Przegląd Urologiczny 2012/3 (73) wersja do druku | skomentuj ten artykuł | szybkie odnośniki
 
strona główna > archiwum > Przegląd Urologiczny 2012/3 (73) > Stres okołooperacyjny - operacja

Stres okołooperacyjny - operacja

Część II: Geneza

Tremin "stres" jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach nauki. W najprostszym ujęciu stres jest reakcją zarówno fizjologiczną, jak i psychiczną będącą odpowiedzią na działanie stresorów, czyli czynników szkodliwych wywołujących stres.

Stres chirurgiczny

Sytuacją stresu jest niewątpliwie interwencja chirurgiczna i uraz, ponieważ uraz, bez względu na to, czy jest wynikiem wypadku, czy planowanego zabiegu chirurgicznego, wywołuje wielokierunkową odpowiedź stresową (general adaptation syndrom - GAS). Jednak uraz chirurgiczny jako następstwo planowanego zabiegu operacyjnego ma tę przewagę nad innymi czynnikami urazowymi (wypadek, oparzenie, zawał serca, itp.), że można chorego do niego w odpowiedni sposób przygotować w okresie przedoperacyjnym.

Słowo "operacja" w znaczeniu rozumianym współcześnie zostało użyte po raz pierwszy w 1597 roku i oznacza wszelkiego rodzaju czynności chirurgiczne, diagnostyczne lub lecznicze połączone z naruszeniem ciągłości powłok i/lub otwarciem jam ciała, wykonywane na tkankach i narządach, których celem jest usunięcie zmienionych chorobowo tkanek i/lub narządów bądź zniesienie objawów i dolegliwości. Im większa owa ingerencja w nasz organizm, im większe rozmiary uszkodzenia, tym większy stres, tym silniejsza odpowiedź kataboliczna [1, 2, 3]. W związku z tym, by ułatwić przewidywanie jego następstw oraz zastosowanie właściwego postępowania terapeutycznego, zaproponowano stopniowanie rozległości urazu. I tak, planowany zabieg chirurgiczny niepowodujący dużego uszkodzenia tkanek lub bez uszkodzenia tkanek (np. zabiegi endoskopowe) oraz znieczulenie zaliczane są do I grupy, w której tego rodzaju bodźce zapoczątkowują zaburzenia metaboliczne i wewnątrzwydzielnicze. Grupa II obejmuje urazy połączone z rozległym uszkodzeniem tkanek, którym towarzyszą zaburzenia homeostazy, utleniania i przepływu tkankowego. Do grupy III zaliczane są urazy wywołujące martwicę tkanek i wstrząs [4]. W leczeniu chirurgicznym, w którym stosuje się uraz planowy (operację), próbuje się albo zmniejszyć oddziaływanie samego urazu na ustrój, albo zmodyfikować odpowiedź urazową. W tym celu warto dokładniej poznać zarówno czynniki "urazowe", jak i szereg reakcji składających się na odpowiedź ustrojową na uraz.

Czynniki urazowe

Inicjatorami urazu (również "chirurgicznego") są czynniki urazowe uszkadzające tkanki i drażniące receptory. Należą do nich:

  • Klasyczny uraz fizyczny (trauma). Recepcja urazu fizycznego oparta jest na zjawisku nocycepcji. Podrażnienie receptorów bólowych - nocyceptorów rozmieszczonych w skórze, tkance podskórnej, okostnej, stawach, mięśniach i trzewiach w następstwie ich uszkodzenia powoduje przesyłanie impulsów nerwowych aferentnych drogą małych, zmielinizowanych i niezmielinizowanych włókien czuciowych oraz włókien szybko przewodzących do podwzgórza. Obrażenie fizyczne żywej tkanki wyzwala ból uszkodzeniowy (kliniczny), który następnie przechodzi w ból zapalny. W przypadku uszkodzenia tkanek wystąpieniu bólu towarzyszy pojawienie się nadwrażliwości związane ze zmianą właściwości i wrażliwości pierwotnych zakończeń nerwowych, tzw. obwodowej sensytyzacji oraz zmian w centralnym układzie nerwowym polegających na tzw. centralnej sensytyzacji [1, 3, 5].
  • Zmniejszenie objętości krwi krążącej (hypovolaemia) zagrażające bezpośrednio życiu i niosące z sobą niedotlenienie, zakwaszenie i oziębienie ciała. Recepcja hipowolemii przez baroreceptory tętnicze z przedsionków serca i tętnic łuku aorty informuje ośrodki naczynioruchowe pnia mózgu i podwzgórza o stopniu hipowolemii i potęguje aktywność hormonalną. W odpowiedzi na to z tylnego płata przysadki mózgowej wydzielana jest wazopresyna (ADH), która powoduje skurcz obwodowych naczyń krwionośnych. Zmiany aktywności baroreceptorów wydają się być również najważniejszym mechanizmem w pośredniczeniu odpowiedzi kortykotropowej na małe wahania objętości krwi krążącej i powrotu żylnego. W efekcie tego działania podwyższony poziom krążących kortykosteroidów wywołuje wzrost pozakomórkowej osmolalności, przesunięcie płynu z przestrzeni wewnątrzkomórkowej do śródmiąższowej oraz przezkapilarny transport białek do układu krążenia, co pozwala na przywrócenie i utrzymanie objętości krwi krążącej. Planowe operacje zwykle udaje się przeprowadzić bez głębokich i długotrwałych okresów hipotensji tętniczej. Z drugiej strony przestrzega się przed obfitą podażą płynów w pierwszych dobach po operacji. Prawdopodobnie zmniejsza to częstość takich powikłań, jak niedrożność, krwawienie, obrzęk/zapalenie płuc, zaburzenia rytmu serca [1, 3, 6, 7].
  • Czynniki biologiczne wiodące do zapalenia i martwicy (wound hormones). Uszkodzenie tkanek wywołuje miejscową reakcję zapalną z obrzękiem i wzrostem przepuszczalności śródbłonków. Uwolnienie tradycyjnych mediatorów zapalenia, jak cytokiny, leukotrieny, TNF (tumor necrosis factor), histaminy, serotoniny, kallikreiny, prostaglandyny, zwiększa wrażliwość nocyceptorów na ból w okolicy miejsca urazu. Skala tej odpowiedzi jest proporcjonalna do rozległości urazu tkanek [6, 7, 8, 9, 10].

Odpowiedź neurohormonalna na uraz

Proces oddziaływania urazu na ustrój można podzielić na etap inicjacji, czyli recepcji czynników urazowych, następnie etap mediacji bodźców urazowych i wreszcie etap właściwej odpowiedzi. Czynniki "urazowe" inicjują uraz przez uszkodzenie tkanek i drażnienie receptorów. Równocześnie ustrój sam wzmacnia recepcję urazu, rozwijając proces zapalny i produkując lokalne mediatory. Pobudzenie urazowe, zarówno zewnętrzne (receptorowe), jak i wewnętrzne (mediatorowe), przekazywane jest do narządów centralnych i międzynarządowo. Szybki przekaz drogą neurohormonalną wraz z reakcją nerwową i dokrewną mieści się w odpowiedzi neurohormonalnej na uraz: autokrynnej, endokrynnej i parakrynnej [6]. Odpowiedź ta pośredniczona jest przez aktywację dwóch dużych neurohormonalnych ścieżek: osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej (HPA) i układu współczulno-nadnerczowego. Ośrodkiem integrującym i regulującym czynność tych układów jest podwzgórze. Otrzymując bezpośrednio sygnały ze środowiska wewnętrznego bądź pośrednio poprzez wyższe piętra układu nerwowego, podwzgórze aktywizuje składowe reakcji stresowej.

Odpowiedź autokrynna (autonomiczna) - katecholaminy, insulina i glukagon

Układ sympatyczno-nadnerczowy zostaje uruchomiony już w pierwszej minucie reakcji stresowej. Celem jego działania jest natychmiastowe rozwiązanie sytuacji stresowej poprzez wzmożone uwalnianie z zakończeń nerwowych i z rdzenia nadnerczy znacznych ilości amin katecholowych: adrenaliny i noradrenaliny, co natychmiast pobudza układ sercowo-naczyniowy do wzmożonej pracy i zwiększa dostępność substratów energetycznych. Adrenalina bowiem pobudza glikogenolizę, wzmaga glukoneogenezę wątrobową z mobilizacją prekursorów glukoneogenicznych z tkanek obwodowych, pobudza lipolizę, hamuje wydzielanie insuliny. Efektem klinicznym pobudzenia receptorów adrenergicznych jest: przyspieszenie akcji serca, zwiększenie rzutu serca oraz rozszerzenie naczyń mięśni szkieletowych, zwężenie naczyń skóry i przewodu pokarmowego, co prowadzi do lepszego ukrwienia mózgu i mięśni [1, 2, 3, 6, 7].

Odpowiedź endokrynna - hormony kontrolowane przez podwzgórze i przysadkę

Układ HPA, zwany osią stresu, działa z pewnym opóźnieniem - po około 30 minutach od urazu, a efekty jego działania utrzymują się przez znacznie dłuższy czas. Kaskadę zmian hormonalnych wzdłuż osi HPA rozpoczynają kortykoliberyna (CRH) i arginino-wazopresyna (AVP), które, przedostając się do przedniej części przysadki, stymulują jej komórki do produkcji i sekrecji hormonu adrenokortykotropowego (ACTH). ACTH drogą krwiobiegu dostaje się do komórek kory nadnerczy i pobudza je do wydzielania glukokortykoidów, odgrywających główną rolę w adaptacji organizmu do stresu. Stężenie osoczowe kortyzolu wykazuje gwałtowny wzrost w odpowiedzi na stymulację chirurgiczną i pozostaje powyżej wartości podstawowych przez różny okres po operacji. Stwierdzono, że jego podwyższony poziom (nawet czterokrotnie niż normalnie) utrzymuje się od 1 godziny (mniejsze procedury chirurgiczne) do nawet 24 godzin po nacięciu skóry (operacje w krążeniu pozaustrojowym). Wielkość oraz czas trwania tego wzrostu dobrze korelują z ostrością urazu. Kortyzol ma wiele działań fizjologicznych, między innymi stymuluje glukoneogenezę, nasila proteolizę i syntezę alaniny, uwrażliwia tkankę tłuszczową na działanie hormonów lipolitycznych, działa przeciwzapalnie, obniża stężenie interleukiny 6 (IL-6) w odpowiedzi na operację oraz zwiększa oporność komórek na insulinę. Oporność tkankowa na insulinę jest jedną z centralnych cech odpowiedzi metabolicznej na uraz, która ustępuje wraz z postępem gojenia i zmniejszania się bodźców zapalnych. Prolaktyna (PRL) jest kolejnym z hormonów gonadotropowych wydzielanych przez przedni płat przysadki mózgowej w odpowiedzi na uraz. Wzrost jej wydzielania stymulowany jest przez endogenne beta-endorfiny, a hamowany może być przez dopaminę. Jej poziom jest zatem dobrym wskaźnikiem określającym rozmiar reakcji stresowej organizmu i pobudzenia przysadki mózgowej. Stężenie prolaktyny zawsze wzrasta na początku anestezji, niezależnie od rodzaju operacji, nawet wtedy, gdy udaje się skutecznie zahamować wydzielanie innych hormonów stresowych. Stężenie hormonu wzrostu (GH) rośnie w odpowiedzi na uraz operacyjny i jest zależne od rozległości uszkodzenia tkanek. Podwyższony poziom GH utrzymuje się średnio do 4 godzin po operacji. Pierwotnie hormon wzrostu działa katabolicznie, gdyż pobudza lipolizę, zwiększając mobilizację tłuszczów, zwiększa zasoby glikogenu, tłumi sekrecję insuliny i zmniejsza spalanie glukozy, wzmaga także działanie amin katecholowych. Sekrecja GH bezpośrednio odpowiada natężeniu stresu, dlatego jego stężenie w osoczu uważa się za jeden z klasycznych parametrów stresu [1, 2, 3, 6, 11, 12, 13, 14, 15, 16].

Odpowiedź parakrynna

Uważa się, że wiele cytokin, szczególnie IL-1, IL-6 i TNF, aktywuje łuk HPA i pośredniczy, przynajmniej częściowo, w jego odpowiedzi na różne bodźce nocyceptywne. Cytokiny mogą działać zarówno na poziomie podwzgórza, przysadki, jak i nadnerczy. Stymulują między innymi produkcję glukokortykoidów przez korę nadnerczy, są też odpowiedzialne za powstawanie hipertermii pooperacyjnej. Główną cytokiną syntetyzowaną po zabiegu chirurgicznym jest IL-6, której stężenie wzrasta proporcjonalnie do natężenia stresu operacyjnego. IL-6 jest olbrzymią glikoproteiną produkowaną nie tylko przez zaktywowane monocyty, fibroblasty, komórki śródbłonka, keratynocyty, ale także przez komórki pęcherzykowo-gwiaździste przysadki mózgowej (Vancelecom, 1989; Koenig, 1990). Dane z badań in vitro i na zwierzętach wskazują, że IL-6, a także inne cytokiny, może stymulować sekrecję hormonów przysadki [1, 2, 3, 6, 17].

Stwierdzono, że IL-6 uwalniana jest gwałtownie około 60 minut po urazie, a jej podwyższone stężenie we krwi obwodowej utrzymuje się przez kolejne 12-48 godzin od pierwszego nacięcia tkanek, nawet w przypadku braku znacznych strat krwi. Natężenie wzrostu IL-6 w osoczu jest proporcjonalne do rozległości uszkodzenia tkanek, a zatem może odzwierciedlać typ procedury chirurgicznej i czas operacji. Po rozległych operacjach - laparotomiach i zabiegach naczyniowych - maksimum stężenia występuje 24 godzin po rozpoczęciu zabiegu, a podwyższony poziom IL-6 może utrzymywać się jeszcze przez 48-72 godziny. Ponieważ chirurg nie jest w stanie oszacować uszkodzenia tkanek na poziomie komórkowym, wynikającego z działania takich szkodliwych czynników, jak niedotlenienie czy zmiany pH, które mogą wywoływać wczesny wzrost stężenia IL-6 (bezpośrednio lub poprzez wzrost IL-1), uważa się obecnie, że osoczowe stężenie IL-6 jest czułym, wczesnym i obiektywnym markerem uszkodzenia tkanek. W przypadku, gdy urazowi tkanek towarzyszy krwotok, we krwi pojawia się kachektyna (TNF), która działa jako naturalny pirogen i może stymulować reakcje ostrej fazy [2, 7, 8, 9, 18].

Odpowiedź metaboliczna na uraz

Szybko rozwijający się przekaz drogą neurohormonalną leży u podstaw kolejnej odpowiedzi o wymiarze praktycznym dla chirurga i anestezjologa, a mianowicie odpowiedzi metabolicznej na uraz, której celem jest uruchomienie własnych źródeł energii, dowóz substratów energetycznych i budulcowych do procesu gojenia ran. Ostatecznie zmiany metaboliczne prowadzą do katabolizmu, którego skutkiem biologicznym jest: zmniejszenie bólu, zatrzymanie jonu sodowego i wody w organizmie, wzrost stężenia glukozy we krwi, spowodowany glikolizą, glikoneogenezą i glikoneolizą; następnie rozpad tłuszczów, wzrost stężenia ciał ketonowych; rozpad białka, utrata azotu z moczem i ujemny bilans azotowy oraz modulacja układu immunologicznego, będąca odpowiedzią na bodźce zapalne [1, 2, 3, 4].

Ta reakcja metaboliczna na uraz przebiega w kilku kolejnych fazach. Cuthbertson podczas II wojny światowej pierwszy użył terminów "faza odpływu" i "faza przypływu". Według klasycznej teorii faza, w której organizm doznaje urazu i zmniejsza się jego aktywność metaboliczna, to faza ebb, czyli odpływu energii. Fazę tę charakteryzuje hipowolemia, obkurczenie naczyń krwionośnych, upośledzenie przepływu tkankowego, zmniejszenie zużycia tlenu. Czas trwania fazy ebb, zwykle mierzony w minutach, zależy od ciężkości urazu i możliwości kompensacji hipowolemii. Przy planowym urazie jest to faza krótka, maksymalnie ograniczana między innymi przez adekwatne do strat wyrównywanie objętości krwi krążącej, dowóz tlenu, znoszenie bólu, ochronę przed stratami ciepła. Nieliczne prace kliniczne oceniające fazę odpływu dostarczyły nikłych dowodów na potwierdzenie obserwacji Cuthbertsona o zmniejszeniu metabolizmu. Zgromadzono natomiast szereg dowodów na to, że w fazie odpływu faktycznie dochodzi do przyspieszenia metabolizmu wkrótce po urazie.

Kolejną fazą jest faza przypływu energii (flow), w której następuje zwiększenie metabolizmu, wzrost wydatku energetycznego i zużycia tlenu, wzrost temperatury ciała i objętości minutowej serca. Faza ta jest równoważna fazie katabolicznej według Moore`a, definiowanej jako okres pourazowy, w którym procesy rozpadu masy komórkowej mają przewagę nad procesami syntezy, a bilans azotowy przyjmuje wartości ujemne. Po średnio ciężkim urazie operacyjnym faza kataboliczna trwa około 5-10 dni. Generalnie zwiększa się zapotrzebowanie kaloryczne, ponieważ obserwuje się wzrost temperatury ciała, hiperwentylację, rośnie tempo pracy ważnych dla życia narządów. Energia jest niezbędna do utrzymania prawidłowej perfuzji tkankowej, prawidłowego poziomu ATP i fosfokreatyny oraz prawidłowego gojenia się ran [1, 19, 20].

Rozmiary reakcji metabolicznej można mierzyć za pomocą kalorymetrii pośredniej, czyli metody oceny wydatku energetycznego (resting energy expenditure - REE) na podstawie pochłaniania tlenu. Przeliczając pobór tlenu w jednostce czasu na jednostki charakteryzujące metabolizm (cal/J), uwzględnia się iloraz oddechowy (RQ) wyrażający proporcje wydychanego CO2 do pobieranego w tym czasie tlenu. RQ wzrasta, gdy zwiększa się wykorzystanie węglowodanów; obniża się w czasie zwiększonego katabolizmu tłuszczów. Kwasica, będąca wynikiem zwiększonego wytwarzania mleczanów, powoduje dodatkowy jego wzrost [20, 21].

Modyfikacja odpowiedzi stresowej

Z punktu widzenia ewolucji odpowiedź stresowa rozwijała się jako mechanizm ułatwiający przetrwanie, zapewniający dostawę substancji odżywczych i energii z własnych zasobów do czasu zagojenia ran. Zainteresowanie niekorzystnymi następstwami zabiegu operacyjnego, takimi jak: zawał serca, powikłania płucne, powikłania zakrzepowo-zatorowe, ból pooperacyjny, z których żadne nie może być bezpośrednio zależne od niedoskonałości techniki operacyjnej, doprowadziło do wysunięcia hipotezy, że odpowiedź na uraz może być nieprawidłowo zaadaptowaną odpowiedzią uszkadzającą organizm jako całość i zubożającą jego rezerwy fizjologiczne. Obecnie uważa się, że pourazowe zaburzenia metabolizmu są w pewnym stopniu zjawiskiem celowym i nie należy za wszelką cenę zwalczać zespołu pourazowego, ale raczej pomóc ustrojowi w opanowaniu jego skutków. Hipotezę "bezstresowej chirurgii i anestezji" opracowano w nadziei, że powikłania i chorobowość pooperacyjna mogą być zredukowane przez modyfikację odpowiedzi na stres operacyjny. Jak zatem można wpłynąć na niekorzystne skutki zmian metabolicznych w okresie okołooperacyjnym?

W dostępnym piśmiennictwie dominuje pogląd, że odpowiedź ustroju na stres operacyjny można zmniejszyć następującymi sposobami:

  • Wyłączyć stymulację chirurgiczną blokadą nerwów doprowadzających miejscowo działającymi analgetykami bądź zahamowaniem czynności podwzgórza dużymi dawkami opioidów.
  • Ograniczyć wpływy samego urazu i czynników okołourazowych przez:
    • minimalizowanie urazu fizycznego (laparoskopia vs laparotomia);
    • dekwatne wyrównanie hipowolemii, zapobieganie niedokrwieniu narządów;
    • profilaktykę i likwidację zakażenia;
    • zapobieganie przypadkowemu wyziębieniu okołooperacyjnemu ustroju.
  • Leczyć zaburzenia, które już wystąpiły, przez:
    • pozajelitowe i dojelitowe dostarczanie kalorii i związków azotowych;
    • dożylne podawanie hormonów anabolicznych (insulina, GH) i sterydowych;
    • podawanie antagonistów adrenergicznych i prostaglandynowych;
    • hamowanie produkcji cytokin (kortykosteroidy, pentoksyfilina, amrinon, terapia genowa) oraz ich eliminowanie z krwi (hemofiltracja, hemodializa, plazmafereza) [1, 2, 6, 11].

Znieczulenie ogólne

Wywołanie odpowiedzi metabolicznej i neurohormonalnej na uraz chirurgiczny jest reakcją odruchową, a więc uruchamianą również podczas znieczulenia ogólnego. Niezależnie od rodzaju używanych środków znieczulenia ogólnego - dożylnych lub wziewnych, nie wywierają one znaczącego wpływu ani na neuroendokrynną, ani cytokinetyczną odpowiedź stresową organizmu. Znieczulenie ogólne osłabia reakcje endokrynne podczas operacji w niewielkim stopniu, nawet jeśli stosowane są bardzo duże dawki opioidów (tzw. stress free anaesthesia) [6, 22]. Większość hormonalnych parametrów stresu wykazuje wzrost stężenia w surowicy, jeśli nie po samej indukcji znieczulenia, to tuż po nacięciu skóry. Również zakończenie anestezji, ekstubacja oraz powrót świadomości stymulują pooperacyjną odpowiedź endokrynną i metaboliczną [2]. Dokładnie zbadano tę odpowiedź na środki anestetyczne per se bez towarzyszącego bodźca chirurgicznego i innych czynników dodatkowych, jak niedotlenienie czy kwasica. Wykazano, że wpływ nowoczesnych środków anestetycznych dożylnych i wziewnych na wydzielanie hormonów i przemiany metaboliczne jest niewielki. Stwierdzono, że pojedyncza dawka etomidatu blokuje syntezę kortyzolu na 6-12 godzin, a dwugodzinny wlew ciągły na 24 godzin. Propofol natomiast wywołuje spadek poziomu kortyzolu w osoczu, jeżeli jest stosowany w ciągłym wlewie dożylnym. Tiopental hamuje uwalnianie kortyzolu i pobudza uwalnianie ADH. Opioidy z kolei hamują uwalnianie hormonów z podwzgórza i przysadki, a także powodują supresję nadnerczy w zależności od stosowanej dawki. Stwierdzono, że fentanyl w dawkach 15 ?g/kg wystarcza do zablokowania wydzielania kortyzolu i odpowiedzi glikemicznej w chirurgii miednicy, natomiast już podczas cholecystektomii konieczne są dawki aż 100 ?g/kg, aby całkowicie zablokować reakcję hormonalną. Morfina natomiast działa supresyjnie nawet w dawkach terapeutycznych - hamuje uwalnianie kortykotropiny i kortyzolu na poziomie podwzgórza [2, 3, 5, 6, 11, 22].

Podczas znieczulenia ogólnego świadome reakcje bólowe nie są obecne, ale aktywacja sympatycznej nerwowej i autonomicznej humoralnej ścieżki powoduje szereg fizjologicznych zmian, między innymi hemodynamicznych, które mogą pośrednio świadczyć o natężeniu stresu chirurgicznego i nieadekwatnej analgezji. Neurogenna reakcja na stresową stymulację podczas znieczulenia nosi nazwę nocycepcji. W ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) informacja nocyceptywna aktywuje ścieżkę sympatyczną i zwiększa sekrecję hormonów przysadki oraz nadnerczy. Wzrost stężenia krążących katecholamin może powodować tachykardię i hipertensję. Inne kliniczne objawy nocycepcji to łzawienie, pocenie i ruchy mięśniowe. Wystarczająca supresja stymulacji bólowej, czyli antynocycepcja, redukuje odpowiedź stresową. Ponieważ analgetyki hamują przewodzenie obwodowego bodźca nocyceptywnego do OUN, zapobiegają odruchom rdzeniowym i przerywają ścieżkę impulsacji autonomicznej, powodują antynocycepcję. Ta równowaga nocycepcja-antynocycepcja osiągana jest również przez środki nasenne, ponieważ wpływają one na korowe przewodzenie stymulacji nocyceptywnej [5, 23].

Obecnie nie istnieje żaden obiektywny miernik poziomu antynocycepcji. Wskaźnik stresu chirurgicznego (surgical stress index - SSI) opracowano w nadziei, że stanie się on narzędziem do oceny równowagi nocycepcja-antynocycepcja podczas znieczulenia ogólnego. Oblicza się go na podstawie wzoru:

SSI = 100 - (0,33 x HBInorm + 0,67 x PPGAnorm)

Składa się on w 30% z pomiarów ośrodkowej stymulacji sympatycznej opisywanej przez znormalizowany odstęp pomiędzy uderzeniami serca (heart beat interval - HBI) i w 70% z pomiarów obwodowej stymulacji sympatycznej reprezentowanej przez pole pod krzywą fotopletyzmograficzną (photoplethysmografic area - PPGA). Zakres SSI mieści się między 0 (bardzo niski stres) a 100 (bardzo silny stres). Huiku i wsp. stwierdzili, że SSI koreluje pozytywnie z natężeniem stresu chirurgicznego i bodźcem nocyceptywnym oraz negatywnie z efektem antynocyceptywnym analgetyków (w badaniu użyto remifentanylu i propofolu), dzięki temu może być pomocny w ocenie nocycepcji i dostosowania dawek analgetyków do bodźca nocyceptywnego podczas znieczulenia i głębokiej sedacji. Obserwacje te potwierdzili Struys i wsp., którzy stwierdzili też, że wartość tego wskaźnika jest tylko minimalnie zależna od zmian stężeń podawanego propofolu. Jakkolwiek zastosowanie znieczulenia przewodowego bez towarzyszącej sedacji powodowało wzrost wartości SSI w stosunku do wartości wyjściowej i w porównaniu z grupą chorych, u których zastosowano sedację, co dowodzi wpływu stresu psychicznego i regulacji autonomicznej na wartość SSI. Próbowano też osłabić reakcje stresowe poprzez blokowanie reakcji autonomicznej, stosując dożylny wlew leku blokującego receptory beta. Niestety, w badaniu Ahonena, pomimo stosowania esmololu, nacięcie skóry podczas zabiegu operacyjnego spowodowało wzrost wartości SSI o 12%, podczas gdy infuzja analgetyku zapobiegła zmianom SSI [24, 25, 26, 27].

Znieczulenie przewodowe

W przeciwieństwie do znieczulenia ogólnego znieczulenie przewodowe z użyciem analgetyków miejscowych hamuje odpowiedź endokrynno-metaboliczną w trakcie zabiegu operacyjnego i po nim w znacznie większym stopniu. Biorąc pod uwagę prosty fakt, iż afferentna nocyceptywna stymulacja podwzgórza jest ważnym mechanizmem uwalniającym hormony stresu, deafferencjacja poprzez blokadę ze środka analgetycznego silnie redukuje niekorzystną odpowiedź ustroju na stymulację chirurgiczną [2, 3, 6, 11].

Mija już ponad 30 lat odkąd Enquist i wsp. zaobserwowali, że rozległa blokada zewnątrzoponowa (ZOP) od Th4 do S5 z użyciem 0,5% bupiwakainy hamuje hiperglikemię, hiperkortyzolemię i hipermetabolizm wraz z ujemnym bilansem azotowym podczas zabiegu histerektomii. Podobne korzystne efekty rozległej blokady neurogennej na odpowiedź stresową zaobserwowano kolejno: u chorych operowanych z powodu przepukliny pachwinowej, raka stercza, w chirurgii macicy i pochwy, a także podczas zabiegów ortopedycznych i innych umiarkowanie rozległych operacji. Warunkiem jednak było osiągnięcie skuteczności blokady neurogennej jeszcze przed nacięciem skóry. Wówczas zarówno impuls afferentny z pola operacyjnego do OUN i łuku HPA, jak i efferentna autonomiczna ścieżka do wątroby i nadnerczy były zablokowane. Stwierdzono również, że mniej rozległa blokada, np. Th8-S5, hamuje odpowiedź hiperglikemiczną, jednak ma niewielki wpływ na hiperkortyzolemię, mimo wywoływania satysfakcjonującej analgezji [11, 28].

W 1971 roku Bromage i wsp. ocenili wpływ rozległej blokady zewnątrzoponowej (sięgającej aż do dermatomu C6) na odpowiedź glukozową i kortyzolową podczas zabiegów chirurgicznych obejmujących górne partie brzucha i klatkę piersiową. Stwierdzili oni, że reakcja hiperglikemiczna może być całkowicie zniesiona, natomiast nie występuje żaden efekt blokujący odpowiedź adrenokortykalną podczas zabiegu operacyjnego i po nim. Nieskuteczność tej blokady podczas rozległych zabiegów obejmujących górną połowę ciała tłumaczono wówczas niekompletnym blokiem afferentnym z kilkoma funkcjonującymi szybko przewodzącymi drogami neuronalnymi, mimo wystarczającej blokady wolno przewodzących i pośredniczących w przewodzeniu bólu włókien C [3, 28, 29].

W 1983 roku Tsuji i wsp. ocenili skuteczność blokady zewnątrzoponowej w połączeniu z blokadą splotu trzewnego w hamowaniu odpowiedzi hormonalnej i metabolicznej podczas gastrektomii. Stwierdzili oni wówczas istotne zahamowanie odpowiedzi kortyzolowej przy nieistotnie niższych poziomach ACTH; umiarkowane zahamowanie wzrostu poziomów glukozy, natomiast całkowite zahamowanie wzrostu wolnych kwasów tłuszczowych. Wyniki tej pracy mogą dowodzić wpływu impulsów ze splotu trzewnego w prowokowaniu reakcji endokrynno-metabolicznej podczas rozległych operacji w nadbrzuszu [29, 30].

Blokada podpajęczynówkowa (PP) w porównaniu z zewnątrzopo nową ma silniejszy wpływ na afferentną transmisję bólową i zapew nia silniejszą blokadę afferentnych i efferentnych ścieżek nerwowych, dzięki czemu istotniej osłabia odpowiedź kortyzolową i glukozową, co potwierdził Webster u chorych podczas operacji jelita grubego [28]. Wolf z kolei zauważa, że połączenie blokady zewnątrzoponowej i podpajęczynówkowej mogłoby nawet całkowicie wyeliminować okołooperacyjną odpowiedź glukozową podczas chirurgii brzucha i klatki piersiowej [31].

Przeprowadzone w kolejnych latach badania porównujące poope racyjny przebieg u chorych, u których wykonano (lub nie) blokadę neurogenną świadczą o jej korzystnym efekcie wyrażonym mniejszymi stratami krwi, rzadszymi powikłaniami zakrzepowo-zatorowymi i w postaci infekcji płucnych, poprawą motoryki żołądkowo-jelitowej. Interesujące, że najsilniej wyrażony korzystny efekt na przebieg pooperacyjny dotyczył tych procedur chirurgicznych, w których regionalna analgezja z użyciem miejscowych analgetyków również była bardziej skuteczna w redukowaniu odpowiedzi stresowej [2, 6, 11].

Stwierdzono także, że podanie analgetyków miejscowych do przestrzeni zewnątrzoponowej jest bardziej skuteczne niż podanie samych opioidów. Morfina i inne opioidy podawane przewodowo mają słaby efekt na śródoperacyjną hiperglikemię i odpowiedź metaboliczną na stres, mimo dobrej analgezji. Barrot i Tsuji, stosując morfinę ZOP u chorych podczas operacji żołądka i trzustki, stwierdzili wzrost poziomów adrenaliny, noradrenaliny, kortyzolu, a także wzrost wydalania azotu z moczem w porównaniu z podaniem ZOP bupiwakainy, która zablokowała wydzielanie katecholamin, zmniejszyła wydzielanie kortyzolu i spowodowała mniejsze straty azotu. Przyczyn tego zjawiska upatruje się w pewnej nieskuteczności opioidów w blokowaniu układu współczulnego i ich minimalnym oddziaływaniu na włókna szybko przewodzące. Stosowane zewnątrzoponowo opioidy nie wpływają zatem bezpośrednio na odpowiedź metaboliczną na stres, a jedynie obniżają nieznacznie odpowiedź kortyzolową po zabiegu operacyjnym, wtórnie do poprawy analgezji. Dubois stwierdził istotne obniżenie endorfiny po operacji, nawet poniżej wartości sprzed zabiegu. Na tej podstawie wysunął wniosek, iż opioidy zastosowane w dawkach wystarczających klinicznie, prowadzą do wysycenia receptorów opioidowych, przez co zapobiegają mobilizacji endorfiny pod wpływem stresu. A zatem opioidy podane zewnątrzoponowo blokują tylko nocyceptywną ścieżkę sympatycznej aktywacji, podczas gdy miejscowe analgetyki hamują zarówno drogi nocyceptywne, jak i nienocyceptywne [5, 6, 11, 30].

Należy pamiętać, że wszystkie zabiegi i rękoczyny poza miejscem działania blokady neurogennej (np. intubacja tchawicy) mogą prowokować wystąpienie zmian endokrynnych i metabolicznych. Termin "znieczulenie zrównoważone" wprowadzono w latach 20. ubiegłego wieku w celu opisania połączenia znieczulenia ogólnego i przewodowego. Znieczulenie to idealnie obejmuje jednakowo ważne 3 czynniki: nieświadomość, analgezję i zwiotczenie. Dowiedziono również, że bardziej efektywnie redukuje odpowiedź neuro-endokrynną, obniżając poziom glukozy, katecholamin i ACTH w odpowiedzi na uraz chirurgiczny. Yeager dowiódł niższych wartości kortyzolu w osoczu i rzadszych powikłań infekcyjnych u chorych, u których zastosowano znieczulenie zrównoważone. Z kolei Dahl, stosując połączenie blokady zewnątrzoponowej i podpajęczynówkowej z użyciem anestetyków miejscowych, łącznie z opioidami i niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi (NLPZ) podanymi ogólnie, uzyskał prawie całkowite zablokowanie reakcji kortyzolowej podczas operacji okrężnicy [11, 31].

Na układowe uwolnienie cytokin w odpowiedzi na miejscowe uszkodzenie tkanek nie ma wpływu żaden rodzaj znieczulenia, również znieczulenie zewnątrzoponowe. Nie ma dotychczas prac klinicznych dokumentujących jednoznacznie wpływ blokady neurogennej na aktywność cytokin w okresie okołooperacyjnym. Dotychczasowe wyniki prac Moore`a i Naito wskazują, że analgezja zewnątrzoponowa pozostaje bez większego wpływu na stężenie IL-6 po zabiegu operacyjnym obejmującym górną partię jamy brzusznej, jak i po operacji w podbrzuszu. Element cytokinowy odpowiedzi stresowej organizmu można jednak zredukować, ograniczając rozległość nacięcia chirurgicznego, zwłaszcza dzięki wykorzystaniu techniki laparoskopowej [6, 11, 21, 32, 33, 34].

Chirurgia małoinwazyjna

Laparoskopia jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin urologii zabiegowej. Historia jej zastosowania w urologii sięga początku lat 70. ubiegłego wieku, kiedy wykorzystywano ją do diagnostyki i leczenia wnętrostwa. Obecnie, po 40 latach jej rozwoju, nie ma praktycznie w urologii operacji, która nie zostałaby wykonana tą techniką. Wśród zalet wideoskopii wymienia się mniejszy uraz operacyjny, mniej nasilone dolegliwości bólowe po operacji oraz skrócony czas pobytu w szpitalu.

Cytokiny i białko C reaktywne (CRP) uważane są zarówno za obiektywne markery chirurgicznej odpowiedzi stresowej, jak również za mediatory reakcji immunologicznej. TNF, IL-1 i IL-6 są głównymi mediatorami reakcji ostrej fazy. W badaniach Hartleya i wsp. wykazano znamiennie niższe stężenia CRP i IL-6 po zabiegach laparoskopowych w porównaniu ze stężeniami tych markerów po zabiegach klasycznych. Natomiast Bruce i wsp. wykazali porównywalny poziom CRP po operacjach klasycznych i laparoskopowych, zaś niższy poziom IL-1 po zabiegach laparoskopowych (po 4 godz. od początku operacji). Poziom IL-6 znacząco i wcześnie wzrastał w obu grupach, ale ten wzrost był istotniejszy i dłużej się utrzymywał po operacjach klasycznych. Te różnice były najwyraźniejsze w 8 godzinie od nacięcia skóry [21, 35, 36]. Yuen i wsp. w grupie chorych operowanych laparoskopowo odnotowali oprócz istotnie słabiej wyrażonej odpowiedzi ze strony IL-6, CRP, kortyzolu, leukocytów, 24-godzinnego wydalania kortyzolu z moczem oraz noradrenaliny, także istotnie mniejsze zapotrzebowanie na opioidowe leki przeciwbólowe [11].

Podobne wyniki uzyskali Marama i wsp. Porównując reakcje hormonalne na stres operacyjny u chorych operowanych klasycznie i laparoskopowo, wykazali wzrost poziomu adrenaliny, noradrenaliny, ACTH, PRL i kortyzolu w trakcie operacji w obu grupach chorych, jednak poziomy badanych hormonów były znacząco niższe w grupie laparoskopowej, a wzrost ten ograniczony był tylko do okresu operacji i do momentu ekstubacji, w przeciwieństwie do chorych operowanych klasycznie, u których wysokie poziomy "hormonów stresu" utrzymywały się jeszcze od 2 do 4 godzin po operacji. Natomiast Mikami i wsp. zauważyli, że insuflacja CO2 podczas laparoskopii wywołuje już po 5 minutach gwałtowny wzrost poziomu katecholamin we krwi w porównaniu do stężeń tych hormonów po założeniu igły Veressa i tuż przed insuflacją. Ten wzrost korelował z wartościami ciśnienia parcjalnego CO2 (PaCO2) i był istotniejszy u chorych, u których odnotowano wyższe wartości PaCO2. Zmiany hemodynamiczne były również bardziej nasilone podczas laparoskopii z wyższymi wartościami PaCO2 [37, 38].

Z aktywacją układu współczulnego w odpowiedzi na uraz chirurgiczny bezpośrednio powiązana jest reakcja hipermetaboliczna z towarzyszącym wzrostem konsumpcji tlenu i energii oraz ujemnym bilansem azotowym. Wielkość strat azotu jest determinowana nasileniem stresu, który z kolei jest proporcjonalny do rozmiaru samego urazu. Bruce i wsp., oceniając poziom REE metodą pośredniej kalorymetrii w okresie okołooperacyjnym, stwierdzili wzrost REE w pierwszym i trzecim dniu po operacji u chorych operowanych zarówno metodą klasyczną, jak i laparoskopową, jednak wzrost ten był istotnie większy po operacjach klasycznych. Obserwowane zaburzenia metaboliczne były prawdopodobnie wynikiem reakcji hormonalnej na uraz, gdyż w grupie chorych operowanych klasycznie stwierdzono istotny spadek poziomu insuliny w trzecim dniu po operacji oraz istotnie większy wzrost poziomu GH i kortyzolu w pierwszym dniu po operacji [21, 36].

Nie ulega wątpliwości, że uraz operacyjny jest zjawiskiem złożonym jako czynnik stresotwórczy. Śródoperacyjny uraz tkanek wywołuje szereg zmian hormonalnych i metabolicznych. Istnieje coraz więcej dowodów na potwierdzenie tezy, iż odpowiedź stresowa organizmu jest szkodliwa i wiąże się ze śmiertelnością pooperacyjną. A zatem, czy redukcja odpowiedzi stresowej może zmniejszyć pooperacyjną śmiertelność i poprawić efekty leczenia? Yeager i wsp. wykazali istotny spadek liczby powikłań kardiologicznych u chorych, u których zastosowano blokadę neurogenną, w następstwie której uzyskano osłabienie reakcji stresowej w postaci istotnego zmniejszenia wydzielania kortyzolu z moczem. Prawdopodobnie u podstaw tego zjawiska leżą istotne zmiany stężenia osoczowego katecholamin i ich efekty hemodynamiczne w postaci tachykardii, hipertensji i wzrostu konsumpcji tlenu przez miokardium. Nie bez znaczenia jest również współczulna aktywacja wzmożonego metabolizmu, powodująca hiperglikemię i katabolizm białek, co dodatkowo sprzyja rozwojowi powikłań w postaci infekcji i utrudnienia gojenia się ran [11].

A zatem wysiłki anestezjologów powinny zmierzać ku najbardziej optymalnym technikom znieczuleń, mając na uwadze wiedzę na temat wpływu anestezji ogólnej i blokad neurogennych na odpowiedź organizmu na uraz operacyjny. Być może dobre przygotowanie psychiczne chorego, umiejętne wykorzystanie różnych technik znieczulenia, połączone ze sprawnym i niezbędnym postępowaniem chirurgicznym pozwoli zachować homeostazę ustroju w stopniu jak najmniej naruszonym.

dr n. med. Jolanta Hasiak
Katedra i Klinika Anestezjologii i IT Szpitala Uniwersyteckiego Nr 1 w Bydgoszczy
CM UMK w Toruniu
kierownik kliniki: dr hab. n. med. Krzysztof Kusza

Piśmiennictwo:

1. Duda K.: Odpowiedź ustroju na uraz-patofizjologia. Materiały z kursu FEEA, Kraków 2003:53-70

2. Child C.S.: Znieczulenie a odpowiedź układu dokrewnego na operację. Przegląd Nowości w Anestezji i Intensywnej Opiece 1994;3:115-120

3. Płocharska E.: Zaburzenia metaboliczne i neuroendokrynologiczne w odpowiedzi na znieczulenie i uraz operacyjny. Materiały z kursu FEEA, Kraków 2003;71-87

4. Mayzner-Zawadzka E.: Gospodarka metaboliczna u chorego po operacji i urazie. Anestezjologia, red. Kamiński B.,PZWL,Warszawa 1981.

5. Dobrogowski J., Wordliczek J.: Medycyna bólu, PZWL,Warszawa 2004

6. Manorama S.: Stress response and anaesthesia. Indian J. Anaesth. 2003;47:427-434

7. Lilly M.P., Gann D.S.: The Hypothalamic-Pituitary-Adrenal-immune Axis. Arch Surg 1992;127:1463-1469

8. Desborough J.P.: Physiological responses to surgery and trauma. Hemmings H.C.,Hopkins P.M., Foundations of Anaesthesia. London: Mosby,1999:713-720

9. Sheeran P., Hall G.M.: Cytokines in anaesthesia. Br J Anaesth 1997;78:201-219

10. Hall G.M., Desborough J.P.; Interleukin-6 and the metabolic response to surgery. Br JAnaesth 1992;69,4,Editorial

11. Rassias A.J., Procopio M.A.: Stress response and optimization of perioperative care. Dis Mon 2003;49:517-554

12. Burton D.,Nicholson G.,Hall G.: Endocrine and metabolic response to surgery. Continuing Education in Anaesthesia Critical Care and Pain 2004;4:5:144-147

13. Gordon N.H. i wsp.:Modification of plasma corticosteroid concentrations during and after surgery by epidural blocade. Br Med J 1973;1:581-583

14. Buckley F.P. i wsp.:Postoperative glucose tolerance during extradural analgesia. Br J Anaesth 1982;54:325-331

15. Goździk W. i wsp.:Hormonalna odpowiedź na stress okołooperacyjny przy znieczuleniu całkowicie dożylnym z zastosowaniem ciągłego wlewu remifentanylu i propofolu TCI do zabiegów chirurgicznej rewaskularyzacji wieńcowej z zastosowaniem CPB. Anest Intens Terapia 2003;3:157-164

16. Oyama T.:The endocrine responsem to general anesthesia and surgery. Endocrinology and the Anaesthetist. Amsterdam:Elsevier 1983:3-4

17. Imura H., Fukata J.: Cytokines and endocrine function: an interaction between the immune and neuroendocrine systems. Clin Endocrinol 1991;35:107-115

18. Moore C.M.i wsp.:Effects of extradural anaesthesia on interleukin-6 and acute phase response to surgery. Br J Anaesth 1994;72:272-279

19. Wilmore D.W.: From Cuthbertson to fast-track surgery. An Surg 2001;5:236:643-648

20. Arnold J., Little R.A.: Stres i odpowiedź metaboliczna na uraz u chorych w stanie krytycznym. Przegląd Nowości w Anestezji i Intensywnej Opiece 1993;3:161-170

21. Kai Luo i wsp.: Operative stress response and energy metabolism after laparoscopic cholecystectomy compared to open surgery. World J Gastroenterol 2003;9:847-850

22. Kehlet H.: Surgical stress: the role of pain and analgesia. Br J Anaesth 1989;63:189-195

23. Huiku M. i wsp.: Assessment of surgical stress during general anaesthesia. Br J Anaesth 2007;4:447-455

24. Ilies C. i wsp.: Evaluation of the surgical stress index during spinal and general anaesthesia. Br J Anaesth 2010;105(4):533-537

25. Struys M.M.i wsp.: Changes in a surgical stress index in response to standardized pain stimuli durig propofol remifentanil infusion. Br J Anaesth 2007;99(3):359-367

26. Kallio H. i wsp.: Measurement of surgical stress in anaesthetized children. Br J Anaesth 2008;101(3):383-389

27. Chen,Xinzhong i wsp.:Comparison of surgical stress index-guided analgesia with standard clinical practice during routine general anesthesia. Anesthesiol 2010;112:1175-1183

28. Webster J., Barnard M., Carli F.: Metabolic response to colonic surgery: extradural vs continuos spinal. Br J Anaesth 1991;67:467-469

29. Tsuji H.,Asoh Y.: Attenuation of adrenocortical response to upper abdominal surgery with epidural blocade. Br J Surg 1983;70:122-124

30. Tsuji H.,Shirasaka C.: Influences of splanchnic nerve blocade on endocrine-metabolic responses to upper abdominal surgery. Br J Surg 1983;70:437-439

31. Wolf A.R.: Effects of regional analgesia on stress responses to pediatric surgery. Pediatric Anesth 2012;22:19-24

32. Dahl J.B. i wsp.: Prevention of postoperative pain by balanced analgesia. Br J Anaesth 1990;64:516-520

33. Moore C.M.i wsp.: Effects of extradural anaesthesia on interleukin-6 and acute phase response to surgery. Br J Anaesth 1994;72:272-279

34. Naito Y. i wsp.: Response of plasma adrenocorticotropic hormone, cortisol, and cytokines during and after upper abdominal surgery. Anesthesiol 1992;77:426-431

35. Głowacki J. i wsp.: Zakażenie miejsca operowanego w chirurgii wideoskopowej i endoskopii. Wideochirurgia 2008;3/1:10-16

36. Bruce D.M.: Minimla access surgery for cholelithiasis induces an attenuated acute phase response. Am J Surg 1999;178:232-234

37. Marama E.,Sambia G.: Neuroendocrine response in patent undergoing benign ovarian cyst surgery by laparoskopy, minilaparoscopy and laparotomy. J Am Assoc Gynecol Laparosc 2003;10:159-165

38. Mikami O. i wsp.: Catecholamine release caused by carbon dioxide insufflation during laparoscopic surgery. J Urol 1996;155:1368-71