Cerebral blood flow and metabolism following ketamine administration

Abstract

The effects of kelamine on cerebral blood flow (CBF), cerebral metabolic rate (CMRo2) and intracranial pressure (ICP) were evaluated in ventilated or spontaneously breathing goats after peripheral administration of 5mg.kg-1 and central administration of 0.1 -2.0 mg.

In mechanically ventilated normocarbic goats intravenous ketamine 5 mg . kg-1 had no effect on CBF, but did produce a significant reduction in CMRo2 (4.3 ± 0.4 vs 3.7 ± 0.3 ml O2 min-1/100g) five minutes after injection. However, in spontaneously breathing goats, ketamine caused a significant increase in CBF (77 ± 7 vs 109 ± 12 ml min-1/100g), a significant reduction in CMRo2 (4.3 ± 0.3 vs 3.8 ± 0.4) and an increase of Pco2 from 4.5 ± 0.5 to 5.4 ± 0.9 kPa (34 ± 4 to 41 ±7 torr). Small doses of ketamine (0.1-2.0mg) injected directly into the cerebral circulation failed to cause any significant change in CBF.

Intracranial pressure showed a significant increase from 13 ± 3 to 19 ± 3 mm Hg in spontaneously breathing goats and no change in ventilated goats.

These data suggest that ketamine is a mild depressant of cerebral metabolic rate and has no other cerebral vascular effects.

Résumé

Les effets de la kétamine administrée par voie intraveineuse à la dose de 5 mg . kg-1 ainsi que ceux produits par l’administration directe d’une petite dose (0.1 à 2 mg) de cet agent dans l’artère temporale faisaient l’objet de cette étude effectuée chez la chèvre. Les paramètres mesurés étaient le débit sanguin cérébral, le métabolisme cérébral et la pression intracranienne. Dans onze des cas, l’étude a été faite chez l’animal en respiration spontanée, alors que la ventilation était contrôlée dans dix-sept autres cas.

Chez la chèvre en respiration contrôlée (avec maintien d’une Pco2 normale), l’administration intraveineuse de 5 mg . kg-1 de kétamine ne modifiait pas le débit sanguin cérébral, mais une diminution significative du métabolisme cérébral (4.3 ± 0.4 vs 3.7 ± 0.3 ml O2 min-1 par 100 g) était observée cinq minutes après l’injection.

Chez l’animal en respiration spontanée, la même dose de kétamine amenait une augmentation significative du débit sanguin cérébral qui passait de 77 ± 7 à 109 ± 12 ml . min-1/100 g ; cette dose causait également une diminution significative du métabolisme cérébral (4.3 ± 0.3 vs 3.8 ± 0.4 ml O2. min-1/100 g, ainsi qu’une élévation de la Pco2 qui passait de 4.5 ± 0.5 à 5.4 ± 0.9kPa (34 ± 4 à 41 ±7 torr).

De petites doses de kétamine (0.1 à 2mg.) injectées directement dans la circulation cérébrale ne modifiaient pas de façon significative le débit sanguin cérébral.

Une élévation significative de la pression intracranienne (qui passait de 13 ± 3 à 19 ± 3mmHg) a été observée chez lez chèvres en respiration spontanée, alors qu’aucun changement n’était observé chez les animaux en ventilation contrôlée.

Ces résultats suggèrent que la kétamine est un dépressant léger du métabolisme cérébral sans autres effets vasculaires cérébraux.

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Schwedler, M., Miletich, D.J. & Albrecht, R.F. Cerebral blood flow and metabolism following ketamine administration. Can. Anaesth. Soc. J. 29, 222–226 (1982). https://doi.org/10.1007/BF03007120

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Key Words

  • Anaesthetics
  • Intravenous
  • Ketamine
  • Brain
  • Cerebral blood flow
  • Cerebral metabolic rate
  • Intracranial pressure