Fisiologia cerebral

1. Fisiología
cerebral y efectos
de los anestésicos
Rivera González Ana Magdalena

2. GENERALIDADES
El cerebro posee una tasa metabólica alta y recibe en torno al
15% del gasto cardíaco. En circunstancias normales el flujo
sanguíneo cerebral (FSC) es de unos 50 ml/100 g/min. La
sustancia gris recibe el 80% y la sustancia blanca el 20% de este
flujo.
• Aproximadamente el 60% del consumo energético cerebral
mantiene la función electrofisiológica. El resto de la energía
consumida por el cerebro se utiliza para las actividades
homeostáticas celulares.
El FSC está estrechamente ligado al metabolismo local cerebral.
Cuando aumenta la actividad de una región concreta del
cerebro, se produce un aumento correspondiente en el flujo
sanguíneo de esa región. A la inversa, la supresión del
metabolismo cerebral conduce a una reducción en el flujo
sanguíneo.

3. GENERALIDADES
El FSC se
encuentra
también
bajo
regulación
química.
El FSC está
autorregulado y
se mantiene
constante
sobre un rango
de presión
arterial media
(PAM)
estimado entre
65 y 150
mmHg, dada
una presión
venosa normal.
Varía de forma directa
con la presión arterial
parcial de dióxido de
carbono en el rango de
una presión arterial de
dióxido de carbono
(Paco2) de 25 a 70
mmHg. Si se produce
una reducción de la
presión arterial parcial
de oxígeno (Pao2) por
debajo de 60 mmHg, el
FSC aumenta deforma
espectacular.
Los
descensos de
la temperatura
influyen en el
FSC, sobre
todo por la
supresión del
metabolismo
cerebral.

4. ANATOMÍA DE LA CIRCULACIÓN
CEREBRAL
• La irrigación arterial del encéfalo está formada por las
arterias carótidas internas pares, derecha e izquierda,
que dan lugar a la circulación anterior, y por las arterias
vertebrales pares, derecha e izquierda, que forman la
circulación posterior.
• La unión de las dos arterias vertebrales constituye la
arteria basilar. Las arterias carótidas internas y la arteria
basilar se unen para formar un circuito vascular llamado
polígono de Willis, que permite la circulación colateral
entre las arterias derechas e izquierdas y las anteriores y
posteriores.
• Las tres arterias pares que se originan en el polígono de
Willis irrigan el encéfalo: arterias cerebrales anteriores,
medias y posteriores. Las arterias comunicantes
posteriores y la arteria comunicante anterior completan el
circuito. La circulación anterior y la posterior contribuyen
por igual al polígono de Willis

5. REGULACION DEL FLUJO SANGUINEO
CEREBRAL
• Los agentes anestésicos producen alteraciones reversibles, que son dependientes de la dosis, en
bastantes aspectos de la fisiología cerebral, incluidos el FSC; el índice metabólico cerebral (IMC) y
las funciones electrofisiológicas (EEG y respuestas evocadas).

6. BENZODIACEPINAS
Todas las benzodiazepinas poseen propiedades ansiolíticas,
sedantes, miorrelajantes y anticonvulsivantes.
Las benzodiazepinas se unen sólo al receptorGABAAy
aumentan la frecuencia de apertura de los canales del cloro.

7. MECANISMO DE ACCION
• La estimulación del receptor GABAA puede
obtenerse cuando el GABA o un agonista se une
al receptor postsináptico y desencadena la
apertura de los canales del cloro. El flujo
intracelular de cloro produce una hiperpolarización
de la membrana que inhibe la actividad neuronal.
• Las benzodiazepinas se unen sólo al
receptorGABAAy aumentan la frecuencia de
apertura de los canales del cloro.

8. Efectos en el
SNC
En neuroanestesia son utilizadas como
coadyuvantes, ya que además de inhibir el
GABA disminuyen el CMRO2 y el FSC, al
mismo tiempo que preservan la reactividad
alCO2.
Ejercen un efecto protector en caso de
isquemia cerebral, disminuyendo el CMRO2,
por lo que pueden ser utilizadas en pacientes
con hipertensión intracraneal si se controla la
ventilación y se previene la hipercapnia.

9. ETOMIDATO
• El etomidato es un hipnótico de estructura imidazólica y
muy lipófilo. Sus propiedades farmacocinéticas,
descritas a partir de un modelo tricompartimental, se
caracterizan por un considerable volumen de
distribución y un metabolismo hepático. Estos factores
están influidos por la edad y las variaciones del flujo
cardíaco.
• En el cerebro, la diana molecular del etomidato es el
receptor GABA A (ácido gamma aminobutírico), sobre
todo a nivel de sus subunidades β 2 y β 3

10. PROPOFOL
• Los efectos del propofol (2,6-diisopropilfenol) sobre el
FSC y el IMC son similares a los de los barbitúricos.
• El FSC y el IMC disminuyen tras la administración de
propofol en humanos.
• En voluntarios sanos, los niveles quirúrgicos de
propofol redujeron el FSC entre el 53 y el 79% en
comparación con el estado de vigilia.
• El índice metabólico cerebral global se redujo entre
un 48 y un 58%, y se observó una heterogeneidad
regional limitada

11. MECANISMO
DE ACCION
• La acción mejor descrita es la de los
receptores A, sobre todo postsinápticos,
del ácido γ-aminobutírico (GABA A R) .
Los receptores GABA A R pertenecen a la
familia de los receptores pentaméricos
asociados a canales iónicos cuya abertura
es activada por la fijación de un ligando
(pLGIC, pentameric ligand-gated ion
channels ) [5] . La acción inhibidora es
secundaria a la unión del agonista al
receptor GABA A que mantiene el canal
de cloro postsináptico en posición
abierta, promoviendo la penetración
intracelular del cloro que hiperpolariza la
neurona y bloquea la transmisión
sináptica

12. • El propofol disminuye el consumo de oxígeno cerebral (CMRO 2 ) y el flujo
sanguíneo cerebral (FSC) y aumenta la resistencia cerebrovascular.
• El equilibrio entre el CMRO 2 y el suministro de oxígeno se mantiene. La
disminución del FSC depende de la dosis, con un promedio del 25-60%. En la
etapa de anestesia profunda que se asocia al EEG con ráfagas de supresión, la
reducción del CMRO 2 es en promedio del 60%.
• El propofol disminuye la presión intracraneal (PIC). El efecto sobre la PIC depende
en parte de su valor antes de la anestesia. En los pacientes con traumatismo
craneal, la PIC se reduce en un promedio de 19% .

13. TIOPENTAL
No se conocen con detalle los mecanismos de acción de los barbitúricos sobre el SNC, con excepción de su
acción en el receptor de GABA A .
Los receptores de NMDA podrían intervenir en los efectos de los barbitúricos.
Los efectos de este grupo farmacológico en el SNC se han dividido en dos categorías: 1) aumento de las
acciones sinápticas de los neurotransmisores inhibidores, y 2) inhibición de las acciones sinápticas de los
neurotransmisores excitadores: GLUTAMATO Y ACETIL COLINA
. El GABA constituye el principal neurotransmisor inhibidor en el SNC de mamíferos, y el receptor de GABA A
representa el único sitio identificado que participa en la anestesia inducida por barbitúricos.

14. Mecanismo de acción
• La unión de una molécula de barbitúrico al
receptor de GABA A potencia y remeda la acción de
GABA al favorecer la conductancia del cloro a
través del canal iónico. Se produce, así, la
hiperpolarización de la membrana celular, lo que
eleva el umbral de excitabilidad de la neurona
postsináptica. A concentraciones bajas, los
barbitúricos amplifican el efecto de GABA, ya que
reducen la tasa de disociación de esta molécula
respecto a su receptor y prolongan la duración de
la apertura de los canales de cloro activados por
este.

15. KETAMINA
• La ketamina se une al receptor de la fenilciclidina e
inhibe de forma no competitiva la activación del
receptor NMDA mediante el glutamato. Por lo
tanto, los efectos analgésicos de la ketamina están
relacionados con sus efectos antagonistas sobre los
receptores del NMDA

16. USO EN
ANESTESIOLOGIA
La ketamina aumenta la PIC por un incremento
del FSC, secundario a la vasodilatación cerebral
y al aumento de la PAM.
Uso en neuro anestesia :
Es poco usada porque incrementa el FSC sin
efecto, o muy poco, en el IMC total.

17. OPIOIDES
SITIO DE ACCION : receptores opioides tipo : mu, kappa, delta y sigma
MECANISMO DE ACCION : La activación de receptores de opioides inhiben la activación presináptica
y postsináptica a los NT excitadores (acetil colina y sustancia P ) de las neuronas nocioceptivas.
Implica alteraciones de la conductancia de iones K Y Ca-
A pesar de las inconsistencias en la información disponible, es probable que los opioides tengan un
efecto relativamente escaso sobre el FSC y el IMC en el sistema nervioso normal no estimulado.

18. Su efecto sobre la hemodinámica y metabolismo cerebral,
producen una disminución del FSC y el CMRO2, lo cual les
confiere un papel destacado en neuroanestesia.
En presencia de vasodilatadores, los opioides producen
una disminución del FSC y el IMC.
Sin embargo, en presencia de vasoconstrictores, los
opioides no tienen efecto o se acompañan de un
incremento del FSC y el IMC.
En la actualidad no existen pruebas clínicas que indiquen
que los opioides aumentan significativamente la PIC si se
conserva la ventilación.

19. ANESTESICOS
INHALADOS
• Todos los anestésicos volátiles, al igual que los
agentes intravenosos hipnótico-sedantes,
suprimen el metabolismo cerebral de una forma
dependiente
• de dosis.
• Todos los anestésicos volátiles tienen efectos
vasodilatadores directos que aumentan el FSC, el
cual regresa a niveles basales después de cerca de
tres horas de la exposición inicial a 1.3 CAM del
anestésico. La importancia en el aumento del FSC
es la influencia directa sobre la PIC. El aumento del
FSC tiende a incrementar la cantidad de sangre
cerebral, lo cual, en condiciones anormales de
elasticidad intracraneal, eleva la PIC.

20. DESFLURANO
• Produce una disminución constante del IMC con
incremento del FSC y de la PIC, y suprime la producción
de brotes en el EEG a 2 CAM. La reactividad a la PaCO2
permanece intacta a menos de 1.5 CAM y, al parecer, la
hiperventilación minimiza las consecuencias de su uso
en la PIC.

21. SEVOFLURANO
• El sevoflurano tiene un efecto semejante al
del isoflurano con respecto al FSC, y se ha
demostrado que al igual que el enflurano
induce descargas de tipo convulsivo, efecto
que se potencia con la hipocapnia.
• En los seres humanos el FSC fue ligeramente
más alto de lo normal
• El uso de sevoflurano condiciona una
pequeña elevación o ninguna elevación de la
PIC; pero si existe, puede ser bloqueada con
hipocapnia o barbitúricos.

22. DEXMEDETOMIDINA
La dexmedetomidina impacta sobre los
adrenorreceptores a2 cerebrales y el resto del SNC,
produciendo efectos sedantes y analgésicos.
Específicamente, las acciones sedantes parecen estar
mediadas por la activación de los adrenorreceptores a2
presinápticos en el locus coeruleus, el núcleo cerebral
predominantemente noradrenérgico, que es clave para
la modulación del estado de alerta.
La respuesta analgésica a su administración parece
producirse a nivel de la neurona de la raíz dorsal, donde
los agonistas a2 bloquean la liberación de la sustancia P
en la vía nociceptiva.

23. • Pic: cambios mínimos o nulos.
• FSC; Disminucion en la arteria cerebral
media, determinada mediante ecografía
Doppler transcraneal, conforme aumentaba
la concentración de este fármaco, sin
observarse ninguna alteración de la
capacidad de respuesta a CO 2 y la
autorregulación.
• CMO2: NULO

24. LIDOCAINA • Sitio de acción : Canales de Na regulados
por voltaje.
• Mecanismo de acción : Actua
estabilizando la membrana neuronal,
reduciendo la permeabilidad de esta al
sodio, lo que impide la generaracion y
transmisión del impulso nervioso.
• BOLO: Previene o trata la elevación aguda
de la PIC.
• A dosis de 3mg/kg: Disminuye el CMRo2
en un 10%

25. BIBLIOGRAFIA
• Ronald D. Miller. (2015). Fisiología cerebral y efecto
anestésico. En Miller Anestesia(423-450). Barcelona:
Elsevier