Die moderne Anästhesie ist eine der wichtigsten medizinischen Errungenschaften. Sie ermöglicht vollkommen schmerzfreie Eingriffe, während Patienten zuvor bei jeder Operation Höllenqualen durchleiden mussten. Man fühlt nichts und kann sich danach an nichts erinnern. Doch was passiert während einer Narkose im Körper und welche Rolle spielen Neurologen dabei?
Die Grundlagen der Narkose
Während einer Vollnarkose wird die Aktivität im Gehirn gestört. Normalerweise senden die Nervenzellen mehr oder weniger gerichtete Signale. Die Narkosemedikamente bringen das durcheinander. Infolge spüren wir keine Schmerzen und fallen in einen tiefen Schlaf. Die Medikamente selbst hinterlassen wenige Spuren: Sie werden vom Stoffwechsel abgebaut und ausgeschieden oder - im Fall von Narkosegasen - zu einem Großteil ausgeatmet.
Beteiligung von Neurologen
Auch wenn die Narkose in der Regel von Anästhesisten durchgeführt wird, spielen Neurologen eine wichtige Rolle im Vorfeld und im Nachgang. Sie können helfen, Risikopatienten zu identifizieren und postoperative Komplikationen zu behandeln.
Risiken und Komplikationen
Probleme können allerdings entstehen, wenn der Blutdruck der Patienten während der Narkose sehr stark fällt. Das kann vor allem dann passieren, wenn es sich um Patienten mit Vorerkrankungen handelt und es mit der Operation schnell gehen muss. Also etwa nach einem Unfall wie zum Beispiel einem Hüftbruch, wenn es wenig Zeit zur Vorbereitung gibt und die Patienten vielleicht ohnehin schon Kreislauf-Medikamente einnehmen mussten.
Sowohl die Operationsrisiken als auch die Risiken einer Narkose sind zu beachten, die zum Teil unabhängig von denen der Operation bestehen.
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Postoperative kognitive Dysfunktion (POCD)
Sinkt der Blutdruck zu stark, wird das Gehirn weniger durchblutet. Patienten können dann nach der Narkose unter einem post-operativen Delir oder post-operativen kognitiven Defiziten leiden. Das heißt, sie haben vielleicht Wortfindungsstörungen, Erinnerungsstörungen oder Konzentrationsschwierigkeiten. In der Regel geht das innerhalb eines halben Jahres wieder vorbei. Für die Patienten und ihre Angehörigen ist das aber natürlich trotzdem sehr beunruhigend.
Orientierungslosigkeit, Angst und Halluzinationen sind Anzeichen von Verwirrtheitszuständen, die auch nach einer größeren Operation vorkommen können. Von dem sogenannten postoperativen Delir sind besonders ältere Menschen betroffen.
Einfluss der Anästhesie auf die Kognition im Alter
Mit zunehmendem Alter rückt der kognitive Abbau vermehrt in den Fokus. Neben dem natürlichen Alterungsprozess tragen systemische Erkrankungen wie Bluthochdruck, Diabetes mellitus oder kardiovaskuläre Erkrankungen zur Verschlechterung der geistigen Leistungsfähigkeit bei. Gleichzeitig steigt die Anzahl chirurgischer Eingriffe bei älteren Patienten, oft unter Vollnarkose. Diese Entwicklungen werfen die Frage auf, inwieweit Allgemeinanästhesien langfristige kognitive Auswirkungen haben.
Langzeiteffekte von Vollnarkosen auf die Kognition
Die MAAS-Studie (Maastricht Aging Study) untersucht den Einfluss wiederholter Allgemeinanästhesien auf den kognitiven Abbau. Eine Subanalyse dieser Kohortenstudie untersuchte Daten von 1.823 kognitiv gesunden Probanden im Alter von 25 bis 84 Jahren über einen Zeitraum von zwölf Jahren. Neben demografischen Faktoren wurden Begleiterkrankungen sowie Lebensstilfaktoren als Kovariablen berücksichtigt.
In drei der vier getesteten kognitiven Domänen zeigte sich ein signifikanter negativer Effekt einer längeren Anästhesiedauer:
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- Exekutivfunktionen (CST): Verlängerte Anästhesiedauer war mit verlangsamter Aufgabenbearbeitung assoziiert.
- Selektive Aufmerksamkeit und mentale Geschwindigkeit (Stroop-Test): Signifikante Verschlechterung bei längerer Exposition.
- Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit (LDST): Deutliche Abnahme der Leistung mit zunehmender Anästhesiedauer.
Ein Einfluss auf das verbale Gedächtnis war nicht signifikant. Entscheidende Einflussfaktoren waren zudem höheres Alter, niedriger Bildungsstand und Rauchen. Systemische Erkrankungen wie Diabetes und Hypertonie verstärkten die kognitive Verschlechterung unabhängig vom Anästhesieeinfluss.
Die MAAS-Studie bietet im Vergleich zu früheren Untersuchungen eine längere Nachbeobachtungszeit sowie eine umfassende Berücksichtigung gesundheitsbezogener Einflussfaktoren. Sie ermöglicht somit eine genauere Differenzierung zwischen alters- und krankheitsbedingtem kognitiven Abbau und den potenziellen Effekten von Allgemeinanästhesien.
Mögliche irreversible Wirkung auf den Hippocampus
Eine möglicherweise irreversible Wirkung von Anästhetika auf Rezeptoren im Hippocampus könnte die bei einigen Patienten länger anhaltenden Gedächtnisstörungen nach Narkosen erklären, wie eine Reihe von Experimenten im Journal of Clinical Investigation zeigt.
Als Wirkmechanismus wird eine „positive Modulation“ der Rezeptoren von GABA-Typ-A-Rezeptoren im Hippocampus vermutet, der Gedächtniszentrale des Gehirns. Die GABA-Typ-A-Rezeptoren haben eine inhibitorische Wirkung. Ihre Verstärkung hat in der Narkose eine akute Gedächtnisblockade zur Folge. Sie ist mit dafür verantwortlich, dass die Patienten sich nach der Narkose nicht an die Operation erinnern können, was ein erwünschter Effekt ist.
Unerwünscht wäre allerdings, wenn die „positive Modulation“ über das Ende der Narkose anhält. Genau dies scheint aber der Fall zu sein, wie die Experimente zeigen, die ein Team um Beverley Orser an Mäusen durchgeführt hat. Die Tiere wurden mit Etomidat narkotisiert. Es wird von Anästhesisten bevorzugt bei älteren Patienten eingesetzt, da es ein günstiges kardiales Nebenwirkungsprofil aufweist. Die Mäuse zeigten 24 und 72 Stunden nach der Narkose noch Gedächtnisstörungen, von denen sie sich eine Woche später erholt hatten. Eine Narkose mit Dexmedetomidin, das seine hypnotische Wirkung nicht über GABA-Typ-A-Rezeptoren, sondern über alpha2-adrenerge Rezeptoren erzielt, löst dagegen keine POCD bei den Tieren aus.
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Das Team untersuchte daraufhin das Gehirn der Mäuse. An Hirnschnitten können sie zeigen, dass Etomidat, zu einer dauerhaften Verstärkung der Impulse an den GABA-Typ-A-Rezeptoren führt. Diese Rezeptoren wurden zudem vermehrt neu gebildet. Beides könnte die anhaltenden Gedächtnisstörungen nach der Narkose erklären. Die Gedächtnisleistung der Tiere konnte durch die Gabe von L-655,708 wiederhergestellt werden. Der „inverse Agonist“ blockierte in den Hirnschnitten die Aktivierung der GABA-Typ-A-Rezeptoren, die für die Gedächtnisblockade verantwortlich sind.
Ähnliche Veränderungen traten auch nach einer Inhalationsnarkose mit Isofluran auf. Das Narkosegas wird nach dem Ende der Narkose schnell abgeatmet, die pharmakologische Wirkdauer ist deshalb kurz. Dennoch kam es zu einer länger andauernden Wirkung auf die GABA-Typ-A-Rezeptoren.
Dass die Tiere sich nach etwa einer Woche von der POCD erholten, verdanken sie laut Orser einer vermehrten synaptischen Plastizität, also der im Hippocampus besonders ausgeprägten Fähigkeit von Hirnzellen, die Rezeptorendichte auf neue Anforderungen anzupassen.
Burst-Suppression
Durch Elektroenzephalographie (EEG)-Studien an Patienten ist bereits bekannt, dass das Gehirn während der Narkose in einen tiefschlafähnlichen Zustand versetzt wird, bei dem sich Perioden rhythmischer elektrischer Aktivität mit Phasen von völliger Inaktivität abwechseln. Dieser Zustand wird Burst-Suppression genannt.
Die Forschenden haben mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) die genaue räumliche Verteilung der synchron arbeitenden Hirnregionen in narkotisierten Menschen, Javaneraffen, Weißbüschelaffen und Ratten untersucht. Sie konnten erstmalig zeigen, dass sich die Bereiche, in denen Burst-Suppression erkennbar ist, bei Primaten und Nagern signifikant unterscheiden. Während bei der Ratte weite Teile der Hirnrinde synchron das Burst-Suppression-Muster zeigen, sind bei den Primaten einzelne sensorische Regionen, wie beispielsweise die Sehrinde, davon ausgeschlossen.
Das Phänomen wird durch viele verschiedene Narkosemittel hervorgerufen, die teilweise unterschiedliche Wirkmechanismen haben. Und auch in Komapatienten ist die Burst-Suppression nachweisbar. Es ist jedoch nicht bekannt, ob dieser Zustand eine Schutzreaktion des Gehirns oder Zeichen einer gestörten Funktionsweise ist. Unklar war bislang ebenfalls, wo im Gehirn die Burst-Suppression auftritt und welche Hirnareale daran beteiligt sind, da eine Lokalisierung durch EEG allein nicht möglich ist.
Prävention und Behandlung
Als Anästhesisten können wir allerdings die Narkose sehr gut steuern und auch die Kreislauffunktionen in engen Grenzen halten. Mit einem Narkosetiefenmonitor verfolgen wir, wie stark die Narkose wirkt. Mit einer engmaschigen Blutdruckkontrolle können wir auch Patienten sicher durch den Eingriff bringen, die eher ungünstige Voraussetzungen mitbringen.
EEG-gestütztes Monitoring kann Delir-Häufigkeit signifikant reduzieren. In einer randomisierten kontrollierten Studie hat Prof. Spies von der Charité - Universitätsmedizin Berlin zusammen mit ihren Kollegen gezeigt, dass die postoperative Delir-Häufigkeit durch ein EEG-gestütztes Neuromonitoring der Narkosetiefe signifikant gesenkt werden kann. Dabei wird die elektrische Aktivität des Gehirns gemessen, indem Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche aufgezeichnet werden. In der Gruppe mit EEG-Monitoring wurden bei 16,7 Prozent der Patienten nach dem Eingriff Verwirrtheitszustände festgestellt. Der Anteil der Kontrollgruppe betrug dagegen 21,4 Prozent. „Aus der Studie geht hervor, dass die Wahrscheinlichkeit für ein postoperatives Delir mit einem entsprechenden Monitoring um 22,9 Prozent niedriger ausfiel“, ergänzt Priv.-Doz. Dr. Finn M. Radtke, Oberarzt an der Klinik für Anästhesiologie an der Charité - Universitätsmedizin Berlin.
Angesichts der Tatsache, dass das postoperative Delir mit einem erhöhten Risiko für kognitive Störungen und Sterblichkeit einhergeht und die Therapieoptionen nicht zufriedenstellend sind, steht die Krankheitsprävention im Vordergrund.
Maßnahmen nach der Operation
Auch nach der Operation können wir einige Dinge beachten, um post-operative Symptome zu verringern oder verhindern. Dazu zählt, dass wir den Patienten möglichst schnell ein Gefühl für den Tag/Nacht-Rhythmus vermitteln - zum Beispiel durch eine Uhr am Bett, so dass sie einschätzen können, ob es Morgen oder Abend ist. Persönliche Gegenstände am Bett geben Sicherheit, und die Brille oder das Hörgerät sollten immer verfügbar sein, damit die Patienten gut sehen und hören können. Auch Besuche von Angehörigen helfen, um Normalität ins Krankenhaus zu bringen. Sobald es medizinisch und logistisch möglich ist, sollten die Patienten nach Hause gehen dürfen.
Nicht immer lassen sich all diese Dinge erfüllen. Müssen die Patienten nach schweren Operationen auf die Intensivstation, kann die unruhige Atmosphäre mit Alarmtönen eher zu post-operativen Defiziten führen.
Individualisierte Anästhesiekonzepte
Die beobachteten Effekte waren zwar moderat, könnten aber gerade bei vulnerablen Patienten klinische Relevanz haben. Dies unterstreicht die Notwendigkeit präoperativer Risikoabschätzungen sowie individualisierter Anästhesiekonzepte, insbesondere im geriatrischen Bereich.
Weitere Forschungsbereiche
Zukünftige Studien sollten die Auswirkungen verschiedener Anästhesieverfahren (z. B. totale intravenöse Anästhesie [TIVA] vs. volatile Anästhetika) sowie intraoperativen Variablen wie chirurgischen Stress und Komplikationen differenzierter untersuchen.
Anästhesiologische Besonderheiten bei neuromuskulären Erkrankungen
Auch bei Muskelkranken sind häufig Operationen notwendig, teils krankheitsbedingt, z.B. Sehnenverlängerung bei Kindern mit Muskeldystrophie oder Aufrichtungsoperationen bei starker Skoliose (Wirbelsäulenverkrümmung), teils aus anderen Gründen, z.B. Knochenbruch oder Blinddarmentzündung. In Abhängigkeit von der Erkrankung sind für den Anästhesisten (Narkosearzt) spezielle Dinge bei der Auswahl des Narkoseverfahrens und der Medikamente zu beachten. Das depolarisierende Muskelrelaxans Succinylcholin wird vermieden.
Narkose bei seltenen Erkrankungen
Anfang 2025 wurde im Klinikum Wetzlar eine an SPS erkrankte Patientin mit gynäkologischen Senkungsbeschwerden mittels Schlüssellochchirurgie operiert. „Durch die Seltenheit der Erkrankung gibt es keine standardisierten Empfehlungen für bestimmte anästhesiologische Verfahren. Genau für diese Fälle gibt es das Projekt OrphanAnesthesia“, erklärt Professor Dr. Jörg Engel, Chefarzt der Anästhesiologie und Intensivmedizin am Klinikum Wetzlar. Dahinter verbirgt sich eine Datenbank mit Handlungsempfehlungen für Anästhesisten bei mehr als 160 seltene Erkrankungen - von A wie Ahornsirupkrankheit bis Z wie zystischen Fibrose.
Anästhesie bei neurochirurgischen Eingriffen
Die Mehrzahl der neurochirurgischen Operationen ist mit einer aufwändigen Lagerung und erheblichen Kreislaufreaktionen verbunden. Neurochirurgische Patienten können eine Reihe von neurologischen Symptomen aufweisen. Auch sind in Abhängigkeit von der Lokalisation des Prozesses verschiedene neurologische Symptome zu antizipieren. Deren Dokumentation vor und nach dem Eingriff ist zwar in erster Linie Aufgabe des Operateurs, allerdings obliegt es auch dem Anästhesisten, präoperative neurologische Defizite zu registrieren.
Während der präoperativen Untersuchung richtet sich das Hauptaugenmerk des Anästhesisten auf den intrakraniellen Druck (ICP). Eine Raumforderung (z. B. Tumor) kann benachbarte Kompartimente (Gewebe, Liquor, Blut) verdrängen und die Zirkulation von Blut und Liquor behindern. Eine Reihe von Begleiterkrankungen, Syndromen und Verletzungen, welche ursächlich für den Eingriff sind, müssen präoperativ berücksichtigt werden.
Ziele der Anästhesie speziell bei neurochirurgischen Patienten sind die Sicherstellung der zerebralen Oxygenierung sowie Herstellung und Sicherung optimaler Operationsbedingungen. Ein „entspanntes“ Gehirn ohne anästhesiebedingte Volumenzunahme erleichtert den Zugang zum Operationsgebiet und minimiert die Gefahr einer Einklemmung von Hirngewebe durch die Kraniotomieöffnung.
Neurochirurgische Patienten gehören zur Patientengruppe mit mittlerem bis hohem Risiko für postoperative Thrombosen und Embolien. Eine mechanische Thromboseprophylaxe mit Kompressionsstrümpfen bzw. intermittierender pneumatischer Kompression oder mittels niedermolekularen Heparinen (LMWH) ist obligat.
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