Volumen 16 Suplemento 1 2004

Interrelaciones entre el Sevorano y el Índice Biespectral

Dr. José J. Jaramillo-Magaña Ciudad de México jaramillo@neuroanestesiologia.org

• Ver Versión PDF * Departamento de Neuroanestesiología Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugia

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Los anestésicos generales producen un efecto dosis dependiente sobre el electroencefalograma (EEG), ocasionando un incremento en el poder combinado con una disminución en la frecuencia promedio del EEG. Se han usado varios parámetros derivados del EEG para describir los efectos que se relacionan con los anestésicos. La mayoría de los parámetros se basan sobre el análisis espectral del EEG tales como la frecuencia del borde espectral al 95% (SEF) frecuencia media y poder relativo. El análisis espectral transforma un segmento de mediciones del EEG a un grupo de números en el dominio de la frecuencia (espectro de poder). Por ejemplo, el SEF es la mayor frecuencia en el EEG determinada por el percentil del 95% de la densidad de poder espectral.

Un parámetro novedoso derivado del EEG es el llamando Indice Biespectral (BIS), el cual está basado parcialmente sobre el análisis biespectral del EEG. En contraste al análisis espectral, el análisis biespectral retiene la información de la interdependencia de las frecuencias. Tal análisis ayuda a determinar la información acerca del estado hipnótico o componentes sedantes de la anestesia general contenidos en el EEG. El BIS está basado sobre una combinación de parámetros en el dominio del tiempo, dominio de la frecuencia y subparámetros espectrales de segundo orden. Este parámetro está optimizado por una base de datos que correlaciona niveles de hipnosis o sedación definidos en una escala que va del 100 (despierto) al 0 (EEG isoeléctrico).

Estudios recientes indican que el BIS se correlaciona adecuadamente con el metabolismo cerebral y con hipnosis o sedación, pérdida de conciencia, ausencia de recuerdo y de la memoria.

Para los anestésicos i.v. se ha observado un retardo o histéresis entre las concentraciones sanguíneas y el efecto anestésico, en particular para mediciones derivadas del EEG tales como SEF y BIS. Para los anestésicos inhalados, se ha reconocido y modelado un efecto fisiológico entre el retardo entre las concentraciones al final de la espiración y las concentraciones cerebrales. El análisis cuantitativo de la histéresis proporciona información sobre la velocidad de inicio y salida de la acción anestésica. Después de haber considerado la histéresis, la determinación subsecuente de las interrelaciones concentración – efecto capacita la comparación de la potencia de los anestésicos.

Se han analizado las interrelaciones entre las concentraciones de sevoflurano e isoflurano al final de la espiración con el BIS y SEF, usando una combinación de un compartimiento efector y un modelo de Emax sigmoideo inhibitorio. Este método es similar a aquellos que estudian la influencia de los anestésicos intravenosos y opioides sobre índices del EEG. Estos estudios indican que el modelo describe las interrelaciones de FET-BIS adecuadamente y tienen alto poder predictivo; la velocidad de inicio y salida del efecto anestésico como se define de acuerdo al parámetro vida media de eliminación del compartimiento efector (tke0), no difieren entre el sevorano e isoflurano, los valores de la tke0 derivados del BIS fueron mayores que los obtenidos del SEF y el isoflurano fue dos veces tan potente como el sevoflurano (potencia definida por el parámetro IC50, MAC).

Otros autores han estudiado las interrelaciones dinámicas entre las concentraciones al final de la espiración y el BIS, se ha descrito una tke0 de cerca de 4.6 minutos, la cual es 30% mayor que la estimada en otros estudios. Esto puede explicarse por varias razones. Las interrelaciones entre FET-BIS se han analizado usando datos obtenidos durante cirugía (desde la inducción hasta la recuperación), con opioides administrados durante el procedimiento, sólo tres transiciones de sevoflurano al final de la espiración se aplicaron y el retardo FET-BIS se cuantificó por medio de un análisis no paramétrico (ej: no se especificó la función matemática que gobierna las interrelaciones concentración-efecto).

Los valores idénticos de la tke0 para el sevorano e iso indican tiempos similares de entrada-salida para ambos agentes cuando las concentraciones al final de la espiración se usan como puntos de referencia.

El retardo entre las el efecto sobre el EEG y las concentraciones medidas del anestésico al final de la espiración usados como punto de referencia depende de varios factores:

el tiempo necesario para el muestreo de las concentraciones al final de la espiración, proceso y transmisión.
el gradiente de la concentración alveolar medido - final de la espiración causado por el espacio muerto fisiológico y el uso de mascarilla durante la inducción (la eliminación de este factor podría incrementar la tke0.
las concentraciones del gradiente alveólo-arterial causadas por cortos circuitos pulmonares (eliminación de este factor podría disminuir la tke0)
el gasto cardiaco que aporta el anestésico al cerebro.
tiempo de lavado hacia dentro y fuera del compartimiento cerebral (este factor depende del volumen cerebral, FSC, coeficiente de partición cerebro sangre).
dinámica cerebral cortico subcortical.
cálculo de los parámetros del EEG por el monitor.
La vida media de equilibrio (t) para el lavado dentro-fuera del cerebro (factor 5), está determinada por:

Donde Vbr es el volumen cerebral, br el FSC, lT/G el coeficiente de partición gas/cerebro y el 1B/G el coeficiente de partición sangre/gas.

Usando datos de la literatura se ha calculado un t1/2 de 1.7 minutos para isoflurano y uno de 2.1 para el sevoflurano. Ya que los factores 1 - 4 y 7 afectan el valor de tke0 en dirección opuesta y el efecto global de todos estos factores sobre tke0 es relativamente menor, los valores más pequeños de t1/2 comparados con los valores de la tke0 medidos en otros estudios indican la importancia del factor 6 para las interrelaciones farmacodinámicas del FET-BIS y FET-SEF y del factor 7 para las interrelaciones FET-BIS.

Esto sugiere que tanto para BIS y SEF, aparte del retardo debido al lavado dentro y fuera del cerebro, hay un retardo adicional entre la concentración anestésica cerebral y el efecto en el EEG. La dinámica neuronal o relacionada con receptores puede ser la causa de este retardo. La diferencia de la tke0 derivada del BIS y el SEF están parcialmente relacionadas a las diferencias en el tiempo necesario para determinar estos índices. Se ha especulado que el BIS toma en cuenta, además de la lentificación o incremento en el EEG, las interacciones entre los generadores neuronales córtico subcorticales.

El FSC difiere mucho en diferentes áreas del SNC, y también la respuesta a los anestésicos puede no ser uniforme dentro del cerebro. Estas diferencias pueden resultar en menor captación del anestésico en áreas subcorticales (comparadas con la corteza) y consecuentemente, las interacciones córtico subcorticales pueden cambiar relativamente lentas en respuesta a cambios en las concentraciones arteriales de los anestésicos. Esto puede ocasionar un retardo fisiológico mayor en el tiempo de respuesta del BIS a cambios en la concentración anestésica. En contraste, el SEF puede responder inmediatamente a las concentraciones anestésicas cerebrales ya que este parámetro del EEG es más independiente de las interrelaciones córtico subcorticales.

Es interesante hacer notar que los valores de la tke0 del isoflurano y sevoflurano están en el mismo rango que la de propofol (3.5 min) pero mayores que la del alfentanil (1.1 minutos, todos derivados del BIS).

Para SEF y BIS, la relación de sevorano IC50 a isoflurano IC50 es aproximadamente de 2. Esto está de acuerdo con los hallazgos de que la proporción del sevorano MAC-despierto a isoflurano MAC despierto es igual a 2. MAC despierto es la concentración umbral que previene o permite la respuesta verbal durante la recuperación de la anestesia. Estas observaciones indican una diferencia de potencia de un factor de 2 entre estos dos anestésicos con respecto a sus propiedades hipnóticas o sedantes. Es de interés notar que la proporción del MAC del sevorano al MAC del isoflurano es 2. El MAC es una medida de respuesta motora a un estímulo nocivo el cual es mediado primariamente por vías espinales. Si las observaciones anteriores de una relación de potencia anestésica similar para efectos a sitios espinales y supraespinales se relacionan con diferentes modos moleculares de acción anestésica en estos distintos sitios, necesita mayores estudios.

Los modelos de PK/PD reflejan y predicen con cierta aproximación los cambios en el EEG que ocurren en respuesta a los anestésicos inhalatorios. Los análisis de validación muestran que los valores predictivos de los modelos que analizan el BIS son muy adecuados. Sin embargo, pueden existir ciertas desviaciones que se relacionan directamente con fenómenos de excitación inducida por el anestésico, estímulos nocivos, estímulos auditivos, o simplemente con activación de alta frecuencia del EEG o presencia de brotes – supresión del EEG.

Por otro lado, altas concentraciones de anestésicos inhalatorios incrementan el flujo sanguíneo cerebral. El valor de la tke0 es menor a altos niveles de FSC y viceversa. Así pues una tke0 dependiente de la concentración anestésica parece más apropiada que un parámetro que es concentración independiente.

Parece ser una propiedad de los hipnóticos y los anestésicos generales causar excitación y desinhibición antes de depresión y a concentraciones superiores a 1.5 MAC un 10 – 30 % de pacientes pueden desarrollar brotes supresión, esto puede ocasionar una caída en los valores del BIS de 30 a 0 - 10 durante 30 – 60 segundos. Para reducir la variabilidad en el BIS residual que ocurre por la excitación se ha incorporado el espectro del electromiograma (SEMG) en todos los modelos farmacodinámicos, sin embargo es importante aclarar que en la mayoría de las circunstancias los modelos no reconocen la combinación farmacológica y los resultados que arrojan, siempre (en su mayoría), corresponden a evaluación de fármacos únicos en anestesia y no a la combinación de los mismos para la inducción y mantenimiento de la anestesia.

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