Einfluß von S-(+)-Ketamin auf die Autoregulation der Hirndurchblutung

Zusammenfassung

Ziel der Studie: In der vorliegenden Studie wurde der Einfluß des Enantiomers S-(+)-Ketamin auf die zerebrovaskuläre Autoregulation untersucht. Methodik: Nach institutioneller Genehmigung wurden 24 männliche Sprague-Dawley-Ratten (340g - 450 g) intubiert und maschinell beatmet. Zur Medikamentengabe und Blutentnahme wurden die rechte A. femoralis, beide Femoralvenen und die rechte V. jugularis katheterisiert. Die Messung der kortikalen Hirndurchblutung (CBF) erfolgte über der rechten Hirnhemisphäre mittels eines Laser-Doppler-Flußsystems (PF 403, Perimed™). Die Tiere wurden randomisiert den folgenden drei Versuchsgruppen zugeteilt: In Gruppe 1 (n = 8, Kontrollgruppe) wurde die Anästhesie mit Fentanyl (10 μg/kg i.v. als Bolus, gefolgt von 25 μg/kg/h i.v.) und einem Sauerstoff-Stickoxydul-Gemisch (FiO₂: 0,3) aufrechterhalten. Tiere der Gruppe 2 (n = 8) und Gruppe 3 (n = 8) erhielten eine Infusion mit 0,5 mg/kg/min S-(+)-Ketamin i.v. bzw. 1,0 mg/kg/min S-(+)-Ketamin i.v. unter Beatmung mit einem Sauerstoff-Luft-Gemisch (FiO₂: 0,3). Zur Messung der zerebralen Autoregulation wurde der mittlere arterielle Blutdruck (MAP) durch progrediente Hämorrhagie in Schritten von 20 mmHg bzw. 10 mmHg im Bereich von 100 mmHg bis 30 mmHg gesenkt. Die arteriellen Blutgase, der arterielle pH und die perikranielle Temperatur wurden während des gesamten Versuchs konstant gehalten. Ergebnisse: Die zerebrovaskuläre Autoregulation blieb in allen Gruppen qualitativ erhalten. Unter dem Einfluß von niedrig dosiertem S-(+)-Ketamin (Gruppe 2) trat jedoch eine signifikante Rechtsverschiebung der Autoregulationskurve zu höheren MAP-Werten auf. Schlußfolgerung: Die Autoregulation der CBF bleibt unter S-(+)-Ketamin erhalten. Die Rechtsverschiebung der unteren Autoregulationsgrenze unter niedrig dosiertem S-(+)-Ketamin könnte durch einen erhöhten zerebralen Gefäßtonus hervorgerufen werden, der die Folge eines gesteigerten Sympathikotonus unter niedrigen Ketamindosierungen ist. Hohe Konzentrationen von S-(+)-Ketamin scheinen die Sympathikusaktivität hingegen wieder zu reduzieren. Hierfür spricht das Verhalten der Autoregulationskurve unter 1,0 mg/kg/min Ketamin (Gruppe 3), deren Kurvenverlauf der Kontrollgruppe (Gruppe 1, Fentanyl/N₂O) nahekommt.

Summary

Purpose: The present study investigates the effects of S-(+)-ketamine on cerebral blood flow (CBF) autoregulation in rats. Methods: Following IRB approval, 24 nonfasted male Sprague-Dawley rats were anesthetised with isoflurane, intubated and mechanically ventilated. Catheters were inserted into the right femoral artery, both femoral veins, and into the right jugular vein for drug administration, measurement of mean arterial blood pressure (MAP), and blood sampling. Cortical cerebral blood flow was measured using laser-Doppler-flowmetry (PF 403, Perimed™). At the end of surgery isoflurane was discontinued and all animals were randomly assigned to one of the following anaesthetic treatments. In group 1 (n = 8, control), anaesthesia was maintained using fentanyl (10 μg/kg i.v. bolus, followed by 25 μg/kg/h i.v.) and N₂O/O₂ (FiO₂: 0.3). In group 2 (n = 8) and group 3 (n = 8) animals received 0.5 mg/ kg/min S-(+)-ketamine i.v. or 1.0mg/kg/min S-(+)-ketamine i.v. and O₂/air (FiO₂: 0.3), respectively. CBF was tested by graded haemorrhage. Arterial blood gases, arterial pH, and pericranial temperature were controlled over time. Results: CBF autoregulation was maintained under low and high doses of S-(+)-ketamine compared to fentanyl/N₂O-anaesthetised controls. However, low-dose S-(+)-ketamine shifted the autoregulatory curve towards higher MAP values. Conclusions: The present study indicates that autoregulatory cerebrovascular dilation is preserved with low and high doses of S-(+)-ketamine. Differences in the lower limit of CBF autoregulation may be consistent with an increased sympathetic tone induced by low doses of S-(+)-ketamine.

Schlüsselwörter:

Ketamin-Razemat - S-(+)-Ketamin - Hirndurchblutung - zerebrale Autoregulation - Laser-Doppler

Key words:

S-(+)-ketamine - cerebral blood flow - cerebral autoregulation - laser-Doppler-flowmetry