ВЛИЯНИЕ ОБЩИХ АНЕСТЕТИКОВ НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ У ДЕТЕЙ
Аннотация
Введение. Последние работы и накопленные за несколько десятилетий знания показали, что общие анестетики потенциально токсичны для развивающегося мозга ребенка. Во многих исследованиях, проведенных на животных, было установлено, что после воздействия анестезии на определенных этапах развития головного мозга возникает нейровоспаление, апоптоз нейронов и впоследствии формируются стойкие когнитивные нарушения. Вызывает настороженность ряд когортных исследований при оценке интеллектуального развития детей, перенесших общую анестезию в возрасте до трех лет. В нескольких работах обнаружена связь между применением наркоза в раннем детском возрасте и последующим развитием нарушений когнитивных функций, а также появлением проблем в обучении. Цель работы — представить результаты систематического обзора публикаций о проблеме влияния общей анестезии на когнитивные функции ребенка. Поиск публикаций был осуществлен путем анализа электронных библиографических баз данных PubMed. Результаты. Произведен разбор доклинических исследований, а также наиболее крупных ретроспективных и проспективных клинических работ. Обозначены проблемы в выявлении биомаркеров, связанных с нейротоксичностью общих анестетиков. Рассмотрен вопрос роли хирургического вмешательства и изменения гомеостаза в формировании послеоперационной когнитивной дисфункции. Заключение. На данный момент нет убедительных данных о том, что однократное и короткое воздействия (менее 1 часа) общей анестезии в раннем детском возрасте имеет причинно-следственную связь с негативным влиянием на нейрокогнитивные функции ребенка. Многократное воздействие анестетиков может привести к ухудшению некоторых навыков ребенка. Имеется необходимость в проведении новых исследований, связанных с продолжительным воздействием общей анестезии (более одного часа) на нервную систему детей и зависимости выраженности нейротоксичности от длительности анестезии и выбора анестетика. Существует необходимость в определении подходящих биомаркеров, связанных с нейротоксичностью общих анестетиков. Требуется проведение новых работ, изучающих роль хирургического вмешательства, вида операции, временного изменения системного гомеостаза в формировании послеоперационной когнитивной дисфункции у детей.
Литература
Ikonomidou C., Bosch F., Miksa M., Bittigau P., Vockler J., Dikranian K., Tenkova T. I., Stefovska V., Turski L., Olney J.W., Blockade of NMDA Receptors and Apoptotic Neurodegeneration in the Developing Brain. Science. 1999;283,70–74.
Chalon Jack, Tang Chau-Kvei, Ramanathan Sivam, Eisner Mark BA Katz, Robert BA, Turndorf Herman. Exposure to Halothane and Enflurane Affects Learning Function of Murine Progeny. Anesthesia & Analgesia. 1981;60(11):794–797.
Jevtovic-Todorovic V., Hartman R.E., Izumi Y., Benshoff N.D., Dikranian K., Zorumski C.F., Olney J.W., Wozniak D.F. Early exposure to common anesthetic agents causes widespread neurodegeneration in the developing rat brain and persistent learning deficits. J Neurosci. 2003;1,23(3):876–882. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.23-03-00876.2003.
George K. Istaphanous, Jennifer Howard, Xinyu Nan, Elizabeth A. Hughes, John C. McCann, John J. McAuliffe, Steve C. Danzer, Andreas W. Loepke; Comparison of the Neuroapoptotic Properties of Equipotent Anesthetic Concentrations of Desflurane, Isoflurane, or Sevoflurane in Neonatal Mice. Anesthesiology. 2011;114:578–587. DOI: 10.1097/ALN.0b013e3182084a70.
Brambrink A.M., Evers A.S., Avidan M.S., Farber N.B., Smith D.J., Zhang X., Dissen G.A., Creeley C.E., Olney J.W. Isoflurane-induced neuroapoptosis in the neonatal rhesus macaque brain. Anesthesiology. 2010;112(4):834–841. DOI: 10.1097/ALN.0b013e3181d049cd.
Robinson E.J., Lyne T.C., Blaise B.J. Safety of general anaesthetics on the developing brain: are we there yet? BJA Open. 2022;17(2):100012. DOI: 10.1016/j.bjao.2022.100012.
Rappaport B., Mellon R.D., Simone A., Woodcock J. Defining safe use of anesthesia in children. N Engl J Med. 2011;14,364(15):1387–90. DOI: 10.1056/NEJMp1102155.
DiMaggio C., Sun L.S., Kakavouli A., Byrne M.W., Li G. A retrospective cohort study of the association of anesthesia and hernia repair surgery with behavioral and developmental disorders in young children. J Neurosurg Anesthesiol. 2009;21(4):286–91. DOI: 10.1097/ANA.0b013e3181a71f11.
DiMaggio C., Charles PhD; Sun, Lena S. MD; Li, Guohua MD, DrPH. Early Childhood Exposure to Anesthesia and Risk of Developmental and Behavioral Disorders in a Sibling Birth Cohort. Anesthesia & Analgesia. 2011;113(5):1143–1151.DOI:10.1213/ANE.0b013e3182147f4.
Wilder R.T., Flick R.P., Sprung J., Katusic S.K., Barbaresi W.J., Mickelson C., Gleich S.J., Schroeder D.R., Weaver A.L., Warner D.O. Early exposure to anesthesia and learning disabilities in a population-based birth cohort. Anesthesiology. 2009;110(4):796–804. DOI:10.1097/01.anes.0000344728.34332.5d.
Bartels M., Althoff R.R., Boomsma D.I. Anesthesia and cognitive performance in children: no evidence for a causal relationship. Twin Res Hum Genet. 2009;12(3):246–53. DOI: 10.1375/twin.12.3.246.
Thomas Joss MD MPH, Crosby Gregory MD, Drummond John C. MD FRCPC, Todd Michael MD. Anesthetic Neurotoxicity: A Difficult Dragon to Slay. Anesthesia & Analgesia. 2011;113(5):969–971. DOI: 10.1213/ANE.0b013e318227740b.
Davidson A.J., Disma N., de Graaff J.C., Withington D.E., Dorris L., Bell G., Stargatt R., Bellinger D.C., Schuster T., Arnup S.J., Hardy P., Hunt R.W., Takagi M.J., Giribaldi G., Hartmann P.L., Salvo I., Morton N.S., von Ungern Sternberg B.S., Locatelli B.G., Wilton N., Lynn A., Thomas J.J., Polaner D., Bagshaw O., Szmuk P., Absalom A.R., Frawley G., Berde C., Ormond G.D., Marmor J., McCann M.E. GAS consortium. Neurodevelopmental outcome at 2 years of age after general anaesthesia and awake-regional anaesthesia in infancy (GAS): an international multicentre, randomised controlled trial. Lancet. 2016;16,387(10015):239–50. DOI: 10.1016/S0140-6736(15)00608-X.
McCann M.E., de Graaff J.C., Dorris L., Disma N., Withington D., Bell G., Grobler A., Stargatt R., Hunt R.W., Sheppard S.J., Marmor J., Giribaldi G., Bellinger D.C., Hartmann P.L., Hardy P., Frawley G., Izzo F., von Ungern Sternberg B.S., Lynn A., Wilton N., Mueller M., Polaner D.M., Absalom A.R., Szmuk P., Morton N., Berde C., Soriano S., Davidson A.J. GAS Consortium. Neurodevelopmental outcome at 5 years of age after general anaesthesia or awake-regional anaesthesia in infancy (GAS): an international, multicentre, randomised, controlled equivalence trial. Lancet. 2019;16,393(10172):664–677. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)32485-1.
Warner D.O., Zaccariello M.J., Katusic S.K., Schroeder D.R., Hanson A.C., Schulte P.J., Buenvenida S.L., Gleich S.J., Wilder R.T., Sprung J., Hu D., Voigt R.G., Paule M.G., Chelonis J.J., Flick R.P. Neuropsychological and Behavioral Outcomes after Exposure of Young Children to Procedures Requiring General Anesthesia: The Mayo Anesthesia Safety in Kids (MASK) Study. Anesthesiology. 2018;129(1):89–105. DOI: 10.1097/ALN.0000000000002232.
Sun L.S., Li G., Miller TLK. et al. Association Between a Single General Anesthesia Exposure Before Age 36 Months and Neurocognitive Outcomes in Later Childhood. JAMA. 2016;315(21):2312–2320. DOI:10.1001/jama.2016.6967.
Robert Williams, Kennith Sartorelli. GAS, PANDA, and MASK: Comment. Anesthesiology 2020;132:1588–1589. DOI: 10.1097/ALN.0000000000003280.
Laszlo Vutskits, Deborah J. Culley. GAS, PANDA, and MASK: No Evidence of Clinical Anesthetic Neurotoxicity! Anesthesiology. 2019;131:762–764. DOI: 10.1097/ALN.0000000000002863.
Caleb Ing, Michael J. Zaccariello, Alexandra C. Kirsch, Guohua Li, David O. Warner; GAS, PANDA, and MASK: Comment. Anesthesiology. 2020;132:1587–1588. DOI: 10.1097/ALN.0000000000003284.
Useinovic N., Jevtovic-Todorovic V. Controversies in anesthesia-induced developmental neurotoxicity. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2023;37(1):28–39. DOI: 10.1016/j.bpa.2023.03.004.
FDA Drug Safety Communication: FDA review results in new warnings about using general anesthetics and sedation drugs in young children and pregnant women. FDA; 2019. Доступен по: http://www.fda.gov/drugs/drug-safety-and-availability/fda-drug-safety-communication-fda-review-results-new-warnings-about-using-general-anesthetics-and (дата обращения: 27.12.2024).
Pinyavat T., Saraiya N.R., Chen J., Ferrari L.R., Goffman D., Imahiyerobo T.A., Middlesworth W., Hyman J.E., Hyun G., Houck C.S. Anesthesia Exposure in Children: Practitioners Respond to the 2016 FDA Drug Safety Communication. J Neurosurg Anesthesiol. 2019;31(1):129–133. DOI: 10.1097/ANA.0000000000000545.
Barnes Richard K. FANZCA. Pediatric Anesthetic Neurotoxicity: Time to Stop!. Anesthesia & Analgesia; 2020;131(3): 734–737. DOI: 10.1213/ANE.0000000000004529.
Olutoye O.A., Baker B.W., Belfort M.A., Olutoye O.O. Food and Drug Administration warning on anesthesia and brain development: implications for obstetric and fetal surgery. Am J Obstet Gynecol. 2018;218(1):98–102. DOI: 10.1016/j.ajog.2017.08.107.
Hansen Tom G. Use of anaesthetics in young children: Consensus statement of the European Society of Anaesthesiology, the European Society for Paediatric Anaesthesiology, the European Association of Cardiothoracic Anaesthesiology and the European Safe Tots Anaesthesia Research Initiative. European Journal of Anaesthesiology. 2017;34(6):327–328. DOI: 10.1097/EJA.0000000000000629.
Александрович Ю.С., Акименко Т.И., Пшениснов К.В. Послеоперационная когнитивная дисфункция — является ли она проблемой для анестезиолога-реаниматолога? Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2019;16(4):5–11.
Петрикова З.А., Дробна Саньова Б., Йоб И. Нейротоксичность анестетиков и седативных средств и их влияние на послеоперационные дезадаптивные расстройства поведения в педиатрической анестезиологии (Письмо в редакцию). Общая реаниматология. 2022;18(5):89–93. DOI: 10.15360/1813-9779-2022-5-89-93.
Пантелеева М.В., Овезов А.М., Котов А.С. и др. Послеоперационная когнитивная дисфункция у детей (обзор литературы). РМЖ. 2018;9:52–56.
Ocmen E., Erdost H.A., Hanci V. The bibliometric analysis of most cited 100 papers in anesthesia-induced neurotoxicity. Medicine (Baltimore). 2023;102(48):e36508. DOI: 10.1097/MD.0000000000036508.
Szmuk P., Andropoulos D., McGowan F., Brambrink A., Lee C., Lee K.J., McCann M.E., Liu Y., Saynhalath R., Bong C.L., Anderson B.J., Berde C., De Graaff J.C., Disma N., Kurth D., Loepke A., Orser B., Sessler D.I., Skowno J.J., von Ungern-Sternberg B.S., Vutskits L., Davidson A. An open label pilot study of a dexmedetomidine-remifentanil-caudal anesthetic for infant lower abdominal/lower extremity surgery: The T REX pilot study. Paediatr Anaesth. 2019;29(1):59–67. DOI: 10.1111/pan.13544.
Caleb Ing, Laszlo Vutskits. Unanswered questions of anesthesia neurotoxicity in the developing brain. Current Opinion in Anaesthesiology. 2023;36(5):510–515. DOI: 10.1097/ACO.0000000000001295.
Wang S., Peretich K., Zhao Y., Liang G., Meng Q., Wei H. Anesthesia-induced neurodegeneration in fetal rat brains. Pediatr Res. 2009;66(4):435–40. DOI: 10.1203/PDR.0b013e3181b3381b.
Yang B., Liang G., Khojasteh S., Wu Z., Yang W., Joseph D., Wei H. Comparison of neurodegeneration and cognitive impairment in neonatal mice exposed to propofol or isoflurane. PLoS One. 2014;16,9(6):e99171. DOI: 10.1371/journal.pone.0099171.
Liang G., Ward C., Peng J., Zhao Y., Huang B., Wei H. Isoflurane causes greater neurodegeneration than an equivalent exposure of sevoflurane in the developing brain of neonatal mice. Anesthesiology. 2010;112(6):1325–34. DOI: 10.1097/ALN.0b013e3181d94da5.
Peng L., Xu L., Ouyang W. Role of peripheral inflammatory markers in postoperative cognitive dysfunction (POCD): a meta-analysis. PLoS One. 2013;13,8(11):e79624. DOI: 10.1371/journal.pone.0079624.
Xu Z., Liu Z., Zhang Y., Jin C., Shen F., Yu Y., Cheek T., Onuoha O., Liang G., Month R., Atkins J., Tran K.M., Wei H. S100β in newborns after C-section with general vs. epidural anesthesia: a prospective observational study. Acta Anaesthesiol Scand. 2018;62(3):293–303. DOI: 10.1111/aas.13038.
Ramos Ramos V., Mesa Suárez P., Santotoribio J.D., González García M.Á., Muñoz Hoyos A. Neuroprotective effect of sevoflurane in general anaesthesia. Med Clin (Barc). 2017;23,148(4):158–160. English, Spanish. DOI: 10.1016/j.medcli.2016.10.039.
Fan C.H., Peng B., Zhang F.C. Influence of laryngeal mask airway (LMA) insertion anesthesia on cognitive function after microsurgery in pediatric neurosurgery. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21(4 Suppl):37–42.
Chen J., Gadi G.U., Panigrahy A., Tam EWY. Using Neuroimaging to Study the Effects of Pain, Analgesia, and Anesthesia on Brain Development. J Neurosurg Anesthesiol. 2019;31(1):119–121. DOI: 10.1097/ANA.0000000000000549.
Barynia Backeljauw, Scott K. Holland, Mekibib Altaye, Andreas W. Loepke; Cognition and Brain Structure Following Early Childhood Surgery With Anesthesia. Pediatrics. 2015;136(1):e1–e12. DOI: 10.1542/peds.2014-3526.
Salaün Jean-Philippe, Chagnot Audrey, Cachia Arnaud, Poirel Nicolas, Datin-Dorrière Valérie, Dujarrier Cléo, Lemarchand Eloïse, Rolland Marine, Delalande Lisa, Gressens Pierre, Guillois Bernard, Houdé Olivier, Levard Damien, Gakuba Clément, Moyon Marine, Naveau Mikael, Orliac François, Orliaguet Gilles, Hanouz Jean-Luc, Agin Véronique, Borst Grégoire, Vivien Denis. Consequences of General Anesthesia in Infancy on Behavior and Brain Structure. Anesthesia & Analgesia. 2023;136(2):240–250. DOI: 10.1213/ANE.0000000000006233.
Altabella L., Zoratto F., Adriani W. et al. MR imaging-detectable metabolic alterations in attention deficit/hyperactivity disorder: from preclinical to clinical studies. AJNR Am J Neuroradiol. 2014;35(6 Suppl):S55–S63. DOI: 10.3 174/ajnr.A3843.
Золотарева Л.С., Запуниди А.A., Адлер А.В., Степаненко С.М., Папонов О.Н. Диагностика послеоперационной когнитивной дисфункции у детей. Вопросы современной педиатрии. 2021;20(1):23–30. DOI: 10.15690/vsp.v20i1.2233.
Shu Y., Zhou Z., Wan Y. et al. Nociceptive stimuli enhance anesthetic-induced neuroapoptosis in the rat developing brain. Neurobiol Dis. 2012;45:743–750. DOI: 10.1016/j.nbd.2011.10.021.
Ing Caleb, DeStephano David, Hu Tianheng, Reighard Charles, Lackraj Deven, Geneslaw Andrew S., Miles Caleb H., Kim Minjae. Intraoperative Blood Pressure and Long-Term Neurodevelopmental Function in Children Undergoing Ambulatory Surgery. Anesthesia & Analgesia. 2022;135(4):787–797. DOI: 10.1213/ANE.0000000000005853.