Russian Journal of Pediatric Surgery, Anesthesia and Intensive CareRussian Journal of Pediatric Surgery, Anesthesia and Intensive CareРоссийский вестник детской хирургии, анестезиологии и реаниматологии2219-40612587-6554Eco-Vector56410.17816/psaic564Original Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleInfluence of general anesthesia for tonsillotomy and adenotomy to cognitive functions in childrenВлияние общей анестезии при аденотомии и тонзиллотомии на когнитивные функции у детейhttps://orcid.org/0000-0001-7662-82574553-0869ZolotarevaLyubov’ S.ЗолотареваЛюбовь Святославовна
Russian Federation

Junior Researcher, Research Institute of Clinical Surgery

младший научный сотрудник НИИ клинической хирургии

l_zolotareva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0187-4274PaponovOleg N.ПапоновОлег Николаевич
Russian Federation

anesthetist

врач – анестезиолог-реаниматолог

Oleg.krutiar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5985-4869StepanenkoSergeу M.СтепаненкоСергей Михайлович
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), professor, Department of Pediatric Surgery

д-р мед. наук, профессор кафедры детской хирургии

steven54@mail.ruSilinaEkaterina V.СилинаЕкатерина Владимировна
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), professor, Department of Human Pathology

д-р мед. наук, профессор кафедры патологии человека

silinaekaterina@mail.ruAdlerAleksandra V.АдлерАлександра Викторовна
Russian Federation

PhD, anesthetist, N. F. Filatov Children City Clinical Hospital №. 13

к.м.н., врач анестезиолог-реаниматолог ДГКБ №13 имени Н.Ф. Филатова

ale-adler@yandex.ruPirogov Russian National Research Medical UniversityФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииFilatov City Children’s Hospital No. 13Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Детская городская клиническая больница № 13 имени Н.Ф. Филатова Департамента здравоохранения города Москвы»I.M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)111220201021731821710201913112020Copyright ©; 2021, Zolotareva L.S., Paponov O.N., Stepanenko S.M., Silina E.V., Adler A.V.Copyright ©; 2021, Золотарева Л.С., Папонов О.Н., Степаненко С.М., Силина Е.В., Адлер А.В.2021Zolotareva L.S., Paponov O.N., Stepanenko S.M., Silina E.V., Adler A.V.Золотарева Л.С., Папонов О.Н., Степаненко С.М., Силина Е.В., Адлер А.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://rps-journal.ru/jour/article/view/564

Background. Surgery under general anesthesia can affect the patient’s neurocognitive outcome. This problem is of particular relevance in pediatric surgical practice.

Goal. The aim of this study is to determine the spectrum of clinical manifestations and the frequency of cognitive dysfunction symptom development in children after adenotomy and/or tonsillotomy performed under general anesthesia.

Methods. This prospective study included 30 children aged 3– 7 years (average age 4.9 ± 1.3 years) who underwent adenotomy and/or tonsillotomy under general, combined, balanced anesthesia. In the preoperative period and a day after the operation, neuropsychological testing was performed: The Raven test, mechanical and associative memory test, Mini-Mental State Examination (MMSE) scale adapted for children from 3 years old, and the Bourdon test. A 20% decrease in function compared with the initial level was considered clinically significant.

Results. One day after surgery, 10% of patients had a clinically significant decrease in attention productivity, 10% had a decrease in attention accuracy, 13.3% had a decrease in attention index, and 16.7% had a decrease in overall productivity and the attention index according to the Bourdon test. Also, 13.3% showed a decrease in attention, 30% had a decrease in memory on the MMSE scale, 20% showed a decrease in mechanical memory, and 10% had a decrease in test results on the Raven test.

Conclusion. Conducting even minor surgical interventions with general anesthesia leads to an impairment of various cognitive functions in 10%–30% of children aged 3 to 7 years.

Введение. Выполненные в условиях общей анестезии хирургические вмешательства могут отрицательно влиять на нейрокогнитивные функции пациента. Особую актуальность данная проблема имеет в педиатрической хирургической практике.

Цель. Определить характер и частоту развития симптомов когнитивной дисфункции у детей после адено- и/или тонзиллотомии, проведенных в условиях общей анестезии.

Методы. В проспективное исследование включены 30 детей в возрасте 3–7 лет (средний возраст 4,9 ± 1,3 года), которым выполняли операции аденотомии и/или тонзиллотомии в условиях общей анестезии. В предоперационном периоде и через сутки после операции проводили нейропсихологическое тестирование: матрицы Равена, тест на механическую и ассоциативную память, адаптированная для детей от 3 лет шкала MMSE и корректурные пробы. Клинически значимым считали уровень депрессии нейрокогнитивных функций относительно дооперационного уровня на 20 % и более.

Результаты. Через одни сутки после хирургического вмешательства у 10 % пациентов было клинически значимое снижение продуктивности внимания, у 10 % — точности внимания, 13,3 % — устойчивости внимания, у 16,7 % — снижение общего показателя продуктивности и устойчивости внимания по данным корректурных проб. По шкале MMSE регистрировали ухудшение памяти у 30 % детей, внимания — у 13,3 %. У 20 % детей было отмечено снижение механической памяти. У 10 % — снижение результатов тестирования матрицами Равена.

Заключение. Проведение даже малых хирургических вмешательств в условиях общей анестезии приводит к нарушению различных когнитивных функций у 10–30 % детей в возрасте 3–7 лет.

pediatric surgerypediatric anesthesiaanestheticsanesthesia neurotoxicitycognitive outcomespostoperative cognitive dysfunctionдетская хирургияанестезия у детейанестетикинейротоксичность анестетиковкогнитивные исходыпослеоперационная когнитивная дисфункцияTerrando N, Eriksson LI, Kyu Ryu J, et al. Resolving postoperative neuroinflammation and cognitive decline. Ann Neurol. 2011;70(6):986-995. DOI: https://doi.org/10.1002/ana.22664.Луговой А.В., Пантелеева М.В., Надькина Е.Д., Овезов А.М. Интраоперационная профилактика когнитивных нарушений при тотальной внутривенной анестезии у детей школьного возраста: рандомизированное клиническое исследование // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. — 2018. — Т. 4. — С. 57–64. [Lugovoi AV, Panteleeva MV, Nad’kina ED, Ovezov AM. Intraoperative prevention of cognitive impairment in total intravenous anesthesia in school-age children: randomized clinical trial. Alexander Saltanov Intensive Care Herald. 2018;4:57-64. (In Russ.)] DOI: https://doi.org/10.21320/1818-474X-2018-4-57-64.Пантелеева М.В., Овезов А.М., Котов А.С., и др. Применение препарата гопантеновой кислоты для коррекции когнитивных нарушений в послеоперационном периоде у детей // Вопросы практической педиатрии. — 2017. — Т. 12. — № 5. — С. 56–60. [Panteleeva MV, Ovezov AM, Kotov AS, et al. The use of a hopantenic acid preparation for correction of cognitive disorders in the postoperative period in children. Clinical Practice in Pediatrics. 2017;12(5):56-60. (In Russ.)] DOI: https://doi.org/10.20953/1817-7646-2017-5-56-60.Овезов А.М., Лобов М.А., Машков А.Е., и др. Частота развития и возможность коррекции послеоперационной когнитивной дисфункции у детей школьного возраста при современных вариантах анестезиологического обеспечения // Педиатрия. Приложение к журналу Consilium Medicum. — 2013. — Т. 3. — С. 16–20. [Ovezov AM, Lobov MA, Mashkov AE, et al. The frequency of development and the possibility of correction of postoperative cognitive dysfunction in schoolchildren with modern options for anesthetic management. Pediatrics. Consilium medicum. 2013;3:16-20. (In Russ.)]Tsai TL, Sands LP, Leung JM. An update on postoperative cognitive dysfunction. Adv Anesth. 2010;28:269-284. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aan.2010.09.003.Шнайдер Н.А. Неврологические осложнения общей анестезии // Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. — 2004. — Т. 2. — № 3. — С. 51–62. [Shnaider NA. Nevrologicheskie oslozhneniya obshchej anestezii. Bulletin of the Novosibirsk State University. Series: biology, clinical medicine. 2004;2(3):51-62. (In Russ.)]Wang W, Wang Y, Wu H, et al. Postoperative Cognitive Dysfunction: Current Developments in Mechanism and Prevention. Med Sci Monit. 2014;20:1908-1912. DOI: https://doi.org/10.12659/msm.892485.Radtke FM, Franck M, Lendner J, et al. Monitoring depth of anaesthesia in a randomized trial decreases the rate of postoperative delirium but not postoperative cognitive dysfunction. British Journal of Anaesthesia. 2013;110(suppl 1):i98-i105. DOI: https://doi.org/10.1093/bja/aet055.Chan M, Cheng B, Lee T, Gin T. BIS-guided Anesthesia Decreases Postoperative Delirium and Cognitive Decline. J Neurosurg Anesthesiol. 2013;25(1):33-42. DOI: https://doi.org/10.1097/ana.0b013e3182712fba.Heyer EJ, Wilson DA, Sahlein DH, et al. APOE-ε4 predisposes to cognitive dysfunction following uncomplicated carotid endarterectomy. Neurology. 2005;65(11):1759-1763. DOI: https://doi.org/10.1212/01.wnl.0000184579.23624.6b.Does Apolipoprotein E Genotype Increase Risk of Postoperative Delirium? Am J Geriatric Psychiatry. 2015;23(10):1029-1037. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jagp.2014.12.192Cibelli M, Fidalgo AR, Terrando N, et al. Role of interleukin-1beta in postoperative cognitive dysfunction. Ann Neurol. 2010;68:360-368.Terrando N, Monaco C, Ma D, et al. Tumor necrosis factor-triggers a cytokine cascade yielding postoperative cognitive decline. PNAS. 2010;107(47):20518-20522. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1014557107.Terrando N, Rei Fidalgo A, Vizcaychipi M, et al. The impact of IL-1 modulation on the development of lipopolysaccharide-induced cognitive dysfunction. Critical Care. 2010;14(3):R88. DOI: https://doi.org/10.1186/cc9019.Riazi K, Galic MA, Kentner AC, et al. Microglia-Dependent Alteration of Glutamatergic Synaptic Transmission and Plasticity in the Hippocampus during Peripheral Inflammation. J Neurosci. 2015;35(12):4942-4952. DOI: https://doi.org/10.1523/jneurosci.4485-14.2015.Wang D-S, Zurek AA, Lecker I, et al. Memory deficits induced by inflammation are regulated by α5-subunit-containing GABAA receptors. Cell Reports. 2012;2(3):488-496. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2012.08.022.Chiao S, Zuo Z. A double-edged sword: volatile anesthetic effects on the neonatal brain. Brain Sci. 2014;4(2):273-294. DOI: https://doi.org/10.3390/brainsci4020273.Shen X, Dong Y, Xu Z, et al. Selective anesthesia-induced neuroinflammation in developing mouse brain and cognitive impairment. Anesthesiology. 2013;118(3):502-515. DOI: https://doi.org/10.1097/ALN.0b013e3182834d77.Sanchez V, Feinstein SD, Lunardi N, et al. General Anesthesia Causes Long-term Impairment of Mitochondrial Morphogenesis and Synaptic Transmission in Developing Rat Brain. Anesthesiology. 2011;115:992-1002. DOI: https://doi.org/10.1097/aln.0b013e3182303a63.Fang F, Xue Z, Cang J. Sevoflurane exposure in 7-day-old rats affects neurogenesis, neurodegeneration and neurocognitive function. Neurosci Bull. 2016;28:499-508. DOI: https://doi.org/10.1007/s12264-012-1260-4.Ling Y, Ma W, Yu L, et al. Decreased PSD95 expression in medial prefrontal cortex (mPFC) was associated with cognitive impairment induced by sevoflurane anesthesia. J Zhejiang Univ Sci B. 2015;16(9):763-771. DOI: https://doi.org/10.1631/jzus.B1500006.Yufune S, Satoh Y, Akai R, et al. Suppression of ERK phosphorylation through oxidative stress is involved in the mechanism underlying sevoflurane-induced toxicity in the developing brain. Sci Rep. 2016;6:21859. DOI: https://doi.org/10.1038/srep21859.Simon W, Hapfelmeier G, Kochs E, et al. Isoflurane Blocks Synaptic Plasticity in the Mouse Hippocampus. Anesthesiol. 2001;94(6):1058-1065. DOI: https://doi.org/10.1097/00000542-200106000-00021.Zurek AA, Yu J, Wang D-S, et al. Sustained increase in α5GABAA receptor function impairs memory after anesthesia. J Clin Investigat. 2014;124(12):5437-5441. DOI: https://doi.org/10.1172/jci76669.Lee JJ, Li L, Jung H-H, Zuo Z. Postconditioning with isoflurane reduced ischemia-induced brain injury in rats. Anesthesiology. 2008;108:1055-1062. DOI: https://doi.org/10.1097/ALN.0b013e3181730257.Zhao P, Peng L, Li L, et al. Isoflurane preconditioning improves long-term neurologic outcome after hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats. Anesthesiology. 2007;107:963-970. DOI: https://doi.org/10.1097/01.anes.0000291447.21046.4dHovens IB, Schoemaker RG, van der Zee EA, et al. Postoperative cognitive dysfunction: Involvement of neuroinflammation and neuronal functioning. Brain, Behavior, and Immunity. 2014;38:202-210. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbi.2014.02.002.Lu Y, Huang Y, Jiang J, et al. Neuronal apoptosis may not contribute to the long-term cognitive dysfunction induced by a brief exposure to 2% sevoflurane in developing rats. Biomed Pharmacother. 2016;78:322-328. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.01.034.Wilder RT, Flick RP, Sprung J, et al. Early exposure to anesthesia and learning disabilities in a population-based birth cohort. Anesthesiology. 2009;110:796-804. DOI: https://doi.org/10.1097/01.anes.0000344728.34332.5d.DiMaggio C, Sun LS, Kakavouli A, et al. A retrospective cohort study of the association of anesthesia and hernia repair surgery with behavioral and developmental disorders in young children. J Neurosurg Anesthesiol. 2009;21(4):286-291. DOI: https://doi.org/10.1097/ANA.0b013e3181a71f11.DiMaggio C, Sun LS, Li G. Early childhood exposure to anesthesia and risk of developmental and behavioral disorders in a sibling birth cohort. Anesth Analg. 2011;113(5):1143-1151. DOI: https://doi.org/10.1213/ANE.0b013e3182147f42.Flick RP, Katusic SK, Colligan RC, et al. Cognitive and behavioral outcomes after early exposure to anesthesia and surgery. Pediatrics. 2011;128(5):e1053-e-1061. DOI: https://doi.org/10.1542/peds.2011-0351.Kalkman CJ, Peelen L, Moons KG., et al. Behavior and development in children and age at the time of first anesthetic exposure. Anesthesiology. 2009;110:805-812. DOI: https://doi.org/10.1097/ALN.0b013e31819c7124.Bartels M, Althoff RR, Boomsma DI. Anesthesia and cognitive performance in children: no evidence for a causal relationship. Twin Res Hum Genet. 2009;12(3):246-253. DOI: https://doi.org/10.1375/twin.12.3.246.Hansen TG, Pedersen JK, Henneberg SW, et al. Educational outcome in adolescence following pyloric stenosis repair before 3 months of age: a nationwide cohort study. Paediatr Anaesth. 2013;23(10):883-890. DOI: https://doi.org/10.1111/pan.12225.Hansen TG, Pedersen JK, Henneberg SW, et al. Academic performance in adolescence after inguinal hernia repair in infancy: a nationwide cohort study. Anesthesiology. 2011;114:1076-1085. DOI: https://doi.org/10.1097/ALN.0b013e31820e77a0.Sun LS, Li G, Miller TL, et al. Association between a single general anesthesia exposure before age 36 months and neurocognitive outcomes in later childhood. JAMA. 2016;315(21):2312-2320. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2016.6967.McCann ME, de Graaff JC, Dorris L, et al. GAS Consortium. Neurodevelopmental outcome at 5 years of age after general anaesthesia or awake-regional anaesthesia in infancy (GAS): an international, multicentre, randomised, controlled equivalence trial. Lancet. 2019;393(10172):664-677. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)32485-1.Rasmussen LS, Larsen K, Houx P, et al. The assessment of postoperative cognitive function. Acta Anaesthesiol Scand. 2001;45(3):275-289. DOI: https://doi.org/10.1034/j.1399-6576.2001.045003275.x.Rundshagen I. Postoperative cognitive dysfunction. Dtsch Arztebl Int. 2014;111(8):119-125. DOI: https://doi.org/10.3238/arztebl.2014.0119.Ghoneim MM, Block RI. Clinical, methodological and theoretical issues in the assessment of cognition after anaesthesia and surgery. Eur J Anaesthesiol. 2012;29(9):409-422. DOI: https://doi.org/10.1097/EJA.0b013e328356bd6e.Silverstein JH. Cognition, anesthesia, and surgery. Int Anesthesiol Clin. 2014;52(4):42-57. DOI: https://doi.org/10.1097/AIA.0000000000000032.Hanning CD. Postoperative cognitive dysfunction. BJA. 2005;95(1):82-87. DOI: https://doi.org/10.1093/bja/aei062.Mahanna EP, Blumenthal JA, White WD, et al. Defining neuropsychological dysfunction after coronary artery bypass grafting. Ann Thorac Surg. 1996;61(5):1342-1347. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-4975(95)01095-5.Равен Д., Корт Д.Ж. Руководство для прогрессивных матриц Равена и словарных шкал. Раздел 2: Цветные Прогрессивные Матрицы (включая Параллельные версии Теста). — М.: Когито-центр; 2002. — 80 с. [Raven D, Kort DZh. A guide to Raven’s Progressive Matrices and vocabulary scales. Section 2: Color Progressive Matrices (including Parallel Test versions). М.: Cogito-centre; 2002. 80 p. (In Russ.)]Jain M, Passi GR. Assessment of a modified Mini-Mental Scale for cognitive functions in children. Indian Pediatr. 2005;42(9):907-912.Biester RC. Outcome scales and neuropsychological outcome. In: P.D. Le Roux, J. Levine, W.A. Kofke. Monitoring in Neurocritical Care. Elsevier Health Sciences. 2013; 528 p.Когнитивная психология: учебник для вузов / под ред. В.Н. Дружинина, Д.В. Ушакова. — М.: Per Se; 2002. 480 с. [Druzhinin VN, Ushakov DV, editors. Cognitive psychology. Мoscow: Per Se; 2002. 480 p. (In Russ.)]Сидоров К.Р. Количественная оценка продуктивности внимания в методике «Корректурная проба» Б. Бурдона // Вестник Удмуртского университета. Серия «Философия. Психология. Педагогика». — 2012. — Т. 4. — С. 50–57. [Sidorov KR. Quantitative assessment of the attention’s productivity in the Bourdon’s “Corrective test”. The Bulletin of Udmurt University. Series «Philosophy. Psychology. Pedagogy». 2012;4:50-57. (In Russ.)]Рубинштейн С.Я. Экспериментальные методики патопсихологии. Тернополь: Обрий; 2004. 168 с. [Rubinshtein SYa. Eksperimental’nye metodiki patopsihologii. Ternopol: Obriy; 2004. 168 p. (In Russ.)]Энциклопедия диагностики. Психодиагностика детей / ред.-сост. Д.Я. Райгородский. Самара: Издательский Дом «Бахрах-М»; 2014. 624 с. [Raigorodskii DYa, ed. Enciklopediya diagnostiki. Psihodiagnostika detej. Samara: Publishing House «Bahrah-M»; 2014. 624 p. (In Russ.)]