Occupational hazards, DNA damage, and oxidative stress on exposure to waste anesthetic gases / Riscos ocupacionais, danos no material genético e estresse oxidativo frente à exposição aos resíduos de gases anestésicos

Abstract Background and objectives The waste anesthetic gases (WAGs) present in the ambient air of operating rooms (OR), are associated with various occupational hazards. This paper intends to discuss occupational exposure to WAGs and its impact on exposed professionals, with emphasis on genetic damage and oxidative stress. Content Despite the emergence of safer inhaled anesthetics, occupational exposure to WAGs remains a current concern. Factors related to anesthetic techniques and anesthesia workstations, in addition to the absence of a scavenging system in the OR, contribute to anesthetic pollution. In order to minimize the health risks of exposed professionals, several countries have recommended legislation with maximum exposure limits. However, developing countries still require measurement of WAGs and regulation for occupational exposure to WAGs. WAGs are capable of inducing damage to the genetic material, such as DNA damage assessed using the comet assay and increased frequency of micronucleus in professionals with long-term exposure. Oxidative stress is also associated with WAGs exposure, as it induces lipid peroxidation, oxidative damage in DNA, and impairment of the antioxidant defense system in exposed professionals. Conclusions The occupational hazards related to WAGs including genotoxicity, mutagenicity and oxidative stress, stand as a public health issue and must be acknowledged by exposed personnel and responsible authorities, especially in developing countries. Thus, it is urgent to stablish maximum safe limits of concentration of WAGs in ORs and educational practices and protocols for exposed professionals.

Resumo Justificativa e objetivos Os Resíduos de Gases Anestésicos (RGA) presentes no ar ambiente das Salas de Operação (SO) são associados a riscos ocupacionais diversos. O presente artigo propõe-se a discorrer sobre exposição ocupacional aos RGA e seu impacto em profissionais expostos, com ênfase em danos genéticos e estresse oxidativo. Conteúdo Apesar do surgimento de anestésicos inalatórios mais seguros, a exposição ocupacional aos RGA ainda é preocupação atual. Fatores relacionados às técnicas anestésicas e estação de anestesia, além da ausência de sistema de exaustão de gases em SO, contribuem para poluição anestésica. Para minimizar os riscos à saúde em profissionais expostos, recomendam-se limites máximos de exposição. Entretanto, em países em desenvolvimento, ainda carece a mensuração de RGA e de regulamentação frente à exposição ocupacional aos RGA. Os RGA são capazes de induzir danos no material genético, como danos no DNA avaliados pelo teste do cometa e aumento na frequência de micronúcleos em profissionais com exposição prolongada. O estresse oxidativo também é associado à exposição aos RGA por induzir lipoperoxidação, danos oxidativos no DNA e comprometimento do sistema antioxidante em profissionais expostos. Conclusões Por tratar-se de questão de saúde pública, é imprescindível reconhecer os riscos ocupacionais relacionados aos RGA, inclusive genotoxicidade, mutagenicidade e estresse oxidativo. Urge a necessidade de mensuração dos RGA para conhecimento desses valores nas SO, especialmente em países em desenvolvimento, de normatização das concentrações máximas seguras de RGA nas SO, além de se adotarem práticas de educação com conscientização dos profissionais expostos.

Minimum alveolar concentration of isoflurane in dogs administered two morphine doses / Concentração alveolar mínima do isoflurano em cães tratados com duas doses de morfina

ABSTRACT: This study aimed to evaluate the effects of intramuscular 0.5mg kg-1 (MOR0.5) and 1.0mg kg-1 (MOR1.0) morphine premedication on the minimum alveolar concentration of isoflurane (ISOMAC) in dogs. Eighteen client-owned female dogs were scheduled for elective ovariohysterectomy. Dogs received intramuscular MOR0.5 or MOR1.0 as premedication and propofol IV for induction of anesthesia. Isoflurane was delivered for maintenance of anesthesia and dogs were maintained under normocapnia and normothermia. Determinations of the ISOMAC were conducted by use of the "up-and-down" method. Noxious stimulus (placement of Backhaus towel clamps, a midline skin incision and subcutaneous tissue dissection) was delivered approximately 50 minutes after premedication with MOR0.5 or MOR1.0. The calculated ISOMAC was 0.98±0.15% in MOR0.5 and 0.80±0.08% in MOR1.0. The ISOMAC was significantly lower in MOR1.0 compared with MOR0.5 (P=0.010). Results of this study suggested that intramuscular premedication with morphine 0.5 and 1.0mg kg-1 decreases the ISOMAC in a dose-related manner in dogs.

RESUMO: O presente estudo objetivou avaliar os efeitos da administração intramuscular de 0,5mg kg-1 (MOR0,5) ou 1,0mg kg-1 (MOR1,0) de morfina sobre a concentração alveolar mínima do isoflurano (CAMISO) em cães. Dezoito cadelas de proprietários foram agendadas para ovário-histerectomia eletiva. As cadelas receberam MOR0,5 ou MOR1,0, como medicação pré-anestésica, e propofol IV para indução da anestesia. A manutenção da anestesia foi realizada com isoflurano em condições de normocapnia a normotermia. A determinação da CAMISO foi conduzida de acordo com o método "up-and-down". O estímulo nociceptivo (colocação de pinças Backhaus, incisão da pele na linha média e dissecção de tecido subcutâneo) foi realizado aproximadamente 50 minutos após a administração de MOR0,5 ou MOR1,0. A CAMISO calculada foi 0,98±0,15% em MOR0,5 e 0,80±0,08% em MOR1,0. A CAMISO foi significativamente menor em MOR1,0 do que em MOR0,5 (P=0,010). Os resultados do estudo sugerem que a medicação pré-anestésica com morfina nas doses de 0,5 e 1,0mg kg-1, pela via intramuscular, resulta em redução dose-dependente na CAMISO em cães.

Comparison of waste anesthetic gases in operating rooms with or without an scavenging system in a Brazilian University Hospital / Comparação de resíduos de gases anestésicos em salas de operação com ou sem sistema de exaustão em hospital universitário brasileiro

Abstract Background and objectives Occupational exposure to waste anesthetic gases in operating room without active scavenging system has been associated with adverse health effects. Thus, this study aimed to compare the trace concentrations of the inhalational anesthetics isoflurane and sevoflurane in operating room with and without central scavenging system. Method Waste concentrations of isoflurane and sevoflurane were measured by infrared analyzer at different locations (near the respiratory area of the assistant nurse and anesthesiologist and near the anesthesia station) and at two times (30 and 120 min after the start of surgery) in both operating room types. Results All isoflurane and sevoflurane concentrations in unscavenged operating room were higher than the US recommended limit (2 parts per million), regardless of the location and time evaluated. In scavenged operating room, the average concentrations of isoflurane were within the limit of exposure, except for the measurements near the anesthesia station, regardless of the measurement times. For sevoflurane, concentrations exceeded the limit value at all measurement locations and at both times. Conclusions The exposure to both anesthetics exceeded the international limit in unscavenged operating room. In scavenged operating room, the concentrations of sevoflurane, and to a lesser extent those of isoflurane, exceeded the recommended limit value. Thus, the operating room scavenging system analyzed in the present study decreased the anesthetic concentrations, although not to the internationally recommended values.

Resumo Justificativa e objetivos A exposição ocupacional aos resíduos de gases anestésicos em salas de operação (SO) sem sistema ativo de exaustão tem sido associada a efeitos adversos à saúde. Assim, o objetivo do estudo foi comparar os resíduos dos anestésicos inalatórios isoflurano e sevoflurano em SO com e sem sistema de exaustão. Método Concentrações residuais de isoflurano e sevoflurano foram mensuradas por analisador infravermelho em diferentes locais (próximo à área respiratória do auxiliar de enfermagem e do anestesiologista e próximo à estação de anestesia) e em dois momentos (30 e 120 min após o início da cirurgia) em ambos os tipos de SO. Resultados Todas as concentrações de isoflurano e sevoflurano nas SO sem sistema de exaustão foram mais elevadas em relação ao valor limite recomendado pelos EUA (2 partes por milhão), independentemente do local e momento avaliados. Nas SO com sistema de exaustão, as concentrações médias de isoflurano ficaram dentro do limite de exposição, exceto para as mensurações próximas à estação de anestesia, independentemente dos momentos avaliados. Para o sevoflurano, as concentrações excederam o valor limite em todos locais de medição e nos dois momentos. Conclusões A exposição a ambos os anestésicos excedeu o limite internacional nas SO sem sistema de exaustão. Nas SO com sistema de exaustão, as concentrações de sevoflurano, e em menor extensão, as de isoflurano excederam o valor limite recomendado. Dessa forma, o sistema de exaustão das SO analisado no presente estudo diminuiu as concentrações dos anestésicos, embora não tenha reduzido a valores internacionalmente recomendados.

Effect of dexmedetomidine in children undergoing general anesthesia with sevoflurane: a meta-analysis / Efeito da dexmedetomidina em crianças submetidas à anestesia geral com sevoflurano

Abstract Background and objectives: Sevoflurane is often used in pediatric anesthesia and is associated with high incidence of psychomotor agitation. In such cases, dexmedetomidine (DEX) has been used, but its benefit and implications remain uncertain. We assessed the effects of DEX on agitation in children undergoing general anesthesia with sevoflurane. Method: Meta-analysis of randomized clinical and double-blind studies, with children undergoing elective procedures under general anesthesia with sevoflurane, using DEX or placebo. We sought articles in English in PubMed database using the following terms: Dexmedetomidine, sevoflurane (Methyl Ethers/sevoflurante), and agitation (Psychomotor Agitation). Duplicate articles with children who received premedication and used active control were excluded. It was adopted random effects model with DerSimonian-Laird testing and odds ratio (OR) calculation for dichotomous variables, and standardized mean difference for continuous variables, with their respective 95% confidence interval (CI). Results: Of 146 studies identified, 10 were selected totaling 558 patients (282 in DEX group and 276 controls). The use of DEX was considered a protective factor for psychomotor agitation (OR = 0.17; 95% CI 0.13-0.23; p < 0.0001) and nausea and vomiting in PACU (OR = 0.49; 95% CI 0.35-0.68; p < 0.0001). Wake-up time and PACU discharge time were higher in the dexmedetomidine group. There was no difference between groups for extubation time and duration of anesthesia. Conclusion: Dexmedetomidine reduces psychomotor agitation during wake-up time of children undergoing general anesthesia with sevoflurane.

Resumo Justificativa e objetivos: Sevoflurano é frequentemente usado em anestesia pediátrica e está associado à alta incidência de agitação psicomotora ao despertar. Nesses casos a dexmedetomidina (dex) tem sido usada, porém permanecem incertos seus benefícios e suas implicações. Foram avaliados os efeitos da dex sobre a agitação no despertar de crianças submetidas à anestesia geral com sevoflurano. Método: Metanálise de ensaios clínicos randomizados e duplamente encobertos, com crianças submetidas a procedimentos eletivos sob anestesia geral com sevoflurano, que usaram dex ou placebo. Buscaram-se artigos em língua inglesa na base de dados Pubmed com termos como Dexmedetomidine, sevoflurane (Methyl Ethers/sevoflurane) e agitation (Psychomotor Agitation). Artigos duplicados, com crianças que receberam medicação pré-anestésica e que usaram controle ativo foram excluídos. Adotou-se modelo de efeitos aleatórios com testes de DerSimonian-Laird e cálculo de odds ratio (OR) para variáveis dicotômicas e diferença de média padronizada para variáveis contínuas, com seus respectivos intervalos de confiança de 95% (IC). Resultados: Dos 146 estudos identificados, 10 foram selecionados, com 558 pacientes (282 no grupo dex e 276 controles). O uso da dex foi considerado fator de proteção para agitação psicomotora (OR = 0,17; 95% IC 0,13-0,23; p < 0,0001) e para náuseas e vômitos na SRPA (OR = 0,49; 95% IC 0,35-0,68; p < 0,0001). Tempo para despertar e para alta da SRPA foram maiores no grupo dexmedetomidina. Não houve diferença entre os grupos para tempo de extubação e duração da anestesia. Conclusão: A dexmedetomidina reduz a agitação psicomotora no despertar de crianças submetidas à anestesia geral com sevoflurano.

Randomized, controlled trial comparing the effects of anesthesia with propofol, isoflurane, desflurane and sevoflurane on pain after laparoscopic cholecystectomy / Estudo randômico controlado que compara os efeitos da anestesia com propofol, isoflurano, desflurano e sevoflurano sobre a dor pós-colecistectomia videolaparoscópica / Estudio aleatorizado controlado comparando los efectos de la anestesia con propofol, isoflurano, desflurano y sevoflurano sobre el dolor poscolecistectomía videolaparoscópica

Background: Pain is the primary complaint and the main reason for prolonged recovery after laparoscopic cholecystectomy. The authors hypothesized that patients undergoing laparoscopic cholecystectomy will have less pain four hours after surgery when receiving maintenance of anesthesia with propofol when compared to isoflurane, desflurane, or sevoflurane. Methods: In this prospective, randomized trial, 80 patients scheduled for laparoscopic cholecystectomy were assigned to propofol, isoflurane, desflurane, or sevoflurane for the maintenance of anesthesia. Our primary outcome was pain measured on the numeric analog scale four hours after surgery. We also recorded intraoperative use of opioids as well as analgesic consumption during the first 24 h after surgery. Results: There was no statistically significant difference in pain scores four hours after surgery (p = 0.72). There were also no statistically significant differences in pain scores between treatment groups during the 24 h after surgery (p = 0.45). Intraoperative use of fentanyl and morphine did not vary significantly among the groups (p = 0.21 and 0.24, respectively). There were no differences in total morphine and hydrocodone/APAP use during the first 24 h (p = 0.61 and 0.53, respectively). Conclusion: Patients receiving maintenance of general anesthesia with propofol do not have less pain after laparoscopic cholecystectomy when compared to isoflurane, desflurane, or sevoflurane. .

Justificativa e objetivo: a dor é a principal queixa e também o motivo principal de recuperação prolongada pós-colecistectomia laparoscópica. A nossa hipótese foi que os pacientes submetidos à colecistectomia laparoscópica apresentariam menos dor quatro horas após a cirurgia se recebessem manutenção anestésica com propofol em comparação com isoflurano, desflurano ou sevoflurano. Métodos: neste estudo prospectivo e randômico, 80 pacientes agendados para colecistectomia laparoscópica foram designados para receber propofol, isoflurano, desflurano ou sevoflurano para manutenção da anestesia. Nosso desfecho primário foi dor mensurada em escala analógica numérica quatro horas após a cirurgia. Também registramos o uso intraoperatório de opiáceos, bem como o consumo de analgésicos durante as primeiras 24 horas pós-cirúrgicas. Resultados: não houve diferença estatisticamente significante nos escores de dor quatro horas após a cirurgia (p = 0,72). Também não houve diferença estatisticamente significativa nos escores de dor entre os grupos de tratamento durante as 24 horas pós-cirúrgicas (p = 0,45). O uso intraoperatório de fentanil e morfina não variou significativamente entre os grupos (p = 0,21 e 0,24, respectivamente). Não houve diferença no consumo total de morfina e hidrocodona/APAP durante as primeiras 24 horas (p = 0,61 e 0,53, respectivamente). Conclusão: os pacientes que receberam propofol para manutenção da anestesia geral não apresentaram menos dor pós-colecistectomia videolaparoscópica em comparação com os que receberam isoflurano, desflurano ou sevoflurano. .

Justificación y objetivo: el dolor es el principal motivo de queja y también la principal razón de una prolongada recuperación tras una colecistectomía laparoscópica. Nuestra hipótesis fue que los pacientes sometidos a colecistectomía laparoscópica tenían menos dolor 4 h después de la cirugía cuando recibían propofol para la anestesia en comparación con isoflurano, desflurano o sevoflurano. Métodos: en este estudio prospectivo y aleatorizado, 80 pacientes programados para colecistectomía laparoscópica fueron designados para recibir propofol, isoflurano, desflurano o sevoflurano para el mantenimiento de la anestesia. Nuestro primer resultado fue el dolor medido en escala analógica numérica 4 h después de la cirugía. También registramos el uso intraoperatorio de opiáceos y el consumo de analgésicos durante las primeras 24 h del postoperatorio. Resultados: no hubo diferencias estadísticamente significativas en las puntuaciones del dolor 4 h después de la cirugía (p = 0,72). Tampoco hubo diferencias estadísticamente significativas en las puntuaciones del dolor entre los grupos de tratamiento durante las 24 h del postoperatorio (p = 0,45). El uso intraoperatorio de fentanilo y morfina no varió significativamente entre los grupos (p = 0,21 y 0,24 respectivamente). No hubo una diferencia en el consumo total de morfina e hidrocodona/APAP durante las primeras 24 h (p = 0,61 y 0,53 respectivamente). Conclusiones: los pacientes que recibieron propofol para el mantenimiento de la anestesia general no tenían menos dolor poscolecistectomía videolaparoscópica en comparación con los que recibieron isoflurano, desflurano o sevoflurano. .

Metabolic and oxidative effects of sevoflurane and propofol in children undergoing surgery for congenital heart disease / Efeitos metabólicos e oxidativos do sevoflurano e do propofol em crianças portadoras de cardiopatia congênita submetidas à cirurgia

PURPOSE: To evaluate the metabolic and oxidative effects of sevoflurane and propofol in children undergoing surgery for correction of congenital heart disease. METHODS: Twenty children with acyanotic congenital heart disease, scheduled for elective cardiac surgery with cardiopulmonary bypass, age range 1 day to 14 years were randomly assigned to 2 groups: Group GP, programmed to receive total intravenous anesthesia with propofol and group GS scheduled to use balanced anesthesia with sevoflurane. Exclusion criteria were cyanotic heart disease or complex, association with other malformations, severe systemic diseases, infection or children undergoing treatment and palliative or emergency surgery. Blood samples were collected at three different time-points: T0, after radial artery cannulation, T1, 30 minutes after cardiopulmonary bypass (CPB) launch and T2, at the end of procedure. Parameters analyzed included thiobarbituric acid-reactive substance (TBARS), glutathione (GLN), lactate and pyruvate plasmatic concentrations. RESULTS: TBARS, GSH, lactate and pyruvate concentrations did not change significantly by Friedman´s test. Lactate/pyruvate ratio (L/P) was >10 in both groups. There was a moderate Pearson correlation for TBARS, in T1 (r=0.50; p=0.13) e T2 (r=0.51;p=0.12). Pearson correlation was high between groups during CPB (T1) for lactate (r=0.68; p=0.02), pyruvate (r=0.75; p=0.01) and L/P ratio (r=0.83; p=0.003). CONCLUSION: Anesthetic techniques investigated in this study showed a similar pattern, with no increase in metabolic substrates and oxidative stress during surgical correction of congenital heart defects in non-cyanotic children.

OBJETIVO: Avaliar os efeitos metabólicos e oxidativos da anestesia com sevoflurano ou propofol em crianças portadoras de cardiopatia congênita, submetidas à cirurgia eletiva. MÉTODOS: Vinte crianças com cardiopatia congênita acianótica, agendadas para a cirurgia cardíaca eletiva com circulação extracorpórea (CEC), idades 1 dia-14 anos, foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos: Grupo GP (anestesia venosa total com propofol) e grupo GS (anestesia balanceada com sevoflurano). Critérios de exclusão foram: doença cardíaca cianótica ou complexa, associação com outras malformações, doença sistêmica grave, infecção ou crianças submetidas a tratamento e cuidados paliativos ou cirurgia de emergência. Amostras de sangue foram coletadas em três horários diferentes: T0, após a canulação da artéria radial, T1, 30 minutos após o início da CEC e T2, no final do procedimento. Parâmetros analisados: substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), glutationa (GLN), lactato e piruvato. RESULTADOS: As concentrações de TBARS, GSH, lactato e piruvato não foram diferentes (teste de Friedman). A razão Lactato/piruvato (L/P) foi >10 em ambos os grupos. Houve uma correlação de Pearson moderada no TBARS, em T1 (r = 0,50, p = 0,13) e T2 (r = 0,51, p = 0,12). A correlação de Pearson foi alta entre os grupos durante a CEC (T1) para lactato (r=0,68, p=0,02), piruvato (r=0,75, p=0,01) e relação L/P (r =0,83, p=0,003). CONCLUSÃO: As técnicas anestésicas investigadas mostraram um padrão semelhante, sem aumento de substratos metabólicos ou do estresse oxidativo durante a correção cirúrgica de cardiopatias congênitas em crianças acianóticas.

Efeito da umidificação dos gases anestésicos nas propriedades físicas e transportabilidade do muco respiratório durante anestesia geral / Effects of inspired gases humidity on respiratory mucus in patients under general anesthesia

Introdução: Em pacientes sob intubação endotraqueal os mecanismos fisiológicos de climatização do ar inspirado são anulados. Durante anestesia geral, quando os gases inspiratórios são ofertados secos e frios, a manutenção da umidade das vias aéreas é condição importante para prevenção de lesões da mucosa respiratória e ressecamento das secreções. Os sistemas de anestesia possuem propriedades de umidicação inerentes, decorrentes do sistema respiratório circular e a presença do absorvedor de CO2. Entretanto, os níveis de umidificação, durante a anestesia, dependem de vários fatores incluindo o tipo de ventilador anestésico, montagem do sistema respiratório e o fluxo de gás fresco utilizado. Porém não há dados na literatura que tenham investigado o efeito nos níveis de umidade do gás inspirado nas propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Objetivo: Avaliar os níveis de Temperatura (T), umidade absoluta (UA) e umidade relativa (UR) do ar inspirado durante anestesia geral oferecidos pelo sistema circular valvular com absorção de CO2 e com a adição do HME em dois tipos de ventiladores (Drãger e Takaoka). Avaliar os efeitos do HME sobre os níveis de Temperatura e Umidade dos gases inspirados ofertados pelos dois equipamentos. Avaliar o impacto da umidade sobre as propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Método: Foram selecionados 44 pacientes da Clínica Cirúrgica II do Departamento de Gastroenterologia do HCFMUSP com indicação de cirurgia abdominal eletiva e anestesia geral com duração superior a 4 horas. Os pacientes foram alocados em 4 grupos conforme o tipo do ventilador utilizado (Drãger ou Takaoka) e a presença ou ausência do HME. O muco respiratório e os dados de temperatura, UR e UA do gás ofertado foram coletados logo após a intubação endotraqueal, e a cada duas horas até o final da cirurgia. A análise do muco respiratório foi realizada através dos seguintes métodos: Transportabilidade mucociliar (MCT)...

Background: In patients who are intubated, the natural mechanism of gas climatization by the nose and the upper airway is bypassed. During anesthesia, when the inspiratory gases are cold and dry, humidification of gases is recommended to prevent drying of the mucosal epithelium and respiratory secretions. The anesthesia systems have inherent humidifying properties as a result of the valvular rebreathing of some of the expired humidity and of the production of water in the CO2 absorber. However, the level of moisture in anesthetic ventilation is critically dependent on several factors that include the equipment, the arrangement of the circle breathing system and the fresh gas flow. To date the effect of humidity on respiratory mucus properties and transportability was not investigated. Objectives: The objective of this study was to measure the humidity and temperature of the inspired gas from a circle absorber system in two different ventilators (Drãger and Takaoka) and the effect of a heat and moisture exchanger (HME) on the inspired gas. Furthermore, we also evaluated the impact of humidity on in vitro mucus transportability and physical properties. Methods: We studied 44 patients with no pulmonary disease scheduled for elective surgery that were randomly allocated in four groups according to the anesthetic equipment (Drãger or Takaoka) and the absence or presence of HME. Respiratory mucus was collected and Temperature (T), absolute humidity (AH), relative humidity (RH) of inspired gases were recorded immediately after intubation (T0) and every 2 hours. In vitro respiratory mucus was studied by mucociliary transportability (MCT) by the frog palate method; cough clearance (CC) by the cough equipment, and contact angle (CA) by direct observation. Results: Drãger equipment delivered significantly higher levels of RH and AH when compared to Takaoka. The addition of HME increased AH and T in both equipments. RH was improved only in the Takaoka equipment...