Nie za dużo i nie za mało – dawkowanie leków stosowanych do znieczulenia ogólnego musi być precyzyjnie dostosowane. U dzieci stanowi to szczególne wyzwanie. Pilotażowe badanie wykazało, że analiza powietrza wydechowego może pomóc w dokładnym dozowaniu popularnego środka znieczulającego. Co więcej – analiza oddechu pozwala również określić, jak organizm reaguje na podaną anestezję.
Wydychane powietrze zawiera wiele cząsteczek pochodzących z organizmu. Dzięki specjalistycznym urządzeniom opracowanym na Uniwersytecie Bazylejskim można wykrywać produkty przemiany materii, leki oraz ich metabolity. Zespół badawczy pod kierunkiem prof. dra Pablo Sinuesa z Wydziału Inżynierii Biomedycznej i Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego Obu Bazylei (UKBB) donosi w czasopiśmie „Anesthesiology”, że metoda ta pozwala na skuteczniejszy monitoring znieczulenia u dzieci niż dotychczas.
Propofol, stosowany od ponad 30 lat, uznawany jest za bezpieczny lek do indukcji i utrzymania znieczulenia ogólnego. Jednak jego optymalne dawkowanie u dzieci to spore wyzwanie – bierze się pod uwagę wzrost, wagę, płeć i wiek. Ekspozycję mózgu na lek, gdzie wywiera on swój efekt, określa się jedynie pośrednio. Wskaźnikami są m.in. parametry życiowe, ruchy ciała czy zapisy aktywności mózgu – pomagają one ocenić, czy dawka propofolu jest odpowiednia, tak aby dziecko ani się nie obudziło, ani nie otrzymało zbyt dużej ilości leku.
Kłopotliwe badania krwi
Pomiar stężenia propofolu we krwi mógłby być dobrym wskaźnikiem, ile leku dociera do mózgu. Niestety, obecnie brak szybkiego testu krwi, który dostarczałby wyników w czasie rzeczywistym.
Zespół Sinuesa we współpracy z oddziałem anestezjologii pediatrycznej UKBB zbadał, czy analiza oddechu mogłaby wspierać dawkowanie i dostarczać wyników niemal natychmiast. „Propofol jest dość lotny i dobrze wykrywalny w oddechu” – tłumaczy Sinues.
Pilotażowe badanie objęło dziesięcioro dzieci operowanych w znieczuleniu ogólnym. U każdego z pacjentów co 30 minut pobierano równocześnie próbki oddechu i krwi – przed oraz w trakcie anestezji.
Pierwszy autor badania, dr Jiafa Zeng, wraz z anestezjologiem dr. Nikolą Stankovic, pobierali powietrze wydechowe pacjentów do specjalnych worków z tworzywa sztucznego, po czym analizowali je w laboratorium metodą spektrometrii masowej. „Urządzenie analityczne jest zbyt duże, by używać go na sali operacyjnej” – wyjaśnia Zeng. Próbki krwi badano w Szpitalu Uniwersyteckim w Zurychu – dni lub tygodnie po ich pobraniu.
Analiza oddechu wykrywa również stres oksydacyjny
Porównanie danych wykazało, że propofol oraz jego metabolity można wiarygodnie wykryć w oddechu. Co istotne, wyniki te dobrze korelowały z pomiarami stężeń we krwi.
Ale analiza oddechu dostarczyła również innych danych – wykryto szereg substancji wskazujących na reakcję organizmu na stres operacyjny i anestezjologiczny, czyli tzw. stres oksydacyjny. „Dzięki tej metodzie możemy nie tylko określić stężenie propofolu, ale też zobaczyć, jak organizm reaguje na znieczulenie i operację” – mówi prof. Sinues. Rzadkie, ale poważne powikłania związane z propofolem – szczególnie u dzieci – mogłyby być zidentyfikowane na bardzo wczesnym etapie.
Oddech zamiast igły
Dzięki wsparciu w ramach stypendium Eccellenza ze Szwajcarskiego Narodowego Funduszu Nauki zespół Sinuesa od kilku lat bada możliwość wykorzystania analizy oddechu w diagnostyce i indywidualizacji dawkowania leków. Szczególnie dzieci i osoby starsze mogłyby odnieść z tego korzyści.
W wcześniejszych pracach badacze wykazali m.in., że leki przeciwpadaczkowe i ich metabolity można oznaczać w oddechu, co pomaga dostosować terapię – wcześniej konieczne były w tym celu regularne badania krwi. Metoda ta sprawdziła się również w monitorowaniu stanu dzieci z cukrzycą hospitalizowanych w placówkach medycznych.
Źródło: Universität Basel, Anesthesiology (2025),
doi: 10.1097/ALN.0000000000005531
