Fisiología y farmacología de la neuroanestesia

AUTORES

1. Luis Corbatón Gomollón. Médico Interno Residente, Hospital Universitario de Navarra. Navarra, España.
2. Ignacio Ladrero Paños. Médico Interno Residente, Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
3. Álvaro Morella Barreda. Médico Interno Residente, Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
4. Javier Luna Ferrer. Médico Interno Residente, Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
5. Javier Ordovás Sánchez. Médico Interno Residente, Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
6. Carlos Moreno Gálvez. Médico Interno Residente, Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.

RESUMEN

El flujo sanguíneo cerebral (FSC) está determinado por la presión de perfusión cerebral (PPC) y la autorregulación vascular, que se mantiene estable con presiones arteriales medias entre 50 y 150 mmHg. Factores como la hipertensión crónica, la hipercapnia o los anestésicos volátiles pueden alterarla. El aumento de la presión intracraneal (PIC) reduce la perfusión y puede causar isquemia, siendo fundamental su control mediante la reducción del metabolismo cerebral, la hiperventilación temporal y la optimización del drenaje venoso. Los anestésicos y fármacos vasoactivos modifican el FSC y la tasa metabólica cerebral. La hipotermia, el control glucémico y agentes como los barbitúricos o el nimodipino ofrecen potenciales efectos neuroprotectores ante la isquemia cerebral.

PALABRAS CLAVE

Flujo sanguíneo cerebral, presión intracraneal, anestesia, neuroprotección.

ABSTRACT

Cerebral blood flow (CBF) is determined by cerebral perfusion pressure (CPP) and vascular autoregulation, which remains stable within mean arterial pressure ranges of 50–150 mmHg. Factors such as chronic hypertension, hypercapnia, or volatile anesthetics can alter this mechanism. Increased intracranial pressure (ICP) reduces CPP and may lead to ischemia, making its management essential through metabolic reduction, temporary hyperventilation, and optimization of venous drainage. Anesthetics and vasoactive drugs modify both CBF and cerebral metabolic rate. Hypothermia, glycemic control, and agents such as barbiturates or nimodipine offer potential neuroprotective effects against cerebral ischemia.

KEY WORDS

Cerebral blood flow, intracranial pressure, anesthesia, neuroprotection.

DESARROLLO DEL TEMA

FISIOLOGÍA EN NEUROANESTESIA:

El flujo FSC queda determinado por la PPC entre las resistencias vasculares. La PPC es la resultante entre la presión arterial media menos la PIC. El FSC se mantiene constante gracias a los mecanismos de autorregulación cerebral siempre que la presión arterial media (PAM) esté entre rangos de 50 y 150 mmHg. Las alteraciones crónicas de la tensión como puede ser la hipertensión provoca desplazamientos en la curva de autorregulación, por lo que debe tenerse en cuenta que estos rangos pueden ser diferentes dependiendo del paciente. Existen determinados factores que pueden inhibir la autorregulación cerebral, entre ellos está el uso de anestésicos volátiles, isquemia cerebral, edema o hipercapnia entre otros.

La presión arterial de CO2 (PaCO₂) tiene efectos directos sobre el FSC. La hipercapnia provoca aumento del FSC hasta valores de PaCO₂ de 80 mmHg a razón de 1-2 mL/100g/min. Del mismo modo la presión arterial de oxígeno también influye en el FSC; la hipoxia provoca aumento de FSC por vasodilatación en valores menores a 60 mmHg.

La viscosidad sanguínea no tiene un gran efecto sobre el FSC, aunque sí se debe tener en cuenta que en casos de isquemia focal la hemodilución puede aumentar el FSC en territorios isquémicos.

La tasa metabólica cerebral está intrínsecamente relacionada con el FSC. Los momentos en los que aumenta la tasa metabólica bien sea de manera focal o general provocan aumentos directamente proporcionales en el FSC. La tasa metabólica a su vez puede estar influenciada por diferentes factores como la temperatura, el dolor, las convulsiones o el uso de determinados anestésicos.

La PIC es el resultado del volumen del contenido intracraneal (cerebro, líquido cefalorraquídeo y sangre) frente al continente (espacio intracraneal). Los valores normales de PIC se encuentran entre 5 y 15 mmHg. Dado que el continente craneal está delimitado por el cráneo (una estructura ósea sin capacidad de distensibilidad), incluso los pequeños aumentos en el contenido provocan aumento de la PIC. Los aumentos en la PIC provocan disminución de la PPC pudiendo ocasionar isquemia en determinadas regiones cerebrales. Los síntomas clínicos iniciales de aumento de la PIC son cefalea, náuseas, vómitos, visión borrosa, y disminución del nivel de conciencia. La elevación descontrolada de la PIC provoca compresión e isquemia de estructuras clave como el troncoencéfalo secundarias a herniación cerebral¹.

Tratar la elevación de la PIC de forma precoz resulta clave para disminuir la mortalidad en estos pacientes. Las principales medidas para tratar estos aumentos son:

1. Disminuir la tasa metabólica cerebral: Los barbitúricos disminuyen la tasa metabólica cerebral y provocan disminución del volumen sanguíneo intracerebral
2. Mantener osmolalidades séricas elevadas: Los niveles altos de osmolalidad disminuyen el riesgo de edema cerebral gracias a los gradientes de presión hidrostática (y oncótica en menor medida). El manitol, suero salino hipertónico y la furosemida han demostrado ser medidas eficaces para disminuir la PIC de forma aguda
3. Hiperventilar: La disminución de valores de PaCO₂ hasta rangos entre 25-30 mmHg provoca vasoconstricción cerebral, y, por tanto, disminución del FSC. No obstante, debe tenerse en cuenta que también puede agravar la isquemia cerebral, por tanto, debe considerarse una medida temporal hasta que se haya establecido un tratamiento definitivo
4. Disminuir la presión venosa sobre la vena yugular: La elevación de la cabeza unos 30 grados favorece el drenaje venoso y disminuye el volumen sanguíneo cerebral. Evitar aumentos de presión intratorácica por esfuerzos o tos.
5. Corticoides: Está demostrado que el uso de corticoides disminuye el edema cerebral tumoral

EFECTOS FARMACOLÓGICOS SOBRE EL FSC Y LA TASA METABÓLICA:

Los agentes empleados en la anestesia tienen efectos directos sobre el FSC y la tasa metabólica. A continuación, detallaremos los más relevantes en la práctica anestésica.

• Los halogenados aumentan el FSC debido a su efecto vasodilatador y disminuyen la tasa metabólica según la dosis que se emplee². El isoflurano es el que más disminuye la tasa metabólica, mientras que el óxido nitroso de forma aislada apenas tiene efecto sobre la misma.
• Los anestésicos intravenosos reducen tanto la tasa metabólica como el FSC, entre ellos destacan los barbitúricos y el propofol. El etomidato también disminuye la tasa metabólica, aunque dado que su uso se ha relacionado con la aparición de convulsiones no se recomiendo su uso de forma rutinaria. Los opioides y benzodiacepinas apenas producen cambios en el FSC y la tasa metabólica. Por el contrario, la ketamina aumenta tanto el FSC como la tasa metabólica, por lo que es un fármaco que apenas se emplea en neuroanestesia.
• Con respecto a los relajantes neuromusculares, la succinilcolina es la única que se ha relacionado con cambios directos en la regulación cerebral por aumento transitorio de la PIC tras su uso.
• Vasoactivos:
  • Los agonistas alfa y beta adrenérgicos tienen escasa influencia sobre el FSC siempre que la PAM se encuentre en rangos de autorregulación. No obstante, dosis elevadas pueden provocar aumento del FSC (especialmente en aquellos casos en los que existan alteraciones en la barrera hematoencefálica).
  • Los antagonistas alfa aumentan el FSC (y por tanto la PIC) por vasodilatación cerebral. Los efectos de los antagonistas beta no están del todo definidos, aunque han demostrado ser seguros en neuroanestesia³.

EFECOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y FARMACOLÓGICOS EN LA PROTECCIÓN CEREBRAL:

Los fármacos pueden jugar un papel clave a la hora de atenuar o agravar la isquemia cerebral. La isquemia cerebral puede diferenciarse según sea focal, es decir, un área de tejido isquémico rodeada de cerebro no isquémico que permite cierto grado de flujo sanguíneo residual; o completa, caracterizada por ausencia total de FSC⁴ (como puede ser el caso de una parada cardiorrespiratoria). Exponemos los principales agentes con efectos sobre la protección cerebral:

• La hipotermia reduce el metabolismo, por lo que puede ser una estrategia interesante en situaciones de disminución de FSC. No hay evidencia que permita defender la hipotermia leve inducida durante más de 24 horas. La hipertermia debe evitarse por producir efectos contrarios que son agravantes de las situaciones de isquemia.
• La hiperglucemia parece agravar las lesiones neurológicas en situaciones de isquemia, especialmente a partir de valores superiores a 170 mg/dL.
• Las convulsiones pueden provocar aumentos en la PIC y por tanto deben tratarse de forma precoz.
• Las alteraciones de pH también se han descrito como factores agravantes de lesión neuronal.
• Las dosis elevadas de barbitúricos y propofol parecen mejorar levemente la recuperación neurológica en casos de isquemia focal, aunque no se sabe con exactitud si se debe a efectos farmacológicos directos a o a la disminución de la tasa metabólica⁵.
• La lidocaína a bajas dosis también parece tener efectos neuroprotectores en pacientes no diabéticos.
• El magnesio ha demostrado ser un importante neuroprotector en animales, aunque a día de hoy no queda claro su papel como protector en situaciones de isquemia aguda.
• El nimodipino es un fármaco de gran relevancia para prevenir el vasoespasmo cerebral tras una hemorragia subaracnoidea.

CONCLUSIONES

1. El flujo sanguíneo cerebral (FSC) y la presión intracraneal (PIC) se encuentran estrechamente interrelacionados, de modo que la autorregulación vascular y el mantenimiento de presiones arteriales dentro de rangos fisiológicos son esenciales para preservar la perfusión cerebral y prevenir la isquemia.
2. Los anestésicos y agentes vasoactivos ejercen efectos significativos sobre el FSC y la tasa metabólica cerebral, lo que requiere una selección y dosificación cuidadosa en el contexto de la neuroanestesia para optimizar la protección neurológica.
3. Las intervenciones físicas, metabólicas y farmacológicas, incluyendo hipotermia, control glucémico, barbitúricos y nimodipino, constituyen estrategias efectivas de neuroprotección, contribuyendo a minimizar el riesgo de daño cerebral en situaciones de isquemia o elevación de la PIC.

BIBLIOGRAFÍA

1. Jellish WS, Edelstein S. Neuroanesthesia. Handbook of Clinical Neurology. 2014;121:1623‑33. doi:10.1016/B978‑0‑7020‑4088‑7.00106‑1.
2. Prough DS, Rogers AT. Physiology and pharmacology of cerebral blood flow and metabolism. Crit Care Clin. 1989 Oct;5(4):713‑28. PMID: 2676095.
3. Artru AA. Cerebral Blood Flow: Physiology and Pharmacology. In: Sperry RJ, Johnson JO, Stanley TH, editors. Anesthesia and the Central Nervous System. Vol. 28, Developments in Critical Care Medicine and Anesthesiology. Dordrecht: Springer; 1993. p. 1‑15. doi:10.1007/978‑94‑011‑1610‑7_1.
4. Fukuda S, Warner DS. Cerebral protection. Br J Anaesth. 2007 Jul;99(1):10‑17. doi:10.1093/bja/aem140.
5. Bilotta F, Stazi E, Zlotnik A, Gruenbaum SE, Rosa G. Neuroprotective effects of intravenous anesthetics: a new critical perspective. Curr Pharm Des. 2014;20(34):5469‑5475. PMID: 24669972.