Virkningen av isofluran og sevofluran i hjernen

Etter 150 år med klinisk bruk av anestesigasser kjenner man fortsatt ikke de eksakte virkningsmekanismene til disse gassene i hjernen. Ved nevrokirurgiske inngrep er det isofluran og sevofluran som er de mest benyttede anestesigassene, og dyrestudier har vist at disse gassene kan beskytte mot iskemisk hjerneskade. Formålet med dette arbeidet var å studere nærmere hvordan isofluran og sevofluran virker i hjernen.

Isolerte presynaptiske nerveterminaler (synaptosomer) er det enkleste preparatet for å studere utslipp – og opptak av nevrotransmittere samt mitokondriefunksjon i et fysiologisk miljø. Synaptosomer ble isolert fra rottehjerne og fra humant hjernevev fjernet under epilepsikirurgi. Vevet ble eksponert for anestesigass i konsentrasjoner svarende til 1 og 2 MAC, hvor 1 MAC svarer til den minste alveolære konsentrasjonen av anestesigassen som forhindrer bevegelse hos 50 % av pasientene ved kirurgisk incisjon.

Glutamat er den viktigste eksitatoriske nevrotransmitter i hjernen, men virker nevrotoksisk i høye konsentrasjoner. Sevofluran reduserte det presynaptiske utslippet av glutamat både i rotte- og menneskehjerne, mens reopptaket av glutamat ikke ble påvirket. Både sevofluran og isofluran økte den Ca²⁺- avhengige aktiviteten til enzymet proteinkinase C, som regulerer både synaptisk transmisjon og nervecellens svar på iskemisk skade. Mitokondrier bruker normalt forskjellen i membranpotensialet mellom innsiden og utsiden av mitokondriemembranen til å produsere energi i form av ATP samt å regulerere nivået av Ca²⁺ inne i cellen. Ved iskemi stiger Ca²⁺-konsentrasjonen raskt, og mitokondriene kan da bli utsatt for skadelige mengder Ca²⁺. Sevofluran ser ut å påvirke mitokondriefunksjonen i hjernen ved sakte å depolarisere mitokondriemembranpotensialet. Denne effekten var ikke avhengig av Ca²⁺-influks til cytosol, og skyldtes delvis åpning av ATP-avhengige K⁺-kanaler i mitokondriemembranen.

Avhandlingen har gitt ny kunnskap om hvordan isofluran og sevofluran virker på cellulært nivå i hjernen, og forsøk med humane synaptosomer er viktige med tanke på den kliniske implikasjonen av resultatene. Avhandlingen kan derfor på sikt være med på å optimalisere bruken av isofluran og sevofluran, også som proteksjon mot iskemisk hjerneskade.