SIRS : Sepsis : MOV

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SIRS / Sepsis / Multiorganversagen
Teil 1: Einführung und Definitionen
Stellen Sie sich folgenden Fall vor:
Ein Patient erleidet einen Unfall mit verschiedenen lebensbedrohlichen Verletzungen (Polytrauma). Aufgrund
des erheblichen Blutverlustes befindet er sich im schweren Volumenmangelschock. Trotz korrekter
Volumentherapie durch den Notarzt kann erst in der Klinik eine definitive Kreislaufstabilisierung erreicht
werden. Nach Diagnostik und operativer Versorgung wird der Patient 8 Stunden nach dem Unfall auf die
Intensivstation aufgenommen. Blutdruck und Herzfrequenz zeigen seit 4 Stunden normale Werte. Eine
bereits intraoperativ begonnene Katecholamintherapie mit Dopamin in mittlerer Dosierung" wird
weitergeführt. Die Hände sind noch etwas kühl, allerdings deutlich wärmer als bei Aufnahme. Nachdem
anfänglich die Urinausscheidung nahezu sistierte, besteht jetzt eine zunehmende Diurese. Der Patient muß
mit einer FiO2 von 0,4 beatmet werden.
Verlaufsvariante 1: Nach 3 Tagen haben sich die geschilderten Befunde soweit gebessert, daß der Patient
am vierten Tag extubiert werden kann. Der Kreislauf ist ohne medikamentöse Unterstützung stabil. Einen
Tag später kann der Patient auf die Normalstation verlegt werden. Der weitere Verlauf ist komplikationslos.
Verlaufsvariante 2: Nach 3 Tagen hat sich der pulmonale Gasaustausch verschlechtert. Die erforderliche
FiO2 ist jetzt 0,55. Das anfangs blutige, sonst aber klare, Trachealsekret zeigt jetzt beim Absaugen
zunehmend zäh-gelbe Anteile. Deshalb wurde bereits eine Antibiotikatherapie begonnen. Die Peripherie ist
warm und gut durchblutet, die Herzfrequenz auf über 100/min erhöht. Trotz angemessener Volumentherapie
(ZVD 13 mmHg) kann der Blutdruck nur mittels einer Noradrenalin-Infusion im niedrig-normalen Bereich
(MAP um 65 mmHg) gehalten werden. Die Urinausscheidung verschlechterte sich ab dem zweiten Tag.
Inzwischen wird eine kontinuierliche Hämo-Diafiltration durchgeführt. Die negative Verlaufstendenz setzt sich
fort und 10 Tage nach dem Unfall kann von einem Multiorganversagen gesprochen werden. Der pulmonale
Gasaustausch erfordert eine FiO2 von 0,8 bei BIPAP-Beatmung. Die Dosierung von Nordadrenalin mußte
weiter gesteigert werden. Wegen abnehmender Werte des Herzminutenvolumens wurde zusätzlich eine
inotrope Therapie mit Dobutamin begonnen. Der Patient ist inzwischen mit einem PiCCOTM-System
monitorisiert. Die Körpertemperatur beträgt 38 °C, die Thrombozytenzahl ist auf Werte unter 100/nl gefallen.
Wenn wir davon ausgehen, daß die Verletzungen und die Therapie in der Initialphase in beiden Verläufen
gleich waren, so fragt man sich, warum hat sich der Patient in Variante 1 so rasch und unkompliziert erholt,
während es für den Patienten der zweiten Variante fraglich ist, ob er überleben wird.
Es muß also "irgendwas" im Organismus des zweiten Patienten geschehen sein, das diese dramatische
Verschlechterung ausgelöst hat.
Wenn ein Trauma des Organismus eine allgemeine Entzündungsreaktion hervorruft, die dann zu
zunehmenden Störungen lebenswichtiger Organe führen kann, sprechen wir von einem SIRS. "Trauma" ist
hier allgemein als "Schädigung" oder "Belastung" zu verstehen. Anstelle des Unfalls im Beispiel hätte auch
irgendeine andere Grundkrankheit als Auslöser fungieren können.
Was ist ein SIRS?
SIRS ist die Abkürzung der englischen Bezeichnung systemic inflammatory response syndrome. Man
kann das in etwa übersetzen mit "den Gesamtorganismus betreffende Entzündungsreaktion oder
Entzündungsantwort". Die Entwicklung eines SIRS ist immer Folge einer erheblichen Schädigung des
Organismus. Beispiele: Polytrauma, Blutungsschock, Pneumonie, Verbrennung, Anaphylaktischer Schock,
Peritonitis, Pankreatitis, kardiogener Schock, low cardiac output-Syndrom. Gefördert wird die Entwicklung
durch vorbestehende Risikofaktoren, wie zum Beispiel verminderte Abwehrkräfte.
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Wenn zur "Auslöser-Krankheit" eine nachgewiesene bakterielle, virale, oder fungale (Pilze) Infektion gehört,
spricht man von einer Sepsis. Diese kann man weiter unterteilen. Bei "schwerer Sepsis" sind ein oder
mehrere Organsysteme in ihrer Funktion eingeschränkt. Daneben können Zeichen der verminderten
Organdurchblutung nachweisbar sein, zum Beispiel eine Laktatazidose oder eine eingeschränkte Diurese.
Von "septischem Schock" spricht man, wenn keine ausreichende Organdurchblutung aufrecht erhalten
werden kann, erkennbar an zunehmender Laktatazidose und Organversagen.
Die Diagnose SIRS schließt also Sepsis mit ein. Im allgemeinen Sprachgebrauch spricht man allerdings
häufig von Sepsis oder SIRS.
Abgegrenzte, auch lebensbedrohliche, Organstörungen ohne generalisierte Reaktion des Organismus und
Einbeziehung weiterer Organe bezeichnet man nicht als Sepsis oder SIRS. Die oben genannten Beispiele
für "Auslöserkrankheiten" können auch auf das ursprünglich betroffene Organsystem beschränkt bleiben.
Aus all diesen Krankheiten kann sich aber ein SIRS entwickeln.
Entzündung / Infektion
Entzündung nennt man eine aktive Auseinandersetzung des Organismus mit schädlichen Einflüssen. Um
welche Art schädlicher Einflüsse es sich dabei handelt, ist für die Bezeichnung unwesentlich. Entzündung ist
nicht dasselbe wie Infektion. Entzündungsvorgänge können auch durch ein "steriles" Trauma ausgelöst
werden. Beispiele: Reaktion auf thermischen Reiz (Verbrennung), Gelenkentzündungen ("Arthritis"),
Perikarditis.
Unter Infektion versteht man die Auseinandersetzung mit Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Viren) oder
deren Toxinen (siehe unten). Auch diese bewirkt eine Entzündung.
Eine Entzündung kann lokal begrenzt sein, zum Beispiel als Reaktion auf einen Insektenstich. In der
Umgebung des Einstichs treten die "klassischen Entzündungszeichen" auf:
Rötung des betroffenen Gewebes (Rubor), im wesentlichen durch vermehrte Durchblutung,
Überwärmung (Calor) durch vermehrte Durchblutung und aktive Entzündungsvorgänge,
Schwellung (Tumor) durch Austritt von Flüssigkeit, Eiweißstoffen, und Zellen aus den Blutgefäßen in das
umgebende Gewebe (Entzündungsödem),
Schmerz (Dolor). Alle diese Vorgänge werden durch sogenannte Mediatoren gesteuert.
Die genannten klassischen vier Entzündungszeichen wurden bereits von Celsus im Jahre 25 n.
Chr. benannt. Galen (130 - bis 200 n. Chr.) fügte noch ein fünftes Zeichen hinzu: die gestörte
Organfunktion (Functio laesa).
Entzündungssymtome können sich im Gesamtorganismus ausbreiten. Ein einfaches Beispiel für
Allgemeinsymptome im Rahmen einer Infektion ist die Temperaturerhöhung (Fieber). Bei normalem
"Gleichgewicht" zwischen Abwehrlage des Organismus und Art der Schädigung führen die
Entzündungsvorgänge zur Wiederherstellung der Gesundheit.
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Multiorganversagen
Können im Verlauf eines SIRS mehrere Organe ihre Funktion nicht mehr ausreichend wahrnehmen
(Nierenversagen, Lungenversagen bzw. ARDS, "Kreislaufversagen"), spricht man von einem
Multiorganversagen (MOV) oder (engl.) multi organ failure (MOF) oder multi organ dysfunction syndrome
(MODS).
Kurz: "Auslöserkrankheit"
SIRS
Multiorganversagen.
Häufigkeit von SIRS und MODS
Allgemeingültige Angaben können nicht gemacht werden, da auf jeder Intensivstation ein anderes Spektrum
von Grundkrankheiten zu finden ist. Sicher hat die Häufigkeit in den vergangenen Jahren stetig
zugenommen. Dies läßt sich durch Fortschritte der Medizin erklären. Immer mehr ältere Patienten mit
diversen Vorerkrankungen und geschwächtem Abwehrsystem werden aufwändigen medizinischen
Maßnahmen unterzogen. Nicht zuletzt überleben mehr schwerkranke Patienten dank der Fortschritte der
medizinischen Versorgung. SIRS und Multiorganversagen sind in dieser Häufigkeit erst durch die moderne
Intensivmedizin möglich geworden und erfordern andererseits diese zu ihrer Behandlung.
Häufigkeit und Mortalität: Eine im Jahr 2000 veröffentlichte Literatursichtung unterteilt nach
Schweregrad in "SIRS", "Sepsis", "schwere Sepsis", und "septischen Schock" (siehe weiter oben).
Danach tritt "SIRS" bei mehr als 33 % aller Krankenhauspatienten, mehr als 50 % aller
Intensivpatienten, und mehr als 80 % aller chirurgischen Intensivpatienten auf. Die Mortalität ist bei
SIRS 10 %, bei Sepsis 20 %, bei schwerer Sepsis 20 bis 40 %, und bei septischem Schock 40 - bis
60 %. Diese Zahlen könnten in einer anderen Untersuchung anders ausfallen. Es geht jedoch auf
jeden Fall daraus hervor, daß es sich um ein "ernstes Problem" der modernen Medizin handelt.
Mechanismen der Krankheitsentwicklung ("Pathogenese")
Die Pathogenese = Krankheitsentwicklung beschreibt die Abläufe im Verlauf einer Krankheit. Davon zu
unterscheiden ist die Ätiologie = Ursache.
Voraussetzung für die Entwicklung eines SIRS ist die Aktivierung sogenannter Mediatorsysteme, die sich
im Verlauf verselbstständigen können.
Mediatoren bzw. Mediatorsysteme (lat. Mediator = Mittelsperson) nennt man Stoffe, die
Entzündungsvorgänge steuern. Im Verlauf einer Entzündung werden solche Stoffe aus inaktiven Vorstufen
im Blutplasma aktiviert oder aus Zellen freigesetzt. Es gibt "proinflammatorische" Mediatoren, die
Entzündungsvorgänge fördern, und solche, die entzündungshemmend ("antiinflammatorisch") wirken.
Durch Verschiebungen dieses, sehr komplizierten, Gleichgewichts kann der Organismus auf verschiedene
schädigende Einflüsse angemessen reagieren.
An diesen Abläufen sind Blut- und Gewebszellen beteiligt. Die wichtigsten dieser "Entzündungszellen" sind
Granulozyten und Makrophagen. Makrophagen heißen wörtlich übersetzt "große Freßzellen", weil sie
Bakterien und Toxine "auffressen". Die Granulozyten sind die Hauptfraktion der weißen Blutkörperchen
(Leukozyten). Makrophagen finden sich im Blut (Monozyten) und im Gewebe (Histiozyten). Die Aufgabe der
"Entzündungszellen" ist die Erkennung körperfremder Substanzen, Weitergabe von Abwehrinformationen,
Zerstörung von Bakterien und Toxinen, und Entfernung der Restsubstanzen. Bildung und Freisetzung von
Mediatoren sind ein Teil dieser Vorgänge. Auch die Thrombozyten und die Endothelzellen (Auskleidung
der Blutgefäße) sind aktiv an diesen Abläufen beteiligt.
Alle diese Vorgänge sind ursprünglich sinnvolle Abwehrmechanismen des Organismus. Entwickelt sich ein
SIRS, ist das Gleichgewicht zwischen entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Vorgängen
gestört. Abwehrvorgänge, die eigentlich Bakterien abtöten oder deren Giftprodukte (Toxine) neutralisieren
sollen, richten sich - zum Teil - gegen körpereigenes Gewebe. Darüber hinaus bleiben die
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Entzündungsvorgänge nicht auf eine anfänglich betroffene Körperregion oder ein Organ beschränkt,
sondern breiten sich unkontrolliert im Gesamtorganismus aus.
Mediatorenbestimmung? Wissenschaftliche Arbeiten über SIRS und Sepsis widmen sich ausführlichst den
Mediatorsystemen. Für die Aufklärung der Entzündungsvorgänge im Rahmen der Grundlagenforschung ist
das Verstehen der Systeme natürlich eminent wichtig. Aus dem Wissen über die Mediatorsysteme konnten
bisher allerdings noch keine allgemein klinisch anwendbaren Therapieansätze entwickelt werden.
Zunehmend werden in der Klinik Blutkonzentrationen einzelner Mediatoren bestimmt. Ob dieses Vorgehen zusätzlich zur Bestimmung allgemeiner Entzündungsparameter wie Leukozytenzahl und C-reaktives Protein
(CRP) - entscheidende Vorteile für die praktische Behandlung hat, sei dahingestellt.
Als proinflammatorisch gelten zum Beispiel die Mediatoren ("Zytokinine") Interleukin-1 (IL-1), IL-6, IL-8,
Makrophagen-Inhibitor-Faktor (MIF), und Tumor-Nekrose-Faktor (TNF).
Procalcitonin (PCT) ist bei Endotoxinanwesenheit im Organismus erhöht und kann auf Bakterien oder Pilze
(nicht Viren) als Krankheitsauslöser hinweisen, aber auch auf eine gestörte Darmbarriere (siehe weiter
unten).
Beispiele für antiinflammatorische Mediatoren sind IL-2, IL-4, IL-10, und Interferron-Gamma.
Therapie
Eine wirksame und gesicherte Therapie der allgemeinen Entzündungsreaktion gibt es nicht. Insbesondere
haben sich bisher alle Versuche, mit speziellen Antikörpern in das Gleichgewicht zwischen
entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Mediatoren einzugreifen, als unwirksam oder
schädlich erwiesen. Auch für die Gabe von Immunglobulinen fehlt ein Wirksamkeitsnachweis. Deshalb muß
sich die Behandlung auf die einzelnen Organstörungen konzentrieren. Der einzige allgemeine
Therapieansatz zur Unterdrückung der "aus dem Ruder laufenden" Entzündungsvorgänge ist die weiter
unten beschriebene Gabe von Glukokortikoiden.
Teilweise wird sogar postuliert, daß die Bezeichnungen "SIRS" und "MODS" entbehrlich sind. Alternativ
könnte man zum Beispiel sagen: "Ein Patient hat eine schwere periphere Vasodilatation und ein ARDS und
ein Akutes Nierenversagen".
Teil 2: Wie kommt es zur Aktivierung der Entzündungsvorgänge?
Darmbarrierestörung und Translokation von Toxinen und Bakterien,
Pfortadersystem und Leber
Man geht nach derzeitigem Kenntnisstand davon aus, daß die massive Konfrontation des Organismus mit
Bakterientoxinen der wesentliche Auslöser für die Entwicklung eines SIRS ist. Die Bakterien können "von
außen" in den Organismus gelangen. Das ist dann eine Infektion. Beispiel: Aspiration bakterienhaltigen
Materials in die Lunge. Eine Infektion führt immer erst zu einer lokalen Entzündungsreaktion. Erst bei
massiver Einwirkung von Bakterien oder geschwächter Abwehrlage breiten sich die Entzündungsvorgänge
über den Gesamtorganismus aus. Das sich entwickelnde SIRS gehört dann zur Untergruppe Sepsis.
Bakterien oder Bakterientoxine können aber auch aus dem Darm des Patienten, - wo sie normalerweise
ohne zu schaden leben, in den Organismus übertreten. Das wäre dann ein SIRS im engeren Sinne. Aus
vielen Untersuchungen ist bekannt, daß im Rahmen eines "Kreislaufschocks" (niedriger Blutdruck und
niedriges HZV) die Sauerstoffversorgung des Darms gefährdet ist. Dies macht sich unter anderem als
Funktionsstörung der Darmwand bemerkbar. Das Organ Darm kann eine seiner wichtigsten Aufgaben nicht
mehr wahrnehmen: Die Trennung des - bakteriell besiedelten - Inhalts vom übrigen Organismus. Man sagt:
Die Darmbarriere ist gestört. Bakterientoxine gelangen ins Blut und über die Pfortader in die Leber. Dort
initiieren sie Entzündungsabläufe (Abb.1). Die Leber hat eine erhebliche Fähigkeit zur Neutralisation von
Toxinen, wodurch eine Einschwemmung in die übrige Zirkulation gemindert oder vermieden werden kann.
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Allerdings führt die Auseinandersetzung des Organs mit den eingeschwemmten Toxinen zur
Mediatorenausschüttung in die Blutbahn.
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Darm- und Leberdurchblutung
Toxine, die in andere Venengebiete gelangen werden schließlich im Lungenkapillarnetz "abgefangen".
Darauf wird im entsprechenden Abschnitt weiter unten eingegangen.
Diese Vorgänge werden als wesentlich für die Auslösung eines SIRS angesehen. So wird auch verständlich,
daß verschiedenartigste Grundkrankheiten in ein SIRS münden können. In Grenzfällen entscheidet es über
das Schicksal des Patienten, wie ausgeprägt die "Barrierestörung" ist.
"Wundernetze": Fast im gesamten Organismus läuft der Blutfluß nach folgendem Schema ab:
Rechtes Herz
Lungenstrombahn
Linkes Herz
Körperarterien
Gewebskapillaren
Körpervenen
Rechtes Herz.
Es gibt aber einige wenige Bereiche der Körperstrombahn, in denen zwei Kapillargebiete
"hintereinander geschaltet" sind. Die Venen, in denen sich das Blut aus dem ersten Kapillargebiet
sammelt, führen nicht zum Herzen, sondern verzweigen sich erneut zu einem zweiten
Kapillargebiet. Erst aus diesem wird das Blut dann zum rechten Herzen geleitet. Man nennt das
zweite Kapillargebiet "venöses Wundernetz" (Rete mirabile).
Ein Bereich betrifft die Durchblutung von Darm und Leber. Das Blut aus dem Kapillargebiet des
Darms sammelt sich in der Pfortader (Vena portae). Diese führt zur Leber und verzweigt sich dort in
das Kapillarnetz dieses Organs. So können aus dem Darm aufgenommene Stoffe sofort im
wichtigsten Organ des biochemischen Stoffwechsels weiter verarbeitet werden. Erst danach wird
das Blut über die Lebervenen zur unteren Hohlvene geleitet (Abb.1).
Ein zweiter Bereich ist viel kleiner und betrifft die Durchblutung der Hypophyse
(Hirnanhangsdrüse). Aus Teilen des Gehirns (Hypothalamus) werden Stoffe zur Hormonregulation
über kleine "Zwischenvenen" zur Hypophyse transportiert. Dieses "Wundernetz" spielt unter
anderem eine Rolle bei der Regulation der Nebennierenrinden-Hormone, die weiter unten
besprochen wird.
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Auch im arteriellen Bereich gibt es ein "Wundernetz": Die Kapillaren der Nierenglomerula vereinigen sich
zu neuen kleinen Arterien (Vasa efferentia), die wenig später in das Kapillarnetz des Nierengewebes
münden.
Toxine (Giftstoffe)
Man unterscheidet Endotoxine und Exotoxine. Exotoxine werden von Bakterien produziert und an die
Umgebung abgegeben. Endotoxine sind in den Bakterien und werden nur frei wenn diese absterben.
Ein Sonderfall ist die JARISCH-HERXHEIMER-Reaktion: Als Folge eines schnellen
Bakterienzerfalls durch Antibiotikatherapie werden kurzfristig größere Mengen Endotoxin frei und
führen zu akuten Entzündungszeichen (Schüttelfrost, Fieber, Blutdruckabfall).
Vorbeugung und Therapie
An erster Stelle steht die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Durchblutung und Oxygenisierung der
Bauchorgane, das heißt konsequente Volumentherapie und Optimierung des Sauerstoffangebots.. Ist die
"Mediatorenkaskade" erst einmal "ins Rollen" gekommen, sind die Therapiemöglichkeiten begrenzt.
Frühzeitige enterale Nährstoffzufuhr: Eine partielle enterale Ernährung hat verschiedene Vorteile:
Normalisierung der bakteriellen Darmflora, Stressulkusprophylaxe, Zufuhr von Vitaminen und
Spurenelementen, Normalisierung der Darmmotilität und -durchblutung, Aufrechterhaltung der Darmbarriere.
Unter dem Gesichtspunkt der weiter oben beschriebenen Darmbarrierestörung gewinnen diese Aspekte
besondere Bedeutung. Es sollte auf jeden Fall versucht werden, gefährdeten Patienten möglichst frühzeitig
enteral Nährstoffe zuzuführen. Wichtig ist, aus den erwähnten Gründen, daß überhaupt ein Teil der Nahrung
enteral verabfolgt wird. Schon die Zufuhr sehr kleiner Mengen kann zur Aufrechterhaltung der Integrität der
Darmfunktion beitragen. Die Sicherstellung einer ausreichenden Kalorienzufuhr kann ohne weiteres parallel
dazu auf intravenösem Weg erfolgen. Wesentlich ist die Nährstoffzufuhr, nicht die Ernährung.
Praktische enterale Nahrungszufuhr: Nach Stress oder Trauma nimmt der Dünndarm seine Funktion im
allgemeinen schneller wieder auf als der Magen. Wenn infolge einer postoperativen "Lähmung" des Magens
(Magenatonie) zugeführte Flüssigkeiten und Nährlösungen nicht transportiert werden, ist meistens trotzdem
eine enterale Ernährung über eine Dünndarmsonde möglich. Auch eine "stille Aspiration" von
Sondennahrung ist bei Zufuhr über den Magen leichter möglich als bei Zufuhr über den Dünndarm. Die
Zufuhr über eine Magensonde kann in Einzelportionen im Abstand von einigen Stunden erfolgen. Vorher
muß jeweils probeweise abgesaugt werden, um zu sehen ob die vorherige Portion auch transportiert wurde.
Die Nährstoffzufuhr über den Dünndarm erfolgt im allgemeinen kontinuierlich mittels Pumpe.
"Immunnutritive enterale Ernährung": Neben diesen allgemeinen Aspekten gibt es Hinweise, daß
speziell zusammengesetzte enterale Nährlösungen die Entwicklung eines SIRS beeinflussen können. So
soll insbesondere die enterale Zufuhr der Aminosäuren Glutamin und Arginin, sowie von sogenannten
Omega-3-Fettsäuren die Gefahr der Entwicklung eines SIRS bei gefährdeten Patienten vermindern
Es wird vermutet, daß folgende Vorgänge dies erklären: Aus der Darmschleimhaut werden im
Rahmen des katabolen Stoffwechsels Proteine zur Glukoneogenese mobilisiert. Die lokale Zufuhr
von Aminosäuren kann evtl. den Katabolismus im Darm reduzieren und dadurch helfen, die
wichtigen Funktionen dieses Organs zu erhalten. Omega-3-Fettsäuren sind wesentliche Bausteine
der Zellmembranen. Außerdem werden sie zum Teil in Mediatoren umgebaut. Die enterale Zufuhr
soll das "Mediatorengleichgewicht" günstig beeinflussen. Eine "großzügige" Anwendung der
"Immunnutritiven enteralen Ernährung" wird derzeit empfohlen.
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Nachgewiesene bakterielle Infektionsherde müssen, wenn möglich, chirurgisch saniert werden.
Vermutete oder nachgewiesene Infektionserreger müssen antibiotisch bekämpft werden.
Paradoxerweise kann sich eine Antibiotikatherapie negativ auf die Integrität der Darmbarriere auswirken.
Offensichtlich haben sich die "normalen" Darmkeime und die Darmwand im Laufe der Evolution aneinander
angepaßt. Dieses "Zusammenspiel" wird durch Antibiotika gestört.
Neben den negativen Einflüssen auf den Darm werden auch Infektionen mit schwer behandelbaren
Krankenhauskeimen gefördert (nosokomiale Infektionen).
Natürlich kann daraus nicht gefolgert werden, eine notwendige antibiotische Therapie zu
unterlassen.
"Intensivierte Insulintherapie": Bei Patienten mit hohem Risiko für die Entwicklung eines SIRS, wird
empfohlen, erhöhte Blutglukosespiegel "aggressiv" mit Insulin zu behandeln. Idealerweise sollen
Normalwerte angestrebt werden.
Neben der geschilderten Bedeutung der Leber in der Entwicklung eines SIRS kann dieses Organ natürlich
selbst "Opfer" des SIRS werden. Eine eingeschränkte Leberfunktion ist erkennbar an erhöhten
Plasmawerten der sogenannten Leberenzyme (ASAT, ALAT) und des Bilirubins. In sehr schweren Fällen
kann nicht ausreichend Harnstoff - als Vehikel der Stickstoffausscheidung - gebildet werden. Stickstoff findet
sich dann im Blut als Ammoniak (NH3), einem starken Nervengift. Die Synthese von Gerinnungsfaktoren ist
vermindert, der Quick-Wert sinkt, und die Blutungsneigung ist erhöht. Eine gesicherte spezifische Therapie
gibt es nicht.
Abdominelles Kompartmentsyndrom: Viele schwerkranke Intensivpatienten haben einen "aufgeblähten"
harten Bauch. Es ist leicht vorstellbar, daß durch den erhöhten Druck im Bauchraum die Durchblutung der
Bauchorgane negativ beeinflußt wird. Häufig steigt der Beatmungsdruck weniger wegen einer
Lungenschädigung, sondern aufgrund des hohen "Gegendrucks" über das Zwerchfell an. Somit wird zum
einen die Lungenbelüftung verschlechtert, zum anderen ist dem intraabdominellen Druck durch die
Beatmung ein "Ausweichventil" genommen. Es wird zum Teil empfohlen den Druck im Bauchinneren zu
bestimmen - über die Messung des Drucks in der Harnblase - und gegebenenfalls eine vorübergehende
chirurgische Entlastung ("offene" Bauchdecken, wie bei einer "Etappenlavage") zu erwägen.
Teil 3: Blutkreislauf, Herz
Stickstoffmonoxid (NO)
NO ist sehr kurzlebiger, aber sehr wirksamer Vasodilatator. NO wird ständig in kleinen Mengen in den
Endothelzellen gebildet und trägt zur physiologischen Regulation der Gefäßweite bei. Medikamentös kann
die Freisetzung durch sogenannte NO-Donatoren gesteigert werden .
Liegt ein SIRS vor, ist die Produktion von Stickstoffmonoxid massiv gesteigert. Das verantwortliche Enzym
heißt induzierbare NO-Synthetase (iNOS). Enzyme sind Stoffe im Organismus, die chemische Reaktionen
ermöglichen oder fördern. iNOS wird unter dem Einfluß von Entzündungsmediatoren von Endothelzellen und
Makrophagen vermehrt produziert. NO ist bakteriotoxisch, was eventuell die erhöhte Synthese erklären
könnte. In höherer Konzentration schädigt NO körpereigene Gewebe.
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Folgen der erhöhten NO-Produktion:
Blutdruckabfall durch Gefäßweitstellung: Die exzessiv gesteigerte NO-Freisetzung führt zur
ausgeprägten Gefäßweitstellung. Der periphere Widerstand fällt, und damit der Blutdruck. Ein
ausreichender Perfusionsdruck für die Organe kann nicht aufrecht erhalten werden.
Fehlverteilung des regionalen Blutflusses: Normalerweise reguliert der Körper die Verteilung des
Blutflusses (des Herzminutenvolumens) anteilig auf die einzelnen Organgebiete entsprechend deren
jeweiligem Sauerstoffbedarf. Zum Beispiel wird nach einer Mahlzeit ein höherer Anteil des HZV in den
Magen-Darm-Bereich gelenkt, dagegen wird während körperlicher Betätigung die Skelettmuskulatur besser
durchblutet. Unter den Bedingungen einer allgemeinen Entzündungsantwort ist diese Regulation gestört.
Manche Organe können "luxusdurchblutet" werden, während andere gleichzeitig Sauerstoffmangel erleiden.
Gestörte Sauerstoffverwertung in den Gewebszellen: Die Gewebszellen sind nicht in der Lage das
Sauerstoffangebot adäquat zu verwerten. Der Sauerstoffverbrauch ist niedrig, die gemischt-venöse
Sättigung relativ hoch.
Zeichen eines verminderten oxydativen Stoffwechsels (gestörte Organfunktionen, Laktatazidose) sind also
sowohl durch ein reduziertes Angebot, als auch die gestörte Verwertung auf zellulärer Ebene zu erklären.
Vermindertes Ansprechen der Blutgefäßen auf Katecholamine: Sowohl körpereigene Hormone, als
auch medikamentös zugeführte Substanzen entfalten nicht die normale Wirksamkeit.
Das Herzminutenvolumen ist in der Frühphase im allgemeinen erhöht, eine normale Reaktion auf den
verminderten Gefäßwiderstand. Es hat sich dafür der Ausdruck "hyperdyname Phase" eingebürgert. Eine
weitere Steigerung, die trotz des extrem niedrigen peripheren Gefäßwiderstands einen ausreichenden
arteriellen Blutdruck aufrecht erhält, ist im allgemeinen nicht möglich. Dies wird als Hinweis auf eine
Schädigung des Myokards und eine unzureichende Fähigkeit des Herzens zur kompensatorischen HZVSteigerung angesehen ("septische Kardiomyopathie"). Sinkt das Herzminutenvolumen im Verlauf ab,
spricht man von "hypodynamer Phase".
Lungenstrombahn und rechtes Herz
Während bei den meisten kardiologischen Krankheiten (zum Beispiel Herzinfarkt) die Funktion des linken
Ventrikels wesentlich für den Krankheitsverlauf ist, ist bei SIRS und ARDS häufig der rechte Ventrikel
vermehrter Arbeitsbelastung ausgesetzt. Entzündliche Veränderungen im Kapillargebiet der
Lungenstrombahn können im Rahmen eines SIRS auftreten und den pulmonalen Gefäßwiderstand erhöhen.
Diese Vorgänge führen zu erhöhtem Pulmonalarteriendruck. Die Kombination von niedrigem systemischen
Blutdruck, also auch niedrigem Druck in den Koronararterien, - und erhöhtem Druck im rechten Ventrikel
vermindert den Koronarperfusionsdruck des rechten Ventrikels.
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Abbildung 2: Durchblutung des rechten Ventrikels unter Normalbedingungen (12 = RVEDP)
Normalerweise hat der rechte Ventrikel gute Bedingungen der Sauerstoffversorgung. Während im Myokard
des linken Ventrikels eine relevante Durchblutung nur in der Diastole stattfindet , ist im rechten Ventrikel über
den gesamten Herzzyklus der Druck in den Koronararterien höher als im Myokard Ein Absinken des
Systemblutdrucks (und damit des Koronararteriendrucks) bei gleichzeitiger Erhöhung des Drucks in den
Pulmonalarterien und damit im rechten Ventrikel verschlechtert allerdings die Koronarperfusion. Diese
Situation liegt bei SIRS und ARDS, aber auch bei einer Lungenembolie, vor (Abb.4). Das "rechte Herz" kann
so leicht zum limitierenden Faktor der ausreichenden Kreislauffunktion werden.
Abbildung 3: Koronarperfusion des rechten Ventrikels unter Normalbedingungen
Abbildung 4: Koronarperfusion des rechten Ventrikels bei erhöhtem pulmonalem Gefäßwiderstand
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Therapie
Es gelten die allgemeinen Grundsätze der optimalen Vorlast- und Nachlasteinstellung, sowie der
Optimierung des Sauerstoffangebots.
Eine "großzügige" Transfusion von Erythrozyten führt zwar zur Erhöhung des errechneten
Sauerstoffangebots (DO2), häufig aber nicht zu einer entsprechenden Erhöhung der Sauerstoffaufnahme
(VO2). Neben der entzündungsbedingten gestörten Sauerstoffverwertung wird dafür die schlechtere
Sauerstoffabgabe von "Konservenblut" verantwortlich gemacht. Hb-Werte zwischen 8 und 10 g/dl können im
allgemeinen als ausreichend angesehen werden. Steigt jedoch der gemessene Sauerstoffverbrauch nach
einer Transfusion an oder bessern sich indirekte Zeichen einer unzureichenden Sauerstoffversorgung
(Diurese, Laktat, periphere Durchblutung), so zeigt dies, daß die Transfusion wohl sinnvoll war.
Zur Frage, ob zur "Volumentherapie" kristalloide Lösungen (Ringer-Laktat, NaCl 0,9 %) oder kolloide
Lösungen (Hydroxyäthylstärke = HÄS) günstiger sind, gibt es keine gesicherten Erkenntnisse.
Humanalbumin soll auf keinen Fall verwendet werden.
Aufgrund der oben beschriebenen Verminderung des Gefäßwiderstands gelingt es, auch bei optimaler
Vorlasteinstellung, häufig nicht, einen ausreichenden Perfusionsdruck zu erzielen. Es ist fast immer eine
medikamentöse Erhöhung des peripheren Gefäßwiderstands erforderlich. Noradrenalin (ArterenolTM) gilt
als Katecholamin der Wahl. Es hat am wenigsten negative Nebenwirkungen auf die Durchblutung innerer
Organe (Leber, Magen, Darm) und ausreichende Potenz (intrinsic activity). Aufgrund der NO-Wirkungen sind
häufig hohe Dosierungen erforderlich. Durch zwei ergänzende Maßnahmen kann die Ansprechbarkeit
gesteigert werden: Glukokortikoidgabe:
Verwendung von Ketamin (Ketanest-STM) als Teil der
Analgosedierung. Ketamin hat vasokonstriktorische Eigenschaften.
Arginin-Vasopressin, ein im Hypophysen-Hinterlappen (siehe Anhang) gebildetes Hormon, auch unter dem
Namen Antidiuretisches Hormon (ADH) bekannt, ist ein potenter Vasokonstriktor.
Die natürliche Ausschüttung des Hormons aus der Hypophyse ist in vasodilatatorischen
Schockzuständen nicht adäquat. Bei kardiochirurgischen Patienten und bei Patienten im septischen
Schock mit hohem Noradrenalinbedarf kann der arterielle Mitteldruck durch die Infusion von
Arginin-Vasopressin gesteigert und der Noradrenalinbedarf reduziert werden. Arginin-Vasopressin
wird bei solchen Patienten als Ergänzung bzw. Alternative zur Noradrenalintherapie empfohlen.
Ein anderer Einsatzbereich ist die kardiopulmonale Reanimation.
Das Medikament DDAVP (Desmopressin, MinirinTM) ist gegenüber dem natürlichen Hormon
chemisch geringfügig verändert und hat andere Einsatzgebiete: Förderung der Blutgerinnung oder
Behandlung eines Zentralen Diabetes insipidus, das heißt Ausfall der körpereigenen ADHProduktion, im allgemeinen bei hirntoten Patienten.
Wie hoch sollen der Blutdruck und das HZV sein? Diese Frage kann nicht "pauschal" beantwortet
werden. Entscheidend sind die erfaßbaren klinischen Zeichen einer ausreichenden Gewebsdurchblutung.
Das sind in erster Linie eine warme rosige Peripherie und eine normale Urinausscheidung. Als einfache
Laborwerte stehen der pH-Wert des Blutes (metabolische Azidose?) und das Laktat (anaerober
Stoffwechsel?) zur Verfügung. Aufwändigere Untersuchungen betreffen den pH-Wert der Magenschleimhaut
(pHi), stellvertretend für die übrigen Bauchorgane, und die Indocyanin-Clearance durch die Leber. Der
Nutzen der pHi-Bestimmung ist sehr umstritten, die Bestimmung der Indocyanin-Clearance recht aufwändig.
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Geht es auch weniger aufwändig? In den meisten Fällen ist ein arterieller Mitteldruck zwischen 60 und 70
mmHg ausreichend. (Wenn der untere Druckalarm am Monitor auf 60 steht und nicht "andauernd" anspringt
ist das in Ordnung.) Besteht eine zu geringe Diurese kann sie evtl. durch einen etwas höheren
Perfusionsdruck (über 70 mmHg) gebessert werden. Das muß man ausprobieren. Die Hände des Patienten
sollten warm und rosig sein. Wichtig ist vor allem, daß Katecholamine immer der zweite Schritt nach
Optimierung des Blutvolumens sind, und die Vorlast auch im Verlauf regelmäßig kontrolliert und
gegebenenfalls korrigiert werden muß.
Besteht - trotz optimaler Vorlast - ein zu niedriges HZV, muß man versuchen, es mit positiv inotropen
Katecholaminen zu steigern. In erster Linie wird Dobutamin (DobutrexTM) empfohlen. Dobutamin soll günstig
für die Durchblutung der Bauchorgane sein und - im Vergleich zu Dopamin - weniger negative Einflüsse auf
das Immunsystem haben. Die intrinsische Aktivität von Dobutamin ist allerdings begrenzt und in manchen
Fällen wird man ohne das stärker wirksame Adrenalin (SuprareninTM) nicht auskommen.
Teil 4: Gestörte Endothelfunktion, Kapilläres Leck, Migration von
Entzündungszellen, Blutgerinnung, Verbrauchskoagulopathie
Die Endothelzellen, welche die Blutgefäße von innen auskleiden, sind nicht nur passive Teile eines
Röhrensystems. Sie sind vielmehr wesentlich mit verantwortlich für die Regulierung der Gefäßweite, die
Durchlässigkeit der Kapillaren für alle möglichen Stoffe, die lokale Unterhaltung entzündlicher Vorgänge, und
die Aufrechterhaltung des "Gerinnungsgleichgewichts" (Abb.5). Der dauernde Kontakt mit dem
vorbeifließendem Blut ermöglicht sowohl die Abgabe von Stoffen aus dem umgebenden Gewebe in den
Blutstrom, als auch die Aufnahme von Stoffen, die andernorts ins Blut abgegeben wurden.
Kapilläres Leck
In Entzündungssituationen ist die Durchlässigkeit der Kapillarwände für Entzündungszellen und Eiweiße
erhöht (capillary leakage syndrome"). Proteine, Zellen, und Wasser sammeln sich im umgebenden Gewebe
und bilden ein entzündliches interstitielles Ödem". Das Entzündungsödem verlängert die Diffusionsstrecke
des Sauerstoffs von den Erythrozyten in die Gewebszellen. Im weiteren Verlauf bilden sich in diesem
eiweißreichen Ödem Bindegewebszellen (Fibrozyten), wodurch eine Rückführung des Wassers in die
Blutgefäße weiter erschwert wird.
Abbildung 5: Vorgänge an der Kapillare
11
Das Gleichgewicht der Wasserverteilung zwischen intravasalem und extravasalem Raum wird
von verschiedenen Kräften beeinflußt:
Differenz zwischen dem Blutdruck in den Blutgefäßen und dem Flüssigkeits- und Gewebsdruck
im umgebenden interstitiellen Raum. Ein Beispiel für den druckbedingten Wasseraustritt aus den
Kapillaren ins umgebende Gewebe ist das interstitielle Lungenödem bei Insuffizienz des linken
Ventrikels. Der Rückstau von Blut in die Lungenstrombahn führt zum Anstieg des hydrostatischen
Drucks in den Lungenkapillaren. Da im Lungengewebe selbst der Druck gleich bleibt, verläßt
Wasser die Kapillaren . Entzündungsvorgänge steigern den Kapillardruck durch Engstellung der
kleinen Venen. Diese Abflußbehinderung führt zum Flüssigkeitsstau im Kapillarsystem und
erleichtert die Migration von Zellen und Eiweißstoffen in die Umgebung.
Differenz zwischen dem kolloidosmotischen Druck im Plasma und im Gewebe. Unter
Normalbedingungen sind die Wände der Kapillaren für Eiweißstoffe nicht ohne weiteres
durchlässig. Unter Entzündungsbedingungen treten jedoch Eiweißstoffe und Zellen in das
umgebende Gewebe aus. Die Differenz des kolloidosmotischen Drucks zwischen Gefäßlumen und
Umgebung wird dadurch vermindert, der Wasseraustritt gefördert.
Der Austritt von Eiweißstoffen und Zellen ist an sich sinnvoller Teil der körpereigenen Abwehr.
Nur die "Verselbstständigung" bei SIRS und Sepsis ist er unerwünscht.
Therapie
Eine spezielle Therapie zur Vermeidung oder Behandlung des kapillaren Lecks gibt es nicht. Wahrscheinlich
trägt die allgemeine entzündungshemmende Wirkung von Glukokortikoiden (siehe weiter unten) zur
"Abdichtung" der Gefäßwände bei. Auf keinen Fall sollte ein erniedrigter Plasmaeiweißspiegel durch
Infusionen von Humanalbumin ausgeglichen werden. Albumin ist ein langlebiger Eiweißstoff, der in den
interstitiellen Raum wandert und dort zur Entstehung des Ödems beiträgt. Für eine erforderliche akute
Volumentherapie soll kristalloide Lösung (Ringer oder NaCl 0,9 %) oder Hydroxyäthylstärke verwendet
werden. Frischplasma darf ausschließlich zur Behandlung klinisch relevanter plasmatischer
Blutgerinnungsstörungen eingesetzt werden. Es hat bezüglich des kapillären Lecks dieselben negativen
Begleitwirkungen wie Humanalbuminlösung.
Manchmal wird argumentiert, ein niedriger Albumingehalt des Plasmas würde das Gleichgewicht
zwischen freien und eiweißgebundenen Medikamentenanteilen verändern. Es ist heute Standard,
potenziell toxische Medikamente unter Kontrolle der Blutspiegel zu dosieren. Nachteile aus einer
verminderten Bindungskapazität der Plasmaeiweiße ergeben sich daher nicht.
Migration von Zellen
Unter Entzündungsbedingungen haften die im Blut vorhandenen Granulozyten an den Endothelzellen der
Kapillaren. Sie durchwandern daraufhin die Kapillarwand und "bekämpfen" im umgebenden Gewebe
Bakterien und deren Toxine. Dies kann lokal begrenzt geschehen oder nahezu alle Organe des Organismus
betreffen.
Blutgerinnung
Die veränderten Eigenschaften des Kapillarendothels, der in manchen Regionen verminderte Blutfluß, und
nicht zuletzt die Einflüsse der verschiedenen Mediatoren führen zur Freisetzung von Gewebsthromboplastin
(tissue factor), Anheftung von Thrombozyten an die Kapillarwände, und zur Aktivierung der Fibrinbildung.
Diese Abläufe heißen Disseminierte intravasale Gerinnung = DIG. Eine solche Verschiebung des
12
"Gerinnungsgleichgewichts" nennt man auch Verbrauchskoagulopathie. In den Kapillaren bilden sich
Thromben, wodurch die Sauerstoffversorgung gefährdet wird. Die aktivierte Fibrinbildung und begleitende
verstärkte Fibrinolyse ist an erhöhten Werten der sog. D-Dimere erkennbar. Die Thrombozytenzahl im
Plasma fällt.
Therapie
Durch niedrig dosiertes Heparin und die Gabe von Antithrombin kann man versuchen, die
Gerinnungsaktivierung zu hemmen. Diese Therapie erscheint logisch und ist weit verbreitet. Ein Bewies für
einen positiven Einfluß auf den Krankheitsverlauf steht aber aus. Klinisch relevante Blutungen müssen
mittels Frischplasma und/oder Thrombozytentransfusionen behandelt werden. Muß bei einem septischen
Patienten ein chirurgischer Eingriff durchgeführt werden, kann es erforderlich sein Blutverluste mit EKs und
FFPs im Verhältnis 1:1 zu ersetzen.
Aktiviertes Protein C: Ein neuerer Therapieansatz ist die Gabe von aktiviertem Protein C.
Aktiviertes Protein C (Drotrecogin alpha (aktiviert) = XigrisTM) ist ein wichtiger Faktor im
"Gerinnungsgleichgewicht". Es hemmt nicht nur durch verschiedene Mechanismen die
Thrombenbildung, sondern hat auch entzündungshemmende Wirkungen. Es wäre somit, neben der
Hydrokortisontherapie, ein therapeutischer Eingriff in das Entzündungsgleichgewicht. Die bisher
veröffentlichten Untersuchungen zur Anwendung bei schwerer Sepsis lassen eine verminderte
Mortalität, besonders bei abdominalchirurgischen und kardiochirurgischen Patienten, erkennen. Bei
der Anwendung können lebensbedrohliche Blutungskomplikationen auftreten.
Teil 5: Lunge
Die Lungenstrombahn als "Blutfilter"
Das Lungengewebe hat neben der Gasaustauschfunktion die wichtige Funktion eines "Blutfilters". Schon im
"normalen Leben" gelangen Bakterientoxine, mechanische Verunreinigungen, kleinste Blutgerinnsel, und
winzige Luftblasen in den venösen Kreislauf, zum Beispiel bei Verletzungen. Die Leserinnen und Leser
dieses Textes wissen, daß es im klinischen Alltag auch zur intravenösen Infusion solcher Teilchen kommen
kann. Im allgemeinen bleiben diese Verunreinigungen im Lungenkapillarfilter hängen und werden dort
vernichtet. Solche "Verunreinigungen" könnten in der Körperstrombahn fatale Folgen haben. Denken Sie
zum Beispiel an eine, auch sehr kleine -, Embolie in Gehirn- oder Koronararterien. Aufgrund des Blutdrucks
gelangen bei Verletzungen im allgemeinen keine Partikel in das arterielle System. Eine arterielle Blutung
spült auch Verunreinigungen mit aus. Im Lungengewebe findet sich eine hohe Konzentration von
Entzündungsmediatoren. Das Endothel der Lungengefäße kann gefäßerweiternde und gefäßverengende
Substanzen freisetzen und so das Belüftungs-Durchblutungsverhältnis optimieren (EULER-LILLJESTRANDMechanismus. Durch diese Fähigkeiten schützt uns die Lunge vor den Folgen einer Einschwemmung von
Fremdstoffen in den Körperkreislauf und stellt eine ausreichende Sauerstoffaufnahme auch bei regionalen
Störungen der Belüftung sicher.
Beispiele für die praktische Bedeutung des Lungenkapillarfilters:
"Kleinere" Lungenembolien ohne schwerwiegende Behinderung des Blutstroms werden
ausschließlich mit "therapeutischer Heparinisierung" behandelt. Das fibrinolytische Potenzial des
Lungengewebes reicht aus, um die embolisierten Thromben folgenlos abzubauen.
Aus der Kindermedizin ist bekannt, daß es bei Kindern mit sogenannten zyanotischen Vitien
relativ häufig zu Gehirnabszessen kommt. "Zyanotische Vitien" sind angeborene Herzfehler, bei
denen ein Teil des venösen Blutes, unter Umgehung der Lungenstrombahn, zum Beispiel über
einen Ventrikelseptumdefekt, in die Körperstrombahn gelangt (intrakardialer Rechts-Links-Shunt).
13
Kann man also im "klinischen Alltag" sagen, daß es ungefährlich ist, zum Beispiel im Infusionssystem
befindliche, kleine Luftblasen mit zu infundieren? Keineswegs! Bei einem erheblichen Anteil der
Bevölkerung ist die Trennwand zwischen rechtem und linkem Herzvorhof lediglich in der Art eines Ventils
verschlossen, das einen Blutdurchtritt von rechts nach links ermöglicht. Dieser Blutfluß von rechts nach links
diente in der Embryonalzeit zur Umgehung der Lunge (Foramen ovale = ovales Loch). Normalerweise ist der
Druck im linken Vorhof geringfügig höher als im rechten, wodurch das Ventil geschlossen bleibt. Bei
Druckerhöhung im rechten Herzen, zum Beispiel bei erhöhtem pulmonalem Gefäßwiderstand, aber auch
beim Husten, ist es allerdings möglich, daß kurzfristig etwas Blut vom rechten in den linken Vorhof übertritt.
Wenn gerade in diesem Moment ein Fremdpartikel durch den rechten Vorhof gespült wird, kann dieser in
das linke Herz und so in die Körperstrombahn gelangen. Natürlich wäre dies ein extrem seltenes
Zusammentreffen von zwei ohnehin seltenen Ereignissen. Es kommt aber vor. Auch Thromben aus Beinoder Beckenvenen können auf diese Weise in die Körperstrombahn gelangen. Ein solches Ereignis nennt
man paradoxe Embolie.
Lunge und SIRS
Aus dem vorhergehenden Text läßt sich bereits vermuten, daß die Lunge als mediatorreiches Organ
wesentlich zur Entstehung und zum Verlauf eines SIRS beitragen kann.
Die Lunge kann direkt - zum Beispiel durch Aspiration von Magen- oder Darminhalt - geschädigt werden. Die
dadurch ausgelösten Entzündungsvorgänge führen zu einer Lungenentzündung" (Aspirationspneumonie).
Der Organismus versucht die Fremdsubstanzen abzubauen und enthaltene Bakterien zu neutralisieren.
Abwehrgeschwächte und/oder beatmete Patienten können - auf dem Boden nicht abgehusteten Sekrets eine bakterielle Pneumonie entwickeln. Bei beatmeten Patienten wird zum Teil die "stille Aspiration" von
Magen- oder Rachensekret als Keimquelle verantwortlich gemacht. Auch die Aspiration "sterilen" Materials
(Magensäure) kann zu schweren Schäden führen. Ebenso die direkte mechanische Schädigung des
Lungengewebes (Lungenkontusion). In diesen Fällen würden die Entzündungsmediatoren zur Reparatur der
Gewebsverätzungen oder zum Abbau der Einblutungen (Fibrinolyse) herangezogen. Auch bei ursprünglich
sterilen Schädigungen besteht eine große Wahrscheinlichkeit der späteren bakteriellen Besiedlung der
geschädigten Areale. Ist das Lungentrauma erheblich oder die Abwehrlage gemindert kann sich ein ARDS
entwickeln.
Eine weitere Theorie ist die Aktivierung von Entzündungsvorgängen im Lungengewebe durch die
Einschwemmung von Bakterientoxinen aus anderen Regionen des Organismus.
Ein ARDS ist die Manifestation der SIRS-typischen Entzündungsvorgänge am Organsystem Lunge (ARDS =
adult respiratory distress syndrome).
Manchmal liest man auch ALI = acute lung injury. Dieser Ausdruck definiert lediglich eine
Lungenschädigung mit einer etwas geringeren Gasaustauschstörung als bei einem ARDS.
Wie wir gesehen haben, ist die Krankheit SIRS durch die Ausbreitung von Entzündungsvorgängen über
Organgrenzen hinaus definiert. Es ist also nicht verwunderlich, wenn im Verlauf eines ARDS sich das Vollbild
eines SIRS entwickelt. Umgekehrt kann ein SIRS, das seinen Ursprung in einem anderen Bereich des
Organismus hat, im Verlauf die Lunge einbeziehen.
Therapie
Beatmungstherapie : die Strategien zur Vermeidung hoher Beatmungsdrucke sollen bei ARDS oder SIRS
auf jeden Fall angewendet werden. Die mechanische Belastung des Lungengewebes durch Beatmung mit
hohen Drucken kann Mediatorenfreisetzung und Entzündungsvorgänge begünstigen. Wenn möglich soll im
Modus PCV oder BIPAP beatmet werden. PEEP und Hubvolumen (bzw. inspiratorischer Druck) sollen so
gewählt werden, daß die Beatmung im Bereich der besten Compliance stattfindet ("flacher" Bereich der
Compliancekurve).
14
Es kommt vor, daß die Beatmungsverfahren trotz Ausschöpfung aller Möglichkeiten eine ausreichende
Oxygenisierung (PaO2 fällt unter 80 mmHg) oder/und CO2-Elimination (PaCO2 steigt über 50 mmHg) nicht
mehr gewährleisten können. In diesen Fällen stehen noch folgende "Ergänzungen" zur Verfügung:
Reduktion des interstitiellen Gewebswassers der Lunge: Eine Abnahme des interstitiellen
Lungenödems führt praktisch immer zu einer Verbesserung des Gasaustausches. Die Diffusionsstrecke für
den Sauerstoff von den belüfteten Alveolen in die Kapillaren wird kürzer. Es ist allerdings so, daß nicht jede
Verminderung des Gesamt-Körperwassers auch zu einer Verminderung des "Lungenwassers" führt. Die
Reduktion des Gesamt-Körperwassers mittels Diuretika oder Hämofiltration ist also nicht immer wirksam.
Zudem sollen negative "Nebenwirkungen" (Volumenmangel) vermieden werden. Unter Berücksichtigung
dieser Gesichtspunkte ist ein Therapieversuch sinnvoll. In entsprechend ausgestatteten Abteilung kann das
"Extravaskuläre Lungenwasser", das heißt der Wassergehalt des interstitiellen Gewebes der Lunge,
gemessen werden.
"Permissive Hyperkapnie": Von erhöhten arteriellen CO2-Werten soll man sich nicht beunruhigen
lassen. Ein wesentlicher Nachteil ist nicht zu erwarten. In jedem Fall ist die Vermeidung einer
Druckschädigung der Lunge wichtiger. Zur Vermeidung von Druckschäden wird empfohlen, das Hubvolumen
im Bereich von 6 bis 8 ml/kgKG einzustellen. Das darf allerdings nicht unflexibel gesehen werden. Wenn
höhere Hubvolumina mit niedrigen Druckwerten erreicht werden, spricht nichts dagegen. Bei der
Respiratoreinstellung soll man daran denken, daß mit jeder Erhöhung der Atemfrequenz der relative Anteil
des Totraums am Atemminutenvolumen zunimmt. Atemwegsdrucke über ca. 40 cm Wassersäule (40 mbar)
sollten auf jeden Fall vermieden werden, besser sind deutlich niedrigere Drucke. An dieser Stelle sei darauf
hingewiesen, daß nur eine "tubusnahe" Druckmessung realistische Werte ergibt. Befindet sich der
Messpunkt am Respirator, wird der Druck zur Überwindung der Schlauchwiderstände mit angezeigt.
Totraum bezeichnet die Luftwege, in denen kein Gasaustausch mit dem Blut stattfindet. Der am
Ende der Inspiration darin befindliche Anteil des Atemzugvolumens wird wieder ausgeatmet ohne
die Alveolen zu erreichen. Anatomisch umfaßt der Totraum Mund- und Nasenraum oder Tubus,
Trachea, Bronchien. Beim Erwachsenen sind das ungefähr 150 ml.
Bauchlagerung: CT-Untersuchungen haben gezeigt, daß die Gewebsdichte geschädigter Lungen in den
unten liegenden Bereichen höher ist als in den weiter oben liegenden. Das heißt, interstitielles Wasser und
Atelektasen nehmen nach unten hin zu, der Luftgehalt entsprechend ab (Abb.6). Häufig ist zusätzlich die
Durchblutung - schwerkraftbedingt - in den unten liegenden Abschnitten höher als aufgrund des EULERLILLJESTRAND-Mechanismus zu erwarten wäre. Man sagt: Das Belüftungs-Durchblutungs-Verhältnis ist
gestört. Folge ist eine gesteigerte venöse Beimischung. Der EULER-LILLJESTRAND-Effekt kann zusätzlich
aufgrund von Mediatoreneinflüssen gestört sein. Die Gewebsverdichtungen sind allerdings nicht fixiert, und
schon Minuten nach Änderung der Lagerung ändert sich die Verteilung. Intermittierende Bauchlagerung,
zum Beispiel mit ungefähr 8-stündlichem Wechsel zwischen Bauch- und Rückenlage führt zu einer
gleichmäßigeren Verteilung der minderbelüfteten Areale und fast immer zu einer Besserung des
Gasaustausches.
Aus praktischen Gründen wird häufig eine "inkomplette" Bauchlage ("135°-Lagerung") angewandt, die
etwas weniger wirksam, aber in vielen Fällen ausreichend ist.
Abbildung 6: Schematische Darstellung der Lungenbelüftung in Rückenlage (links) und Bauchlage (rechts)
15
NO-Inhalation: Bei den meisten Patienten kann durch inhaliertes NO der mPAP gesenkt werden. Neben
der Verbesserung der Sauerstoffaufnahme durch Besserung des Belüftungs-Durchblutungs-Verhältnisses
wird der Auswurfwiderstand (afterload) des rechten Ventrikels gesenkt. Darüber hinaus sinkt der mittlere
Kapillardruck, das interstitielle Lungenödem wird gemindert.
Ähnlich wie NO wirken inhalierte Prostaglandine.
Prostaglandine wirken länger als NO, sind also schlechter "steuerbar". Das hat auch Vorteile:
Kurzfristiges Absetzen - zum Beispiel für innerklinische Transporte - ist möglich. Bei Absetzen von
NO ist ein "rebound-Phänomen" mit Verschlechterung des Gasaustauschs und Ansteig des PAP
möglich. Bei Patienten unter NO-Therapie sollte vor - unvermeidlichen - Transporten die NOInhalation pausiert und die Auswirkungen beobachtet werden.
Lungenersatzverfahren: Es gibt verschiedene Konzepte, durch extrakorporale Systeme das Blut mit
Sauerstoff anzureichern und/oder Kohlendioxid zu entfernen. Allgemein "Extrakorporale LungenUnterstützungssysteme" genannt (engl. extracorporeal lung assist). Im einzelnen soll hier nicht darauf
eingegangen werden. In der Erwachsenenmedizin ist mit der Einführung schonender Beatmungstechniken
und der genannten ergänzenden Maßnahmen die Anwendung dieser invasiven Verfahren nur noch selten
erforderlich.
Die pumpenlose CO2-Elimination ist ein relativ neues Verfahren, das evtl. in den kommenden
Jahren in der ARDS-Behandlung an Bedeutung gewinnt. Durch den arterio-venösen
Druckunterschied wird Blut im teilweisen extrakorporalen Kreislauf über ein Filtersystem geleitet.
Dort wird Kohlendioxid entzogen. Die Sauerstoffaufnahme erfolgt weiter über die Lungen. Es sind
aber keine Ein- und Ausatmungen mit den mechanischen Belastungen erforderlich. Der Aufbau
entspricht im Prinzip der arterio-venösen Hämofiltration .
Selektive Darm-Dekontamination (SDD): Darunter versteht man die Abtötung von Bakterien und
Pilzen im Mund- und Rachenraum und im Magen-Darm-Trakt durch orale Zufuhr nicht
resorbierbarer Antibiotika und Antimykotika. Im allgemeinen werden die Wirkstoffe als Paste oder
Flüssigkeit im Mund- und Rachenraum verteilt und über die Magensonde zugeführt.
Pneumonien bei Intensivpatienten werden zum Teil durch "stille Aspiration" von Erregern aus
diesen Bereichen generiert. Zur Abtötung bereits in die Lunge gelangter Mikroorganismen ist eine
zusätzliche intravenöse Antibiotikagabe erforderlich. In manchen Studien konnte die
Pneumoniehäufigkeit durch SDD gesenkt werden. Es gibt allerdings auch Untersuchungen mit dem
Ergebnis keiner Wirksamkeit. Die Aspiration von Krankheitserregern aus dem Magen scheint eine
geringere Rolle zu spielen als die von Rachenkeimen.
Ein zweiter Anwendungsgrund ist die Ausrottung von endemischen Keimen einer Intensivstation.
Der Magen-Darm-Trakt von Patienten kann ein Erregerreservoir darstellen aus dem immer wieder
neue Patienten angesteckt werden.
Andererseits können Krankheitserreger, die von den lokal angewendeten Medikamenten nicht
erfaßt werden, überhand nehmen ("Selektion") und dadurch noch größere Probleme bereiten.
Es liegt nahe, anzunehmen, daß über solche Maßnahmen auch die Toxineinschwemmung über die
Pfortader (siehe oben) beeinflußt werden kann. Meines Wissens gibt es dazu aber keine
Untersuchungen.
Die Methode ist bezüglich ihrer Effizienz umstritten. Auf keinen Fall ist die "routinemäßige"
Anwendung vertretbar. Lediglich nach sorgfältiger Analyse der Infektionssituation einer
Intensivstation, am besten in enger Zusammenarbeit mit dem zuständigen bakteriologischen
Institut, kann der Einsatz sinnvoll sein. Daraus geht auch hervor, daß Erfahrungen einer
Intensivstation nicht ohne weiteres auf andere Einheiten übertragen werden können.
16
Teil 6: Niere
Die Nieren sind als Organsystem nicht selten mitbetroffen. Gründe sind verminderte Funktion infolge
Mediatorenwirkung, Funktionseinschränkungen und/oder Tubuluszellnekrosen als Folge unzureichender
Sauerstoffversorgung, und eingeschränkte glomeruläre Filtration bei niedrigem Perfusionsdruck und
niedrigem HZV. Das Nierenversagen ist im wesentlichen gleichbedeutend mit dem Akuten Nierenversagen
bei Patienten ohne SIRS. Zur Prophylaxe sollten Perfusionsdruck und HZV ausreichend hoch gehalten
werden. Ein arterieller Mitteldruck um 70 mmHg ist anzustreben. Ein höherer renaler Plasmafluß bewirkt
eine höhere glomeruläre Filtration. Je höher der Fluß durch das Tubulussystem, desto weniger sauerstoffverbrauchende - Konzentrationsarbeit muß die Niere leisten. Deshalb sollte auch der
Wasserumsatz im hochnormalen Bereich gehalten werden.
Eine zu niedrige Urinausscheidung kann häufig mit Furosemid (LasixTM) oder ähnliche Diuretika gesteigert
werden. Eine Wirkung ist nur bei ausreichendem renalen Blutfluß zu erwarten. Nimmt die Urinproduktion
darunter weiter ab, oder steigen, trotz ausreichender Urinmengen, die "harnpflichtigen
Substanzen" (Harnstoff und Kreatinin) an, oder steigt das Serum-Kalium, müssen Nierenersatzverfahren
zum Einsatz kommen.
Der Nutzen der jahrzehntelang praktizierten selektiven Erhöhung der Nierendurchblutung mittels niedrig
dosiertem Dopamin wird in letzter Zeit in Frage gestellt. Wenn Dobutamin in ähnlich niedriger Dosis
gegeben wird steigt die Nierendurchblutung ebenfalls an. Das gesteigerte Herzminutenvolumen führt auch
zu einer anteilig höheren Nierendurchblutung. Bei kreislaufstabilen Patienten ist Dopamin eine schonende
Methode der Diureseanregung. Wenn zusätzlich eine kardiale Unterstützung notwendig erscheint, entspricht
Dobutamin besser den derzeitigen Therapieempfehlungen bei SIRS. Wenn hochpotente Katecholamine, wie
Adrenalin und Noradrenalin, in höherer Dosierung erforderlich sind, ist von einem zusätzlichen
"Mitlaufenlassen" von Dopamin kein Effekt zu erwarten.
Dopamin und/oder Diuretika können die Ausscheidung fördern, jedoch die Entwicklung eines Akuten
Nierenversagens nicht verhindern.
Immer wieder wird diskutiert, ob die prophylaktische Anwendung von Nierenersatzverfahren - also bei
Patienten ohne behandlungsbedürftiges Nierenversagen - den Verlauf eines SIRS positiv beeinflussen kann.
Es ist durchaus möglich, Mediatormoleküle aus dem Blut zu filtrieren, andererseits sinken die Blutspiegel
nicht ab oder steigen sogar an. Das extrakorporale System aktiviert als solches manche
Entzündungsreaktionen. Die derzeitige Datenlage rechtfertigt die prophylaktische Nierenersatzbehandlung
nicht. Praktisch ist zu berücksichtigen, daß der fast überall routinemäßig bestimmte Entzündungsparameter
CRP während einer Nierenersatzbehandlung ansteigt.
Teil 7: Zentrales und peripheres Nervensystem, Critical Illness Disease (CID)
Es handelt sich um eine Polyneuropathie ("Krankheit, die mehrere Anteile des Nervensystems betrifft"), die
während einer längerwährenden Intensivbehandlung auftreten kann. Sie kompliziert den Verlauf in ungefähr
60 % aller Fälle von SIRS und Sepsis. Die Ursache ist unklar. Eventuell besteht ein Zusammenhang mit der
Höhe der Glukosezufuhr durch parenterale Ernährung. Die Störung bildet sich im allgemeinen folgenlos
zurück, wenn die Grundkrankheit überlebt wird.
17
Anhang: Regulation der Hormonausschüttung der Nebennierenrinde und
Glukokortikoidtherapie
Regulation der Hormonausschüttung der Nebennierenrinde
Glukokortikoide sind in der Nebennierenrinde (NNR) gebildete Hormone. Die "Nebennieren" sind zwei kleine
hormonbildende Organe, die benachbart zu den Nieren liegen. Von der Lage haben sie Ihren Namen, haben
aber sonst nichts mit den Nieren zu tun. Es gibt eine innere Zone, das "Nebennierenmark" und eine äußere
Zone, die "Nebennierenrinde". Im "Mark" wird vor allem das Hormon Adrenalin gebildet und bei Bedarf ins
Blut abgegeben. In der NNR, die uns hier interessiert, werden drei Hormone in bedeutsamer Menge
gebildet:
Hydrocortison (= Cortisol) und Corticosteron. Man nennt diese Hormone Glukokortikoide. Unter
normalen Bedingungen werden beim Erwachsenen pro Tag ca. 20 mg Cortisol und ca. 3 mg Corticosteron
gebildet. Daneben noch das Mineralkortikoid
Aldosteron.
Die Regulation erfolgt durch das im Hypophysenvorderlappen (HVL) gebildete "Stimulationshormon" ACTH
(Adreno-cortico-tropes Hormon). ACTH wirkt auf die NNR und fördert die Bildung und Freisetzung von
Cortisol. Je mehr freies Cortisol im Plasma vorhanden ist, desto weniger ACTH wird ausgeschüttet
("Rückkopplungs-Regulation").
Abbildung 7: Regulation der Glukokortikoid-Ausschüttung
Die Produktion des ACTH steht aber darüber hinaus unter Kontrolle von Zentren im Gehirn (Hypothalamus).
Dort wird eine Substanz gebildet, die man CRF (corticotropin releasing factor) oder CRH (corticotropin
releasing hormone) nennt (engl. to release = freisetzen). CRF wird durch lokale Blutgefäße ("Hypophysäres
Pfortadersystem", in den HVL transportiert und bewirkt dort die Freisetzung von ACTH.
18
Die Hypophyse ist ein "Anhängsel" an der Unterseite des Gehirns, auch "Hirnanhangsdrüse"
genannt. Dort werden verschiedene Hormone und Regulationsstoffe für die Hormonfreisetzung
gebildet. Man unterscheidet zwei Teile, den "Hypophysen-Vorderlappen" (HVL) und den
"Hinterlappen" (HHL). Im HVL werden vor allem Stoffe gebildet, die die Hormonfreisetzung in
anderen Organen regulieren. Im HHL werden die Hormone Vasopressin und Oxytocin gebildet.
Einfach kann man sagen: "Stress" führt über das "Hypothalamus-Hypophyse-NNR-System" zur vermehrten
Freisetzung von Glukokortikoiden (CRF
ACTH
Glukokortikoide). Die Summe aller Informationen, die
das Gehirn erreichen, steuert die CRF-Ausschüttung. Das können zum Beispiel Schmerzreize aus der
Körperperipherie sein, aber auch optische oder akustische Sinneseindrücke. Eine "stress-adäquate" NNRHormonausschüttung ist für das Überleben "gefährlicher" Situationen unbedingt erforderlich (Abb.7).
CRF setzt nicht nur ACTH frei. Es spielt darüber hinaus eine wichtige Rolle in der Steuerung des
Mediatorengleichgewichts und wird in entzündeten Regionen von verschiedenen Entzündungszellen
gebildet.
Wirkungen der Glukokortikoide
Glukokortikoide haben vielfältige Wirkungen auf Stoffwechsel und Organfunktionen. Beispiele:
Anteil an der Steuerung des Postaggressionsstoffwechsels
Aufrechterhaltung bzw. Förderung der Reaktionsfähigkeit der Blutgefäße auf Katecholamine,
Erhöhung des Blutgefäßtonus durch Hemmung einer inadäquat gesteigerten iNOS-Produktion.
Verminderung der Produktion von "Entzündungsmediatoren". Das bedeutet eine allgemeine
entzündungshemmende Wirkung. Glukokortikoide werden deshalb häufig in der Therapie chronischer
entzündlicher Krankheiten eingesetzt. Die Hemmung der Entzündungsvorgänge bedeutet allerdings eine
Schwächung der körpereigenen Abwehr. Patienten unter Kortikoidtherapie sind vermehrt anfällig für
Infektionen.
Perioperative Glukokortikoidsubstitution: Bei Patienten, die über mehrere Wochen oder noch
länger täglich Kortikoide eingenommen haben, ist die Fähigkeit der Nebennieren zur
"stressadäquaten" Freisetzung vermindert. Solche Patienten sollen am Operationstag das fünf- bis
zehnfache ihrer "Dauerdosis" erhalten. Danach kann die Dosierung über 3 bis 5 Tage wieder auf
die "Erhaltungsdosis" reduziert werden. Die kleine Kortikoidmenge in "Asthma-Sprays" braucht
nicht berücksichtigt zu werden.
Alle Glukokortikoide haben auch Mineralkortikoid-Wirkungen, wenn auch nicht so ausgeprägt wie das
physiologische Mineralkortikoid Aldosteron. Diese Wirkungen führen zur Erhöhung des Natrium- und
Wassergehalts des Organismus und zu Verlusten von Kalium über die Niere. Bei Volumenmangel, egal
welcher Ursache, wird so das Gesamtkörperwasser angehoben.
Im SIRS ist die Regulation der Glukokortikoidfreisetzung gestört. Die meisten Patienten sind nicht in der
Lage Glukokortikoide situationsangemessen freizusetzen. Darüber hinaus ist die Ansprechbarkeit der
Organsysteme vermindert (down-Regulation der Glukokortikoid-Rezeptoren).
19
Therapie
Die exogene Zufuhr von Glukokortikoiden zum Ausgleich der gestörten Eigenproduktion und der
verminderten Wirkung an den Erfolgsorganen kann den Verlauf von SIRS oder Sepsis günstig beeinflussen.
Im allgemeinen kann die Katecholaminzufuhr nach Beginn der Glukokortikoidtherapie reduziert werden. Die
Hemmung der mediatorenvermittelten Entzündungsvorgänge mindert die Kapillardurchlässigkeit für
Eiweißstoffe und führt zum Rückgang von Gewebsödemen.
Dosierung: Anfangsdosis ca. 200 bis 300 mg Hydrokortison in 24 Stunden. Nach ein oder zwei Tagen wird
die Dosis langsam reduziert. Die Dauer der Behandlung kann je nach klinischem Verlauf
(Katecholaminbedarf) variiert werden. Im allgemeinen wird das Medikament nach einem festgelegten
Dosierungsschema als Dauerinfusion zugeführt.
Die Therapiekontrolle erfolgt über die Beobachtung der Mineralkortikoid-Effekte (siehe oben). Die
Kortisolzufuhr sollte reduziert werden, wenn das Serum-Natrium über 150 mV/l steigt oder die
Kaliumausscheidung im Urin 240 mV/Tag überschreitet.
Fragen zur Selbstkontrolle
Was ist der Unterschied zwischen SIRS und Sepsis?
Was versteht man unter einer Entzündung?
Was versteht man unter einer Infektion?
Versuchen Sie den Begriff "Darmbarrierestörung" zu erklären, und seine Bedeutung für die Entstehung eines
SIRS.
Welche Voraussetzungen haben die Organe Leber und Lunge gemeinsam, um die Entstehung einer
systemischen Entzündungsreaktion zu fördern?
Was sind Endotoxine, was sind Exotoxine?
Welche Aussagen treffen zu:
Eine Bluttransfusion hebt das errechnete Sauerstoffangebot.
Eine Bluttransfusion steigert immer den Sauerstoffverbrauch des Organismus.
Mit welchen Katecholaminen soll ein zu niedriges HZV behandelt werden?
Bedeutung des rechten Ventrikels:
Welcher wesentliche Unterschied besteht zwischen der Sauerstoffversorgung des rechten und der des
linken Ventrikels?
Wodurch kann es zu vermehrter Arbeitsbelastung kommen?
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Wodurch kann es zu verminderter Koronardurchblutung kommen?
Wie nennt man die Manifestation eines SIRS am Organsystem Lunge?
Bei SIRS und Sepsis ist der periphere Gefäßwiderstand erniedrigt.
Welche Substanz wird dafür verantwortlich gemacht?
Welche Werte für das HZV erwarten Sie in der Frühphase eines SIRS?
Welches Medikament sollte zur Blutdruckstabilisierung eingesetzt werden?
Nennen Sie einige "unterstützende Maßnahmen" zur Besserung der pulmonalen Sauerstoffaufnahme bei
ARDS.
Ist bei Patienten ohne Nierenversagen der Einsatz von Hämofiltration und/oder -dialyse zur Entfernung von
Mediatoren oder Toxinen sinnvoll?
Welche Laborwerte müssen zur Kontrolle einer "Glukokortikoidtherapie" bestimmt werden?
Sollten mässig erhöhte Blutglukosewerte während SIRS/Sepsis eher "tolerant" oder "aggressiv" mit Insulin
behandelt werden?
Wie nennt man die im Rahmen einer Langzeit-Intensivbehandlung häufig auftretende Polyneuropathie? Sind
Dauerschäden zu erwarten?
Wie heißt die zum Krankheitsbild SIRS/Sepsis gehörende Störung der Blutgerinnung?
Was versteht man unter "permissiver Hyperkapnie"?
Welcher Laborwert weist auf eine unzureichende Sauerstoffversorgung von Geweben hin?
21
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