Anestesia, Analgesia ed Eutanasia negli animali da Laboratorio 20 maggio 2014 Università degli Studi di Roma Tor Vergata Centro Interdipartimentale Stazione per la Tecnologia Animale (STA) Paola De Santis, DVM and PhD (King’s College London)

Aspetti normativi DL 116/92 Attuazione della direttiva (CEE) n Aspetti normativi DL 116/92 Attuazione della direttiva (CEE) n. 609/86 in materia di protezione degli animali utilizzati a fini sperimentali o ad altri fini scientifici Tutti gli esperimenti devono effettuarsi sotto anestesia generale o locale Soggetti adeguatamente anestetizzati: privato della sensibilità mediante metodi d’anestesia, locale o generale, conformi alla pratica veterinaria Adeguata analgesia post operatoria/soppressione Deroga: esperimento effettuato senza anestesia su autorizzazione del Ministero della Sanità se l’anestesia è più traumatica per l’animale dell’esperimento stesso oppure eccezionalmente incompatibile con il fine dell’esperimento, prevista comunque analgesia Sanzioni penali

Considerazioni etiche “Tre R” di Russel e Burch: Replacement: utilizzo di metodi in vitro Reduction: riduzione del numero di animali Refinement: affinamento dei protocolli anestetici per la riduzione dello stress e del dolore, migliore gestione degli animali e del loro ambiente Disegnare procedure sperimentali tenendo conto del dolore, sofferenza e stress degli animali

Il dolore Definizione Esperienza emozionale e sensitiva spiacevole associata a presente o potenziale danno tissutale Meccanismo di difesa per segnalare un danno tissutale Può indurre alterazione delle funzioni organiche e del comportamento Il dolore è sempre soggettivo Gli animali percepiscono il dolore analogamente all’uomo Risposte comportamentali non analoghe all’uomo Variazioni di specie Maggiore sopportazione al dolore induce ridotta somministrazione analgesici

Quantificazione del dolore Basato sui segni clinici Parametri fisiologici HR, BP, RR Biomarkers Catecolamine Corticosteroidi Comportamento Vocalizzazioni Immobilità Grooming Aggressività Postura

Le vie del dolore Danno tissutale Rilascio di mediatori chimici Sensibilizzazione dell’area denneggiata e delle vie afferenti Pathway possibile anche in corso di anestesia con scarsa analgesia Gottschalk and Smirh, 2001

Definizioni Anestesia Analgesia Assenza di percezione sensoriale Assenza di percezione dolorifica

Anestesia ideale Reversibilità Sicura per animali e personale Facile utilizzo Ampio margine di maneggevolezza Induzione anestetica rapida, dolce, efficacie e stabile Recovery rapido e dolce Non influenzare le funzioni organiche Efficacie analgesia Miorilassamento Immobilizzazoine Reversibilità Sicura per animali e personale Protocollo standard Economica Non inflluenzare la sperimentzaione

Anestesia adeguata Al protocollo sperimentale Alla specie Alla manipolazione Alla durata Alla frequenza degli interventi chirurgici Scelta dell’anestesia in base: Al confronto con i colleghi Alla letteratura Translazione dai protocolli impiegati nell’uomo Sperimentazione di nuovi protocolli ad hoc

Problematiche relative alla sperimentazione animale DIFFERENZE DI SPECIE: Metabolismo basale Storia evolutiva Enzimi idrolitici CEPPO: Enzimi epatici e plasmatici ETA’ e PESO: Attività enzimatica a livello epatico DIFFERENZE LEGATE AL SESSO STATO DI SALUTE: Infezioni sub-cliniche Apparato cardio-vascolare e respiratorio DIETA: Composizione e quantità RITMI BIOLOGICI: Ritmi circardiani e stagionali SCARSA CONOSCENZA SCIENTIFICA CURE POST OPERATIVE DI SCARSA RILEVANZA DIFFICOLTA’ DEL FOLLOW UP Aggiungi asa, e vedi I precedente

Anestesia generale Componenti dell'anestesia: Analgesia Perdita di coscienza Assenza del ricordo Soppressione dei riflessi a vari stadi Miorilassamento Assenza ricordo alla fine

Procedure pre-anestetiche e visita clinica Ambientamento Visita pre-operatoria Analisi ematologiche e biochimiche Digiuno pre-operatorio Previsione delle cure post-operatorie

Premedicazione o pre-anestesia Riduzione dello stress per paura e ansia Ottimizzazione anestesia con riduzione deose farmaci Migliore induzione Riduzione rishio occlusione vie respiratorie Riduzione rischio blocco cardiaco (riflessi vagali) Riduzione del dolore pre e post-operatorio Riduzione della mobilità gastro-intestinale Riduzione delle secrezioni

Farmaci impiegati nella premedicazione Anticolinergici Atropina Pro: parasimpaticolitico, antiemetico Cons: tachicardia, ipertensione Tranquillanti/sedativi Fenotiazine: acepromazina Pro: tranquillante, antiemetico, migliora ematosi Cons: no analgesia, ipotensione, ipotermia, proconvulsivante Alfa-2 agonisti: medetomidina Pro: potente sedativo, miorilassante, analgesico, antagonizzabile Cons: depressione cardiaca, ipotensivante, emesi, non utilizzare nei ruminanti Benzodiazepine: diazepam, midazolam, zolazepam Pro: efficaci tranquillanti con attività sedativa, miorilassanti centrali, anticonvulsivanti Cons: no analgesia, depressione \cardiocircolatorio, ipotensione, disinibizione, induzione microsomiale Ipnotici/analgesici Oppioidi: tramadolo, butorfanolo, fentanyl Pro: potenti analgesici e sedativi, antagonizzabili Cons: depressione respiratoria, iperalgesia da oppioidi, restrizioni normative Togli med dep resp Sono miorilassanti

Anestesia generale Parenterale (IV, IM) Propofol Pro: rapido, ad effetto, efficacie, relativamente maneggevole, miorilassante centrale, modelli farmacocinetici Cons: depressione respiratoria, pancreatite, scarsa analgesia, costo Dissociativi: ketamina, tiletamina Pro: estremamente sicuri, prevenzione iperalgesia da oppioidi Cons: restrizioni normative, proconvulsivanti, inducono ipertensione e tachicardia, scarsa analgesia, miotonici Barbiturici short acting: fenobarbitale, tiopentale In disuso, economici, bassa maneggevolezza, farmacocinetica sensibile all’acidosi, fortemente lipofili Neuroleptoanalgesici: fentanil/fluanisone, fentanil/droperidrolo, etorfina/metotrimeprazina, etorfina/acepromazina Utilizzati soprattutto sul campo per animali selvatici, costosi, rischiosi, restrizioni normative

Anestesia generale Inalatoria Liquidi volatili: alotano, isofluorano, sevofluorano Pro: rapidi, efficaci, maneggevoli, scarsamente metabolizzati, anestesia facilmente controllabile Cons: no analgesia, ipereccitazione, ipertermia, potenziale tossicità epatica, polluzione ambientale, costo Agenti gassosi: protossido d’azoto Somministrazione di O2 e gas o vapori anestetici Rimozione di CO2 Uso di camere da anestesia Sistemi a circuito: Semi-chiuso Semi-aperto

Camere da anestesia per roditori

Circuiti semi-aperti Circuito semi-chiuso

Translazione dai protocolli di anestesia nell’uomo TIVA Total IntraVenous Anesthesia Propofol + remifentanil modelli di farmacocinetica al sito effettore TCI Target control infusion Anestesia bilanciata Anestesia gassosa + anestesia IV

Seduta operatoria in corso di anestesia bilanciata con software di valutazione farmacocinetica al sito effettore

Valutazione del livello d’anestesia Perdita dei riflessi: Riflesso di raddrizzamento Riflesso di deglutizione Riflesso palpebrale/corneale (il più profondo) Riflesso podale Riflesso caudale Riflesso auricolare Modifiche nel colore di: Mucose: pallore o cianosi (congiuntiva gengive, palato) Cute: pallore o cianosi (piede, orecchio, musello dei roditori)

Valutazione del livello d’anestesia Caratteristiche della respirazione Fase d’induzione e recupero: Tachipnea, dispnea, apnea Fase d’anestesia media profondità: Respirazione lenta, profonda, regolare Fase d’anestesia profonda: Inspirazione ed espirazione intervallate da una fase apnoica

IACUC guidelines of University of California Mouse, rat and rabbit Mouse Rat Rabbit Mouse Rat

IACUC guidelines of Duke University

Cure durante l’anestesia Ipotermia (tappetini riscaldanti 37°C) Equilibrio idrico (idratazione iv o ip) Equilibrio acido-base (soluzioni elettrolitiche iv o ip) Monitoraggio cardiaco Monitoraggio respiratorio Togli elettrolitico

Cure post-operatorie Temperatura ambientale (27-30°C) Illuminazione appropriata Gabbia e lettiera Pulizia naso, bocca e occhi VERIFICA DELLE GRANDI FUNZIONI ORGANICHE E REIDRATAZIONE

Prevenzione delle problematiche post-operatori Vomito, rigurgito e polmonite ab ingestis Depressione respiratoria (doxapram) Insufficienza cardiaca o arresto (adrenalina) Prevenzione delle infezioni (antibiotici)

ANESTESIA loco-regionale Blocco della conduzione degli impulsi nervosi in una parte o regione del corpo (lidocaina, procaina, bupivacaina,prilocaina) Minima interferenza sui parametri biochimici e fisiologici Minimo effetto sulla circolazione embrionale e fetale Riguarda solo parti del corpo senza perdita di coscenza Superficie Infiltrazione locale Blocco nervoso locale Regionale di solito in associazione con vasocostrittori IDEALE NEI RUMINANTI, ANIMALI ANZIANI, OBESI O A RISCHIO

Anestesia di superficie o topica Per contatto: mucose (gel, spray, pomate) Per infiltrazione: intorno ad una zona da anestetizare Zona da anestetizzare Infiltrazione a cuneo

Blocco nervoso Per infiltrazione intorno o all’interno di un tronco nervoso Mandibola nervo infraorbitale superiore nervo infraorbitale inferiore Analgesia paravertebrale nervi spinali Analgesia epidurale infiltrazione all’interno del canale spinale al di fuori della dura madre Analgesia spinale infiltrazione all’interno della teca nel liquido cerebrospinale

Analgesia Attività su SNC Blocco nocicettori Oppioidi Morfina, fentanyl, butorfanolo, tramadolo Alfa-2 agonisti Medetomidina Blocco nocicettori Anestetici locali Inibizione mediatori infiammazione FANS Carprofen, meloxicam, flunixina

Analgesia Segnali di dolore Contrazioni Inarcamento della schiena A riposo Regione della schiena Movimenti muscoli pellicciai Regione della testa Inarcamento della schiena Estensione dei piedi Contrattura muscolatura addominale Perdita della stazione Temporanea o permanente

Eutanasia Sacrificio con metodo umanitario A fine esperimento In caso di stress o sofferenza dell’animale Esaminare gli effetti morfologici indotti dall’esperimento Ottenere tessuti per ulteriori indagini

Metodi dell’eutanasia Ridurre lo stress Personale idoneamente addestrato Non devono essere presenti altri animali Metodi farmaco-chimici Metodi meccanico-fisici

Metodi eutanasici farmaco-chimici Tanax embutramide: potente narcotico depressante mebenzonio ioduro: paralisi muscolatura volontaria tetracaina cloridrato: paralisi muscolatura cardiaca Sovradosaggio d’anestetico Barbiturati (causano vasodilatazione con alterazioni tissutali) Anestetici inalatori (possono indurre edema polmonare)

Metodi eutanasici meccanico-fisici Preventiva somministrazione di sedativi o anestetici Decapitazione con ghigliottina Dislocazione delle vertebre cervicali Neonati: congelamento Grossi animali: bovini, equini etc.. Proiettile captivo e dissanguamento

CONCLUSIONI IMPORTANZA ESAME CLINICO PRE-OPERATORIO IMPORTANZA DELLO STATO DI IDRATAZIONE VALUTAZIONE DI PARAMETRI VITALI IN CORSO DI ANESTESIA/ANALGESIA PROFONDA NON IMPIEGARE MAI LE DOSI RIPORTATE NEI FOGLIETTI ILLUSTRATIVI ESSERE SEMPRE PREPARATI ALL’EMERGENZA CARDIO- RESPIRATORIA AVVALERSI SEMPRE DI PROTOCOLLI “REFERENZIATI” Lumb and Jones' Veterinary Anesthesia and Analgesia PubMed

CONCLUSIONI NON ESISTE IL PROTOCOLLO IDEALE IL MIGLIOR PROTOCOLLO E’ QUELLO CON IL QUALE SI HA LA MAGGIOR CONFIDENZA E DEL QUALE SI CONOSCONO I POTENZIALI EFFETTI AVVERSI