Weltweit ist der hämorrhagische Schock die führenden Todesursache bei schwerverletzten Patienten. Eine kausale Therapie (z.B. chirurgische Blutstillung) erfordert in den meisten Fällen eine Allgemeinanästhesie. Schwere akute Blutungen können aber auch durch chirurgische Eingriffe oder andere Interventionen entstehen, bei denen der Patient bereits in Narkose ist. Gleichwohl können Allgemeinanästhesieverfahren die bei einem hämorrhagischen Schock einsetzenden endogenen Kompensationsmechanismen auf unterschiedliche Art und Weise beeinträchtigen. Die in der vorliegenden Synopsis zusammengefassten wissenschaftlichen Arbeiten sind mit dem Ziel entstanden, die hämodynamischen Risikoprofile von Xenon- und Isofluran-basierten Allgemeinanästhesieverfahren in einem tierexperimentellen Modell eines volumen-kontrollierten hämorrhagischen Schocks an Hunden zu analysieren und zu vergleichen. Es werden insbesondere Angiotensin- und Endothelin-vermittelte Mechanismen der Kreislaufregulation analysiert. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass im Wachzustand Angiotensin II für den Ruhe-Mitteldruck sowie für die kurzfristige Regulation des Vasotonus und des arteriellen Blutdrucks beim hämorrhagischen Schock einen größeren Stellenwert hat als Endothelin. Endothelin ist hingegen für die komplette Reversierung des hämorrhagischen Schocks während Bluttransfusion wichtig. Hinsichtlich der allein durch Anästhetika induzierten hämodynamischen Effekte ist eine Xenon/Remifentanil- Narkose besser als eine Isofluran-basierte Narkose dazu geeignet, eine anästhesie-induzierte Hypotension zu vermeiden. Xenon/Remifentanil-Narkose beeinträchtigt nicht den Ruhe-Blutdruck, geht jedoch mit einer ausgeprägten Verminderung des Herzzeitvolumens und einer extremen Aktivierung des sympathischen Nervensystems einher. Unter Isofluran/Remifentanil-Narkose ist Angiotensin II, nicht aber Endothelin-1 für die endogene Kompensation der anästhetika-induzierten Hypotension unersetzlich. So verstärkt eine Blockade der AT1-Rezeptoren, den durch Isofluran induzierten Blutdruckabfall und die durch einen nachfolgenden akuten Blutvolumenmangel bestehende Hypotension. Unter Xenon/Remifentanil-Narkose führt weder eine Blockade der AT1- noch der ETA-Rezeptoren zum Auftreten einer anästhetika-induzierten Hypotension, da die jeweilige Blockade hierbei durch andere endogenen Kreislaufregulationsmechanismen (Sympathikus, Vasopressin) vollständig kompensiert werden kann. Darüber hinaus können mittels Xenon/Remifentanil- Narkose in diesem Modell auch während des nachfolgend ausgelösten Blutvolumenmangels normotone arterielle Blutdruckwerte gewährleistet werden. Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse dafür, dass die Allgemeinanästhesie mit Xenon/Remifentanil besser als andere Narkoseformen dazu geeignet ist, einen anästhesie- oder blutungsassoziierten Blutdruckabfall zu vermeiden, insbesondere dann, wenn das Renin-Angiotensin-System pharmakologisch blockiert ist. Damit bereiten die vorliegenden Arbeiten das Feld für klinische Untersuchungen an Patienten, bei denen ein möglicherweise protektiver Effekt einer Xenon/Remifentanil-Narkose auf die hämorrhagie-induzierte Hypotension und Minderperfusion sowie auf andere hämorrhagie-assoziierte Komplikationen (Kapillarleck, oxidativer Stress, Inflammationsreaktion, etc.) überprüft werden müssen. Zusätzlich legen die vorgestellten Untersuchungen nahe, dass die Auswirkungen einer Xenon-Narkose auf das autonome Nervensystem (sympathische Aktivierung, Freisetzung von Katecholaminen) am Patienten systematisch untersucht werden sollten. Somit ergänzen die vorgestellten Untersuchungen unser Verständnis über die hämodynamischen Auswirkung von Allgemeinanästhetika und deren Interaktionen mit dem Angiotensin- und Endothelinsystem, und könnte auf diese Weise dazu beitragen, die Durchführung einer Allgemeinanästhesie im Rahmen der interdisziplinären Behandlung einer akuten Blutung sicherer zu machen.
Hemorrhagic shock is the leading cause of death in severly injured patients, and hemorrhagic shock therapy often requires surgical hemorrhage control under general anesthesia. On the other hand, hemorrhagic shock may arise from acute blood loss following major surgery in anesthetized patients. However, general anesthetics can impair endogenous mechanisms of cardiovascular control affecting the compensation of and recovery from hemorrhagic shock. The present thesis is a synopsis of the hemodynamic effects of xenon and isoflurane anesthesia in an experimental model of volume-controlled hemorrhagic shock in dogs. This synopsis includes special considerations of angiotensin II- and endothelin-dependent mechanisms of cardiovascular control and arterial vasoconstriction. Our results have shown that angiotensin II is more important than endothelin-1 to maintain vascular tone and arterial blood pressure during hemorrhagic shock in the conscious state. However, endothelin-1 is important for the complete recovery from hemorrhagic shock after retransfusion of the shed blood. Concerning the hemodynamic impairment induced by general anesthetics, it was found that xenon/remifentanil anesthesia is more appropriate than isoflurane/remifentanil anesthesia to prevent anesthesia- induced hypotension. Xenon/remifentanil anesthesia does not impair resting arterial blood pressure, but reduces cardiac output and activates the sympathetic nervous systems to a very significant extent. During isofluran/remifentanil anesthesia, angiotensin II, but not endothelin-1 is crucial to the endogenous compensation of anesthesia-induced hypotension. For example, pharmacological inhibition of the angiotensin AT1 receptor enhances the hypotension induced by isoflurane anesthesia and subsequent acute blood loos. In contrast, neither blockade of angiotensin AT1 or endothelin ETA receptors causes hypotension from xenon anesthesia, since other endogenous mechanisms, including sympathetic activation and release of vasopressin, compensate for the inhibition of angiontensin II- and endothelin-dependent vasoconstriction. Moreover, during xenon/remifentanil anesthesia arterial blood pressure remains within the normal range even after acute blood loss (20ml/kg). Based on these results, xenon anesthesia can be considered useful to prevent anesthesia-induced hypotension as well as arterial hypotension from acute blood loss during anesthesia. This is true, even when the vasoconstrictor effect of endogenous angiotensin II is pharmacologically blocked. The present work sets the stage for clinical investigations into the protective effects of xenon anesthesia on hemorrhage-induced hypotension and hypoperfusion, as well as other hemorrhage-induced adverse effects (capillary leak, oxidative stress, inflammation, etc.). Moreover, it is warranted to study the effects of xenon anesthesia on the autonomous nervous system in more detail, including sympathetic nerve activity and the release of circulating catecholamines in patients. The work presented here, extends our knowledge of the hemodynamic effects of general anesthetics and their interactions with angiotensin- and endothelin-dependent vasoconstriction, and therefore may help make general anesthesia a safer procedure during the interdisciplinary treatment of patients suffering from acute blood loss.
