Die Korrelationen der Propofol-Konzentration in der Ausatemluft, im Gehirngewebe und im Blutplasma sind vergleichbar : eine tierexperimentelle Arbeit

Hintergrund: Das intravenöse Anästhetikum Propofol kann in der Ausatemluft gemessen werden. In der Vergangenheit konnte bereits eine gute Korrelation zwischen der Ausatemluft- und der Plasma-Konzentration gezeigt werden, sodass die Bestimmung der Propofol-Konzentration in der Ausatemluft eine Vorhersage der Plasma-Konzentration ermöglicht. Allerdings ist die Korrelation zwischen der Konzentration in der Ausatemluft und in verschiedenen Geweben unbekannt, daher wurde in der vorliegenden Arbeit die Korrelation zwischen der Ausatem-, Plasma- und Gewebe-Konzentration analysiert. Da der Wirkort von Propofol das Gehirn ist, haben wir uns insbesondere mit dem Zusammenhang zwischen Ausatemluft- und Hirn-Gewebe-Konzentration befasst. Methoden: 36 männliche Sprague-Dawley Ratten sind für 6 Stunden mit Propofol, Ketamin und Rocuronium anästhesiert worden. Die Ratten wurden in Gruppen mit konstanten Propofol Dosierungen mit 20, 40 oder 60mg/kg/h (n = 12 pro Gruppe) randomisiert. Die Propofol-Ausatemluftkonzentration wurde alle 15 Minuten mittels Multikapillarsäulen gekoppelter Ionenmobilitätsspektrometrie gemessen. Arterielle Blutproben (110 µl) wurden 15, 30, 45 Minuten und 60, 120, 240 und 360 Minuten nach dem Start der Propofol-Infusion entnommen. Das Verhältnis von den Propofol-Ausatemluft-Konzentrationen zu den Plasma-Konzentrationen wurde über die Zeit mittels linearer Schätzgleichung (GEE Modell) bestimmt. Am Ende des Versuchs wurden die Propofol-Konzentrationen im Gehirn-, Lungen-, Leber-, Nieren-, Muskel- und Fettgewebe sowie der letzten Ausatmung gemessen und das Bestimmtheitsmaß (R²) durch Regressionsanalyse ermittelt. Ergebnisse: Die Ausatemluft- und Plasma-Konzentrationen korrelieren mit einem R² von 0,77 über alle Datenpaare. Die Konzentration der letzten Ausatemluftprobe korreliert mit der letzten Plasma-Konzentration am Ende mit einem R² von 0,71. Die Korrelation mit der Gehirngewebe-Konzentration R² von 0,75 ist vergleichbar. Im Gegensatz dazu waren die Korrelationen zwischen Propofol-Plasma- und Propofol-Lungengewebe-Konzentration (R²=0,5) und zwischen Lungengewebe-Konzentration und Ausatemluft-Konzentrationen (R²=0,52) gering. Weniger als 1/1000 des verabreichten Propofol wurde über den 360 Minuten Untersuchungszeitraum ausgeatmet. Zusammenfassung: Die ausgeatmeten Propofol-Konzentrationen und die Gehirngewebe-Konzentrationen weisen einen Bezug auf. Es erscheint daher möglich, die Gehirngewebe-Konzentrationen durch die Messung der Ausatemluft zu beurteilen. Die Gewebe-Konzentrationen sind, wie zu erwarten für ein fettlösliches Medikament, höher als die Plasma-Konzentrationen. Die Äquilibrierung zwischen Plasma und ausgeatmetem Propofol ist überwiegend unabhängig von der Konzentration im Lungengewebe. Die Ausatmung trägt unwesentlich zur Pharmakokinetik des Medikaments bei.The correlations of propofol-concentration in exhaled air, brain tissue and blood plasma are comparable An animal experimental research Background: The intravenous anesthetic propofol can be measured in exhaled air. In the past, a good correlation between exhaled air and plasma concentration has already been shown with the result that the determination of propofol concentration in exhaled air enables a prediction of plasma concentration. However, the correlation between the concentration in exhaled air and in different tissues is unknown, therefore the correlation between exhaled-, plasma- and tissue-concentration was analyzed in this paper. Since the site of action of propofol is the brain, we particularly have dealt with the relationship between exhaled air and brain tissue concentration. Methods: 36 male Sprague-Dawley rats were anesthetized for 6 hours with propofol, ketamine and rocuronium. The rats were randomized into groups with constant propofol doses of 20, 40 or 60 mg / kg / h (n = 12 per group). The exhaled propofol concentration was measured in 15-minute intervals using multicapillary column - ion mobility spectrometry. Arterial blood samples (110 μl) were taken 15, 30, 45 minutes and 60, 120, 240 and 360 minutes after the start of propofol infusion. The ratio of propofol exhaled air concentrations to plasma concentrations was determined over time using a linear estimation equation (GEE model). At the end of the experiment, propofol concentrations in brain, lung, liver, kidney, muscle and fat tissue as well as in the final exhalation were measured and the coefficient of determination (R²) was determined by regression analysis. Results: The exhaled air and plasma concentrations correlate with an R² of 0.77 in all data pairs. The concentration of the final exhaled air sample correlates with the final plasma concentration at the end with an R² of 0.71. The correlation with brain tissue concentration R² of 0.75 is comparable. In contrast, the correlations between propofol plasma and lung tissue concentrations (R² 0.5) and between lung tissue concentrations and exhaled air concentrations (R² 0.52) were poor. Less than 1/1000 of the administered propofol was exhaled over the 360 minutes investigation period. Conclusion: The exhaled propofol and brain tissue concentrations have a relationship. Therefore, it seems possible to evaluate brain tissue concentrations by measuring the exhaled air. Tissue concentrations are, as expected for a fat-soluble drug, higher than plasma concentrations. The equilibration between plasma and exhaled propofol is mostly independent of the concentration in lung tissue. The exhalation makes no significant contribution to the drug's pharmacokinetics