Cardiac output and the pharmacology of general anesthetics: a narrative review

The relationship between cardiac output and anesthetic drugs is important to anesthesiologists, since cardiac output determines the speed with which a drug infused into the bloodstream reaches its target and the intensity of the drug's effect. But rather than focus on how anesthetic drugs affect cardiac output, this narrative review focuses on how changes in cardiac output affect the pharmacokinetics and pharmacodynamics of general anesthetics during the three phases of anesthesia. At induction, an increase in cardiac output shortens both the onset time of propofol for hypnosis and the neuromuscular blocking effect of rapid-acting neuromuscular blockers, favoring the conditions for rapid sequence intubation. During maintenance, changes in cardiac output are followed by opposite changes in the drug plasma concentration of anesthetic drugs. Thus, an increase in cardiac output followed by a decrease in the plasma concentration of the anesthetic could expose the patient to a real risk of intraoperative awakening, which can be avoided by increasing the dose of hypnotic drugs. At emergence, an increase in cardiac output secondary to an increase in pC02 allows for a more rapid recovery from anesthesia. The pC02 can be increased by adding CO2 to the respiratory circuit, lowering the ventilatory rate, or placing the patient on partial rebreathing. Finally, the reversal action of sugammadex for rocuronium-induced neuromuscular block can be shortened by increasing the cardiac output.

La relación entre el gasto cardíaco y los fármacos anestésicos es importante para los anestesiólogos puesto que el gasto cardíaco determina la velocidad con la cual un medicamento que se infunde al torrente sanguíneo llega a su diana y la intensidad del efecto del agente. Pero en lugar de concentrarnos en cómo los fármacos anestésicos afectan el gasto cardíaco, esta revisión narrativa se enfoca en cómo los cambios en el gasto cardíaco afectan la farmacocinética y la farmacodinámica de los agentes anestésicos generales durante las tres fases de la anestesia. En el momento de la inducción, un incremento en el gasto cardíaco acorta tanto el tiempo de inicio del efecto del propofol para la hipnosis como el efecto del bloqueo neuromuscular causado por los bloqueadores neuromusculares de acción rápida, favoreciendo las condiciones para la intubación de secuencia rápida. Durante la fase de mantenimiento, los cambios en el gasto cardíaco vienen seguidos de cambios opuestos en la concentración plasmática del medicamento de los agentes anestésicos. Por lo tanto, un aumento del gasto cardíaco, seguido de una reducción en la concentración plasmática del anestésico, podría exponer al paciente a un riesgo real de despertar intraoperatorio, lo cual puede evitarse aumentando la dosis de los fármacos hipnóticos. En la educción, un aumento en el gasto cardíaco secundario al incremento en el pCO2 permite una recuperación más rápida de la anestesia. El pCO2 puede aumentar agregando CO2 al circuito de la respiración, reduciendo la tasa ventilatoria, o colocando al paciente en re-inhalación parcial. Finalmente, la acción de reversión de sugammadex en caso de bloqueo neuromuscular inducido por rocuronio, puede acortarse aumentando el gasto cardíaco.

Diagnóstico ecográfico de la insuficiencia respiratoria postoperatoria aguda tras timectomía / Role of ecography in diagnostic of postoperative acute respiratory failure after timectomy / Diagnóstico ultrassonográfico da insuficiência respiratória aguda pós-operatória após timectomia

Resumen: La miastenia gravis es una enfermedad autoinmune que puede alterar las capacidades físicas de los pacientes. La timectomía es una de las opciones terapéuticas. Su postoperatorio puede ser complicado por la propia enfermedad o por lesiones intraoperatorias de estructuras nerviosas. Presentamos a una mujer de 66 años intervenida de timectomía por timoma que causa miastenia gravis. Durante la intervención se reseca el nervio frénico izquierdo. En el postoperatorio inmediato presenta insuficiencia respiratoria aguda, por lo que se realiza ecografía pulmonar anodina y ecografía diafragmática que muestra fracción de acortamiento de 10% en el lado derecho y ausencia de contractilidad en el lado izquierdo. La paciente precisó ventilación mecánica no invasiva durante seis días y traqueotomía para avanzar en el destete respiratorio, siendo dada de alta a planta finalmente en respiración espontánea con cánula fenestrada por traqueotomía. La ecografía diafragmática supone una técnica diagnóstica disponible a la cabecera del paciente, útil en situaciones urgentes gracias a su rápida realización y a que complementa la valoración clínica en el diagnóstico de la insuficiencia respiratoria aguda postquirúrgica.

Abstract: Myasthenia gravis is an autoimmune disease that can alter the physical abilities of patients. Thymectomy is one of the therapeutic options. The postoperatory may be complicated by the disease itself or by intraoperative lesions of nerve structures. Case of 66-year-old woman with myasthenia gravis undergoing thymectomy. The left phrenic nerve was resected. In the immediate postoperative period, the patient presented acute respiratory failure. A lung ultrasound is performed, being anodyne. The diaphragmatic ultrasound proved a 10% of thickening fraction on the right side and absence of contractility on the left side. The patient required non-invasive mechanical ventilation for six days, tracheotomy was performed to succeed the respiratory weaning. The patient was transferred to ward in spontaneous ventilation. The diaphragmatic ultrasound is a useful and portable diagnostic technique, mainly in urgent situations due to the rapidity of its implementation. It complements the clinical assessment in the diagnosis of acute postoperative respiratory failure.

Resumo: A miastenia gravis é uma doença auto-imune que pode alterar as capacidades físicas dos pacientes. A timectomia é uma das opções de tratamento. O pós-operatório pode ser complicado pela própria doença ou por lesões intra-operatória de estruturas nervosas. Apresentamos uma mulher de 66 anos submetida a timectomia por timoma que causa miastenia gravis. Durante a cirurgia, o nervo frênico esquerdo é ressecado. No pós-operatório imediato, a paciente apresentou insuficiência respiratória aguda, de modo que foram realizadas uma ultrassonografia pulmonar anódino e ecografia diafragmática, mostrando uma fração de encurtamento de 10% no lado direito e ausência de contratilidade no lado esquerdo. A paciente requeriu de ventilação mecânica não invasiva por 6 dias e a realização de uma traqueotomia para avançar no desmame respiratório, sendo dada de alta da UTI respirando espontâneamente com uma cânula de traqueostomia fenestrada. O ultrassom diafragmático é uma técnica de diagnóstico disponível à beira do leito, útil em situações urgentes devido à rapidez do seu desempenho e que complementa a avaliação clínica no diagnóstico de insuficiência respiratória aguda pós-operatória.

Intraoperative awareness as an example of the influence of cardiac output on anesthetic dosing: case report / Despertar intraoperatorio como ejemplo de la influencia del gasto cardíaco en la dosificación anestésica. Reporte de caso

Abstract A case of intraoperative awareness during ablation of pulmonary veins-one of the most widely used techniques in interventional cardiology-is discussed. An infusion of isoproterenol was administered following the ablation of ectopic foci. A few seconds after the infusion the patient experienced increased heart rate and intraoperative awareness manifested as an abrupt patient movement and bispectral index elevation. This has been described in similar procedures, following the administration of isoproterenol. In our opinion, the isoproterenol infusion caused the increased heart rate and subsequent abrupt rise in cardiac output. As an inversely proportional relationship between the propofol concentrations and cardiac output has been described, we believe that this rise in cardiac output could have favored the decline in the concentrations of propofol, leading to an intraoperative awareness episode.

Resumen Presentamos un caso de despertar intraoperatorio durante la ablación de venas pulmonares, una de las técnicas más empleadas por los cardiólogos intervencionistas. Tras la ablación de focos ectópicos se procede a la infusión de isoproterenol. Segundos después de la infusión se produce un aumento de la frecuencia cardíaca seguido de un despertar intraoperatorio traducido como un movimiento brusco del paciente y un aumento en el índice bi-espectral (BIS). Esto ha sido descrito en procedimientos similares tras la administración de isoproterenol. En nuestra opinión, la infusión de isoproterenol provocó un aumento de la frecuencia cardiaca y secundariamente del gasto cardíaco de forma brusca. Dado que se ha descrito una relación inversamente propocional entre las concentraciones de propofol y el gasto cardíaco, pensamos que este aumento del gasto cardíaco pudo condicionar un descenso de las concentraciones de propofol y esto causar el episodio de despertar intraoperatorio.

Broncoespasmo desencadenado por anestesia espinal. Informe de caso y revisión de la literatura / Bronchospasm triggered by spinal anaesthesia. Case report and review of the literature

Bronchospasm is a clinical condition that can occur unexpectedly during general anaesthesia, but is extremely rare after spinal anaesthesia. The following is a case presentation of a patient who developed bronchospasm after undergoing spinal anaesthesia not attributable to other causes, and that adds another case to the limited literature. Most publications allude to asthmatic patients, and this is probably the first description about a patient with emphysema-type COPD. Our case shows that although spinal anaesthesia is considered safe for patients with respiratory disease, specifically in asthmatic patients there is a possibility of bronchospasm in susceptible patients.

El broncoespasmo es una condición clínica que puede aparecer inesperadamente durante la anestesia general, pero es extremadamente rara tras la anestesia espinal. Presentamos un paciente que desarrolló broncoespasmo tras ser sometido a anestesia espinal, no atribuible a otras causas y que añade un caso más a la escasa literatura al respecto. La mayoría de las publicaciones se refieren a pacientes asmáticos, y esta sea probablemente la primera descripción en un paciente con EPOC tipo enfisematoso. Nuestro caso muestra que aunque la anestesia espinal se considere más segura para pacientes con patología respiratoria, en concreto en pacientes asmáticos, existe la posibilidad de que ésta produzca broncoespasmo en pacientes susceptibles.