Postoperatif Enfeksiyonların Önlenmesinde Anestezistin Rolü

Postoperatif enfeksiyonlar hastanın hastanede kalış süresini, sürvisini ve sağlık harcamalarını etkileyen önemli faktörlerden biri. Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain’de bu konuya değinen bir yazı çıktı. Postoperatif enfeksiyonların engellenmesinde anestezistlere düşen payı vurgulayan bu yazıda değineceğiz:

Hastane kökenli pek çok enfeksiyon postoperatif dönemdeki hastalar için ciddi risk oluşturmaktadır. Yara yeri enfeksiyonlarının insidansı %5-20 olarak verilmektedir. Bunun dışında solunum ve üriner sistem enfeksiyonları, metisilin-rezistan Staphylococcus aureus (MRSA) bakteriyemileri, antibiyotiğe bağlı Clostridium difficile enteritleri ve intravasküler kanüllere bağlı enfeksiyonlar postoperatif dönemde ortaya çıkan hastane kökenli enfeksiyonlar arasında sayılabilirler.

Cerrahi yara bölgesi genellikle cilt ve visseral bölgenin florası ile kontamine olur. Kontaminasyonun enfeksiyona dönüşmesinde vücut direnci, daha net olarak da intra- ve postoperatif ilk saatlerde ortaya çıkan nötrofil fagositozu en önemli rolü oynar. Nötrofil bakteri veya doku artıklarını fagosite ettiğinde bir respiratuar patlama (respiratory burst) olur; nötrofilin geçici bir süre oksijen tüketimini artar ve oluşan oksijen serbest radikalleri antimikrobiyal etki gösterirler. Oksijen sunumu veya radikallerin oluşumunda görevli enzimlerde olabilecek değişiklikler bakterisidal süreci bozarsa enfeksiyon gelişebilir. Yara yeri enfeksiyonlarını cerrahi faktörler olduğu kadar hastaya bağlı faktörler de etkilemektedir. Bu faktörler arasında Diabetes mellitus, obezite, sigara, bakteriyal kolonizasyon (S. aureus), vücudun başka bölgesinde enfeksiyon, yaş, sistemik hastalıklar, immün supresyon, ASA, malnutrisyon, hipoksemi, cerrahi teknik, cerrahi işlemin yeri, tipi ve süresi, ameliyathanenin özellikleri, kullanılan yabancı materyaller sayılabilir. Bunların dışında gene cerrahi enfeksiyonları etkileyen, ancak anestezistin aktif olarak etkileyebileceği bir dizi faktör bulunmaktadır: Antibiyotik profilaksisi, el hijyeni, invazif anestezik işlemler, hipotermi, yüz maskesi kullanımı, ameliyathane içi trafik, rejyonal anestezi, doku oksijenasyonu, perioperatif glisemik kontrol, sıvı replasmanı ve volüm dengesi, transfüzyon, postoperatif ağrı kontrolü. Bu faktörlerin her birinin cerrahi enfeksiyonlarla ilişkisi konusunda eldeki kanıtlar farklı düzeydedir.

Enfeksiyonlar açısından etkinliği kesin kanıtlanmış uygulamalar veya faktörler antibiyotik profilaksisi, el hijyeni, invazif işlemlerde aseptik tekniklerin uygulanması, perioperatif termoregülasyondur.

Bunlara oranla etkinliği daha az bilinen ancak bazı kanıtlarla desteklenen faktörler ise yüz maskesi ve ameliyathane trafiği, rejyonal anestezi teknikleri, inspiratuar oksijen, glisemik kontrol olarak sıralanmaktadır.

Henüz kanıt elde edilememiş spekülatif uygulamalar arasında ise ise hedefe yönelik sıvı yönetimi, transfüzyonların azaltılması, “fast-track” cerrahi, bazı opioidlerden kaçınılması olarak sayılmaktadır.

Antibiyotik Profilaksisi: Farklı cerrahi işlemlerde enfeksiyona neden olan bakterilere göre değişik antibiyotik profilaksileri uygulanmış ve çeşitli çalışmalarda yararı gösterilmiştir. “The UK National Institute of Clinical Excellence (NICE)” 2008 kılavuzu anestezinin başlangıcında cilt insizyonundan önce veya turnike kullanılacaksa daha erken tek doz profilaktik iv antibiyotik uygulanmasını şu cerrahilerde önermektedir:

Protez veya implant yerleştirilecek “temiz” cerrahi (aseptik tekniğin kesintiye uğramadığı ve respiratuar, gastrointestinal, genitoüriner sistemlerin açılmadığı cerrahi işlemler),

“Temiz-kontamine” cerrahi (orofarinks, steril genitoüriner, biliyer, gastrointestinal, respiratuar sistem cerrahisi veya aseptik teknikte minör bozulma)

“Kontamine” cerrahi (akut inflamasyon, enfekte safra veya idrar veya gastrointestinal sistemden majör kontaminasyon).

Eğer enfeksiyon varlığında kültür-antibiyogram sonucuna göre duyarlılığa uygun terapötik antibiyotik kullanılıyorsa “kirli” cerrahiden söz edilmektedir.

Profilaktik antibiyotik cerrahi sırasında bakteriyal inokülasyonu ve cerrahi bölgenin bakteriyal kontaminasyonunu azaltmaktadır. Etkin profilaksi için insizyondan yaranın kapatılışına dek geçen süre içinde doku düzeyinde minimum inhibitör konsantrasyonu aşılmış olmalıdır. Bu nedenle zamanlama ve anestezistin rolü önemlidir. İnsizyondan 60 dak önce veya sonra antibiyotik uygulandığında enfeksiyon oranının arttığı, insizyon-uygulama arasının 30 dakikayı aşmadığı durumlarda enfeksiyon oranının en düşük olduğu gösterilmiştir. Lokal enfeksiyon etkenlerinin sıklığına ve direncine göre her hastanenin kendi antibiyotik profilaksi kılavuzu olmalıdır. Sefazolin gibi kısa yarı ömrü olan antibiyotiklerin uzun girişimler sırasında tekrarlanması önerilmektedir. Cerrahi sonrası devam eden uzun profilaksinin ek avantajı gösterilmemiştir. Antibiyotiklerin pek çok istenmeyen yan etkisi dikkate alınarak temiz, komplike olmayan, protez içermeyen cerrahilerde rutin profilaksi önerilmemektedir.

El Hijyeni: Cerrahi el temizliğinin önemi uzun yıllardır bilinmektedir. Alkol bazlı madde ile ellerin ovulması hastaya dokunmadan önce ve sonra ellerin temizlenmesi için gerekli süreyi kısaltmış ve dirençli organizmaların hastadan hastaya taşınmasını engellemek için kabul edilmiş bir yöntem haline gelmiştir. Hastaneye uygun el hijyeni hasta ile her temas öncesi ve tüm bölümlerde mutlak uygulanmalıdır.

İnvazif Anestezik Girişimlerde Aseptik Teknik: Gündelik pratikte taktığımız santral venöz kateterler (SVK), epidural kateterler bakteriler için giriş yeri oluşturur. SVK’ya bağlı enfeksiyonların sıklığı 1000 kateter günü başına 5-10 kadardır. Çeşitli ülkelerin kılavuzları SVK, periferik ve nöroaksiyal kateterlerin yerleştirilmesi sırasında maksimal bariyer önlemlerin (el hijyeni, klorheksidin ile antisepsi, aseptik uygulama, uygun yerin seçimi, gereksiz fazla lümenlerden kaçınılması, iş bittiğinde kateterin hemen çekilmesi) alınmasını önermektedir. Cilt antisepsisinde %2 klorheksidinin alkolik çözeltisi povidon-iyodine göre daha etkindir. Ancak nöroaksiyal tekniklerin uygulanması sırasında nörotoksisite riski taşıdığı için nöronal kontaminasyonun engellenmesine çok dikkat edilmelidir.

SVK’e bağlı enfeksiyonlar subklaviyan kateterlerde internal jugular ve femoral kateterlere oranla daha düşük risk taşımaktadırlar. Ultrason kılavuzluğunda SVK takılmasının doku travması ve hematom insidansını azaltarak enfeksiyon riskini düşürdüğüne dair veriler bildirilmiştir. Yüksek riskli hastalarda enfeksiyon riskini düşürücü diğer önlemler başarılı olmadığında, özellikle kateter 5 günden fazla kalacak ve tünel açılmadan takılacaksa, antibiyotik kaplı SVK’ların kullanılması önerilmektedir.

Epidural katetere bağlı enfeksiyonlar ender olmakla beraber sonuçları çok kötü olabilir. Enfeksiyon riski arttığından bu kateterler ya en fazla 3 gün içinde çekilmeli veya tünel açılarak yerleştirilmelidir.

Günümüzde dengeli anestezinin parçası olarak periferik sinir kateterleri sıkça kullanılmaktadır. Net kanıtlar olmamakla beraber bunların prostetik eklem enfeksiyonlarını arttırdığı düşünülmektedir. SVK’lerde olduğu gibi ultrason altında takılmaları enfeksiyoları azaltma açısından avantaj sağlayabilir. Kateterlerin cerrahi yaraya uzak yerden yerleştirilmeleri de önemlidir.

Perioperatif Termoregülasyon: Hipotermi termoregülatuar vazokonstriksiyonu tetikler ve subkutan doku oksijenu azaltır. Bu durum yara iyileşmesi sırasında nötrofil fonksiyonunu ve kollajen depolanmasını ciddi şekilde azaltabilir. Hipotermi ayrıca immün fonksiyonları da bozabilir. Hafif perioperatif hipoterminin (vücut merkez sıcaklığının 2 derece C altı) yara yeri enfeksiyonlarını arttırdığı, yara iyileşmesini geciktirdiği, transfüzyon gereksinimini arttırdığı ve hastanede kalma sürresini uzattığı gösterilmiştir. Bu nedenle kalp cerrahisi gibi hipotermi gerektiren bir neden yoksa, 45 dakikadan uzun sürecek vakalarda ısı monitörizasyonu yapılması ve hastanın aktif olarak ısıtılması önerilmektedir.

Yüz Maskesi ve Ameliyathane Trafiği: Günümüzde enfeksiyonları azaltmak için ameliyathanelere özel giysi ile (maske, bone, ameliyathane forması) girilmektedir. Bunlar laminar akımlı ameliyathanelerin yapımından önce kurallaştırılmıştır. Laminar akım hastanın etrafını kuşatan havadaki bakteri miktarını ölçülebilir oranda azaltmaktadır. Yüz maskesinin ameliyathane çalışanlarının orofaringeal ve nasofaringeal bakterilerinin, cerrahi yaraya transmisyonunu azaltarak enfeksiyon riskini düşürdüşü düşünülmektedir. Ayrıca maske çalışanları kan ve solunumla bulaşan enfeksiyonlara karşı bariyer oluşturarak korumaktadır.

Anestezistler ameliyathanede durumu değerlendirerek ameliyathane ortamını ve hastalarını enfeksiyonlara karşı etkin olarak koruyabilecek role sahiptirler. Ameliyathaneye giriş çıkış, ortam temizliği, el hijyeninde ve aseptik teknikte oluşan boşlukları fark edip düzeltebilirler.

Rejyonal Anestezi: Epidural analjezi örneğin laparotomi vakalarında pnömoni gibi, bazı postoperatif respiratuar komplikasyonların sıklığını düşürmektedir. Bu genel olarak sistemik opioid analjezisine oranla hastaların daha iyi öksürme ve sekresyonlarını temizleyebilmesine bağlanmaktadır. Yeni bir çalışma nöroaksiyal anestezi kullanımını, alt ekstremite artroplastisinde cerrahi yara enfeksiyonunu azaltıcı yöntem olarak göstermektedir. Neden olarak inflamatuar cevabın değişmesi, vazodilatasyona bağlı doku oksijenasyonunun artması, postoperatif daha iyi analjezi gösterilmekte ve epidural tekniğin daha iyi olduğu vurgulanmaktadır.

İnspiratuar Gaz Karışımı; Oksijen vs Nitroz Oksit ve Volatil Anestezikler: Kan ve dokuda oksijen basıncını arttırarak hemoglobini tam doyurmanın nötrofillerin bakterisidal aktivitesini arttırdığı düşünülmektedir. Kolorektal cerrahide inspiratuar %30 oksijen yerine %80 kullanılmasının enfeksiyonu azalttığı konusunda bazı veriler bulunmaktadır ama çelişkilidir. Nötrofil fonksiyonları ile ilgili in vitro çalışmalar yüksek oksijen düzeylerinin hücre ölümü için gerekli oksijen ara ürünlerini arttırdığını, THF-alfa düzeyinin daha erken maksimuma ulaşıp daha hızlı düştüğünü göstermiştir. Enigma çalışması nitroz oksitten kaçınıldığında diğer postoperatif komplikasyonlar arasında enfeksiyon oranının düştüğünü ortaya koymuştur. Şu anda süren Enigma2 çalışması bu sonucun nitroz oksitin kullanılmamasına mı yoksa daha yüksek inspiratuar oksijen verilmesine mi bağlı olduğunu ortaya çıkarmayı planlamaktadır. Şu andaki cerrahi enfeksiyonu engelleme kılavuzları oksijen satürasyonunu %95’in üzerinde tutacak inspiratuar oksijeni önermektedir.

Volatil anesteziklerin in vitro ve hayvan çalışmalarında, doza bağlı olarak nötrofil fonksiyonları, sitokin salınımı, lenfosit proliferasyonu üzerine inhibitör etki gösterdiği, hatta tümörü büyüttüğü belirlenmiştir. Ama destekleyecek insan çalışmaları bulunmamaktadır.

Glisemik Kontrol: Akut hipegliseminin ciddi etkileri arasında vazodilatasyonun azalması, reaktif endotelial nitrik oksit oluşumunun bozulması, kompleman fonksiyonunda azalma, lökosit ve endoteliyal adezyon moleküllerinin ekspresyonunda artma, sitokin konsantrasyonunda yükselme, nötrofil kemotaksisi ve fagositozda bozulma saylmaktadır. Buna bağlı olarak inflamasyonda, enfeksiyonlara yatkınlıkta artma ve multisistem disfonksiyonu gelişmektedir. Sıkı glisemik kontrol (4.5-6 mmol/dl) ile enfeksiyon sıklığı arasındaki olumlu ilişki bildirilmiştir. Ancak gelişebilecek hipoglisemi ataklarının hayati tehdit edici etkileri de göz ardı edilmemelidir. Verilerin yetersizliği nedeniyle şu anda önerilen kan şekerinin 10 mmol/dl’nin altında tutulmasıdır.

Sıvı Yönetimi: Preoperatif açlığı, intraoperatif sıvı kayıplarını kompanse edip hemodinamiyi optimal düzeyde tutmaya, idrar çıkışını sağlamaya yönelik geleneksel intraoperatif liberal sıvı kullanımı, hastalarda fazlaca pozitif sıvı dengesine ve istenmeyen etkilere yol açabilmektedir. Daha kısıtlı sıvı kullanımının yara yeri enfeksiyonlarını, pnömoniye bağlı sepsisi azalttığı ile ilgili veriler bildirilmeye başlanmıştır. Santral venöz basınç, pulmoner arter tıkama basıncı veya ösofageal Doppler yolu ile atım volümünün monitorizasyonu gibi invazif yöntemleri gerektiren hedefe yönelik (goal-directed) sıvı tedavisi ile ilgili çalışmalar sonuç üzerine olumlu veriler sunmakla beraber enfeksiyon sıklığı için spesifik sonuç yoktur.

Allojenik Kan Transfüzyonu: Transfüzyonun immünomodülasyon ve immünosupresyona neden olduğu bilinmektedir. Transfüzyon yapılan hastalarda diğerlerine oranla ve doza bağlı olarak postoperatif enfeksiyonların arttığı da bildirilmiştir; bu etki travma hastalarında daha belirgindir. Özellikle 2 haftadan daha eski eritrosit süspansiyonu sonrası risk daha yüksek olmaktadır. Transfüzyon her ne kadar hayati bir gereksinim olmakla beraber, diğer resüsitasyon ve hemostaz yöntemlerinin de devreye sokulması, olabildiğince taze kan ürünlerinin kullanılması dikkate alınmalıdır.

“Fast-trac” Cerrahi: Preoperatif, intraoperatif ve postoperatif dönemi kapsayan süreçte hastanın optimal koşullarda operasyona hazırlanması, eğitimi, minimal invazif cerrahi tekniklerin kullanılması, opioid kullanımını azaltmak üzere multimodal analjezi tekniklerinin uygulanması, erken mobilizasyon, erken beslenme, erken hedefe yönelik fiziksel aktivite sayesinde hastanın hızlı iyileşmesini, hastanede kalış süresini kısaltmayı ve normal yaşantısına daha erken dönmesini hedefleyen yöntemdir. Bu vakalarda enfeksiyonların da daha az olması beklenmekle beraber net sonuçlar henüz elde edilmemiştir.

Opioidlere Bağlı İmmün Supresyon: Günlük kullanımdaki opioidlerin çoğu insanlarda immün sistemi baskılama eğilimindedir. Morfin, fentanil, remifentanil, meperidin ve biraz daha az olmak üzere metadon ile bu etki görülmektedir. Oksikodon, buprenorfin, ve hidromorfonun immün sistem üzerine etkisi belirgin değilken, tramadol immün sistemi olumlu etkilemektedir. Opioidlerin en belirgin immün sistem etkisi cerrahi ve travma sonrası enfeksiyonlara eğilim, malign hastalıklara toleransın azalması ve bağımlılarda HIV enfeksiyonlarında değişikliklerdir. Kemoterapi vb gibi herhangi bir nedenle immün sistemi etkilenmiş hastalarda immünosupresif etkili opioidlerin kullanımı hastaya ek risk yaratmaktadır. Kritik hastalarda bu durum dikkate alınmalıdır.

Sonuç olarak hastane kökenli enfeksiyonların azaltılmasında tüm sağlık çalışanlarına düşen görevler vardır. Anestezistler hastanın dış etkenlere en açık, en hassas olduğu dönemde tedavinin içinde yer aldıklarından enfeksiyonları azaltmaya yönelik tedbirlerin alınmasında oynadıkları rolü dikkate almalı, önlemleri ciddiyetle uygulamalıdırlar.

Postoperatif Kognitif Disfonksiyon: Alzheimer Benzeri Bir Patoloji mi?

Anestezi uygulaması analjezi, amnezi, hipnoz ve kas gevşemesi sağlamak amacıyla, aktivitesini spesifik etki yerlerinde gösteren ilaçların kullanımını gerektirir. İstenilen etkiyi elde etmek için doku veya reseptörlerdeki ilaç konsantrasyonu belli seviyelerde tutulacak şekilde doze edilir ve etkilerin geri dönüşümlü olduğu var sayılır.

Moleküler yapıları gereği genel anestezikler dokulara yayılır ve pek çok karmaşık hücresel işlevi etkiler. Bu işlevlerdeki herhangi bir bozulma duygu-durum, hafıza, motor ve/veya davranışta değişiklik olarak yansıyabilir. Dahası anestezikler beyinde şu ana dek düşündüğümüzden daha uzun etkiler de bırakabilirler.

Nöropsikolojik testlerle tanınabilen postoperatif kognitif disfonksiyon (POKD) günümüzde bu tür bir komplikasyon olarak kabul edilmektedir. Klinikte hafıza kaybı, psikomotor dengesizlik, demans, deliryum veya depresyon, ince motor koordinasyonda zorluk ve üst düzey kognitif fonksiyonlarda bozulma şeklinde görülür. Belirtilerin şiddeti değişkendir ve sıklıkla sadece nöropsikolojik testlerde fark edilir. Kognitif  değişiklikler genellikle geçicidir, birkaç günde normale döner. Ancak bazı vakalarda anesteziden sonra haftalarca sürebilir, hatta kalıcı olabilir, daha ileri bozuklukların öncüsü olabilir.

POKD genellikle postoperatif komplikasyonlarda artışla ilişkilidir. Günlük aktivitede azalmaya, erken emekliliğe, sosyal desteğe bağımlılığa ve artmış mortaliteye neden olduğu saptanmıştır. Hastaların %70 kadarı 5 yıl içinde ölmektedir. Oysa postoperatif deliryum görülmeyen hastalarda bu oran %35’dir. Yaşam süresi uzadıkça daha fazla sayıda yaşlı hastaya anestezi verilmeye başlanmıştır. Bu nedenle POKD popülasyonda ciddi sorun yaratır hale gelecektir.  

İn vitro nükleer manyetik rezonans spektroskopi çalışmaları, çeşitli anesteziklerin “amiloid beta peptid” maddesinin oligomerizasyonuna neden olduğunu göstermiştir. Amiloid beta peptidin kontrolsüz üretimi, oligomerizasyon ve birikimi sonucu oluşan amiloid plaklar Alzheimer hastalığının gelişimindeki temel basamaklardır. Amiloid beta peptid merkezi sinir sisteminde doğal olarak bulunmakta ve yaşlıda doku konsantrasyonu artmaktadır. Bazı genel anesteziklerin yaşlı hastaya uygulanmasının amiloid beta peptid oligomerizasyon ve birikiminde bozulmaya neden olduğu ve POKD riskini arttırdığı düşünülmektedir. Anaesthesia’da yayınlanan bir derlemede POKD, Alzheimer hastalığı ve anestezikler arasında bir ilişki olduğuna dair geliştirilmiş bir hipotezden yola çıkarak elde edilmiş ilginç bulgulara değinilmektedir.

POKD Sıklığı ve Cerrahi ile İlşkisi

Kardiyak ve non-kardiyak cerrahide risk faktörleri değişmektedir. Non-kardiyak cerrahide POKD sıklığı olasılıkla cerrahinin boyutuna bağlıdır. Minör cerrahide postoperatif 3 aya dek POKD insidansı % 6.6 olarak bildirilmektedir. Major cerrahide ise postoperatif ilk 7 günde hastaların %26’sında POKD saptanırken, bu oran cerrahiden sonraki 3 ayda %10’a düşmektedir. En yüksek POKD insidansının ortopedik cerrahide görüldüğü bildirilmektedir.

Kardiyak cerrahi sonrası ise kognitif bozukluk %70-90 sıklıkta görülmektedir. Kardiyopulmoner bypass (cerrahi travma, mikroembolizasyon, sıcaklık değişiklikleri, kullanılan ortalama kan basıncı, juguler bulb oksijen satürasyonunda değişiklikler) en önemli neden olarak düşünülmektedir. Ayrıca koroner arter greftlemesi de bağımsız faktör olarak kabul edilmektedir.

POKD’un Genetik Belirleyicileri

Apolipoprotein E e-4 (ApoE) aleline sahip olmak kognitif gerilik için en önemli belirleyici olarak görülmektedir. Alzheimer’in sık görülen formlarında da en önemli genetik yatkınlık nedeni olarak ApoE lokusu kabul edilmektedir. Sporadik formlarında bile bu gen lokusunun diğer beyin proteinleri ile ilişkisi saptanmıştır. Patolojik şartlarda interleukin 18’in (IL-18) nöroinflamatuar ve nörodejeneratif rolü de önem kazanmaktadır. IL-18 sitokin öncül gen polimorfizim bozukluğu olan hastalarda dolaşımdaki (Alzheimerde önemli rolü olan) serum amiloid peptit düzeyinin yüksek olduğu saptanmıştır.

Genel anestezi beyin gen ekspresyonunda en az postoperatif 72 saat boyunca süren değişikliklere neden olmaktadır. Bu durum POKD için önemli olabilir.

Etyolojiyle İlgili Hipotezler

POKD’un etyolojisi hala belirsizliğini korumaktadır. Literatürde elliden fazla olası nedenden bahsedilmektedir. Çalışmacılar anesteziklere, genel vs rejyonal anesteziye, atropin gibi antikolinerjiklere veya anestezinin hipoksi, hipotansiyon, hiperventilasyon gibi fizyolojik etkilerine, hastanın tıbbi durumuna odaklanmıştır.

Hipertansif hastalarda intraoperatif minimum ortalama kan basıncı ve POKD arasında ilişki saptanmıştır [33]. Psişik ve cerrahi strese bağlı tiroid fonksiyon değişikliklerinin POKD’da  önemli rol oynadığı bilinmektedir.

Santral Kolinerjik Sistem Fonksiyonları

Santral antikolinerjik sistemin bilinç, hafıza ve öğrenmede anahtar rol oynadığı kabul edilmektedir. Nikotinik asetilkolin reseptörleri (nAChRs) “ligand-gated” katyon kanalları ailesindendir. Alfa ve beta subunitelerinden oluşan pentamerik yapıdadırlar. Agonistin bağlanması ile reseptör iç kanalı açılıp katyon geçişine izin verir. Değişik reseptör alt tipleri Alzheimer hastalığında, Parkinson hastalığında, ağrı hassasiyeti, analjezi, anksiyete ve nöroproteksiyonda rol oynamaktadır. Muskarinik asetilkolin reseptörleri (mAChRs) ise “ligand-gated” K+ kanalları ailesindendir ve metabolik fonksiyonlara aracılık ederler. Beş alt tip olarak sınıflandırılabilirler (M1–M5). Agonistin reseptöre bağlanması çeşitli sitoplazmik ve nükleer faktörleri aktifler (örn. spesifik tirozin kinaz, fokal adezyon kinaz, MAPK, ekstrasellüler “signal-regulated” kinazlar ve c-Jun N-terminal kinazlar).

Alzheimer Hastalığının Moleküler Patolojisi

Alzheimer hastalığı demansın en sık formudur. Amiloid beta peptidin birikimi ve hipokampus ile neokorteksi innerve eden önbeyin kolinerjik nöronlarının kaybı ile karakterizedir. Erken başlayan ilerleyici hafıza kaybı, kognitif fonksiyonlarda gerileme ve davranış bozuklukları klinik tabloyu oluşturur. Diğer kognitif (dezoryantasyon, konfüzyon, muhakeme problemleri) ve davranışsal (ajitasyon, anksiyete, kuruntu, depresyon ve uykusuzluk) bozukluklar hastalık ilerledikçe ortaya çıkar ve günlük aktiviteyi bozarlar. Nukleus basalis magnosellularis hücrelerinde dejenerasyon korteksin nöronal projeksiyonunun kaybına, dikkat öğrenme ve hafızada rol alan kortikal aktivasyonun bozulmasına  neden olur. İlerleyici nöron kaybı asetilkolin ve kolin asetiltransferaz enziminin beyin düzeylerinin düşmesi ile sonuçlanır; eksiklik kognitif disfonksiyonun ağırlığı ile korelasyon gösterir. Veriler çok düşük konsantrasyonda amiloid beta peptidin nörotoksik etkisinden bağımsız olarak, çeşitli kolinerjik nörotransmitter fonksiyonlarını inhibe edebildiğini göstermiştir. Aksine, bazı kolinerjik reseptörler ise  amiloid beta peptit metabolizmasında rol almaktadır.

Amiloid beta peptit konsantrasyonu öğrenme, hafıza ve nörodejenerasyon ile ilişkilidir. POKD ve Alzheimer’deki mekanizmaların benzerliği, amiloid beta peptit ve santral kolinerjik  sistem arasında fonksiyonel bir ilişki olduğunu düşündürmektedir. Bu hem POKD’u hem de anesteziklerin Alzheimer hastalığını nasıl etkilediğini anlamamızı kolaylaştırmaktadır.

Amiloid Beta Peptidin Kolinerjik Sisteme Etkisi: Anesteziklerin Rolü

Amiloid beta peptit ve nAChRs arasında direkt ilişki gösterilmiştir. Uygun konsantrasyonda amiloid beta peptit asetilkolin sentez ve salınımının çeşitli aşamalarında akut olarak negatif etkiler göstermektedir. Amiloid nörotoksisitesinde nöronal nAChRs önemli hedeflerden biridir. Düşük konsantrasyonda amiloid beta peptit verildiğinde hücrelerin nikotinik reseptör bağlanma noktalarında belirgin azalma, uzun süreli maruz kalındığında ise kolinerjik hücre toksisitesi ortaya çıkmaktadır. Yaş bu etkileri ağırlaştırmaktadır.

Anesteziklerin santral kolinerjik sisteme etkisi ajana göre değişmektedir. İsofluranın klinik konsantrasyonları amiloid prokürsör proteinin işlenmesini değiştirmekte ve amiloid beta peptit üretimini arttırmaktadır. Desfluran da benzer etki göstermekle beraber, bu üretim artışı sadece hipoksi varlığında olmaktadır. Propofol ve tiopentalde bu etki ortaya çıkmamaktadır. Bu bulgular Alzheimer hastalığında ve POKD riski yüksek yaşlıda anestezik kullanımı açısından dikkate alınmalıdır.

İn vitro çalışmalarda klinik konsantrasyonlarda desfluran ve isofluranın amiloid beta peptit proteininin yığılmasını sağladığını göstermiştir. Aşırı dozda propofolün de peptidin yapısını monomerik formdan oligomerik forma değiştirdiği, mikroaggregasyon yaptığı gösterilmiştir.

Kolinerjik Sistem ve Anestezikler

Kolinerjik muskarinik M1 reseptörlerinin aktivasyonu amiloid beta peptit metabolizmasında ve s-proteini’nin fosforilasyonunda rol oynamaktadır.

M1 reseptör selektif agonistleri amiloid prekürsör proteinini non-amiloidojenik ürünlere dönüştürmektedir. Bu M1 reseptörlerinin dual etkili olduğunu ve Alzheimer hastalığını sürecini değiştirebileceğini düşündürmektedir. Santral nAChRs ve mAChRs agonistleri kognitif performansta, öğrenme ve hafızada olumlu etki gösterirken, antagonistler bozulmaya neden olmaktadır.

 Anestezikler kolinerjik sistemi etkilerler. Volatil anestezikler ve ketamin nAchR’lerin potent inhibitörüdür. Desfluran selektif olarak M1 reseptörlerini bağlamakta, düşük konsantrasyonda sinyali arttırmakta, yüksek dozda ise deprese etmektedir. Sevoflurane doza bağlı olarak M1 ve M3 sinyalizasyonunu deprese etmektedir. İsofluran ise sadece M3 ile etkileşmektedir. Barbituratlar mAChR’lerin güçlü kompetitif antagonistidir; propofol supraklinik dozlarda nAChRs ve mAChRs üzerine etki göstermektedir. Opiodler (morfin, fentanil)  nAChRs ve mAChRs sinyalizasyonunu deprese etmektedir. Remifentanil kolinerjik sinapslarda asetilkolin salınımını değiştirmemektedir. Antikolinesterazlar ve nöromusküler blokerler, ilacın karakteristiğine ve serebrospinal sıvıdaki konsantrasyonuna bağlı olarak kolinerjik transmisyona değişken etki göstermektedir. Fizostigmin M1 reseptörlerini, neostigmin M3’leri, pridostigmin ise her iki reseptörü aktive etmektedir.

Kolinerjik disfonksiyon bazal önbeyinde propofolün etkilerini potansiyalize edebilir. Dolayısı ile hipotetik olarak santral kolinerjik transmisyonu inhibe eden anestezikler POKD’un olası patogenezini etkileyebilirler.

Anestezikler ve Hücre Apoptozu

Klinik dozlarda isofluran nörogliomal hücrelerde apoptozu indüklemektedir. Bu olay amiloid beta peptit ve amiloid prokürsör peptit düzeylerinden bağımsız olarak gelişmektedir. Ancak amiloid prokürsör protein C-terminal fragmanları bu etkiyi potansiyalize etmektedir. Ayrıca apoptoza bağlı gelişen değişiklikler amiloid beta peptit oluşumunu arttırmaktadır. Isofluran, kendisi de apoptoza neden olan amiloid beta peptit aggregasyonunu da kolaylaştırmaktadır. Sonuçta bir kısır döngü gelişmektedir. Isofluranın endoplasmik inositol 1,4,5-trisfosfat (IP3) reseptörlerini aktive ettiği de gösterilmiştir. Bu reseptörler apoptotik etki gösteren aşırı kalsiyum salınımından sorumludurlar. Artmış IP3 reseptör aktivitesi olan nöronlar (bazı Alzheimer vakalarında veya Huntington hastalığında olduğu gibi) isofluran sitotoksisitesine karşı aşırı duyarlı olabilmektedir. Ancak N-metil-D-aspartik asit

reseptör parsiyal antagonisti, memantine, in vivo ve in vitro olarak isofluranın indüklediği apoptozu engelleyebilmektedir. Bu durum olayın sitozolik kalsiyum seviyelerine bağlı olduğunu düşündürmektedir. Desfluran da amiloid beta peptit üretimini ve kaspaz aktivasyonunu indüklemekte, ama bu etki sadece hipoksi varlığında görülmektedir.

Yaş Neden Önemli Bir Risk Faktörüdür?

Uzayan/geri dönüşsüz POKD açısından genel kabul gören tek risk faktörü yaştır. Genç ve yaşlı erişkin beyni bazı noktalarda farklılıklar göstermektedir: boyut, nörotransmitterlerin tipi ve dağılımı, metabolik fonksiyon, esneklik.

Yaşlanma adaptif yeteneklerde ilerleyici kayba neden olurken, ortam yaşlıdan daha fazla talepte bulunmakta ve bu dengesizlik demansa katkıda bulunabilmektedir. Yaşlı beyinde amiloid beta peptit düzeyinin artışı ve Alzheimer hastalığının bu madde ile ilişkisi dikkate alındığında, uzun bir anestezi uygulamasında  anesteziklerin bu madde ile etkileşimi olacağı da düşünüldüğünde, yaşlı hastalarda POKD insidansının artması sürpriz değildir.

Anesteziklerin Moleküler Büyüklüğü Önemli mi?

Genel anestezide kullanılan ajanları moleküler büyüklük açısından şöyle sıralayabiliriz: halotan > isofluran > sevofluran > propofol > tiopental > diazepam. Nükleer manyetik rezonans spektroskopik çalışmalar küçük moleküllü anesteziklerin  amiloid beta peptit oligomerizasyonunu yani aggregasyonunu kolaylaştırdığını ortaya koymuştur. Büyük moleküllü anesteziklerde bu olay izlenmemiştir.

Sonuç

Genetik ve moleküler biyolojideki ilerlemeler nörodejeneratif hastalakılardaki patofizyolojik süreçlere bakışımızı derinleştirmiştir. Bu sayede anestezikler ile kognitif sekel arasındaki olası bağlantılar daha iyi ortaya konabilmektedir. Bu derlemedeki hipotezi özetlersek:

• Alzheimer hastalığı ve POKD santral kolinerjik sistemin anormal fonksiyonunun da işe karıştığı benzer mekanizmalara bağlı gibi görünmektedir.

• Her iki patolojide de amiloid beta peptit üretimi ve oligomeizasyonu önemli rol oynamakta ve yaşlıların her ikisine yatkınlığının nedenini de açıklayabilmektedir.

• Bazı anestezikler, örneğin volatil ajanlar, amiloid beta peptit oligomerizasyonuna neden olmaktadır. Bu eğilim anestezikler, POKD ve Alzheimer arasındaki ilişkiye işaret ediyor olabilir.

• Yüksek beyin amiloid beta peptit seviyeleri yaşlı hastalardaki yüksek POKD riski için bir gösterge olabilir ve koruma ya da tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine temel hazırlayabilir.

Şu ana dek elde edilmiş sonuçların önemli bölümü hayvan çalışmalarına dayandığından bu konuda insanlardan elde edilecek daha fazla veriye gerek olduğu da unutulmamalıdır.