potentieel risico is op een verhoogde intracraniële druk (Stone, 2000). Gezien de samenhang tussen intracraniële druk en cerebrale doorbloeding (zie hoger) dient het cardiovasculair stelsel op een adequate manier te worden gemonitord, en ondersteund. Patiënten met een verhoogde intracraniële druk hebben bovendien vaak ook een verhoogde algemeen systemische bloeddruk, dit noemt men de Cushing s response (Harvey et al., 2007). Hierbij komt dat ook de P a CO 2 waarden binnen fysiologische grenzen moeten gehouden worden, aangezien wijzigingen in P a CO 2 leiden tot wijzigingen in cerebrale bloedvloei (zie hoger). Dit betekent dat ook de P a CO 2 -waarden best worden gemonitord, en een respiratoire ondersteuning dient verzekerd te worden. (Harvey et al., 2007). Lidocaine, steroïden en het diureticum mannitol kunnen gebruikt worden om de ICP te verlagen (Bedfort et al., 1980; Leece, 2007). Toediening van deze farmaca hebben zowel pre-, peri- als postoperatief een gunstige drukverlagende werking (Harvey et al., 2007). Toediening van opiaten dient met de nodige voorzichtigheid te gebeuren. Toediening van lage dosissen kan gunstig zijn gezien hun analgetische werking. Hogere dosissen veroorzaken door onderdrukking van de ademhaling een cerbrale vasodilatatie resulterend in een verhoogde cerebrale bloedvloei en intracraniële druk (Harvey et al., 2007). In de humane geneeskunde is het beschreven dat wanneer er na een correcte anesthesie nog steeds hypertensie heerst, deze wordt tegengegaan door middel van specifieke anti-hypertensieve farmaca zoals β-blokkers (esmolol, labetalol) (Muzzi et al., 1990). 16

2.3. EPILEPSIE 2.3.1. Invloeden op intracraniële parameters. De problematiek omtrent epilepsie omvat niet zozeer wijzigingen van de intracraniële fysiologische parameters, doch is een frequent voorkomende aandoening van de hersenen waarbij tijdens anesthesie speciale aandacht dient geschonken te worden aan het anesthetisch protocol. 2.3.2. Anesthetisch protocol Eerst is het noodzakelijk om na te gaan of de waargenomen aanvallen wel degelijk epileptiforme aanvallen zijn. Hierbij dienen extracraniële oorzaken uitgesloten te worden (vb: syncope, leverziekten, hypoglycemie). Wanneer een patiënt met een voorgeschiedenis van epilepsie zich aanbiedt voor anesthesie dient bij de keuze van het anesthetisch protocol hier rekening mee gehouden te worden. Hierbij worden anesthetica gekozen welke de epileptiforme drempel niet verlagen, of welke deze drempel zelfs verhogen. Onder hoofdstuk 4 zullen de in de diergeneeskunde frequent gebruikte anesthetica nader worden besproken. In dit hoofdstuk zal reeds een kort overzicht worden gegeven van de anesthetica geïndiceerd voor het gebruik bij epilepsiepatiënten (Leece, 2007) : - Acepromazine(ACP): Omtrent het gebruik van ACP bij epilepsiepatienten bestaat enige controverse. Het is niet duidelijk of het de gevoeligheid voor epileptiforme aanvallen verhoogt, dan wel verlaagt. Hiervoor wordt verwezen naar het hoofdstuk van de fenothiazines (4.1.1.4. Rechtstreekse inwerking op het hersenparenchym). - Opioiden: Deze voorzien een goede analgesie en sedatie zonder enige wijzigingen van de epileptiforme drempel. - α 2 -adrenerge agonisten: Lage dosissen zorgen voor een goede sedatie bij geëxciteerde patiënten. - Ketamine: Omwille van zijn excitatief karakter dient ketamine vermeden te worden bij patiënten met een verhoogd risico op epileptiforme aanvallen. Daarnaast is anesthesie een interessant middel om bestaande epileptische aanvallen onder controle te krijgen (status epilepticus). Anesthesie helpt de aanvallen te onderdrukken, vermindert hun hypoxische schade aan het hersenparenchym, en verhindert zo verdere hersenschade. Bij het acuut optreden van epileptiforme aanvallen zijn diazepam en midazolam eerste keuze anesthetica. Langer aanhoudende aanvallen vereisen langdurigere suppressie. Deze kan worden bekomen door totaal intraveneuze propofol anesthesie. Ook pentobarbital is een mogelijk anestheticum voor deze indicatie (Leece, 2007). 17