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MEDIZIN UND ERNÄHRUNG

Temperaturmanagement

Kälte rettet Leben


Von Michael van den Heuvel / Ein Herz-Kreislauf-Stillstand führt zur Minderdurchblutung des Gehirns, Zellen gehen zu Grunde. Gelingt die Wiederbelebung, lassen sich Schäden durch eine Absenkung der Körpertemperatur auf 33 bis 36°C vermindern. Von diesem Verfahren profitieren auch Babys, die im Rahmen der Geburt einen Hirnschaden durch Sauerstoffmangel erlitten haben.

 

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Die Anwendung von Kälte ist kein Relikt­ der Neuzeit. Bereits Hippokrates von Kos (460 v. Chr. bis 370 v. Chr.) hat empfohlen, verwundete Soldaten in Schnee zu packen, um die Folgen von Verletzungen abzumildern. Ähnliche Beobachtungen machte Dominique Jean Larrey (1766-1842). Der Feldarzt Napoleons berichtete von weniger Todes­fällen nach Verletzungen, falls sich seine Patienten in der Kälte und nicht am Lagerfeuer befanden. Erst ab 1945 folgten systematische Untersuchungen unter modernem Blickwinkel. Wissenschaftler versuchten, die Körper­temperatur auf Werte zwischen 20 und 25°C zu verringern, was etliche Komplikationen nach sich zog




Bei Babys mit Sauerstoff­mangel unter der Geburt kann gezieltes Kühlen helfen, Schäden zu vermindern.

Foto: Shutterstock/Dmitry Kalinovsky


Davon sind Ärzte – von wenigen Ausnahmen abgesehen (siehe Kasten) – abgerückt. »Heute verstehen wir unter­ dem zielgerichteten Temperaturmanagement beim Herzstillstand eine Körpertemperatur zwischen 33 und 36° C, wobei Experten eine Temperatur von 33°C empfehlen«, sagt Professor Dr. Wilhelm Behringer. Er ist Direktor des Zentrums für Notfallmedizin am Universitätsklinikum Jena. »Der Begriff ›milde therapeutische Hypothermie‹ wird nicht mehr verwendet.«

Dem Experten zufolge könne ein zielgerichtetes Temperaturmanagement bei allen Formen des Herz-Kreislauf-Stillstands zur Anwendung kommen. Davon sind pro Jahr europaweit rund 300000 Patienten betroffen, berich­tet die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie (DGK). Doch es gibt unterschiedliche Ursachen. Beim Kammerflimmern arbeiten einzelne Herz­muskelzellen unkoordiniert, so dass keine Kontraktion zustande kommt. Für die pulslose ventrikuläre Tachykardie ist eine schwache Pumpleistung aufgrund schneller Herzschläge typisch. Bei der elektromechanischen Entkoppelung sind Reize vorhanden, auf die der Herzmuskel nicht reagiert. Und Asystolien werden durch einen kompletten Ausfall aller Funktionen charakterisiert. »Evidenz im Sinne randomisierter kontro­llierter klinischer Studien gibt es aber nur beim Kammerflimmern und bei der hypoxisch-ischämischen En­zephalopathie von Babys«, fasst Behringer zusammen. »Hier ist die Daten­lage auch sehr gut.« Deshalb gebe es in Leitlinien Empfehlungen. Dass auch andere Patientengruppen profitieren, gilt als wahrscheinlich. Etliche Studien laufen.


Tiefe Hypothermie – selten, aber wirksam

In speziellen Behandlungszentren erzeugen Ärzte tiefe Hypother­mien. Mit einer Herz-Lungen-Maschine temperieren sie das Blut auf 14 bis 20° C. Auch der Operationssaal muss gekühlt werden. Ziel des Verfahrens ist, die Herzaktivität zu stoppen, um in Blutleere zu operieren. Damit gelingen schwierige Eingriffe­ an großen Gefäßen wie der Hauptschlagader oder am Herzen.


Ursache entscheidend

Privatdozentin Dr. Julia Seeger vom Universitätsklinikum Ulm hat im April neue Daten veröffentlicht. 319 Patienten wurden­ erfolgreich reanimiert und anschließend mit einem zielgerichteten Temperaturmanagement be­handelt. Primärer Endpunkt war die Mortalität im Krankenhaus. Als sekundärer Endpunkt kam das Drei-Jahres-Überleben mit hinzu. Patienten mit defi­brillierbaren Rhythmusstörungen, sprich Kammerflimmern, starben deutlich seltener im Krankenhaus als Per­sonen mit anderen Gründen für den Herzstillstand (37,5 versus 62,4 Prozent). Auch bei neuro­logischen Defiziten gab es große Unterschiede. 58,6 Prozent mit defi­brillierbarer Störung versus 17,6 Prozent mit einem­ Herzstillstand aus anderen Gründen­ wurden mit geringen Funktions­störungen aus der stationären Behandlung entlassen. Seeger schreibt, die Art der Rhythmusstörung sei entscheidend für die Mortalität und für neurologische Einschränkungen. Damit bestätigt sie ältere Empfehlungen des ILCOR (Inter­national Liaison Committee on Resuscitation).

Aus US-Patientenregistern geht hervor, dass Patienten mit nicht-schock­barem Herzstillstand, also ohne Kammerflimmern, ebenfalls von Tempera­turabsenkungen profitieren. Daten liegen zu 519 Patienten vor. Bei der Hälfte aller Personen kühlten Ärzte den Körper herunter. Von ihnen überlebten 28,9 Prozent, verglichen mit 17,6 Prozent ohne die Intervention. 21,4 Prozent versus 13,7 Prozent kamen nach ihrer Entlassung aus der Therapie ohne fremde Hilfe aus.

Viele Untersuchungen befassen sich mit dem zielgerichteten Tempera­turmanagement im Krankenhaus. Behringer hält außerklinische Kühlung im Rettungswagen ebenfalls für sinnvoll­: »Der Gehirnschaden beginnt mit der erfolgreichen Wiederbelebung, deshalb sind frühe Interventionen wünschenswert.« Dazu gebe es Hinweise aus Tierexperimenten und kleinen Studien­, aber nicht aus hochwertigen randomisiertenund kontrollierten Studien.

Neonatale Asphyxie

Nicht nur Erwachsene, sondern auch Babys profitieren vom gezielten Temperatur­management, speziell bei hypoxisch-ischämischen Enzephalopathien (HIE). Schlechte Durchblutung und Sauerstoffmangel schädigen das Gehirn. Das erkennen Ärzte anhand neurologischer Ausfälle. Sinkt der pH-Wert im Nabelschnurblut, droht ebenfalls eine HIE. Komplikationen vor oder während der Geburt erhöhen das Risiko­. Um die gravierenden Folgen zu lindern und die Überlebenschancen des Kindes zu verbessern, senken Neo­natalmediziner die Körpertemperatur innerhalb von maximal vier Stunden auf 33° C bis 33,5° C. Nach 72 Stunden wird der Wert langsam wieder erhöht.

Mittlerweile liegen Daten aus mehreren Patientenkohorten vor. Das Risiko für Tod oder schwere Behinderung war 48 Monate postnatal etwa 50 Prozent niedriger als bei Kindern ohne Kälte­anwendung. Ärzte hatten früher Bedenken, ob langfristige Folgen durch niedrige Temperaturen möglich sind. Zu Unrecht, wie eine Auswertung von Kohortendaten zeigt. Sowohl bei den Studienendpunkten Tod (28 versus 44 Prozent) als auch Tod / schwere Behinderungen (41 versus 60 Prozent) gab es noch Jahre später signifikante Unterschiede zu Gunsten des Temperaturmanagements. Negative Folgen hinsichtlich der Entwicklung von Kindern und Jugendlichen ließen sich nicht finden­. Damit ist Kälte bei HIE eine Therapie­, um Folgen bis in das Grundschulalter abzumildern.

Weitere Indikationen denkbar

Ob zielgerichtetes Temperaturmanagement auch bei anderen Erkrankungen einen Mehrwert bietet, ist derzeit offen­. Nach Michael Schumachers Ski­unfall setzte Professor Dr. Stephan Chabardes vom Universitätsklinikum Grenoble auf ein zielgerichtetes Temperaturmanagement, um Folgen für das Gehirn zu minimieren. Tierexperimente lassen vermuten, dass Kälte bei traumatischen Gehirn- oder Rückenmarksverletzungen zu weniger Nerven­schäden führt. Auch beim ischämischen Schlaganfall mit Minderdurchblutung des Gehirns sehen Forscher Perspektiven. Der hämorrhagische Schlaganfall mit Gehirnblutung ist kein Einsatzgebiet. Bei tiefen Temperaturen verringert sich nämlich die Blut­gerinnung.

Mehrere Verfahren etabliert

Doch wie gehen Ärzte beim zielgerichteten Temperaturmanagement vor? Um die Körpertemperatur abzusenken, haben sich kalte Infusionen bewährt. Die Methode ist kostengünstig und leicht durchzuführen. Patienten er­halten über Druckbeutel rund zwei ­Liter vorgekühlter Flüssigkeit (4°C). Die Infusionsdauer beträgt 30 Minuten, wobei ein großlumiger intravenöser Zugang vorhanden sein muss. Rund 65 Prozent aller Patienten befanden sich innerhalb einer Stunde im gewünschten Temperaturintervall. Für Menschen mit Lungenödem eignen sich Infusionen nicht, da sich das Krankheitsbild verschlechtern würde.




Foto: Shutterstock/Tyler Olson


Auch für sie gibt es Alternativen. Firmen­ haben spezielle Wärmetauscher entwickelt, die Ärzte in große Blutgefäße wie die untere Hohlvene (Vena cava inferior) einbringen. Kaltes Wasser zirkuliert in einem Wärme­tauscher und kühlt vorbeizirkulierendes Blut. Die Körpertemperatur sinkt eher langsam, nämlich um 1,0 bis 1,2° C pro Stunde. Trotzdem hat das Verfahren Vorteile im klinischen Alltag. Regeleinheiten messen über eine Sonde die Ösophagustemperatur und übernehmen die weitere Steuerung. Außerdem ist der gesamte Zugang zum Patienten frei. Kühlkatheter gehen allerdings mit einem höheren Infektionsrisiko einher.

Kühlmatten sind eine weitere Op­tion beim Temperaturmanagement. Sie werden auf den Körper geklebt oder mit Bändern befestigt, was bei chirurgischen Eingriffen mitunter stört. Im Inneren zirkuliert kaltes Wasser. Das Prinzip wurde mit doppelwandigen Kühlsystemen, die äußerlich einem Schlafsack gleichen, weiter perfektioniert. Auch hier überwachen Steuergeräte den Kühlvorgang. Pro Stunde sinkt die Körpertemperatur um 1,2° C.

Nicht zuletzt bleiben klassische Kältepacks, die auch ambulant einsetzbar sind. Behringer kennt das Kühlprinzip aus Rettungswägen in Wien. Bei Raten von 3,3°C pro Stunde wird die Zieltemperatur schneller, jedoch ohne Möglichkeit der präzisen Regulierung erreicht­. Ärzte müssen ihre Patienten deutlich aufmerksamer überwachen.

Unabhängig von der Methode sind Patienten vor Beginn des gezielten Temperaturmanagements zu sedieren­ oder in eine Vollnarkose zu bringen. Die Aufwärmphase dauert sechs bis acht Stunden.

Zellen gut geschützt

Warum eine Absenkung der Körpertemperatur Patienten vor bleibenden neuronalen Schäden schützt, konnte noch nicht abschließend geklärt werden.

Anfangs argumentierten Forscher vor allem mit dem Zellstoffwechsel. Bei jedem Abfall der Körpertemperatur um ein Grad Celsius verlangsamen sich biochemische Vorgänge um 5 bis 7 Prozent. Ohne Sauerstoff geht weniger Gewebe zugrunde. Die Hypothese erklärt, warum Ärzte früher möglichst tiefe Werte erreichen wollten. Sie waren der Meinung­, eine besonders gute Wirkung zu erzielen.

Heute haben Wissenschaftler an­dere Hypothesen vorzuweisen. Sie vermuten, dass Sauerstoffmangel nicht direkt­ zu unerwünschten Ereignissen auf zellulärer Ebene führt. Vielmehr setzt er eine Kaskade einzelner Er­eignisse in Gang, an deren Ende der Unter­gang von Gewebe im Gehirn steht. Jede Zelle benötigt neben Sauerstoff auch Adenosintriphosphat (ATP). Dieser universelle Energieträger sorgt dafür­, dass sich intrazelluläre Ionenspiegel nicht stark ändern. Unter ATP-Verbrauch werden Ionen gegen einen Konzentrationsunterschied transportiert. An der Zellmembran entsteht ein elektrisches Potenzial. Fehlt Sauerstoff, ist keine ATP-Synthese möglich. Membranpotenziale werden ausge­glichen. Das hat den Tod von Zellen zur Folge. Bemerkenswerterweise fördert selbst ein kleiner­ Temperaturabfall die Stabilität von Zellmembranen während Zeiten mit Sauerstoffmangel. Potenzialdifferenzen an der Zellmembran bleiben erhalten.

Ein gezieltes Temperaturmanagement kann auch dazu beitragen, Schäden durch oxidativen Stress zu minimieren. Bei der Reperfusion, also der Wiederherstellung des Blutflusses, gelangt schlagartig viel Sauerstoff in die Mitochondrien. Freie Radikale schädigen die mitochondriale DNA und weitere Strukturen bei niedrigen Temperaturen deutlich weniger als bei 36°C.

Nicht zuletzt führt der Untergang von Gewebe zu inflammatorischen Vorgängen. Sie verursachen einen erhöhten intra­kraniellen Druck, dem Kälte entgegenwirkt. /


Ausblick: Kryokonservierung

Frieren Ärzte Spermien oder Eizellen bei minus 135 bis minus 196°C ein, behalten Zellen über Jahre hinweg­ ihre Lebensfähigkeit. Chemische Gefrierschutzmittel wie Glycerin verhindern, dass sich Eiskristalle bilden. Ansonsten würden die Zellwände zerstört. Nach dem langsamen Auftauen sind die Zellen lebensfähig und können etwa im Zuge einer In-vitro-Fertilisation verwendet werden. Diese Kryokonservierung kann vor Chemotherapien sinnvoll sein, um später Kinder zu zeugen. Als Social Freezing, sprich Einfrieren von Eizellen ohne medizinischen Grund, ist das Verfahren zunehmend in die Kritik geraten­. Unbefruchtete Eizellen werden bei tiefen Temperaturen gelagert, um einen späteren Kinder­wunsch erfüllen zu können.



Beitrag erschienen in Ausgabe 21/2018

 

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