Inhalationsnarkotika

Heute nur ein paar Fragen zu den Tabellenwerten, die wir für alle Prüfungen so fleissig lernen und dann bis auf die MAC wieder vergessen und am Schluss eine solche Tabelle und dazwischen hoffentlich ein wenig Verständnis… und wenn nicht, well, dann halt wieder auswendig lernen.

BGV (0,14 Xenon – 12 Methoxifluran)

Je löslicher ein Inhalativum ist, desto höher ist sein Blut-Gas-Verteilungskoeffizient. Der eigentliche Wirkparameter ist nun der Partialdruck des Inhalativums. Der Partialdruck im steady-state zwischen Lunge und Blut ist identisch, die Konzentrationen aber verschieden! Heisst niederer BGV – schnelle Einstellung des Partialdrucks im Blut (weil ja schnell gesättigt) und damit schnelle Wirkung „vor Ort“. Da der Hirn/Blut-Koeffizienz aller Inhalativa zwischen sehr eng zwischen 1,1 (für Lachgas) und 1,9 (für Halothan) schwankt, also fast eine direkte (ok, so etwa) Transmission ist, kann man vereinfacht sagen:

Je niedriger der BGV, desto schneller erreicht man aufgrund der geringen Löslichkeit den wirksamen Partialdruck am Effekorort Hirn.

MAC50

Die MAC50 ist bei 100% Sauerstoff und Erwachsenen mittleren Alters „die Konzentration in Volumenprozent bei der 50% aller Individuen auf einen Hautschnitt nicht mehr (durch Bewegung) reagieren“. Damit ist sie ein Mass der narkotischen Potenz. Je niedriger, desto potenter. Sie ist altersabhängig (jünger höher, also wird mehr Gas benötigt und für Ältere und Kränkere brauchts weniger). Deshalb wird oft altersgestaffelt ein Relativwert angegeben, dann bedeutet MAC 0,7-1,3 (also der Bereich in dem awareness unwahrscheinlich ist) in jedem Alter eine andere Volumenkonzentration, für Desfluran wäre die MAC 1,0 im Alter von 40 Jahren also 6,0 Vol%.

Lachgas hat eine MAC50 von 104 Vol%, d.h. selbst reines Lachgas würde nicht ausreichen, eine suffiziente Narkosetiefe zu erzeugen. Es kann also nur additiv eingesetzt werden. Gefährlich sind hypoxische Gemische, die bei hohen Dosierungen entstehen, da Lachgas aufgrund seiner geringen Löslichkeit sehr schnell herausdiffundiert und alveoläre Hypoxien wahrscheinlich macht.

Molare Masse, Dichte und Gasvolumen

Avogadro sagt „Ein Mol eines idealen Gases […] nimmt 22,4 l Raum ein“. Heisst, wenn uns mal ein Gläschen Desfluran mit 110 ml herunterfällt, dann können wir aus Molmasse (168 g/mol), Dichte (1,5 g/ml) und eben diesen 22,4 l ausrechnen, auf welche Volumenprozentzahl der Raum kommt, in dem wir uns befinden… also, wenn wir noch dazu kommen. Wie wird gerechnet?

Gewicht: Haben wir die ml und die Dichte (g/ml) dann errechnen wir damit das Gewicht unsere Probe.

Mol: Mit dem Gewicht (g) und dem Molgewicht (g/mol) ergibt sich die Anzahl Mole.

Gasvolumen: Molzahl (mol) mal 22,4 l ergibt unser Gasvolumen. Ok, es ist sinnlos aber nett mal was zu berechnen 🙂

also für Desfluran: 110 ml mit 1,5 g/ml sind 165 g, 165 g ist etwa 0,98 also fast 1 Mol, damit haben wir knapp 22,4 l reines Desfluran. Mein Büro hat etwa 20 qm bei einer Deckenhöhe von 2,4 m… also 48 Kubikmeter. Trockene Luft und mangelnde Möbel vorausgesetzt gäbe das einen groben Volumenanteil von 0,047 (22,4/48000*100)… die Müdigkeit muss an was anderem liegen.

Metabolisierung und Giftung

Bis auf Lachgas und Xenon, die beide inert sind und damit nicht verstoffwechselt werden (0% Metabolisierungsrate), unterliegen alle Inhalativa metabolischen Prozessen v.a. in der Leber und hier via Cytochrom P450. Bei den noch verwendeten Inhalativa ist dieser Anteil sehr gering und führt in klinisch sinnvollen Dosierungen nicht zu einer relevanten Konzentration mit schädigender Wirkung („Nephrotoxische“ Fluoridionen). Der weitaus grösste Teil wird einfach wieder abgeatmet!

Desfluran – potentiell hepatotoxische Trifluoressigsäure (TFA), Fluoridionen/ Flußsäure, Kohlenmonoxid (CO) an trockenem Atemkalk

Halothan – hepatotoxische TFA, immunreaktive Metabolite (Leberzellnekrose & Autoimmunhepatitis/ Halothanhepatitis)

Isofluran – TFA, CO an trockenem Atemkalk

Sevofluran – Fluoridionen/ Flusssäure, nephrotoxisches Compound A an trockenem Atemkalk

Siedepunkt und Dampfdruck

Flüssigkeit und darüberstehendes Gas aus der Flüssigkeit stehen bei jeder gegebenen Temperatur in einem Gleichgewicht, dass vom stoffspezifischen Dampfdruck abhängt. Heisst, eine Flüssigkeit verdampft nicht vollständig, sondern nur bis zu diesem spezifischen Gleichgewichtspunkt. Je höher der Dampfdruck einer Flüssigkeit, desto höher die Sättigungskonzentration im Gas darüber. Alle unsere Dampfdrücke werden bei 20°C bestimmt (nicht für Lachgas und Xenon, die sind da ja nicht mehr ohne weiteres flüssig, also ohne Druck!) Wir nehmen also an, es ginge um Gas G bei Normaldruck (also 760 mmHg oder 101 kPa) und 20°C (also Raumtemperatur. Wir nehmen mal an G hätte einen Dampfdruck von 157,5 mmHg/ 21 kPa, dann ergäbe sich aus den Verhältnissen (157,5/760 und 101/21) eine Gasfraktion für G in gesättigter Lösung von 21%… (Achtung, gehts um Gasrechnerei im Atemweg immer noch den Wasserdampf mit 47 mmHg/ 6,3 kPa abziehen!).

Je höher der Dampfdruck und je niederer der Siedepunkt, desto eher entzieht das Verdampfen dem Medium Wärme (Desfluranvapor). Damit sinkt die Temperatur, was sich auf die Kinetik des Verdampfens negativ auswirkt. Übrigens wirken die Inhalativa über den Partialdruck, denn je höher dieser ist, desto mehr Gas geht in Lösung und bei geringer Löslichkeit kommt es so schneller zur Wirkung.

Summenformel

Wozu es auch immer gut sein soll, die ESA fragt gern mal nach den Fluor-, Chlor- oder Bromatomen („Sevo“fluran hat 7 Fluor, „Des“fluran eins weniger, etc.) in den Inhalativa und nach Strukturisomeren (Isofluran und Enfluran).

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