Inhalationsanästhetika
Inhalationsanästhetika (volatile halogenierte Ether, Lachgas, Xenon) halten die Narkose über den alveolären Partialdruck aufrecht. Den Kern bilden Mechanismus, die Verteilungskoeffizienten mit MAC als Maß für Steuerbarkeit und Potenz sowie die UAW mit der Triggerfunktion für die maligne Hyperthermie.
Dein roter Faden
- Einordnung: Volatile halogenierte Ether (Sevofluran, Desfluran, Isofluran) und Gase (Lachgas, Xenon), pulmonal aufgenommen und abgeatmet, daher gut steuerbar.
- Mechanismus: Volatile verstärken GABA-A- und Glycinrezeptoren und aktivieren K2P-Kanäle, Lachgas und Xenon hemmen NMDA-Rezeptoren.
- Verteilungskoeffizienten und MAC: Niedriger Blut/Gas-Koeffizient bedeutet schnelle An- und Abflutung, hoher Öl/Gas-Koeffizient hohe Potenz und niedrige MAC.
- Anwendung: Narkoseerhaltung in der balancierten Anästhesie, Sevofluran zur Maskeneinleitung, Lachgas als analgetisches Adjuvans.
- UAW mit MH-Trigger: Atemdepression, Blutdruckabfall, Uterusrelaxation, PONV, alle Volatilen triggern die maligne Hyperthermie, Lachgas inaktiviert Vitamin B12 und dehnt Gasräume aus.
- Vergleich der Vertreter: Sevofluran nicht reizend, Desfluran am schnellsten aber reizend und klimaschädlich, Isofluran potent und langsamer, Lachgas wegen MAC über 100 % nur Adjuvans.
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Überblick
Inhalationsanästhetika sind Narkosemittel, die über die Lunge aufgenommen und überwiegend unverändert wieder abgeatmet werden. Ihre Wirkung folgt dem Partialdruck im Gehirn, der sich über die Atmung schnell steuern lässt. Man unterscheidet volatile halogenierte Ether, die als Flüssigkeit über Verdampfer zugeführt werden, und Anästhesiegase (Lachgas, Xenon). Den Rahmen mit Narkosekomponenten und -stadien beschreibt die Allgemeinanästhesie.
- Steuerbarkeit: pulmonale Elimination, daher Narkosetiefe weitgehend unabhängig von Leber und Niere.
- Profil der Volatilen: starke Hypnose und Immobilität, schwache Analgesie → Kombination mit Opioiden (balancierte Anästhesie).
- Stellenwert: Standard der Narkoseerhaltung, Alternative zur TIVA mit Injektionsanästhetika.
- Historische Referenz: Halothan (halogeniertes Alkan, in Deutschland nicht mehr im Handel) steht für Hepatotoxizität und Katecholamin-Sensibilisierung.
Typischer Vertreter ist Sevofluran, der Standard für Maskeneinleitung und Narkoseerhaltung.
- Prinzip: fluorierter Methylisopropylether, verstärkt GABA-A- und Glycinrezeptoren, aktiviert K2P-Kanäle.
- Kinetik: niedriger Blut/Gas-Koeffizient → schnelle An- und Abflutung, geringer Abbau über CYP2E1 (Fluorid, Hexafluorisopropanol).
- Einsatz: Maskeneinleitung, Narkoseerhaltung.
- Besonderheit: nicht atemwegsreizend, bronchodilatierend, MH-Trigger.
Vertreter
Alle Vertreter werden pulmonal aufgenommen und abgeatmet, sie unterscheiden sich in Applikation, Blutlöslichkeit und Potenz. Desfluran trägt gegenüber Isofluran nur ein F statt Cl: weniger lipophil, schlechter blutlöslich, weniger potent, siedet nahe Raumtemperatur und braucht einen beheizten Verdampfer.
Wirkmechanismus
Inhalationsanästhetika binden an hydrophobe Taschen mehrerer Membranproteine statt an einen einzelnen Rezeptor. Die Korrelation von Lipophilie und Potenz (Meyer-Overton) gilt weiter, als Target gelten heute aber Proteine; die Narkosetheorien behandelt die Allgemeinanästhesie. Volatile Ether wirken an mehreren Stellen zugleich:
- GABA-A-Rezeptor: positive allosterische Modulation in den Transmembrandomänen → längere Cl⁻-Kanalöffnung → Hyperpolarisation kortikaler und thalamischer Neurone → Hypnose, Amnesie.
- Glycinrezeptor: Verstärkung im Rückenmark → Hemmung motorischer Reflexe → Immobilität, die die MAC bestimmt.
- K2P-Kanäle (TREK-1, TASK): Aktivierung → K⁺-Ausstrom → negativeres Ruhemembranpotenzial, Erregbarkeit sinkt.
- Präsynapse: verminderte Transmitterfreisetzung, zusätzlich Hemmung neuronaler Nicotinrezeptoren.
Lachgas und Xenon wirken kaum GABAerg, sondern hemmen den NMDA-Rezeptor (Xenon an der Glycin-Bindungsstelle). Daraus folgt ihr Profil: gute Analgesie bei schwacher Hypnose.
Wirkungen und Anwendung
Die Wirkungen folgen aus dem Mechanismus und unterscheiden sich zwischen Ethern und Gasen.
- Hypnose und Amnesie: dosisabhängig, GABA-A-vermittelt.
- Immobilität: spinal über Glycinrezeptoren.
- Analgesie: bei Volatilen schwach, bei Lachgas und Xenon deutlich (NMDA).
- Relaxation: schwach eigen, verstärkt nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien.
- Bronchodilatation: Sevofluran, Isofluran.
Eingesetzt werden sie so:
- Narkoseerhaltung: mit Opioid und ggf. Relaxans.
- Maskeneinleitung: Sevofluran, v. a. bei Kindern und ohne venösen Zugang.
- Lachgas: Adjuvans in der Narkose, als Gemisch mit Sauerstoff zur Analgesie bei kurzen Eingriffen und unter der Geburt.
- Sonderfall: beim superrefraktären Status epilepticus können volatile Anästhetika erwogen werden.
Pharmakokinetik
Anflutung und Potenz lassen sich aus zwei Verteilungskoeffizienten ableiten.
- Blut/Gas-Verteilungskoeffizient: Konzentrationsverhältnis Blut zu Alveolargas im Gleichgewicht, also die Blutlöslichkeit. Niedrig → Blut rasch gesättigt, Partialdruck in Alveole und Gehirn steigt schnell → schnelle An- und Abflutung (Xenon < Desfluran ≈ Lachgas < Sevofluran < Isofluran).
- Öl/Gas-Verteilungskoeffizient: Maß der Lipophilie → je höher, desto potenter, desto niedriger die MAC.
- Ventilation und Herzzeitvolumen: Hyperventilation beschleunigt die Anflutung, hohes HZV verzögert sie, weil mehr Anästhetikum aus der Alveole abtransportiert wird.
- Second-Gas-Effekt: Lachgas in hoher Konzentration wird rasch aufgenommen → das Restgas in der Alveole konzentriert sich → der begleitende Volatile flutet schneller an.
- Diffusionshypoxie: beim Abstellen strömt Lachgas massiv in die Alveole zurück und verdünnt O₂ → bei Ausleitung reinen Sauerstoff geben.
- Metabolisierung: Halothan > Sevofluran > Isofluran > Desfluran, Lachgas und Xenon praktisch nicht.
Die minimale alveoläre Konzentration ist die Konzentration, bei der 50 % der Patienten auf den Hautschnitt nicht mit Abwehrbewegung reagieren. Sie ist umgekehrt proportional zur Potenz, MAC-Anteile verschiedener Anästhetika addieren sich.
Unerwünschte Wirkungen
Die meisten UAW sind dosisabhängige Klasseneffekte der Volatilen, einige substanzspezifisch.
| UAW | warum | |
|---|---|---|
Atmung |
Atemdepression | zentral, CO₂-Antwort ↓ |
Gefäße |
Blutdruckabfall | Vasodilatation, negative Inotropie |
Schwangerschaft |
Uterusrelaxation | Relaxation glatter Muskulatur → Atonie-Blutung |
Muskel |
Maligne Hyperthermie | alle Volatilen sind Trigger (maligne Hyperthermie), Lachgas und Xenon nicht |
ZNS |
Übelkeit, Erbrechen (PONV) | Volatile und Lachgas |
Atmung · Herz |
Desfluran: Husten, Laryngospasmus, Tachykardie | stechender Geruch, Sympathikusaktivierung bei raschem Konzentrationsanstieg |
Leber · Herz |
Halothan: Hepatitis, Arrhythmien | Trifluoracetyl-Protein-Addukte → Immunreaktion; Myokard katecholaminsensibilisiert |
Blut · ZNS |
Lachgas: megaloblastäre Anämie, Myelopathie | oxidiert Cobalamin → Methioninsynthase ↓ (makrozytäre Anämien) |
Atmung |
Lachgas: Ausdehnung luftgefüllter Räume | viel besser löslich als N₂, strömt schneller ein als N₂ aus |
Stoffwechsel |
Klimarelevanz | Desfluran und Lachgas mit hohem Treibhauspotenzial, Sevofluran geringer |
Kontraindikationen und Wechselwirkungen
Kontraindikationen und Wechselwirkungen ergeben sich aus Triggerfunktion, Vasodilatation und Physik des Lachgases.
- MH-Disposition: Volatile kontraindiziert, triggerfreie Narkose (TIVA, Lachgas, Xenon möglich).
- Erhöhter Hirndruck: zerebrale Vasodilatation → Hirndurchblutung und Hirndruck ↑.
- Lachgas bei Vitamin-B12-Mangel: Verstärkung des Mangels.
- Nichtdepolarisierende Relaxanzien: Wirkung verstärkt und verlängert → Dosis reduzieren.
- Opioide, Benzodiazepine, Propofol: additiv → MAC sinkt.
- Halothan und Katecholamine: Arrhythmiegefahr.
Bei Pneumothorax, Ileus, Luftembolie oder intraokularer Gasblase dehnt Lachgas den Gasraum aus. Diese Situationen sind Kontraindikationen.
Unterschiede innerhalb der Klasse
Die volatilen Ether unterscheiden sich vor allem in Blutlöslichkeit und Atemwegsreizung.
| Merkmal | Sevofluran | Desfluran | Isofluran |
|---|---|---|---|
| Blut/Gas-Koeffizient | 0,65 | 0,42 | 1,4 |
| Potenz | mittel | gering | hoch |
| Atemwege | nicht reizend | stark reizend | stechend |
| Einsatz | Einleitung, Erhaltung | Erhaltung, lange Eingriffe | Erhaltung |
Antwort anzeigen
Sevofluran riecht kaum und reizt die Atemwege nicht, deshalb kommt es nicht zu Husten oder Laryngospasmus. Sein niedriger Blut/Gas-Koeffizient sorgt für eine schnelle Anflutung. Desfluran flutet zwar noch schneller an, ist aber stark atemwegsreizend und aktiviert den Sympathikus, Isofluran reizt ebenfalls und flutet langsamer an.
Lachgas bleibt Adjuvans, weil seine MAC über 100 % liegt und bei Normaldruck ohne Hypoxie nicht erreichbar ist. Xenon hat die beste Kinetik, ist kreislaufstabil und kein MH-Trigger, aber teuer.
Niedriger Blut/Gas-Koeffizient heißt schnell, hoher Öl/Gas-Koeffizient heißt potent.
Teste dich
Aussage 1
Lachgas und Xenon sind keine Triggersubstanzen der malignen Hyperthermie.
Trigger sind die volatilen Anästhetika, Lachgas und Xenon können bei MH-Disposition in einer triggerfreien Narkose verwendet werden.
Aussage 2
Ein hohes Herzzeitvolumen verzögert die Anflutung eines Inhalationsanästhetikums.
Mehr Blutfluss transportiert mehr Anästhetikum aus der Alveole ab, der alveoläre Partialdruck steigt langsamer.
Wer bin ich?
Aussage 4
Ein niedriger Blut/Gas-Verteilungskoeffizient führt zu einer langsamen Anflutung.
Niedrige Blutlöslichkeit bedeutet schnelle Sättigung des Blutes und raschen Partialdruckanstieg, also schnelle An- und Abflutung.
Aussage 5
Volatile Ether wirken vorwiegend über eine Blockade von NMDA-Rezeptoren.
Volatile verstärken GABA-A- und Glycinrezeptoren und aktivieren K2P-Kanäle. NMDA-Antagonismus ist der Hauptmechanismus von Lachgas und Xenon.
Aussage 6
Die Diffusionshypoxie tritt bei der Einleitung mit Lachgas auf.
Sie tritt bei der Ausleitung auf, wenn Lachgas massiv in die Alveolen zurückströmt und den Sauerstoff verdünnt.
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