ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΝΕΚΡΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΑΣ ΣΤΟ ΣΚΥΛΟ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΚΤΗΝΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΚΛΙΝΙΚΩΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΖΩΩΝ ΣΥΝΤΡΟΦΙΑΣ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΝΕΚΡΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΑΣ ΣΤΟ ΣΚΥΛΟ ΜΕΛΕΤΗ ΣΕ ΒΡΑΧΥΚΕΦΑΛΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΟΛΙΧΟΚΕΦΑΛΙΚΕΣ ΦΥΛΕΣ ΓΙΑΝΝΙΚΑΚΗ ΣΤΑΜΑΤΙΝΑ Κτηνίατρος Α.Π.Θ. ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Θεσσαλονίκη 2015

ΜΕΛΗ ΤΡΙΜΕΛΟΥΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ: Ιωάννης Σάββας (επιβλέπων) Επίκουρος καθηγητής, Τμήμα Κτηνιατρικής ΑΠΘ Γεώργιος Καζάκος (μέλος) Επίκουρος καθηγητής, Τμήμα Κτηνιατρικής ΑΠΘ Τηλέμαχος Αναγνώστου (μέλος) Επίκουρος καθηγητής, Τμήμα Κτηνιατρικής ΑΠΘ 2

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Πριν από όλα, θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες σε όλους εκείνους που συνέβαλαν στην ολοκλήρωση της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας. Στον Επιβλέποντα της διατριβής και Kαθηγητή μου κ. Σάββα Ιωάννη, για την ευκαιρία που μου έδωσε να εκπονήσω την παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, αλλά και για τις γνώσεις και τα εφόδια που μου έδωσε στον τομέα της Αναισθησιολογίας και της Εντατικής Θεραπείας. Υπήρξε ο εμπνευστής της ιδέας αυτής της εργασίας και τον ευχαριστώ ιδιαίτερα για τη συνεχή επιστημονική του καθοδήγηση, την υπομονή του, την εμπιστοσύνη που μου έδειξε καθώς και για την πολύτιμη συμπαράστασή του στα όποια προβλήματα προέκυψαν κατά τη διάρκεια αυτής της ερευνητικής μου προσπάθειας. Επίσης οφείλω να ευχαριστήσω τους καθηγητές μου, κ. Καζάκο Γεώργιο και κ. Αναγνώστου Τηλέμαχο, για την πολύτιμη βοήθειά τους στην πραγματοποίηση των πειραμάτων, τα οποία περιλαμβάνονταν στο καθημερινό πρόγραμμα της μονάδας Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας της Κλινικής Ζώων Συντροφιάς αλλά και για την πραγματικά απλόχερη επιστημονική συνδρομή τους όποτε τους ζητήθηκε. Ακόμη, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές της κλινικής για τις γνώσεις, τις εμπειρίες και τα εφόδια που μου έδωσαν. Δεν θα μπορούσα να παραλείψω να ευχαριστήσω όλους τους συναδέλφους μου, μετεκπαιδευόμενους, υποψήφιους μεταπτυχιακούς και υποψήφιους διδάκτορες, για τη παρέα τους, τη στήριξη τους και την κατανόηση τους αυτά τα δυο χρόνια που περιλάμβαναν οι μεταπτυχιακές μου σπουδές. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαιτέρως τους δικούς μου ανθρώπους για την υπομονή, την αγάπη αλλά και την συμπαράστασή τους καθ όλη τη διάρκεια των σπουδών μου και την ολοκλήρωση αυτής της διατριβής. Απρίλιος 2015 Γιαννικάκη Σταματίνα 3

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 7 ΑΕΡΟΦΟΡΟΙ ΟΔΩΝ 7 ΠΝΕΥΜΟΝΙΚΟΙ ΟΓΚΟΙ 8 ΝΕΚΡΟΣ ΧΩΡΟΣ 10 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΑΙΜΑΤΩΣΗΣ 12 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΑΕΡΙΩΝ 15 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΙΕΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 15 Σπιρομέτρηση 16 Ανάλυση αερίων αρτηριακού αίματος 16 Οξυμετρία 17 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 19 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 19 Ομάδες ζώων 19 Προετοιμασία ζώων 19 Μετρήσεις 21 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 23 ΣΥΖΗΤΗΣΗ 28 Επίδραση της θέσης σώματος-είδους επέμβαση 28 Επίδραση του αναισθητικού κυκλώματος 31 Επίδραση των αναισθητικών φαρμάκων 33 Επίδραση της φυλής 36 Ανατομικές διαφορές βραχυκεφαλικών-δολιχοκεφαλικών 36 Προδιάθεση 36 Ιδιαιτερότητες της αναπνευστικής οδού 38 4

Παθοφυσιολογία 40 Ο αναπνευστικός νεκρός χώρος ως προγνωστικός δείκτης 44 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 46 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 47 SUMMARY 48 ΒΙΒΙΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 49 5

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρακολούθηση του αναπνευστικού συστήματος και ο έλεγχος της σωστής λειτουργίας του έχει πολύ μεγάλη σημασία κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας και στην εντατική θεραπεία, τόσο στην ιατρική όσο και την κτηνιατρική κλινική πράξη. Μία από τις παραμέτρους που μπορούν να ελεγχθούν και έχουν κλινική σημασία είναι ο αναπνευστικός νεκρός χώρος, ο οποίος όταν αυξηθεί μπορεί να επηρεάσει την ανταλλαγή των αερίων άρα και την οξυγόνωση του αίματος και την αποβολή του CO 2. Η διαταραχή της οξυγόνωσης, που μπορεί να εμφανισθεί κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας, αποτελεί ένα αρκετά συχνό φαινόμενο, το οποίο ανάλογα με τη βαρύτητα του, μπορεί να συνοδευτεί από σημαντική περιεγχειρητική νοσηρότητα και θνητότητα. Ιδιαίτερη σημασία έχει το γεγονός ότι, η διεγχειρητική διαταραχή της οξυγόνωσης εμφανίζεται, όχι μόνο σε ζώα με προϋπάρχουσα παθολογία από το αναπνευστικό σύστημα, στα οποία άλλωστε θεωρείται αναμενόμενη και προβλέψιμη ή σε εκείνα τα ζώα που υποβάλλονται σε επείγουσα επέμβαση, οπότε ελλοχεύουν πολλοί κίνδυνοι από το αναπνευστικό σύστημα, αλλά και στα υγιή ζώα που υποβάλλονται σε μια προγραμματισμένη χειρουργική επέμβαση, χωρίς να παρουσιάζουν καμία αναπνευστική παθολογία. Ο έλεγχος του αναπνευστικού νεκρού χώρου σε ζώα που βρίσκονται υπό γενική αναισθησία έχει μεγάλη κλινική αξία καθώς μπορεί να βοηθήσει στην έγκαιρη ανίχνευση επικείμενων διαταραχών ιδίως του αναπνευστικού συστήματος. Τέτοιες διαταραχές χαρακτηρίζονται από καταστάσεις με χαμηλή καρδιακή παροχή, με μειωμένη πνευμονική διαιμάτωση ή υπερέκταση των κυψελίδων αποτρέποντας τον αποτελεσματικό αερισμό των πνευμόνων και την ανταλλαγή αερίων. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στη Μονάδα Αναισθησιολογίας και Εντατικής θεραπείας της Κλινικής Ζώων Συντροφιάς του Τμήματος Κτηνιατρικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, τη χρονική περίοδο 2013-2015. Σκοπός της κλινικής αυτής μελέτης ήταν η αξιολόγηση του αναπνευστικού νεκρού χώρου σε επίπεδο τιμών αναφοράς, καθότι δεν υπάρχει καμία τέτοια κλινική έρευνα μέχρι τώρα για το σκύλο, αλλά και η παρακολούθηση της μεταβολής του νεκρού χώρου κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας. 6

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΑΕΡΟΦΟΡΟΙ ΟΔΟΙ Ο πνεύμονας επικοινωνεί με την ατμόσφαιρα με ένα σύστημα αγωγών, τις αεροφόρους οδούς. Οι αεροφόροι οδοί που βρίσκονται μεταξύ της εισόδου των μυκτήρων και του λάρυγγα ονομάζονται ανώτερες ενώ αυτές που περιλαμβάνονται μεταξύ λάρυγγα και κυψελίδων αναφέρονται ως κατώτερες (Πατάκας 1992). Αυτές συνίστανται σε μια σειρά από διακλαδιζόμενους σωλήνες οι οποίοι γίνονται στενότεροι, βραχύτεροι και πολυαριθμότεροι όσο πιο βαθιά προχωρούν μέσα στο πνεύμονα. Η τραχεία διακλαδίζεται στους δυο στελεχιαίους βρόγχους που με τη σειρά τους συνεχίζουν έως τα τελικά βρογχιόλια (West 2011). Ο αριθμός των διακλαδώσεων μέχρι τα τελικά βρογχιόλια εξαρτάται από τη πνευμονική περιοχή. Τα τοιχώματα των λοβαίων και των τμηματικών βρόγχων έχουν χόνδρινο σκελετό, ο οποίος εμποδίζει μερικώς τη σύμπτωση των τοιχωμάτων τους. Τα τελικά βρογχιόλια διαιρούνται στα αναπνευστικά βρογχιόλια, τα οποία δεν έχουν κροσσωτά κύτταρα στο επιθήλιο τους, ενώ στα τοιχώματά τους αρχίζουν να παρουσιάζονται κυψελίδες. Αυτά καταλήγουν στους αναπνευστικούς πόρους και τους αναπνευστικούς σάκους, τα τοιχώματα των οποίων είναι γεμάτα από κυψελίδες (West 2011). Εικόνα 1: Σχηματική παράσταση των αεραγωγών οδών και της αναπνευστικής ζώνης των πνευμόνων, κατά Weibel. BR: βρόγχος, BL: βρογχιόλιο, TBL: τελικό βρογχιόλιο, RBL: αναπνευστικό βρογχιόλιο, AD: κυψελιδικός πόρος, AS: κυψελιδικός σάκος. West JB: Respiratory Physiology The Essentials [9th ed]. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2011 7

ΠΝΕΥΜΟΝΙΚΟΙ ΟΓΚΟΙ Οι ελαστικές δυνάμεις του πνεύμονα, του θωρακικού τοιχώματος, αλλά και οι αντιστάσεις των αεροφόρων οδών καθορίζουν τις διαστάσεις των πνευμόνων. Κατά την λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος δημιουργούνται διάφοροι όγκοι αέρα το άθροισμα των οποίων αποτελούν τις πνευμονικές χωρητικότητες. Εικόνα 2: Οι χωρητικότητες των πνευμόνων (Τροποποιημένο σχήμα: West JB: Respiratory Physiology The Essentials [9th ed]. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2011) Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες, ο όγκος του αέρα, ο οποίος εισέρχεται στους πνεύμονες κατά την ήρεμη εισπνοή ή αποβάλλεται κατά την ήρεμη εκπνοή αποτελεί τον αναπνεόμενο όγκο αέρα (όγκος αναπνοής, tidal volume -TV). Το ποσό του αέρα που μπορεί να προσληφθεί από του πνεύμονες, κατά τη διάρκεια μιας μέγιστης εισπνοής μετά την ήρεμη εισπνοή, λέγεται εισπνεόμενος εφεδρικός όγκος (inspiratory reserve volume-irv) ενώ αντίστοιχα το ποσό του αέρα που εξέρχεται από τους πνεύμονες σε μια μέγιστη εκπνοή μετά την ήρεμη εκπνοή είναι ο εκπνευστικός εφεδρικός όγκος αέρα (expiratory reserve volume -ERV). Μετά το 8

τέλος της μέγιστης εκπνοής εξακολουθεί να παραμένει στους πνεύμονες μια ποσότητα που ονομάζεται υπολειπόμενος όγκος αέρα (residual volume RV) (West 2011). Ο μέγιστος όγκος αέρα που μπορεί να προσλάβει ο πνεύμονας, δηλαδή το άθροισμα του αναπνεόμενου, του εισπνευστικού εφεδρικού, του εκπνευστικού εφεδρικού και του υπολειπόμενου όγκου αέρα, αναφέρεται ως ολική πνευμονική χωρητικότητα (total lung capacity -TLC). Ο μέγιστος όγκος αέρα που μπορεί να εκπνεύσει ένα άτομο μετά από μια μέγιστη εισπνοή λέγεται ζωτική χωρητικότητα (vital capacity VC) και αποτελεί το 70% της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας. Ο αέρας που μπορεί να εισπνευστεί με βαθιά εισπνοή όταν αυτή αρχίζει από το επίπεδο μιας ήρεμης εκπνοής ονομάζεται εισπνευστική χωρητικότητα (inspiratory capacity IC). Τέλος, το ποσό του αέρα που παραμένει στους πνεύμονες μετά το τέλος συνήθους εκπνοής λέγεται λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (functional residual capacity FRC). Η FRC είναι φυσιολογικά το 40% της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας. Αναφέρεται και η βίαιη ζωτική χωρητικότητα (forced vital capacity FVC) η οποία είναι η συνολική ποσότητα αέρα που εκπνέεται βίαια από έναν ασθενή μετά από μια βαθειά εισπνευστική προσπάθεια. (West 2011, Πατάκας 1992) Ο αέρας που εισπνέεται σε κατάσταση ηρεμίας από ένα φυσιολογικό ζώο, κατανέμεται στις πνευμονικές περιοχές στις οποίες γίνεται η ανταλλαγή αερίων (κυψελιδικός αερισμός) και στις περιοχές που χρησιμεύουν μόνο ως αγωγοί (νεκρός χώρος) (Lumb 2010).. 9

ΝΕΚΡΟΣ ΧΩΡΟΣ Το τμήμα του αερισμού που δεν μετέχει στον κυψελιδικό αερισμό αποτελεί τον αερισμό του νεκρού χώρου. Διακρίνονται ο ανατομικός, ο κυψελιδικός και ο φυσιολογικός νεκρός χώρος, με τον τελευταίο να αποτελεί το άθροισμα των δύο πρώτων. Με τον όρο ανατομικό νεκρό χώρο, εκφράζεται ο όγκος του αέρα που κατανέμεται στο ρινοφάρυγγα, το λάρυγγα, την τραχεία, τους βρόγχους και τα βρογχιόλια. Ο κυψελιδικός νεκρός χώρος, εκφράζει το ποσό του αέρα που αερίζει τις κυψελίδες, χωρίς όμως να μετέχει στην ανταλλαγή των αερίων. Αποτελείται από τις κυψελίδες που αερίζονται αλλά δεν αιματώνονται καθώς επίσης και από ομάδες κυψελίδων στις οποίες ο αερισμός είναι πολύ μεγάλος σε σχέση με την αιμάτωση. (Πατάκας 1992). Ο όγκος του ανατομικού νεκρού χώρου μπορεί να μετρηθεί με τη μέθοδο Fowler, χρησιμοποιώντας τη συγκέντρωση του N 2 σε συνάρτηση με τον όγκο του εκπνεόμενου αέρα. Η μέθοδος προϋποθέτει συνεχείς μετρήσεις της συγκεντρώσεως Ν 2 στον εκπνεόμενο αέρα, με τη βοήθεια αναλυτή ταχείας αποκρίσεως και την ταυτόχρονη μέτρηση του εκπνεόμενου ολικού αερισμού (V E ). Μετά από εισπνοή μίγματος αέρος 100% Ο 2 ο εξεταζόμενος εκπνέει μέσω του συστήματος ελέγχου ενώ η συγκέντρωση του Ν 2 αυξάνεται κατά την προοδευτική εκτόπιση του Ο 2 από τον ανατομικό νεκρό χώρο και την αντικατάσταση του με κυψελιδικό αέρα. Στην πράξη, με αυτή τη μέθοδο μετριέται ο όγκος του αέρα των αεραγωγών οδών μέχρι το σημείο μετάβασης του ανατομικού νεκρού χώρου σε κυψελιδικό αέρα (West 2011). Ο φυσιολογικός νεκρός χώρος υπολογίζεται και με τη μέθοδο Bohr, η οποία είναι κι η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην υπόθεση ότι το CO 2 που βρίσκεται στον εκπνεόμενο αέρα, προέρχεται αποκλειστικά από κυψελίδες με επαρκή αιμάτωση, δηλαδήότι είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο στις κυψελίδες και ότι η κυψελιδο-αρτηριακή διαφορά CO 2 ισούται με μηδέν. Ο φυσιολογικός νεκρός χώρος, εξάλλου, δεν εισφέρει CO 2 στον εκπνεόμενο όγκο αέρα, καθόσον εκεί δεν πραγματοποιείται ανταλλαγή αερίων. Για τη μέτρηση απαιτείται εκτός από τη συλλογή δείγματος εκπνεόμενου αέρα και δείγματος αρτηριακού αίματος. Και στα δυο δείγματα υπολογίζεται η μερική πίεση ή τάση του CO 2, PCO 2 (West 2011). 10

Η περιεκτικότητα του CO 2 στο εκπνεόμενο δείγμα (F E CO 2 ) θα είναι μικρότερη από την περιεκτικότητα του CO 2 στον κυψελιδικό αέρα (F A CO 2 ), επειδή ο τελευταίος αναμιγνύεται με τον αέρα του νεκρού χώρου (VD) που δεν έχει CO 2. Ο αναπνεόμενος όγκος αέρα (VT) αποτελείται από το άθροισμα του VD και του κυψελιδικού (VA) όγκου: VT=VD + VA. Η ποσότητα του CO 2 στους χώρους αυτούς είναι: VT x F E CO 2 = VD x F D CO 2 + VA x F A CO 2 (1) Η αξία της παραμέτρου F D CO 2 είναι ταυτόσημη με την αξία της FiCO 2 (οπότε FiCO 2 =F D CO 2 ). Επειδή η τιμή της FiCO 2 είναι πολύ μικρή (φυσιολογικά 0,0003 στον άνθρωπο), μπορεί να θεωρηθεί μηδενική. Ως αποτέλεσμα μπορεί να θεωρηθεί η επόμενη αναλογική σχέση μεταξύ των πνευμονικών όγκων και των σχετικών μερικών συγκεντρώσεων CO 2 : VT x F E CO 2 = VAx F A CO 2 (2) Επειδή ισχύει ότι VA=VT-VD, η εξίσωση (2) έπειτα από αντικαταστάσεις μετατρέπεται σε: VTx F E CO 2 = (VT-VD) x F A CO 2 VT (F E CO 2 - F A CO 2 ) = - (VD x F A CO 2 ) VD/VT=(F A CO 2 -F E CO 2 )/F A CO 2 (3) Όπου: F A CO 2 :το κλάσμα του CO 2 που προέρχεται από δραστικά αιματούμενες κυψελίδες F D CO 2 :το κλάσμα του CO 2 στον αέρα του νεκρού χώρου F E CO 2 :το κλάσμα του CO 2 στο μικτό εκπνεόμενο αέρα που έχει συλλεγεί κατά την ήρεμη αναπνοή VA: ο όγκος των δραστικά αιματούμενων κυψελίδων V E CO 2 : ο όγκος του CO 2 που εμπεριέχεται στον εκπνεόμενο αέρα. VD: ο όγκος του φυσιολογικού νεκρού χώρου VT: ο όγκος ήρεμης αναπνοής. Η (3) μπορεί να υποστεί τροποποιήσεις, ώστε να γίνει κλινικά εφαρμόσιμη. Επειδή η συγκέντρωση ενός αερίου σε ένα δείγμα είναι ανάλογη της μερικής του πιέσεως, τιμές PCO 2 μπορούν να αντικαταστήσουν τις αντίστοιχες τιμές των συγκεντρώσεων. 11

Επιπλέον, η P A CO 2 μπορεί να μετρηθεί με περισσότερες από μία μεθόδους. Η τιμή της PaCO 2 μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ίση με την τιμή P Α CO 2, υποθέτοντας ότι η κυψελιδο-αρτηριακή διαφορά CO 2 ισούται με 0. Εναλλακτικά, οι μετρήσεις της PCO 2 στον εκπνεόμενο αέρα από τον οποίο λαμβάνεται δείγμα προς το τέλος της εκπνοής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρο της P Α CO 2. Η τιμή που προκύπτει από αυτόν τον τύπο δειγματοληψίας, ονομάζεται τελοεκπνευστική μερική πίεση CO 2 (P et CO 2 ). Η τιμή P E CO 2 θεωρείται η μέση εκπνεόμενη PCO 2 και βασίζεται στην ανάλυση του δείγματος που παραλήφθηκε από έναν μεγάλο όγκο από τον εκπνεόμενο όγκο του ασθενούς, που είχε συλλεχθεί σε ένα σπιρόμετρο. Με τις προηγούμενες προσαρμογές η (3) μπορεί να ανασυνταχθεί στην κλινική της εφαρμογή: VD/VT=(P Α CO 2 -P E CO 2 )/P Α CO 2 Η τιμή P A CO 2 μπορεί να αντικατασταθεί από την τιμή PaCO 2 ενώ η τιμή P E CO 2 μπορεί να αντικατασταθεί από την τιμή P et CO 2, με συγκεκριμένους περιορισμούς (Πατάκας1992). Αξίζει να σημειωθεί ότι η μέθοδος Fowler μετράει κάπως διαφορετικό μέγεθος από τη μέθοδο Bohr. Με τη μέθοδο Fowler μετράται ο όγκος (χωρητικότητα) των αεραγωγών οδών μέχρι το επίπεδο όπου πραγματοποιείται η ταχεία αραίωση του εισπνεόμενου αέρα με τον αέρα που ήδη υπάρχει μέσα στους πνεύμονες. Ο όγκος αυτός καθορίζεται από την ανατομική κατασκευή των αεραγωγών κι επειδή αντανακλά την μορφολογία των πνευμόνων ονομάζεται ανατομικός νεκρός χώρος. Αντίθετα με τη μέθοδο Bohr μετράται ο όγκος (χωρητικότητα) των πνευμόνων από τον οποίο δεν αποβάλλεται CO 2. Επειδή η μέτρηση αυτή αφορά σε λειτουργία, ο όγκος αυτός ονομάζεται φυσιολογικός λειτουργικός νεκρός χώρος. Σε φυσιολογικά ζώα, οι δύο αυτοί όγκοι αέρα, δηλαδή ο ανατομικός νεκρός χώρος και ο λειτουργικός νεκρός χώρος είναι σχεδόν ίσοι μεταξύ τους. Αντίθετα, σε ζώα με νόσο του αναπνευστικού συστήματος, ο λειτουργικός νεκρός χώρος μπορεί να είναι σημαντικά μεγαλύτερος, εξαιτίας της διαταραχής της σχέσης αερισμού αιμάτωσης των πνευμόνων (West 2011). 12

ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΑΙΜΑΤΩΣΗΣ Η κατανομής της ροής του αίματος, όπως και του αερισμού, δεν είναι ομοιόμορφη στον πνεύμονα, για λόγους που κυρίως οφείλονται στην επίδραση της βαρύτητας. Οι ανώτερες πνευμονικές περιοχές υπεραερίζονται σε σχέση με την αιμάτωση, ενώ το αντίθετο συμβαίνει στις κατώτερες πνευμονικές περιοχές. Έως αυτό το σημείο έχει θεωρηθεί ότι όλες οι περιοχές του φυσιολογικού πνεύμονα έχουν τον ίδιο αερισμό. Όμως έχει αποδειχθεί ότι οι κατώτερες περιοχές των πνευμόνων αερίζονται καλύτερα από τις ανώτερες. Αυτό οφείλεται στη διαφορετική συγκέντρωση του αίματος στο πνεύμονα, εξαιτίας της βαρύτητας, με αποτέλεσμα η υπεζωκοτική πίεση να μην είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη. Στους πρόσθιους λοβούς και στο ραχιαίο τμήμα των μέσων και οπίσθιων λοβών η βαρύτητα και οι δυνάμεις ελαστικότητας δρουν ομόρροπα και η υπεζωκοτική πίεση είναι πιο αρνητική, από ότι στο κοιλιακό τμήμα του πνεύμονα, όπου οι δυνάμεις αυτές δρουν με αντίθετη κατεύθυνση. Επομένως, οι κυψελίδες που είναι πιο ψηλά στον πνεύμονα, βρίσκονται κάτω από αρνητική πίεση και για αυτό είναι πιο μεγάλες από τις κυψελίδες που βρίσκονται χαμηλότερα, ανεξάρτητα από τον όγκο που καταλαμβάνει ο πνεύμονας. Μπορεί να υπάρχει μια περιοχή του πνεύμονα (ζώνη 1) όπου η πνευμονική αρτηριακή πίεση να είναι μικρότερη από την ενδοκυψελιδική πίεση (που φυσιολογικά κυμαίνεται στο επίπεδο την ατμοσφαιρικής πίεσης). Εάν αυτό συμβεί, τα τριχοειδή υφίστανται συμπίεση, με αποτέλεσμα την πλήρη αναστολή της αιμάτωσης τους. Αυτή η ζώνη 1 φυσιολογικά δεν παρατηρείται καθώς η πνευμονική αρτηριακή πίεση είναι ακριβώς επαρκής για την ανύψωση του αίματος μέχρι τις ανώτερες περιοχές του πνεύμονα. Παρόλα αυτά μπορεί να παρατηρηθεί όταν η πνευμονική αρτηριακή πίεση είναι ελαττωμένη (για παράδειγμα μετά από μεγάλη αιμορραγία) είτε όταν η ενδοκυψελιδική πίεση αυξάνεται (για παράδειγμα κατά τον αερισμό των πνευμόνων υπό θετική πίεση). Αυτό το τμήμα του πνεύμονα που εξακολουθεί να αερίζεται, χωρίς να διαθέτει αιμάτωση, δεν συμμετέχει στην ανταλλαγή αερίων και χαρακτηρίζεται ως κυψελιδικός νεκρός χώρος. Σε χαμηλότερα επίπεδα του πνεύμονα (ζώνη 2), η πνευμονική αρτηριακή πίεση αυξάνεται, γιατί η υδροστατική επίδραση είναι τώρα μεγαλύτερη από την 13

ενδοκυψελιδική πίεση. Η φλεβική όμως πίεση είναι ακόμα πολύ χαμηλή κι μικρότερη από τη κυψελιδική. Υπό αυτές τις συνθήκες η αιμάτωση καθορίζεται από τη διαφορά που υφίσταται μεταξύ της αρτηριακής και της ενδοκυψελιδικής πίεσης (κι όχι όπως συνήθως, από την αρτηριοφλεβική διαφορά πίεσης). Στη ζώνη 3, η φλεβική πίεση ξεπερνά την ενδοκυψελιδική, με αποτέλεσμα η ροή να καθορίζεται πια με το συνήθη τρόπο, δηλ. με την αρτηριοφλεβική διαφορά πίεσης. Η αυξημένη αιμάτωση στην περιοχή αυτή του πνεύμονα προφανώς οφείλεται, κατά κύριο λόγο, σε διάταση των τριχοειδών. Η ενδοτριχοειδική πίεση (που βρίσκεται κάπου ενδιάμεσα μεταξύ της αρτηριακής και της φλεβικής) είναι αυξημένη στα κατώτερα σημεία της ζώνης, ενώ η πίεση που ασκείται από έξω (ενδοκυψελιδική), παραμένει σταθερή (West 2011). Εικόνα 3: Μοντέλο για την ερμηνεία της άνισης κατανομής της αιμάτωσης στον ανθρώπινο πνεύμονα, με βάση τις πιέσεις που ασκούνται πάνω στα τριχοειδή. Ρυθμιστικοί παράγοντες στη διαμόρφωση των τριών ζωνών αιμάτωσης είναι η σχέση της κυψελιδικής πίεσης προς την πνευμονική αρτηριακή και φλεβική πίεση. (West JB: Respiratory Physiology The Essentials [9th ed]. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2011) 14

ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΑΕΡΙΩΝ Η κύρια λειτουργία των πνευμόνων συνίσταται στην ανταλλαγή O 2 και CO 2 μεταξύ του αίματος και του αέρα, με αποτέλεσμα τη διατήρηση της PO 2 και της PCO 2 στο αρτηριακό αίμα σε φυσιολογικά επίπεδα. H ανταλλαγή των αερίων στους πνεύμονες γίνεται με διάχυση παθητικά, χωρίς να καταναλώνεται ενέργεια. Η διάχυση διέπεται από το νόμο του Fick, σύμφωνα με τον οποίο η ταχύτητα μεταφοράς ενός αερίου είναι ανάλογη προς την έκταση της επιφάνειας μέσω της οποίας γίνεται η διάχυση και τη διαφορά των μερικών πιέσεων του αερίου που υπάρχει στις δύο πλευρές της επιφάνειας και αντιστρόφως ανάλογη προς το πάχος του ιστού. Η ταχύτητα μεταφοράς είναι επίσης ανάλογη προς ένα συντελεστή, ο οποίος εξαρτάται από τη φύση των αερίων και των ιστών και λέγεται συντελεστής διάχυσης (Πατάκας 1994). Σύμφωνα με τα παραπάνω, για να γίνει η ανταλλαγή των αερίων σε ικανοποιητικό βαθμό πρέπει να υπάρχουν οι εξής προϋποθέσεις: α) Η επιφάνεια ανταλλαγής να είναι μεγάλη. Στους φυσιολογικούς πνεύμονες είναι είναι 50-90 m 2. β) Οι στιβάδες από τις οποίες περνούν τα αέρια (διαχωριστική μεμβράνη) να είναι λεπτές. Το συνολικό φυσιολογικό πάχος της μεμβράνης είναι περίπου 1 μm μόνο, το οποίο αυξάνεται σημαντικά σε παθολογικές καταστάσεις. γ) Να υπάρχει επαρκής και σταθερή διαφορά των μερικών πιέσεων του Ο 2 και του CO 2 στις δύο πλευρές της διαχωριστικής μεμβράνης. Για το Ο 2 υπάρχει συνήθως μια διαφορά μερικής πίεσης 60mmHg με κατεύθυνση από τον κυψελιδικό αέρα προς το αίμα, ενώ για το CO 2 η διαφορά είναι 6 mmhg με αντίθετη κατεύθυνση. Το ότι η διαφορά πίεσης του CO 2 είναι κατά πολύ μικρότερη από αυτή του Ο 2 δεν προκαλεί κανένα πρόβλημα, διότι ο συντελεστής διαχύσεως του CO 2 είναι κατά πολύ μεγαλύτερος του O 2 (Πατάκας 1994). 15

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΙΕΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Οι πιο χρήσιμες λειτουργικές δοκιμασίες του αναπνευστικού είναι η σπιρομέτρηση, η ανάλυση των αερίων του αρτηριακού αίματος και η οξυμετρία. Σπιρομέτρηση Η σπιρομέτρηση απεικονίζει τη λειτουργική κατάσταση των πνευμόνων με την εκτίμηση των πνευμονικών όγκων και χωρητικοτήτων, της αναπνευστικής ροής και των μηχανικών ιδιοτήτων των πνευμόνων. Από την εκτίμηση των δεικτών της σπιρομέτρησης καθορίζεται ο βαθμός της βαρύτητας της διαταραχής του αναπνευστικού (Γουργουλιάνης 1998). Στον άνθρωπο, η δοκιμασία εφαρμόζεται προεγχειρητικά κυρίως σε ηλικιωμένους ασθενείς με ή χωρίς ιστορικό πνευμονοπάθειας και σε ασθενείς με πνευμονική νόσο προκειμένου να εκτιμηθούν ο τύπος της νόσου, η έκταση των επιπλοκών, οι αναπνευστικές εφεδρείες και η απάντηση στην χορηγούμενη φαρμακευτική αγωγή. Κατά τη σπιρομέτρηση λαμβάνονται συνήθως η FVC (forced vital capacity, βίαιη ζωτική χωρητικότητα), ο FEV 1 (forced expiratory volume in one second, ο όγκος του αέρα που εκπνέεται βίαια στο πρώτο δευτερόλεπτο της εκπνοής) και ο λόγος FEV 1 /FVC (δείκτης Tiffeneau), παράμετροι που έχουν τη μεγαλύτερη πρακτική σημασία. Η FVC, όπως αναφέρθηκε, είναι η συνολική ποσότητα αέρα που εκπνέεται βίαια από έναν ασθενή μετά από μια βαθειά εισπνευστική προσπάθεια. Στις περιπτώσεις όπου θεωρείται σκόπιμο να εκτιμηθεί η δύναμη των αναπνευστικών μυών, μετρώνται η μέγιστη εισπνευστική (PImax) και η μέγιστη εκπνευστική πίεση στόματος (PEmax) με τη χρήση ενός ειδικού σπιρομέτρου, κατάλληλου για το σκοπό αυτό. Οι πιέσεις που μετριούνται στο στόμα περιλαμβάνουν την πίεση που παράγουν οι αναπνευστικοί μύες και την πίεση της ελαστικής επαναφοράς των πνευμόνων και του θωρακικού τοιχώματος (Γουργουλιάνης 1998). Ανάλυση αερίων αρτηριακού αίματος Η μέτρηση της μερικής πίεσης των αερίων του αρτηριακού αίματος (PaO 2 και PaCO 2 ) είναι η πιο συχνή και η πιο σπουδαία εξέταση που γίνεται για την εκτίμηση της αναπνευστικής λειτουργίας, δεδομένου ότι η κύρια λειτουργία του 16

αναπνευστικού συστήματος είναι η διατήρηση σε όσο το δυνατό πλησιέστερα προς το φυσιολογικό επίπεδα των τιμών του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα (Sorenson 2006). Επίσης, καθορίζονται ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης (SaO 2 ), η κυψελιδο-αρτηριακή διαφορά οξυγόνου και η οξεοβασική ισορροπία με τη μέτρηση του ph και των διττανθρακικών. Με τη μέτρηση της μερικής πίεσης των αναπνευστικών αερίων μπορεί να εκτιμηθεί η βαρύτητα της κατάστασης του ασθενούς. Διαπιστώνεται αν υπάρχει άμεσος ή όχι κίνδυνος για τον ασθενή λόγω μειωμένης οξυγόνωσης ή αύξηση του CO 2 στο αίμα που επιφέρει διαταραχές του ph (Δεληβοριά-Ιωαννίδου). Ως αναπνευστική ανεπάρκεια ορίζεται η πτώση της PaO 2 κάτω των 50mmHg (αναπνευστική ανεπάρκεια τύπου Ι) ή/και η αύξηση της τιμής της PaCO 2 άνω των 50mmHg (αναπνευστική ανεπάρκεια τύπου ΙI) στο αρτηριακό αίμα. Με τις παραπάνω μετρήσεις μπορεί να εκτιμηθεί το είδος και η βαρύτητα της λειτουργικής βλάβης. Το ph του αρτηριακού αίματος και η τιμή των διττανθρακικών χαρακτηρίζουν το είδος της αναπνευστικής ανεπάρκειας που μπορεί να είναι χρόνια ή οξεία. Στη χρόνια αναπνευστική ανεπάρκεια παρατηρείται φυσιολογική ή σχεδόν φυσιολογική τιμή του ph, υπερκαπνία και αύξηση των διττανθρακικών. Στην οξεία αναπνευστική ανεπάρκεια παρατηρείται πτώση της τιμής του ph, υπερκαπνία και φυσιολογική συγκέντρωση των διττανθρακικών. Πρέπει λοιπόν, να γίνεται σωστή αξιολόγηση των λαμβανόμενων πληροφοριών, έτσι ώστε να μπορεί να εκτιμηθεί σωστά το πρόβλημα του ασθενούς και να αντιμετωπιστεί κατάλληλα (Γουργουλιάνης 1998). Οξυμετρία Η συνεχής μέτρηση και καταγραφή του SaO 2 στο αρτηριακό και μεικτό φλεβικό αίμα ονομάζεται οξυμετρία και μας δίνει σημαντικές πληροφορίες για τη λειτουργική κατάσταση των πνευμόνων. Τα τελευταία χρόνια μελετήθηκε η προγνωστική αξία της οξυμετρίας προεγχειρητικά σε επεμβάσεις στον θώρακα. Τα αποτελέσματα των ερευνών δείχνουν ότι σε ασθενείς που υποβάλλονται σε χειρουργικές επεμβάσεις στον πνεύμονα και δεν έχουν κλινικά ή εργαστηριακά παθολογικά ευρήματα από το αναπνευστικό, η πτώση της SaO 2 κάτω του 90% 17

αποτελεί σοβαρότερο επιβαρυντικό προγνωστικό δείκτη σε σχέση με την ελάττωση της FEV 1. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη των απόλυτων τιμών του λόγου του αναπνευστικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής καθώς επίσης και η μελέτη της διακύμανσης του αναπνευστικού νεκρού χώρου κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας σε σκύλους που υποβλήθηκαν σε μη ενδοκοιλιακές και μη ενδοθωρακικές επεμβάσεις.. Επιπλέον επιχειρήθηκε διαφοροποίηση ως προς τη φυλή του ζώου, μεταξύ βραχυκεφαλικών και δολιχοκεφαλικών φυλών, καθώς παρουσιάζει ενδιαφέρον η μελέτη της επίδρασης της υποπλαστικής αεροφόρου οδού των βραχυκεφαλικών σκύλων στον αναπνευστικό νεκρό χώρο και η σύγκριση της επίδρασης της υποπλαστικής αεροφόρου οδού των βραχυκεφαλικών σκύλων σε σχέση με εκείνη των δολιχοκεφαλικών φυλών. 18

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Ομάδες ζώων Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε 19 σκύλους, ενήλικους (1 9 ετών), οι οποίοι ήταν κλινικά υγιείς (status ASA 1-2) με σωματικό βάρος που κυμάνθηκε από 5-65 kg. Τα ζώα προσκομίστηκαν στη Μονάδα Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας, της Κλινικής Ζώων Συντροφιάς, του Τμήματος Κτηνιατρικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, στο χρονικό διάστημα Νοέμβριος 2012 -Μάιος 2014, για να υποβληθούν σε μη ενδοθωρακικές και μη ενδοκοιλιακές επεμβάσεις. Οι σκύλοι που συμπεριλήφθηκαν σε αυτή τη μελέτη κατανεμήθηκαν σε δυο ομάδες πειραματισμού, με κριτήριο την φυλή του ζώου και πιο συγκεκριμένα τον τύπο του κρανίου. Στην πρώτη ομάδα (ομάδα Α) εντάχθηκαν δολιχοκεφαλικοί σκύλοι, ενώ στη δεύτερη ομάδα (ομάδα Β) βραχυκεφαλικά ζώα, χονδροδυστροφικών φυλών. Όλοι οι σκύλοι ήταν κλινικά υγιείς, απαλλαγμένοι από οποιαδήποτε νόσο του αναπνευστικού τους συστήματος. Αυτό επιβεβαιωνόταν από το ιστορικό και την ακρόαση του πνεύμονα κατά τη κλινική εξέταση. Τον κλινικό έλεγχο ακολουθούσε ο ακτινογραφικός έλεγχος του πνεύμονα με μια πλάγια ακτινογραφία θώρακος. Από τη μελέτη αποκλείστηκαν ζώα με ιστορικό νόσου του αναπνευστικού συστήματος, καθώς επίσης και ζώα τα οποία θα χρειάζονταν μηχανική υποστήριξη του αναπνευστικού συστήματος (μηχανικό αερισμό) κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. Προετοιμασία ζώων Όλα τα ζώα υποβάλλονταν σε γενική αναισθησία υπό το ίδιο αναισθητικό πρωτόκολλο. Η προαναισθητική αγωγή περιλάμβανε τη χορήγηση δεξμεδετομιδίνης (175 μg/m 2 ) σε συνδυασμό με βουτορφανόλη (0,1 mg/kg) ενδομυϊκά. Ακολουθούσε ο καθετηριασμός της κεφαλικής φλέβας περίπου 15 λεπτά μετά τη χορήγηση της προαναισθητικής αγωγής, από όπου και χορηγούνταν υγρά (Lactated Ringer s / φυσιολογικός ορός 0,9% ) με τη συνήθη διεγχειρητική δόση (10ml/kg/hr). Για την εγκατάσταση της αναισθησίας, η οποία γινόταν στον χώρο του χειρουργείου, 19

χορηγούνταν ενδοφλεβίως προποφόλη 1-2 mg/kg (μέχρι να είναι δυνατή η διασωλήνωση του ζώου, με επιπλέον δόσεις όταν κρίνονταν απαραίτητες) και η διατήρηση γινόταν με ισοφλουράνιο σε Ο 2 (αφού είχε προηγηθεί η σωστή προετοιμασία του αναισθητικού κυκλώματος). Τα αναισθητικά κυκλώματα που χρησιμοποιήθηκαν κυμάνθηκαν, ανάλογα με το μέγεθος κάθε ζώου, από κυκλικό ημίκλειστο κύκλωμα για τις μεγαλόσωμες και μεσαίου μεγέθους φυλές σε Bain και Τ-piece για μικρόσωμους σκύλους. Αξίζει να αναφερθεί ότι κατά τη διασωλήνωση, χρησιμοποιούνταν όσο το δυνατόν ευρύτερος και βραχύτερος τραχειοσωλήνας, ανάλογα με την τραχεία κάθε ζώου (ώστε να μην επηρεάζονται οι μετρήσεις των τιμών του ανατομικού νεκρού χώρου). Επιπλέον ο καπνογράφος συνδεόταν με τον τραχειοσωλήνα μέσω βελόνας (23Gx 1-0,60 x 25mm) η οποία τρύπαγε τον τραχειοσωλήνα στο ύψος των κυνοδόντων, έτσι ώστε να μην προστεθεί επιπλέον νεκρός χώρος (με τη σύνδεση του προσαρμογέα του μόνιτορ στο κύκλωμα) καθώς επίσης και για την επίτευξη του ίδιου τρόπου μέτρησης του νεκρού χώρου σε όλα τα ζώα. Στη συνέχεια γινόταν ο καθετηριασμός της πρόσθιας επιπολής μετατάρσιας αρτηρίας για τη λήψη δειγμάτων αρτηριακού αίματος, για μετρήσεις αερίων. Όπου δεν ήταν δυνατός ο καθετηριασμός, λαμβάνονταν δείγματα αρτηριακού αίματος από τη μηριαία αρτηρία, με παρακέντηση με σύριγγα αερίων. Τα ζώα ήταν συνδεδεμένα σε monitor, ώστε να παρακολουθείται διαρκώς η λειτουργία του καρδιαγγειακού και αναπνευστικού τους συστήματος και να ελέγχεται συνεχώς το βάθος της αναισθησίας (το οποίο έπρεπε να βρίσκεται στα ίδια επίπεδα για όλα τα ζώα και των δύο ομάδων). Ο προσδιορισμός του επιπέδου αναισθησίας βασίστηκε σε κλινικές ενδείξεις, καθώς επίσης και στην εκτίμηση των ηλεκτρονικών μετρήσεων: απουσία αντανακλαστικών, επαρκής χάλαση των μυών, απουσία απάντησης σε χειρουργικά ερεθίσματα, δηλαδή αύξηση οποιασδήποτε παραμέτρου πάνω από 10% από το σημείο αναφοράς (καρδιακή συχνότητα, αρτηριακές πιέσεις, αναπνευστική συχνότητα). 20

Μετρήσεις Και στις δύο ομάδες λαμβάνονταν αναερόβια ηπαρινισμένα δείγματα αρτηριακού αίματος για τη μέτρηση του ph, της μερικής πίεσης CO 2 (PaCO 2 ), της μερικής πίεσης O 2 (PaO 2 ), της συγκέντρωσης της αιμοσφαιρίνης και του κορεσμού της αιμοσφαιρίνης σε O 2 (SaO 2 ). Τα δείγματα αυτά που λαμβάνονταν ήταν τρία, το πρώτο αμέσως μετά την εγκατάσταση της αναισθησίας, το δεύτερο μισή ώρα και το τελευταίο, μία ώρα μετά τη λήψη του πρώτου αρτηριακού δείγματος. Η ανάλυση των δειγμάτων και η διόρθωση των τιμών τους στην θερμοκρασία του σώματος κάθε ζώου, γινόταν με τον αναλυτή αερίων αίματος Rapidpoint 400 Blood Gas Analyzer της Siemens Healthcare Diagnostics, εντός 5 λεπτών από τη λήψη. Εικόνα 4: Σχηματική απεικόνιση του καπνογράφου που χρησιμοποιήθηκε στη παρούσα μελέτη και των κυριότερων εξαρτημάτων του (Non-InvasiveCardiacOutputMonitor,Model 7300, User smanual, 2001) 21

Ταυτόχροναμε το αρτηριακό αίμα, λαμβάνονταν από το ζώο μετρήσεις στον εκπνεόμενο αέρα. Στη συνέχεια, οι παράμετροι των αερίων αίματος εισάγονταν στον καπνογράφο του monitor NiCO (Non-invasive Cardiac Output- Novametrix Medical Systems, Inc, Wallingford, CT, USA), υπολογίζοντας τη χρονική στιγμή της λήψης του αρτηριακού αίματος και καταγράφονταν οι τιμές των Vdalv (κυψελιδικός νεκρός χώρος), Vdaw (ανατομικός νεκρός χώρος), Vd/Vt (λόγος του φυσιολογικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής), P E CO 2, VCO 2 (όγκος του διοξειδίου του άνθρακα), Vt alv (κυψελιδικός όγκος αναπνοής), Vt (όγκος αναπνοής) και FiO 2. Ταυτόχρονα κάθε 5 λεπτά σημειώνονταν, η καρδιακή και η αναπνευστική συχνότητα καθώς και οι αρτηριακές πιέσεις του ζώου. Για την στατιστική επεξεργασία χρησιμοποιήθηκε ένα γενικό γραμμικό μοντέλο (General Linear Model) για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, με έναν μεταξύ των υποκειμένων (between subject) παράγοντα (φυλή) και ένα ανάμεσα στα υποκείμενα (within subject) παράγοντα (χρόνος). Η στατιστική ανάλυση έγινε με το λογισμικό IBM SPSS Statistics 21 (New York, NY, USA).Ως επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε το P 0,05. 22

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στον πίνακα 1, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για τους σκύλους που εντάχθηκαν στη μελέτη και ανήκαν σε δολιχοκεφαλικές φυλές. Καταγράφονται ο ανατομικός νεκρός χώρος, ο κυψελικδικός νεκρός χώρος και ο λόγος του φυσιολογικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής για τις τρεις χρονικές στιγμές που λαμβάνονταν δείγματα για κάθε ζώο. Πίνακας 1 Vd aw (ml) Vd alv (ml) Vd/Vt αριθμός ζώου 0' 30' 60' 0' 30' 60' 0' 30' 60' 1-52 - 3 3 0 0,79 0,72 0,8 2 52 52 51 0 0 7 0,6 0,66 0,76 3 61 62 63 3 5 8 0,68 0,74 0,65 4 147 145 165 56 25 26 0,57 0,52 0,46 5 258 261 254 32 44 32 0,68 0,66 0,61 6 227 203 252 51 88 76 0,73 0,75 0,77 7 42 42 44 26 14 14 0,41 0,48 0,52 8 234 236-34 40 0 0,66 0,4 0,59 9 245 260 0 34 15-0,87 0,88 0,98 Vd aw : ανατομικός νεκρός χώρος, Vd alv : κυψελικδικός νεκρός χώρος, Vd/Vt: λόγος φυσιολογικού νεκρού χώρου προς όγκο αναπνοής Αντίστοιχα στον πίνακα 2, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για τους σκύλους που εντάχθηκαν στη μελέτη και ανήκαν στις βραχυκεφαλικές φυλές. 23

Πίνακας 2 Vd aw (ml) Vd alv (ml) Vd/Vt αριθμός ζώου 0' 30' 60' 0' 30' 60' 0' 30' 60' 1 12 18 19 20 8 0 0,61 0,41 0,61 2 54 73 71 9 0 3 0,79 0,81 0,77 3 13 14-3 0-0,7 0,83 0,87 4 26 25 24 6 3 0 0,58 0,53 0,51 5 25 27 28 3 6 1 0,66 0,57 0,55 6-34 34 58 46 25 0,74 0,64 0,51 7 - - - 30 - - 0,65 0,41-8 67 58 55 57 35 22 0,52 0,56 0,54 9 19 16 16 5 4 4 0,64 0,62 0,67 10 - - 6-63 41 0,81 0,71 0,58 Vd aw : ανατομικός νεκρός χώρος, Vd alv : κυψελικδικός νεκρός χώρος, Vd/Vt: λόγος φυσιολογικού νεκρού χώρου προς όγκο αναπνοής Οι πίνακες 3 και 4 παρουσιάζουν το μέσο όρο των τιμών για τις σημαντικότερες παραμέτρους που καταγράφονταν κατά τη διάρκεια της αναισθησίας στις τρεις χρονικές περιόδους για τις δολιχοκεφαλικές και βραχυκεφαλικές φυλές σκύλων, αντίστοιχα. Πίνακας 3 T (λεπτά) Vd/Vt ETCO 2 (mmhg) VCO 2 (ml/m) Vt alv (ml) Vt (ml) FiO 2 PaCO 2 ( mmhg) PaO 2 (mmhg) T1 (0') 0,66 46 46 133,12 261,88 87,88 54,95 482,88 T2 (30') 0,64 48,22 43,55 133,88 280 87,88 54,51 454,3 T3 (60') 0,68 49 41,33 131,87 235,33 87,66 56,53 476,41 Τ: χρονική περίοδος, Vd/Vt: λόγος φυσιολογικού νεκρού χώρου προς όγκο αναπνοής, ETCO 2 : τελο-εκπνευστικό CO 2, VCO 2 :όγκος CO 2, Vt alv : κυψελιδικός όγκος αναπνοής, Vt: αναπνεόμενος όγκος αέρα,fio 2 : κλάσμα εισπνεόμενου Ο 2,PaCO 2 : μερική πίεσητου διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα, PaO 2 : μερική πίεση του οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα 24

Πίνακας 4 T (λεπτά) Vd/Vt ETCO 2 (mmhg) VCO 2 (ml/m) Vt alv (ml) Vt (ml) FiO 2 PaCO 2 ( mmhg) PaO 2 (mmhg ) T1 (0') 0,67 42,6 20,8 52,66 89,6 91,3 53,31 420,84 T2 (30') 0,6 40,5 18,8 45,66 80,9 88,8 49,89 515,37 T3 (60') 0,62 43,44 14,77 40,12 71,77 86,88 48,6 501,71 Τ: χρονική περίοδος, Vd/Vt: λόγος φυσιολογικού νεκρού χώρου προς όγκο αναπνοής, ETCO 2 : τελο-εκπνευστικό CO 2, VCO 2 : όγκος CO 2, Vt alv : κυψελιδικός όγκος αναπνοής, Vt: αναπνεόμενος όγκος αέρα, FiO 2 : κλάσμα εισπνεόμενου Ο 2, PaCO 2 : μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα, PaO 2 : μερική πίεση του οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα Ο λόγος του φυσιολογικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής (Vd/Vt) ήταν 0,66 ± 0,132 (ομάδα A) και 0,67 ±0,098 (ομάδα B) την πρώτη χρονική στιγμή, 0,64 ± 0,151 (ομάδα A) και 0,63 ± 0,135 (ομάδα B) τη δεύτερη και 0,68 ± 0,16 (ομάδα A) και 0,62 ± 0,124 (ομάδα B) την τρίτη. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικώς σημαντική επίδραση της φυλής (p=0,461) ή του χρόνου (p=0,703) στο Vd/Vt. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη μεταβολή του Vd/Vt για κάθε ομάδα ζώων στις τρείς χρονικές στιγμές. 25

Vd/Vt Διάγραμμα 1 0,7 0,68 0,66 0,64 0,62 δολιχοκεφαλικές βραχυκεφαλικές 0,6 0,58 0,56 0 30 60 Ο «y» αξονας αντιπροσωπεύει το μέσο όρο των τιμών του Vd/Vt και ο «x» άξονας το χρόνο σε λεπτά. Μετά τη μελέτη των μετρήσεων της παρούσας εργασίας έγινε αξιολόγηση των αποτελεσμάτων με διαφορετική κατηγοριοποίηση των ζώων, που αφορούσε τη θέση του σώματος τους κατά τη διάρκεια της αναισθησίας και όχι τον τύπο φυλής (Πίνακας 5). Επειδή στο πρωτόκολλο μας αποκλείστηκαν ζώα που υποβάλλονταν σε ενδοκοιλιακές και ενδοθωρακικές επεμβάσεις κανένα ζώο δεν είχε ύπτια θέση κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. Πίνακας 5 θέση αριθμός ζώων Vd/Vt 0' 30' 60' πρηνή 8 0,65 0,57 0,61 πλάγια 11 0,68 0,66 0,68 ύπτια - - - - Συνοπτική παρουσίαση των μέσων τιμών του λόγου Vd/Vt για τις τρεις χρονικές στιγμές και ταξινόμηση των ζώων σύμφωνα με τη θέση του σώματος κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. 26

Vd/Vt Έτσι λοιπόν, προέκυψε το ακόλουθο διάγραμμα συγκρίνοντας τη διακύμανση του Vd/Vt για σκύλους σε πρηνή θέση και πλάγια κατάκλιση, κατά τη διάρκεια της αναισθησίας. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικώς σημαντική επίδραση της θέσης κατάκλισης (p=0,876) ή του χρόνου (p=0,561) στο Vd/Vt. Διάγραμμα 2 0,70 0,68 0,66 0,64 0,62 0,60 0,58 πρηνή πλάγια 0,56 0,54 0,52 0,50 0' 30' 60' Ο «y» αξονας αντιπροσωπεύει το μέσο όρο των τιμών του Vd/Vt και ο «x» άξονας το χρόνο σε λεπτά. 27

ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η μέτρηση του όγκου του νεκρού χώρου, αν και δύσκολη, αποδίδει σημαντικές πληροφορίες για τη λειτουργική επάρκεια των πνευμόνων. Έχει διαπιστωθεί στον άνθρωπο ότι ο αναπνευστικός νεκρός χώρος αυξάνεται με αύξηση του όγκου αναπνοής, συνήθως μετά από έντονη άσκηση ή λόγω παθολογικών καταστάσεων του αναπνευστικού συστήματος. Πολύ λίγες μελέτες έχουν γίνει στη κτηνιατρική που να αφορούν στον αναπνευστικό νεκρό χώρο και μάλιστα έχει χρησιμοποιηθεί διαφορετική μέθοδος μέτρησης του σε κάθε μια από αυτές. Στη πιο πρόσφατη δημοσιευμένη έρευνα η τιμή του λόγου του αναπνευστικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής (Vd/Vt) κυμαινόταν από 0,51 έως 0,78 με τη μια μέθοδο και 0,46 έως 0,79 με την δεύτερη μέθοδο (single breath test) που εφαρμόστηκε στο πειραματικό πρωτόκολλο (Mosing et al. 2010). Οι τιμές αυτές είναι παρόμοιες με τις τιμές της παρούσας εργασίας που κυμαίνονται ανάμεσα στο 0,41 και 0,98 με μέση τιμή το 0,65, όπως αναφέρεται αναλυτικά στην ενότητα των αποτελεσμάτων (Πίνακας 1, 2). Τα δεδομένα της μελέτης μας ως προς τις τιμές του λόγου του αναπνευστικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής (Vd/Vt), αν και συμφωνούν με τις τιμές άλλων εργασιών που έχουν γίνει (Mosing et al. 2010, Haskins & Patz 1985) φαίνεται να έρχονται σε αντίθεση με τις κατά πολύ χαμηλότερες τιμές που έχουν καταγραφεί σε άλλες εργασίες (Kudnig et al 2004, 2006). Σε αυτές τις έρευνες η τιμή του Vd/Vt κυμαινόταν από 0,11 έως 0,24. Παρόλα αυτά μελετώντας καλύτερα τον τρόπο υπολογισμού του Vd/Vt στη συγκεκριμένη εργασία, αποδεικνύεται ότι πρόκειται για τον λόγο του κυψελιδικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής και όχι του φυσιολογικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής που μετρήθηκε στη παρούσα εργασία, οπότε προέκυψε και η λανθασμένη χρήση της παραμέτρου Vdalv ως Vdphys από τους Kudnig και συν. Επίδραση της θέσης σώματος-είδους επέμβασης Πολλές φορές κατά τη διάρκεια της αναισθησίας απαιτείται η τοποθέτηση του ζώου σε διάφορες θέσεις, οι οποίες επιδρούν στη μηχανική του πνεύμονα και 28

στην ανταλλαγή αερίων. Η θέση κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την περιεγχειρητική νοσηρότητα και θνητότητα. Είναι πλέον αποδεδειγμένο στον άνθρωπο, ότι κατά τη διάρκεια γενικής αναισθησίας προκαλείται ατελεκτασία με αποτέλεσμα τη μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (Tusman et al.2004,tusman et al. 2006, Maisch et al. 2008). Ήδη από το 1963 περιγράφηκε από τον Berman η ελάττωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας κατά την αναισθησία και ακολούθησαν πολλές μελέτες για τη περαιτέρω τεκμηρίωση και ανάλυση του φαινομένου (Rutherford 1994). Επιπλέον ελάττωση της FRC, φαίνεται ότι προκαλεί η μεταβολή της θέσης του ζώου σε ύπτια, με αποτέλεσμα την ελάττωση της συνολικής ευενδοτότητας και την αύξηση των συνολικών αντιστάσεων του αναπνευστικού συστήματος. Ατελεκτασία εμφανίζεται κυρίως σε υποκείμενες περιοχές, επειδή κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας στην ύπτια θέση ο όγκος αναπνοής κατευθύνεται κυρίως προς τις πρόσθιες μη υποκείμενες περιοχές, προκαλώντας διαταραχή της σχέσης του αερισμού/αιμάτωσης και αυξάνοντας το κυψελιδικό νεκρό χώρο (Froese et al.1974). Ο κυψελιδικός νεκρός χώρος φαίνεται να είναι το αποτέλεσμα της φτωχής ή μηδαμινής αιμάτωσης των πρόσθιων πνευμονικών περιοχών. Σε παλαιότερες μελέτες, κατά τη διάρκεια γενικής αναισθησίας, σημαντική ήταν η αύξηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου σε ενδοκοιλιακές επεμβάσεις (Unoki, 2004). Αντίθετα άλλες μελέτες έδειξαν ότι σε ασθενείς που υποβάλλονταν σε μη ενδοκοιλιακές επεμβάσεις το ποσοστό του αναπνευστικού νεκρού χώρου παρέμενε σταθερό (Lumley et al. 1969, Miyazaky 1971). Στην παρούσα μελέτη όλα τα ζώα που συμπεριλήφθηκαν στον πειραματικό σχεδιασμό υποβλήθηκαν σε μη ενδοκοιλιακές και μη ενδοθωρακικές επεμβάσεις. Στην πλάγια θέση, ο υποκείμενος πνεύμονας παρουσιάζει μείωση της FRC και μεγαλύτερη προδιάθεση για την ανάπτυξη ατελεκτασιών, ενώ αντίθετα η FRC του υπερκείμενου πνεύμονα αυξάνεται. Το συνολικό αποτέλεσμα της τοποθέτησης του ζώου σε πλάγια θέση είναι μια μικρή αύξηση της ολικής FRC. Μάλιστα η αύξηση αυτή έχει παρατηρηθεί στον άνθρωπο ανεξάρτητα από το αν ο υποκείμενος πνεύμονας είναι ο δεξιός ή ο αριστερός, με δεδομένη τη διαφορά μεγέθους ανάμεσα στους δυο πνεύμονες (Miller 2005). Ωστόσο, σε μεταγενέστερη μελέτη 29

που πραγματοποιήθηκε σε σκύλους, φάνηκε ότι η διαταραχή στη σχέση αερισμού/αιμάτωσης, από την επίδραση της βαρύτητας, είναι μεγαλύτερη όταν ο υποκείμενος πνεύμονας είναι ο αριστερός, με δεδομένο ότι είναι μικρότερος από τον δεξιό και υφίσταται πιθανώς μεγαλύτερη συμπίεση από το βάρος της καρδιάς και των ενδοκοιλιακών σπλάχνων. Στην περίπτωση αυτή, δημιουργούνται στον αριστερό πνεύμονα περιοχές με ιδιαίτερα χαμηλό λόγο V/Q, χωρίς ωστόσο να παρατηρείται συνολική διαταραχή στην οξυγόνωση, λόγω της δράσης της υποξικής πνευμονικής αγγειοσύσπασης στις αντίστοιχες περιοχές του αριστερού πνεύμονα. Ενδιαφέρον προκαλεί το γεγονός ότι, στη συγκεκριμένη πειραματική μελέτη, η εφαρμογή PEEP, όπως και η μετάβαση από την αριστερή στη δεξιά πλάγια θέση, βελτίωσε τη σχέση V/Q και την ανταλλαγή αερίων σε τοπικό επίπεδο (Chang et al. 2002). Όσον αφορά την πρηνή θέση, έχει παρατηρηθεί τόσο σε ζώα όσο και στον άνθρωπο μια πιο ομοιόμορφη κατανομή της οξυγόνωσης σε σχέση με τον αερισμό με αποτέλεσμα τη συνολική βελτίωση της σχέσης V/Q και της ανταλλαγής αερίων (Mure et al. 2000, Radstrom 2004). Ειδικότερα, σε ασθενείς με ALI/ARDS, η πρηνής θέση θεωρείται ότι μπορεί να βελτιώσει την οξυγόνωση, μέσω της ανακατανομής του αερισμού κι της αιμάτωσης προς ευνοϊκότερη μεταξύ τους σχέση, και μέσω της επιστράτευσης των κυψελίδων στις ατελεκτασικές περιοχές στα υποκείμενα οπίσθια (άνω) τμήματα του πνεύμονα, τα οποία δεν συμμετείχαν στην ανταλλαγή αερίων. Για αυτό το λόγο βρίσκεται υπό ενδελεχή μελέτη η εφαρμογή του μηχανικού αερισμού σε πρηνή θέση ως θεραπευτικό μέσο στην ειδική αυτή κατηγορία ασθενών, με σκοπό τη βελτίωση της έκβασής τους (Pelosi et al. 1995, Pelosi et al. 1996). Σε έρευνα που έγινε χρησιμοποιώντας καπνογραφήματα όγκου, αποδείχθηκε ότι ο φυσιολογικός και κυψελιδικός νεκρός χώρος δεν μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας σε ασθενείς σε πρηνή θέση, μετά πάροδο 3 ωρών, ενώ βελτιώνεται η οξυγόνωση κι επιπλέον δεν παρατηρούνται μεταβολές στην μερική τάση του CO 2 (Soro 2007). Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα αποτελέσματα άλλης μελέτης, όπου παρατηρήθηκε αύξηση 10% του ποσοστού του νεκρού χώρου στα 20 λεπτά γενικής αναισθησίας στην πρηνή θέση (Casati 1997, Wahbaetal 1998). 30

Στη παρούσα μελέτη αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματα των τιμών του λόγου Vd/Vt και με βάση τη θέση του σώματος του ζώου, ανεξαρτήτως φυλής (Πίνακας 5). Δεν παρατηρείται κάποια σημαντική διαφορά στη διακύμανση του λόγου Vd/Vt ανάμεσα στις δυο ομάδες. Επίδραση του αναισθητικού κυκλώματος Είναι γνωστό ότι ο μηχανικός νεκρός χώρος, δηλαδή ο νεκρός χώρος του αναισθητικού κυκλώματος συμβάλλει σημαντικά στην αύξηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου σε αναισθητοποιημένους ασθενείς (Hedenstrierna &McCarthy 1975). Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τον λόγο του φυσιολογικού νεκρού χώρου προς τον όγκο αναπνοής, όταν οι όγκοι αναπνοής που χρησιμοποιούνται είναι πολύ μικροί, καθώς ακόμα και μικρές μεταβολές έχουν σημαντική επίδραση σε αυτόν. Στη παρούσα μελέτη μέρος του φυσιολογικού νεκρού χώρου που υπολογίζονταν ανά μισή ώρα για κάθε ζώο, αποτελεί ο νεκρός χώρος του αναισθητικού κυκλώματος. Ουσιαστικά ο μηχανικός νεκρός χώρος αποτελείται από το μήκος του τραχειοσωλήνα που εκτείνεται από το ύψος των κυνοδόντων του ζώου μέχρι το αναισθητικό κύκλωμα, τους προσαρμογείς του μόνιτορ, οποιουσδήποτε άλλους προσαρμογείς που χρησιμοποιούνται για να διευκολύνουν τη θέση του ζώου και την τοποθέτηση του συστήματος (γωνίες ή περιστρεφόμενοι προσαρμογείς που χρησιμοποιούνται για τη μείωση του κινδύνου τραυματισμού της τραχείας κατά την περιστροφή του ασθενούς), τα φίλτρα αφύγρανσης (ΗΜΕ) και το "Υ" συνδετικό τμήμα του αναισθητικού κυκλώματος (Stein & Wilson 2005, Dorsch & Dorsch 1999). Ο κορεσμός της νατρασβέστου ή η δυσλειτουργία των βαλβίδων μιας κατεύθυνσης μπορούν επίσης να συμβάλουν στην αύξηση του μηχανικού νεκρού χώρου. Ο νεκρός χώρος αυξάνεται επίσης σε αναισθητικά κυκλώματα μη επανεισπνοής (χωρίς κατακράτηση CO 2 ) όταν η ροή του φρέσκου αερίου είναι ανεπαρκής ή όταν υπάρχουν απώλειες στο σύστημα (για παράδειγμα, όταν ο κεντρικός σωλήνας ενός Bain ή F κυκλώματος είναι ραγισμένος ή σπασμένος). Αυτός ο επιπρόσθετος νεκρός χώρος μπορεί να ελεγχθεί μέσω της κατάλληλης επιθεώρησης και συντήρησης του αναισθητικού κυκλώματος (Stein & Wilson 2005). 31

Ο όγκος του αέρα που αφορά αυτόν τον μηχανικό νεκρό χώρο είναι το πρώτο αέριο που εισπνέεται κατά την έναρξη κάθε αναπνευστικού κύκλου. Καθώς αυξάνεται ο μηχανικός νεκρός χώρος, λιγότερο φρέσκο αέριο μπορεί να φτάσει στις κυψελίδες του ζώου ώστε να γίνει η ανταλλαγή αερίων. Η τιμή του μηχανικού νεκρού χώρου δεν είναι ποτέ μηδενική. Η ελάχιστη συμβολή του αναισθητικού συστήματος στον μηχανικό νεκρό χώρο είναι ο νεκρός χώρος που υπάρχει στο "Y" συνδετικό τμήμα ή στο τερματικό τμήμα ενός Bain κυκλώματος (Dorsch&Dorsch 1999, Stein & Wilson 2005,). Τα μη επανεισπνοής συστήματα T-piece ή Bain περιέχουν 3 έως 4 ml του νεκρού χώρου. Στα σύγχρονα αναισθητικά κυκλώματα, ο νεκρός χώρος του "Υ" συνδετικού τμήματος κυμαίνεται από 8 ml για το "Υ" τμήμα ενηλίκων έως 4 ml για το παιδιατρικό "Υ" τμήμα. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι τα παιδιατρικά F άκρα μπορούν να έχουν σημαντικά μεγαλύτερο τερματικό νεκρό χώρο (15 ml) από ότι εκείνα των ενηλίκων (8 ml) αποδεικνύοντας το πλεονέκτημα του μειωμένου όγκου του κυκλώματος (Stein & Wilson 2005). Ο νεκρός χώρος του τραχειοσωλήνα περιλαμβάνει το τμήμα του σωλήνα που περισσεύει κι εκτείνεται μπροστά από τους κυνόδοντες. Ο προσαρμογέας του τραχειοσωλήνα από μόνος του προσθέτει περίπου 2 ml στο συνολικό μηχανικό νεκρό χώρο. Αξίζει να αναφερθεί ότι ο επιπλέον νεκρός χώρος από τον ίδιο τον τραχειοσωλήνα που εκτείνεται πέρα από τους κυνόδοντες δεν είναι κι τόσο αμελητέος. Έχει βρεθεί ότι ο όγκος του επιπλέον νεκρού χώρου αυτού αποτελείται από μερικά δέκατα του ενός ml ανά εκατοστό προεξέχοντος τραχειοσωλήνα, εξωτερικής διαμέτρου 4 ή 5 χιλιοστά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του όγκου του κυψελιδικού αερισμού. Οι προσαρμογείς των αισθητήρων του καπνογράφου, των ανιχνευτών της αναπνοής αλλά και οι προσαρμογείς που διευκολύνουν τη θέση του τραχειοσωλήνα σε συνάρτηση με το κεφάλι του ζώου μπορούν να προσθέσουν 7 έως 8 ml στο συνολικό νεκρό χώρο (Stein & Wilson 2005). Οι αναισθητικές μάσκες προσώπου επίσης συμβάλλουν στον μηχανικό νεκρό χώρο. Η επίδραση αυτή είναι υπερβολική, αν το μέγεθος της μάσκας είναι μεγάλης χωρητικότητας και, κατά τρόπο ενδιαφέροντα, εάν συνδέεται στεγανά και σφικτά γύρω από το ρύγχος του ζώου (Stein & Wilson 2005). Μια κακή εφαρμογή της μάσκας θα μειώσει αυτό το νεκρό χώρο, παρόλα αυτά θα οδηγήσει στην 32

ανεπιθύμητη διαρροή αερίων και κατ επέκταση την έκθεση του προσωπικού στα αναισθητικά αέρια. Επιπλέον θα δημιουργήσει περισσότερες δυσκολίες στη ρύθμιση και διατήρηση του βάθους της αναισθησίας σε ένα σταθερό επίπεδο (Dorsch & Dorsch1999). Οι συνέπειες του υπερβολικού μηχανικού νεκρού χώρου είναι σημαντικές και δυνητικά μπορούν να αποβούν μοιραίες. Καθώς ο νεκρός χώρος, από οποιαδήποτε αιτία, αυξάνεται ο αποτελεσματικός αερισμός των κυψελίδων μειώνεται. Ως εκ τούτου, τα επίπεδα του CO 2 στο αρτηριακό αίμα αυξάνονται. Σε ζώα που εισπνέουν 100% οξυγόνο θα είναι αμελητέα η επίδραση στην μερική τάση του οξυγόνου. Όμως, τα επίπεδα του CO 2 στο αρτηριακό αίμα μπορεί να φτάσουν σε εντυπωσιακά επίπεδα καθώς είναι δυνατόν να έχουμε ETCO 2 > 110 mmhg και άρα σοβαρότατη οξέωση σε ασθενείς με φυσιολογικό κορεσμό οξυγόνου (Stein & Wilson 2005). Στη παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε όσο το δυνατόν πιο φαρδύς και κοντός τραχειοσωλήνας για την τραχεία κάθε ζώου. Επιπλέον ο τρόπος με τον οποίο συνδεόταν ο καπνογράφος με τον τραχειοσωλήνα (μέσω βελόνας η οποία τρύπαγε τον τραχειοσωλήνα στο ύψος των κυνοδόντων) δεν προσέθετε επιπλέον νεκρό χώρο (με τη σύνδεση του προσαρμογέα του μόνιτορ στο κύκλωμα) καθώς επίσης ήταν επιτυγχάνονταν η μέτρηση του νεκρού χώρου με τον ίδιο τρόπο για όλα τα ζώα Παρά την ιδιαίτερη μέριμνα καθ όλη τη διάρκεια της πειραματικής αυτής μελέτης, για τη χρήση του σωστού μεγέθους τραχειοσωλήνα σε κάθε ζώο, η μεγάλη ποικιλομορφία στο μέγεθος των ζώων, που εντάχθηκαν στη μελέτη, καθιστούσε αδύνατη την ίση προεξοχή του τραχειοσωλήνα σε όλα τα ζώα. Επίδραση των αναισθητικών φαρμάκων Η χορήγηση αναισθησίας έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου, η οποία αποδίδεται τόσο στην αύξηση του ανατομικού νεκρού χώρου όσο, κατά κυριότερο λόγο, στην αύξηση του κυψελιδικού νεκρού χώρου. Ο ανατομικός νεκρός χώρος συνήθως παραμένει σχετικά αμετάβλητος, καθώς η χρήση τεχνητού αεραγωγού παρακάμπτει μεν τον ανώτερο αεραγωγό, όμως προστίθεται ο νεκρός χώρος του αναπνευστικού 33

κυκλώματος. Αντίθετα, ο κυψελιδικός νεκρός χώρος αυξάνεται καθώς, με την εφαρμογή του μηχανικού αερισμού, αυξάνεται ο αερισμός των κυψελίδων με σχετικά περιορισμένη αιμάτωση, δηλαδή με λόγο VA/Q που τείνει στο άπειρο.η αύξηση του κυψελιδικού νεκρού χώρου που προκαλείται με τη χορήγηση αναισθησίας μπορεί να αντισταθμιστεί με τη κατάλληλη αύξηση του κατά λεπτό αερισμού, στη περίπτωση του ελεγχόμενου μηχανικού αερισμού, προκειμένου να διατηρηθεί ο κυψελιδικός αερισμός εντός των φυσιολογικών ορίων. Στην εργασία μας η αναπνοή όλων των ζώων ήταν αυθόρμητη και δεν χρησιμοποιήθηκε μηχανικός αερισμός σε κανένα από αυτά. Σε πολλές μελέτες, έχει παρατηρηθεί μια μικρή αύξηση και του ανατομικού νεκρού χώρου σε άτομα υπό γενική αναισθησία συγκριτικά με όταν βρίσκονται σε εγρήγορση, είτε χρησιμοποιούνται ενέσιμα είτε εισπνευστικά αναισθητικά. Αρκετές μελέτες αποδεικνύουν ότι τα εισπνεόμενα αναισθητικά μπορούν να επηρεάσουν την πνευμονική ροή αίματος και την σχέση αερισμού-αιμάτωσης (V/Q) (Loeckinger et al.2002, Putensen et al. 2002) καθώς επίσης και τους λείους μυς των αεραγωγών (Mercier et al.2002). Από την άλλη μια μελέτη έδειξε ότι η προποφόλη (σε αντίθεση με τα εισπνεόμενα αναισθητικά) δεν αναστέλλει, αλλά μάλλον ενισχύει, την υποξική πνευμονική αγγειοσυστολή στο σκύλο (Nakayama & Murrey 1999). Σημαντικότερη αύξηση του ανατομικού νεκρού χώρου φαίνεται να παρατηρείται με τα εισπνευστικά αναισθητικά. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, όπως η μυοχάλαση, η μείωση του ΚΛΟΑ και της καρδιακής παροχής. Σημαντικότερη όμως φαίνεται ότι είναι η βρογχοδιασταλτική δράση που είναι γνωστό ότι έχουν τα εισπνευστικά αναισθητικά φάρμακα (Rooke et al.1997), που έχει σαν αποτέλεσμα την άμεση αύξηση του ανατομικού νεκρού χώρου. Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε με σκοπό τη σύγκριση διατήρησης της γενικής αναισθησίας με εισπνεόμενα κι ενέσιμα αναισθητικά βρέθηκε ότι για ασθενείς με σχετικά φυσιολογική πνευμονική λειτουργία, η αύξηση του νεκρού χώρου κατά την διάρκεια της αναισθησίας, ήταν μεγαλύτερη στην εισπνεόμενη αναισθησία με χρήση ισοφλουρανίου συγκρινόμενη με την ενέσιμη (Praetel et al. 2004). Σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε στον άνθρωπο, με δείγμα 466 ασθενών που υποβλήθηκαν σε καρδιοχειρουργική επέμβαση έγιναν παρόμοιες παρατηρήσεις, κάτι που αποδόθηκε τελικά στην απ ευθείας δράσης των 34