Einleitung: Nach operativen Eingriffen ist das postoperative Delir die häufigste klinisch manifeste Form der akuten zerebralen Dysfunktion. In der Pathogenese wird unter anderem eine dysregulierte inflammatorische Reaktion auf das chirurgische Trauma diskutiert. Dexmedetomidin ist ein hochspezifischer Alpha-2-Adrenorezeptoragonist, unter anderem mit Auswirkungen auf das Immunsystem und positivem Effekt auf die postoperative Delirinzidenz. Studien zufolge ist ein Zusammenhang zwischen der Dexmedetomidin vermittelten Antiinflammation und der cholinergen Entzündungsregulation möglich. Zudem werden die Acetyl- und Butyrylcholinesterase als Biomarker sowohl für das postoperative Delir als auch für den Schweregrad einer akuten Entzündung diskutiert. Die folgende Arbeit untersucht anhand der Cholinesterase-Aktivitäten einen möglichen Einfluss von Dexmedetomidin auf das cholinerge System im Hinblick auf eine potenzielle Kausalität zwischen seiner delirprotektiven Wirkung und der Delirpathogenese. Methode: Eine Sekundäranalyse einer randomisierten, kontrollierten klinischen Studie nach deutschem Arzneimittelgesetz (NEUPRODEX). Insgesamt konnten die Daten von 56 Patient*innen ab 60 Jahren nach großen chirurgischen Operationen ausgewertet werden. Die doppelblinde Applikation von Dexmedetomidin oder Placebo sowie die Bestimmung der Cholinesterase-Aktivitäten mittels einer photometrischen Point-of-Care-Messung erfolgten perioperativ. Zudem wurde die postoperative Delirinzidenz mittels der CAM/CAM-ICU ermittelt. Ergebnisse: In der Placebo-Gruppe zeigte die perioperative Aktivität beider Cholinesterasen signifikante Schwankungen (Acetylcholinesterase p = 0,018; Butyrylcholinesterase p = 0,003) und insgesamt eine postoperative Aktivitätsabnahme. Im Gegensatz dazu verlief die Acetylcholinesterase-Aktivität in der Dexmedetomidin-Gruppe stabil (p = 0,857) und die Aktivität der Butyrylcholinesterase mit einer signifikanten Schwankung (p = 0,030), die mit einem Wiederanstieg am ersten postoperativen Tag einhergeht. Beim direkten Vergleich der Aktivitätswerte konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden. Bis zum ersten postoperativen Tag wurden insgesamt 14 Patient*innen (25 %) als Delir-positiv mit dem CAM/CAM-ICU erfasst. Davon befanden sich 3 (5,4 %) in der Dexmedetomidin- und 11 (19,6 %) in der Placebo-Gruppe (p = 0,030). Schlussfolgerung: Die perioperative Gabe von Dexmedetomidin zeigte neben einer signifikant niedrigeren Delirinzidenz, einen stabilen Verlauf der Acetylcholinesterase-Aktivität und eine rasche Erholung der Butyrylcholinesterase-Aktivität, während bei den mit Placebo behandelten Patienten ein kontinuierlicher Rückgang beider Enzymaktivitäten zu beobachten war. Die Ergebnisse deuten auf einen regulierenden Einfluss von Dexmedetomidin auf das cholinerge System hin, der möglicherweise die Delirentwicklung positiv beeinflusst.
Introduction: After surgical procedures, postoperative delirium is the most common clinically manifest form of acute cerebral dysfunction. The pathogenesis of delirium includes a dysregulated inflammatory response to surgical trauma. Dexmedetomidine is a highly specific alpha-2-adrenoreceptor agonist with beneficial effects on the incidence of postoperative delirium. Its pharmacologic spectrum includes, inter alia, effects on the immune system during the postoperative period. Studies suggest that there may be a link between dexmedetomidine-mediated anti-inflammation and cholinergic regulation of inflammation. In addition, acetyl and butyrylcholinesterase are discussed as biomarkers for both postoperative delirium and the severity of acute inflammation. By determining if there is a causality between its delirprotective effect and delirium pathogenesis through measuring perioperative cholinesterase activities, this dissertation investigated the possible influence of dexmedetomidine on the cholinergic system. Methods: A Secondary analysis of a randomized, controlled, clinical trial according to the German Drug Law (NEUPRODEX). In total, the study was able to collect data from 56 patients aged 60 years or older after they had major surgery. The Double-blind application of dexmedetomidine or placebo and the point-of-care measurement of cholinesterase activities were performed perioperatively. In addition, postoperative delirium incidence diagnosed by CAM/CAM-ICU was also determined. Results: In the placebo group, cholinesterase activities exhibited with significant fluctuations (acetylcholinesterase p = 0.018; butyrylcholinesterase p = 0.003) and a postoperative decrease. In contrast, the dexmedetomidine group showed a stable course of acetylcholinesterase activity (p = 0.857) and a significant fluctuation in the activity course of butyrylcholinesterase (p = 0.030), which was accompanied by an elevation on the first postoperative day. Direct comparison of activity levels at the measurement time points revealed no significant difference between the groups (acetylcholinesterase p = 0.194 and 0.257; butyrylcholinesterase p = 0.293 and 0.908). A total of 14 patients (25%) were classified as positively delirious. Of these, three patients (5.4%) were in the dexmedetomidine group and 11 patients (19.6%) were in the placebo group (p = 0.030). Conclusion: In addition to a significantly lower incidence of delirium, the perioperative administration of dexmedetomidine was paralleled by a stable acetylcholinesterase activity and a rapid recovery of butyrylcholinesterase activity, while a continuous decline in both enzyme activities was observed in patients treated with the placebo. The results indicate that dexmedetomidine has a regulatory influence on the cholinergic system, which could have a positive impact on the development of delirium.
