CC BY-NC-ND
0Rev Bras Anestesiol. 2013;63(6):461-465
ut: vista
ISK \ SII .K.IKA I)' ANESTESIOLOGIA
REVISTA BRASILEIRA DE ANESTESIOLOGIA
Official Publication of the Brazilian Society of Anesthesiology www.sba.com.br
ARTIGO CIENTÍFICO
Efeitos antimicrobianos de cetamina em combinacao com propofol: um estudo in vitro☆
Zekine Begeca, Aytac Yucela, Yusuf Yakupogullarib, Mehmet Ali Erdogana*, Yucel Dumanb, Mahmut Durmusa e M. Ozcan Ersoya
a Departamento de Anestesiología e Reanimacáo, Faculdade de Medicina, Inonu University, Malatya, Turquia b Departamento de Microbiologia Clínica, Faculdade de Medicina, Inonu University, Malatya, Turquia
Recebido em 9 de agosto de 2012; aceito em 3 de setembro de 2012
PALAVRAS-CHAVE
Atividade
antimicrobiana;
Cloreto de benzetônio;
Cetamina;
Cetofol;
Propofol
Resumo
Experiencia e objetivos: Cetamina e propofol sao os anestésicos gerais que também exibem efeitos antimicrobianos e promotores do crescimento microbiano, respectivamente. Embora esses agentes sejam frequentemente aplicados em combinacao durante o uso clínico, nao há dados sobre seu efeito total no crescimento microbiano na administracao combinada. Nesse estudo, investigamos o crescimento de alguns microrganismos em uma mistura de cetamina e propofol. Método: Nesse estudo, utilizamos cepas padronizadas: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa e Candida albicans. Realizamos uma análise de tempo-crescimento para avaliar as taxas de crescimento microbiano em propofol 1%. A atividade antimicrobiana de cetamina, isoladamente e em propofol, foi estudada pelo método de microdiluicao. Resultados: Em propofol, as cepas estudadas cresceram de concentracoes de 103-104 ufc/ mL para > 105 ufc/mL, dentro de 8-16 horas, dependendo do tipo de microrganismo. Foram determinadas a concentracao inibitória mínima (CIM) e a concentracao bactericida mínima (CBM) (para Candida, concentracao fungicida mínima) de cetamina, como se segue (CIM, CBM): E. coli 312,5, 312,5 ^g/mL; S.aureus 19,5, 156 ^g/mL; P. aeruginosa 312,5, 625 ^g/ mL; e C. albicans 156, 156 ^g/mL. Na mistura cetamina + propofol, cetamina exibiu atividade antimicrobiana para E. coli, P. aeruginosa e C. albicans em CBMs a 1250, 625 e 625 ^g/mL, respectivamente. O crescimento de S. aureus nao foi inibido nessa mistura (concentracao de cetamina = 1250 ^g/mL).
Conclusäo: Cetamina preservou sua atividade antimicrobiana de maneira dose-dependente contra alguns microrganismos em propofol, que é robusta solucao promotora de crescimento microbiano. O uso combinado de cetamina e propofol na aplicacao clínica de rotina pode diminuir o risco de infeccao causada por contaminacao acidental. Entretanto, deve-se ter em mente que cetamina nao pode reduzir todas as ameacas patogénicas na mistura com propofol. © 2013 Sociedade Brasileira de Anestesiologia. Publicado por Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados.
☆Estudo realizado na Faculdade de Medicina, Universidade Inonu, Malatya, Turquia.
* Autor para correspondencia. E-mail: drmalierdogan@gmail.com (M.A. Erdogan).
0034-7094/$ - see front matter © 2013 Sociedade Brasileira de Anestesiologia. Publicado por Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados. doi: 10.1016/j.bjan.2012.09.003
Introducao
Propofol é agente sedativo-hipnótico de amplo uso; é administrado na inducao e manutencao da anestesia. Propofol é considerado como bom agente promotor do crescimento microbiano, devido a seu rico conteúdo nutricional, por exemplo, óleo de soja, glicerol e lecitina de ovo.12 Em con-sequencia, tem sido descritas infeccoes graves em pacientes após uso de propofol contaminado.34
Cetamina é um anestésico geral com efeito antagónico nos receptores de n-metil d-aspartato. Esse agente se caracteriza pelo rápido inicio das suas acoes: analgesia, anestesia, elevacao da pressao arterial e dilatacao nas vias aéreas inferiores. Considerando seus efeitos favo-ráveis no sistema cardiovascular e pulmonar, cetamina pode ser particularmente importante para inducao da anestesia em um paciente hipovolemico.5,6 Além disso, alguns estudos documentaram a atividade antimicrobiana de cetamina.78
Foi demonstrado que a combinacao de cetamina e propofol (cetofol) é farmaceuticamente compatível, quando aplicada na mesma seringa. Vários estudos informaram que cetofol tem atividade reguladora positiva nos parámetros hemodinámicos em voluntários humanos.9-11 Com respeito ao grande efeito promotor do crescimento microbiano do propofol e da atividade antimicrobiana da cetamina, foi considerada como válida a investigacao do efeito total de sua combinacao no crescimento de algumas bactérias e fungos. Portanto, realizamos um estudo in vitro para determinar o efeito da mistura desses agentes (i.e., cetofol) em alguns microrganismos clinicamente importantes, que constituem os patógenos significativos das infeccoes hospitalares no mundo.
Materials e métodos
Agentes farmacológicos e microrganismos
No presente estudo, usamos cetamina (Ketalar® 50 mg/mL, Pfizer), e propofol 1% (Propofol® 1%, Fresenius). As misturas dos agentes foram preparadas em condicoes assépticas.
Nesse estudo, utilizamos as seguintes cepas padroni-zadas: Escherichia coli (ATCC 25922) (RSHM/Turquia), Staphylococcus aureus (ATCC 29213) (Oxoid/Grä-Bretanha), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) (Oxoid/Grä-Bretanha) e Candida albicans (ATCC 14053) (Oxoid/Grä-Bretanha).
Atividade promotora do crescimento microbiano de propofol
Estudamos as taxas de crescimento dos microrganismos testados em análises de tempo-crescimento. Resumidamente, selecionamos colonias bacterianas e fúngicas crescidas em placas de ágar nutriente e suspendidas em salina fisiológica 0,9% estéril na densidade 0,5 de McFarland. Essas suspensoes foram ressuspendidas em propofol para ajuste da con-centracäo final dos microrganismos para 1-2x104 bactérias por mL e 4-5 x 103 fungos por mL. Incubamos essas suspensoes a 35°C durante 24 horas. Em períodos de 2 horas,
foram feitas subculturas para meios de ágar nutriente entre 0 e 24 horas. Fizemos a leitura visual do número de unidades formadoras de colonia (ufc/mL) crescidas nas placas, por apenas um investigador.
Atividade antimicrobiana de cetamina
Investigamos o impacto da cetamina, isoladamente e na mistura com propofol, nas velocidades de crescimento microbiano de cada microrganismo com o método de microdiluicáo, em conformidade com as normas publicadas para testes de sensibilidade antimicrobiana pelo Clinical and Laboratory Standards Institute1213 (CLSI) e de acordo com o estudo previamente publicado por Gocmen et al.7 Adotamos a concentracáo de cetamina que estava associa-da com inibicáo de 100% do crescimento de fungos como o valor de CIM para C. albicans.
Atividade antimicrobiana de cetamina nos testes de rotina
Resumidamente, diluímos seriadamente cetamina em placas de cultura estéreis de poliestireno com 96 pocos. Em seguida, preparamos suspensoes bacterianas e fúngicas em salina fisiológica 0,9% estéril na densidade 0,5 de McFarland. Ressuspendemos essas suspensoes em seus caldos de rotina. Distribuímos um volume de 100 mL de inóculos em cada poco. As concentracoes finais de cetamina variaram de 1250 até 1,22 Mg^mL-1 nos pocos contendo 2,5-5 x 104 ufc^mL-1 inóculos de bactérias, ou 1-5x103 ufc. mL-1 inóculos de Candida. Depois de incubar durante 24 h a 35°C, determinamos as concentracoes inibitórias mínimas (CIMs) por leitura visual. Para a cepa de Candida, adotamos a inibicáo de 100% como o valor para CIM com respeito ao controle dos inóculos isentos de fármaco. Determinamos as concentracoes bactericidas mínimas (CBMs) (para Candida, concentracáo fungicida mínima); para tanto fizemos subculturas dos pocos exibindo inibicáo de crescimento bacteriano ou fúngico visível para os meios de ágar nutriente apropriados. Adotamos como CBM a concentracáo dos agentes no poco que tivesse causado inibicáo de 99,9% da cepa testada. Preparamos culturas de controle para os microrganismos, caldo e solucáo dos agentes farmacológicos.
Atividade antimicrobiana de cetamina em propofol
Fizemos diluicáo seriada de cetamina em solucáo de pro-pofol em placas estéreis de poliestireno com 96 pocos. As suspensoes bacterianas e fúngicas preparadas em salina fisiológica 0,9% estéril na densidade 0,5 de McFarland foram ressuspendidas em propofol e distribuídas em cada poco em alíquotas iguais. As concentracoes finais de cetamina variaram de 1250 até 1,22 Mg/mL nos pocos contendo 2,5-5 x 104 ufc^mL-1 inóculos de bactérias, ou 1-5x103 ufc^mL-1 inóculos de Candida. Depois da incu-bacáo durante 24 h a 35°C, determinamos CBMs fazendo subculturas dos pocos nos meios ágar apropriados, conforme foi descrito acima. Fizemos culturas de controle para microrganismos, propofol e solucáo dos agentes farmacológicos.
Análise de tempo-crescimento dos microrganismos testados em propofol 1%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tempo (h)
Figura 1 Taxas de crescimento dos microrganismos na soluçao de propofol 1% em períodos de 2 h.
Tabela 1 Valores para concentracao inibitória mínima (CIMs) e concentracao bactericida mínima (CBMs) de cetamina
(isoladamente) e na mistura com propofol para os microrganismos estudados
Microrganismos Cetamina Cetamina + propofol
CIMs (^mL-1) CBMs (^mL-1) CBMs (^mL-1)
E. coli 312,5 312,5 1.250
S. aureus 19,5 156 > 1.250
P. aeruginosa 312,5 625 625
C. albicans 156 156 625a
■Concentraçâo fungicida mínima
Resultados
Crescimento microbiano em propofol 1%
A figura 1 ilustra as velocidades de crescimento das cepas testadas em suspensäo de propofol 1%. Nas primeiras 2 horas da incubacäo, näo detectamos crescimento significativo de E. coli, P. aeruginosa e S. aureus, em comparacäo com o tempo zero. Mas a concentracäo de C. albicans duplicou (de 5 x 103 ufc^mL-1 para 1 x 104 ufc^mL-1) no mesmo intervalo de tempo. E. coli e P. aeruginosa chegaram a uma con-centracäo > 1 x 105 ufc^mL-1 na 10a e 8a hora de incubacäo; C. albicans na 14a hora e S. aureus na 16a hora.
Atividade antimicrobiana de cetamina nos testes de rotina e na mistura com propofol
Cetamina demonstrou efeito antimicrobiano in vitro contra todas as cepas testadas em testes de sensibilidade antimicrobiana de rotina. Determinamos a CIM mais baixa de ceta-mina para S. aureus: 19,5 Mg^mL1; e medimos a CIM mais elevada para E. coli e P. aeruginosa: 312,5 Mg^mL1. Com relacäo as CBMs de cetamina, detectamos o valor mais baixo para S. aureus e C. albicans: 156 Mg^mL1, e determinamos o valor mais elevado para P. aeruginosa: 625 Mg^mL1.
Na mistura com propofol, foram medidas as CBMs de cetamina para P. aeruginosa e C. albicans: 625 Mg^mL1, e para E. coli, 1,250 Mg^mL1. Nao nos foi possível determinar a CBM de S. aureus (CBM > 1,250 Mg^mL1), por nao ter ocorrido inibicao.
A tabela 1 ilustra os valores medidos das CIMs e CBMs de cetamina para cada microrganismo.
Discussao
Nesse estudo, determinamos que propofol foi uma forte solucao promotora de crescimento microbiano, nao só para bactérias mas também para fungos. Considerando os tipos dos microrganismos, os gram-negativos P. aeruginosa e E. coli demonstraram o mais rápido índice de crescimento, chegando a uma concentracao de 1x105 ufc^mL-1 dentro de 8 e 10 horas, respectivamente, enquanto que C. albicans alcancou essa concentracao na 14a hora. Por outro lado, S. aureus teve a mais lenta velocidade relativa de crescimen-to entre todas as cepas testadas (fig. 1).
Cetamina é um agente principalmente utilizado para inducao e manutencao de anestesia geral. É medi-cacao importantíssima, categorizada na Lista de Agentes Farmaco lógicos Essenciais" da Organizacao Mundial da
Saúde.14 Cetamina exerce muitos efeitos em humanos, inclusive analgesia, anestesia, alucinaçoes, elevaçao da pressao arterial e broncodilataçao. Em 2008, Gocmen et al.7 publicaram estudo in vitro informando que cetamina tinha atividade antimicrobiana contra alguns estreptococos, estafilococos, E. coli e P. aeruginosa, em concen-traçoes entre 500-2.000 Mg^mL-1. Diante do fato que o nível sanguíneo anestésico da cetamina era de aproximadamente 2 Mg^mL-1, esses autores afirmaram nao ter sido possível observar essa atividade antibacteriana em humanos durante a anestesia.
Observamos que cetamina tinha atividade antibacteriana e antifúngica potencial nas cepas testadas. Com relaçao aos tipos de microrganismos, constatamos que P. aeruginosa e E. coli sao mais resistentes; e S. aureus foi o mais sen-sível à cetamina. Detectamos que, em comparaçao com os microrganismos gram-negativos, S. aureus tinha valores de CIM 5 logs mais baixos e valores de CBM 2 logs mais baixos. Por outro lado, em nosso experimento os valores de CIM e CBM de cetamina para C. albicans foram iguais.
No presente estudo, investigamos a atividade antimicrobiana de cetamina em mistura com propofol. Essa mistura tem sido utilizada com éxito em diferentes situaçoes clínicas, como: cuidados anestésicos monitorados, terapia eletroconvulsiva, sedaçao para procedimento e analgesia em pacientes de emergéncia.9"1115 Nessa mistura (cetofol), observamos que cetamina conservou suas atividades antibacterianas e antifúngicas em CBMs mais altas. Em nosso estudo, nao foi possível medir CIMs de cetamina em propofol, devido ao fato de ter-se formado uma soluçao turva nas microplacas em seguida à inclusao de propofol; isso nao nos permitiu uma clara avaliaçao visual. Assim, detectamos apenas CBMs de cetamina em cetofol. Com relaçao às cepas testadas, observamos um aumento do dobro nos valores de CBM de cetofol para E. coli e C. albicans. Contudo, nao foi determinada uma CBM exata de cetofol para S. aureus, devido ao fato que seu valor estava situado acima do limite de detecçao do teste. Curiosamente, a CBM dessa mistura nao mudou, em comparaçao com a avaliaçao da cetamina isolada, tendo permanecido estável para P. aeruginosa em 625 Mg^mL-1.
Infecçao é preocupaçao considerável durante o uso clínico de propofol. Particularmente por causa de sua base lipídica, esse agente proporciona um meio preferencial para muitas classes de microrganismos. Portanto, poderao ocorrer infecçoes pós-operatórias nosocomiais, que repre-sentam pesado ônus em termos de morbidade e mortali-dade, com graves consequéncias económicas por causa da contaminaçao do propofol.16 Mueller et al.4 relataram um surto de sepse causado por microrganismos gram-negativos, inclusive Klebsiella pneumoniae e Serratia marcescens, em sete pacientes, devido ao uso de propofol contaminado em pequenos procedimientos cirúrgicos. Já Henry et al.17 descreveram bacteremia e infecçoes de feridas pós-ope-ratórias causadas por S. marcescens, em seguida ao uso de propofol no Canadá. Ademais, Bennett et al.1S descreveram infecçôes relacionadas ao uso de propofol, inclusive infecçoes na corrente sanguínea, infecçao no local cirúrgico e episódios febris agudos em 62 casos, em seguida a procedimientos cirúrgicos em sete hospitais norte-americanos. Esses autores identificaram S. aureus, C. albicans e bac-
térias gram-negativas como Moraxella, Enterobacter e Serratia spp. como responsáveis por essas infecçôes. Em todos esses estudos, os autores enfatizaram que a contaminaçao extrínseca de propofol, como resultado de lapsos na preparaçao asséptica e na manipulaçao e armazenamento desse agente farmacológico, causou essas infecçoes com risco para a vida dos pacientes.
O Center of Disease Control and Prevention sugeriu práti-cas seguras para medicaçao, como evitar o uso de seringas em vários pacientes e também evitar frascos para medicaçao individual para vários pacientes; também sugeriu a rígida aderéncia às técnicas assépticas e às práticas de controle das infecçoes durante a aplicaçao de propofol.19 Além disso, para que haja reduçao na incidéncia de infecçoes pós-ope-ratórias relacionadas ao uso de propofol, tém sido fabricadas emulsoes antimicrobianas contendo preservativos (i.e., EDTA ou metabissulfito de sódio) em conformidade com discussoes mantidas com a Food and Drug Administration Agency (FDA). Atualmente, essas formulaçoes sao utilizadas nos Estados Unidos; nao obstante, soluçoes de propofol sem preservativo ainda estao sendo comercializadas na Europa e em outras partes do mundo. Nos Estados Unidos, Jansson et al.16 informaram uma reduçao na incidéncia de infecçoes relacionadas ao uso de propofol, de 39 para 9 infecçoes por ano, em seguida à implementaçao de propofol contendo EDTA em 1996. Contudo, visto que o problema com o uso de propofol ainda persiste, apesar da inclusao do preservativo, esses autores salientaram que a adiçao do EDTA é apenas uma precauçao de segurança adicional. Assim, em qualquer situaçao o médico deve recorrer às boas práticas de assepsia durante a medicaçao com propofol. Em nosso estudo, testamos uma emulsao de propofol livre de preservativo, que também era usada em nosso hospital. Embora propofol com adiçao de antimicrobianos também esteja sendo comercializada em nosso país, as formas livres de preservativos sao amplamente preferidas, possivelmente por razoes económicas.
Propofol e cetamina sao misturados (como produto nao licenciado) na proporçao volumétrica de 1:1 antes da aplicaçao clínica; essa mistura contém 5 mg^mL-1 de cetami-na.
Em seu estudo, Gocmen et al.7 informaram que os níveis sanguíneos de cetamina eram demasiadamente baixos para que exibissem qualquer efeito antimicrobiano no corpo; em vista disso, decidimos investigar se essa substancia pode-ria impedir o crescimento microbiano em combinaçao com propofol. No presente estudo, observamos que as CBMs de cetamina na mistura de cetofol se situavam entre 625 e 1.250 Mg^mL-1 (> 1.250 Mg^mL-1 para S. aureus). Portanto, acreditamos que cetamina pode ter utilidade na reduçao do crescimento de alguns patógenos bacterianos e fúngicos no propofol antes da aplicaçao.
Nesse estudo, constatamos que, em particular, bacté-rias gram-negativas cresciam rapidamente numa soluçao de propofol. Esses resultados sao curiosamente similares aos dados previamente publicados nos estudos de surtos infecciosos.341718 Acreditamos que esse fomento seletivo do propofol para os microrganismos gram-negativos pode-ria explicar porque essas bactérias podem ser os principais patógenos dos surtos nosocomiais relacionados ao uso de propofol.
Ainda em nosso estudo, demonstramos que a inclusao de cetamina em propofol pode reduzir o crescimento bacteriano e fúngico nessa soluçao e, em consequência, proporciona uma medicaçao anestésica segura para abordagens cirúrgicas. Contudo, a atividade de cetamina pode variar, dependendo do tipo de microrganismo. Assim, indepen-dentemente dessa proteçao, enfatizamos que devem ser cumpridas medidas higiênicas rígidas em qualquer ocasiao de uso do propofol, de acordo com as recomendaçoes das autoridades.
Conflitos de interesse
Os autores declaram nao haver conflitos de interesse.
Referências
1. White PF, Romero G. Nonopioid intravenous anesthesia. In Clinical anesthesia. 5th ed. Philadelphia, USA: Lippincott Williams&Wilkins; 2006. p. 334-52.
2. Crowther J, Hrazdil J, Jolly DT, et al. Growth of microorganisms in propofol, thiopental, and a 1:1 mixture of propofol and thiopental. Anesth Analg. 1996;82:475-8.
3. Abdelmalak BB, Bashour CA, Yared JP. Skin infection and necrosis after subcutaneous infiltration of propofol in the intensive care unit. Can J Anaesth. 2008;55:471-3.
4. Muller AE, Huisman I, Roos PJ, et al. Outbreak of severe sepsis due to contaminated propofol: lessons to learn. J Hosp Infect. 2010;76:225-30.
5. Miller AC, Jamin CT, Elamin EM. Continuous intravenous infusion of ketamine for maintenance sedation. Minerva Anestesiol. 2011;77:812-20.
6. Persson J. Wherefore ketamine? Curr Opin Anaesthesiol. 2010; 23:455-60.
7. Gocmen S, Buyukkocak U, Caglayan O. In vitro investigation of the antibacterial effect of ketamine. Upsala J Med Sci. 2008; 113:39-46.
8. Kruszewska H, Zareba T, Tyski S. Search of antimicrobial activity of selected non-antibiotic drugs. Acta Pol Pharm. 2002;59:436-9.
9. Andolfatto G, Willman E. A prospective case series of single-syringe ketamine-propofol (ketofol) for emergency department procedural sedation and analgesia in adults. Acad Emerg Med. 2011;18:237-45.
10. Rapeport DA, Martyr JW, Wang LP. The use of ''ketofol'' (ketamine-propofol admixture) infusion in conjunction with regional anaesthesia. Anaesth Intensive Care. 2009;37:121-3.
11. Weatherall A, Venclovas R. Experience with a propofol-ketamine mixture for sedation during pediatric orthopedic surgery. Paediatr Anaesth. 2010;20:1009-16.
12. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; nineteenth informational supplement. CLSI document M100-S19. Wayne, PA: 2009.
13. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Reference method for broth dilution antifungal susceptibility testing yeasts 3rd ed. approved standard M27-A3. Wayne, PA: 2008.
14. World Health Organization. WHO Model List of Essential Medicines. 17th List. 2011. Disponivel em: http://whqlibdoc. who.int/hq/2011/a95053_eng.pdf
15. Erdogan Kayhan G, Yucel A, Colak YZ, et al. Ketofol (mixture of ketamine and propofol) administration in electroconvulsive therapy. Anaesth Intensive Care. 2012;40:305-10.
16. Jansson JR, Fukada T, Ozaki M. Propofol EDTA and reduced incidence of infection. Anaesth Intensive Care. 2006;34:362-8.
17. Henry B, Plante-Jenkins C, Ostrowska K. An outbreak of Serratia marcescens associated with the anesthetic agent propofol. Am J Infect Control. 2001;29:312-5.
18. Bennett SN, McNeil MM, Bland LA, et al. Postoperative infections traced to contamination of an intravenous anesthetic, propofol. N Engl J Med. 1995;20:147-54.
19. King CA, Ogg M. Safe injection practices for administration of propofol. AORN J. 2012;95:365-72.
