Richter, Jost Wigand : Auswirkungen der Ultrafiltration auf die Lungenfunktion bei Kindern nach Korrektur eines angeborenen Herzfehlers

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Kapitel 5. Diskussion

Durch die im Rahmen dieser Studie durchgeführten Untersuchungen konnte mittels Bestimmung der dynamischen Compliance der Lunge nachgewiesen werden, daß die nach Naik, Knight und Elliot vorgenommene modifizierte Ultrafiltration [21] nach Korrektur eines angeborenen Herzfehlers zu einer signifikanten Verbesserung der sich im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses verschlechternden Lungenfunktion führt. Eine Korrelation zu der dabei filtrierten Flüssigkeitsmenge konnte nicht signifikant nachgewiesen werden.

Patienten und Methodik

Die Patientenauswahl und deren Zuordnung zu Kontroll- bzw. Studienkollektiv erfolgte konsekutiv. Die Einschlußkriterien (operative Korrektur eines angeborenen Herzfehlers mit Kardioplegie unter Nutzung der Herz-Lungen-Maschine; Patientenalter unter acht Lebensjahren) wurden unter Berücksichtigung der bekannten schädigenden Wirkung des kardiopulmonalen Bypasses bei kleineren Kindern [33] zur gezielten Untersuchung der Lungenmechanik festgelegt. Die sich aufgrund der Komplexität kongenitaler Herzfehler mit ihren interindividuell verschiedenen anatomischen und physiologischen Voraussetzungen ergebende mögliche Inhomogenität mußte dabei akzeptiert werden. Die Tolerierung dieser Problematik war bei vielen der bisher publizierten Untersuchungen zu pädiatrischen Korrekturoperationen kongenitaler Vitien auffällig. Da aber die relativ häufig auftretenden Diagnosen eines Vorhof- oder Ventrikelseptumdefektes lediglich einen zeitlich kurzen Einsatz der Herz-Lungen-Maschine erforderlich machen, wäre bei einer Beschränkung des untersuchten Patientenkollektivs auf diese Indikationen keine Untersuchung der bekannten stärker schädigenden Auswirkungen längerer Bypasszeiträume auf die verschiedenen Organsysteme möglich gewesen.

Hauptziel dieser Studie ist die Untersuchung der Lungenfunktion unter dem Einfluß des kardiopulmonalen Bypasses nach zusätzlicher modifizierter Filtration. Die hierbei vorgenommene dynamische Bestimmung von Compliance und Resistance erfolgte unter Anwendung der multiplen linearen Regressionsanalyse auf ein single-compartment-Modell der Lunge. Dieses Modell stellt lediglich eine Annäherung an das Verhalten des respiratorischen Systems dar; es hat sich aber in anderen Untersuchungen als überraschend robust und zweckmäßig erwiesen [47]. Mit Hilfe der multiplen linearen Regressionsanalyse wird bei dieser


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Methode, im Gegensatz zu anderen Techniken, der gesamte Respirationszyklus für die Berechnung der Lungenmechanik genutzt. Da die Inertance des respiratorischen System vernachlässigt wurde, ist bei geringen Werten für die Resistance, bei kurzen Inspirationszeiten sowie bei hohen Werten für die Compliance und Inertance eine ‚Über’-bestimmung der Compliance möglich. Jedoch ist bei unveränderten Respiratorparametern mit normaler Atemfrequenz eher kein Einfluß auf den zeitlichen Verlauf der Meßergebnisse zu erwarten [47]. Die im Rahmen dieser Studie gewählte Methode hat die in anderen Arbeiten [78] beschriebene Einfachheit und Reproduzierbarkeit in der Anwendung, insbesondere im Zusammenhang mit dem Untersuchungs-Setting im kardiochirurgischen Operationssaal, bestätigt.

Die Festlegung der Meßzeitpunkte erfolgte sowohl aufgrund der Einschätzung pulmonal wichtiger Situationen als auch unter Ausnutzung der routinemäßig erfolgenden Blutentnahmen.

Effekt des kardiopulmonalen Bypasses auf die Lungenmechanik

Während der Bypassphase war hinsichtlich der Lungenmechanik in den beiden untersuchten Gruppen ein Rückgang der Compliance der Lunge, gleichbedeutend mit einem Anstieg des elastischen Widerstandes, zu beobachten ( Tabelle 10 ).

Die durch den kardiopulmonalen Bypass bedingte Schädigung der Lunge mit pulmonaler Dysfunktion ist bekannt (Kapitel 2.1 ). Eine Bypassdauer von mehr als 2 bis 3 Stunden, bereits präoperativ bestehende Lungenerkrankungen sowie die Sequestration polymorphkerniger Leukozyten korrelieren dabei mit dem Ausprägungsgrad der pulmonalen Dysfunktion [ 53 ].

Als eine Erklärung für die resultierende pulmonale Dysfunktion mit verminderter Compliance ist die Flüssigkeitsextravasation aus den Lungenkapillaren in das Lungeninterstitium mit einer resultierenden Versteifung des Lungengewebes anzusehen [ 54 ]. Dabei sind ein geringes Körpergewicht bzw. eine geringe Körpergröße, eine lange Bypassdauer, ausgeprägte Hypothermie und geringe Hämatokritwerte Risikofaktoren für eine gesteigerte Flüssigkeitsakkumulation [9].

Die transkapilläre Extravasation wird von dem Gleichgewicht zwischen hydrostatischen und kolloidosmotischen Druck im Intravasalraum und Interstitium sowie von der Permeabilität der Kapillarwand bestimmt [ 55 ].


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Eine bei Anwendung des kardiopulmonalen Bypasses gestörte Endothelkontinuität mit gesteigerter Permeabilität der Lungenkapillaren („cappillary leak“) ist bekannt [2]. Als Grund hierfür wird vor allem der Fremdflächenkontakt des Blutes mit den einzelnen Systemen der Herz-Lungen-Maschine diskutiert [3]. Diese in vielerlei Hinsicht einer Entzündung ähnelnde Endothelschädigung wird dabei durch die Stimulierung verschiedener Entzündungskaskaden, entweder direkt oder aber über eine Aktivierung sekundärer Systeme, ausgelöst [8]. Hervorzuheben ist hierbei der alternative Weg der Komplementaktivierung über die Konversion der Komplementfaktoren C3 und C5 [4, 57], wobei ein Zusammenhang zwischen der Komplementaktivierung und dem postoperativ auftretenden Multiorganversagen zu bestehen scheint [ 56 ].

Die im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses, insbesondere unter Hypothermie erfolgende Aktivierung des Kallekrein-Kinin-Systems mit der konsekutiven Freisetzung von Bradykinin führt neben einer Vasodilatation zu einer erhöhten vaskulären Permeabilität [5]. Normalerweise ist der Effekt von Bradykinin durch seine nahezu vollständige Inaktivierung im Rahmen der pulmonalen Zirkulation durch die Kinase II (entsprechend dem Angiotensin-converting-enzyme) der Lunge nur kurzfristig, jedoch erfolgt im Rahmen des pulmonalen Bypasses ein Umgehen der Kinase II. Folge dieses Effektes ist ein verzögerter Abbau des Bradykinin, so daß aus der vaskulären Permeabilitätserhöhung eine Extravasation von Flüssigkeit und Proteinen resultiert [5]. In der Reperfusionsphase mit einsetzender Lungenperfusion ist somit eine Bradykinin-Wirkung auf die Lungenarteriolen denkbar. Inwieweit das zur Prime-Flüssigkeit zugesetzte Aprotinin eine ausreichende Inaktivierung des Kallekrein-Kinin-Systems bewirkt, wurde im Rahmen dieser Studie nicht überprüft.

Von Bedeutung bei Anwendung des kardiopulmonalen Bypasses ist neben Aktivierung des Eicosanoid-Systems [7] auch die in jüngeren Studien gezeigte Beteiligung einer Bypass-assoziierten Lungenschädigung über aktivierte polymorphkernige Leukozyten, freie Radikale sowie andere Entzündungsmediatoren, die an der Ausprägung der Lungenschädigung beteiligt sind [ 57 , 58 , 59 , 60 ]. Es existiert eine Vielzahl von Mechanismen, die von einer Komplementaktivierung zu einer Aktivierung der Neutrophilen und deren Einbeziehung in den inflammatorischen Prozeß führen. Sowohl die Adhäsion der Neutrophilen am Endothelium der Kapillaren mit einer durch die Degranulation von Sauerstoffradikalen vermittelten Endothelschädigung als auch die transendotheliale Zellmigration laßen sich in vivo durch C3a


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und C5a auslösen [ 61 ]. Weiterhin bewirkt die Ablagerung des Membran-Angriffs-Komplexes (C5b-C9) auf einer Leukozytenmembran proinflammatorische Veränderungen in der Zelle [61]. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen der Komplement- und der Neutrophilen-Aktivierung, wobei die Adhäsionsmoleküle der Neutrophilen (CD 11b / CD 18) eine wichtige Rolle sowohl in der Neutrophilen-vermittelten Schädigung als auch in der Komplement-vermittelten Aktivierung der Neutrophilen spielen. Der Anstieg einer CD 11b-Expression stellt einen wichtigen Mechanismus für die transendotheliale Migration der Neutrophilen und die vaskuläre Schädigung dar [61, 62 , 63 ]. Auch die im Zusammenhang mit dem kardiopulmonalen Bypass beobachtete Freisetzung proinflammatorischer Cytokine, insbesondere von Interleukin IL-8 und dem Tumor-Nekrose Faktor TNF-alpha, führt zu einer Beschleunigung der Neutrophilen-vermittelten Endothelschädigung [62, 64 ]. Ausgehend von der Tatsache, daß die während des kardiopulmonalen Bypasses nicht perfundierten Lungen dreimal soviel Neutrophile wie im extrapulmonalen Kreislauf enthalten [ 65 ] und daß weiterhin eine Akkumulation der aktivierten Neutrophilen im pulmonalen Gefäßbett erfolgt [ 66 ], erscheint eine Schädigung insbesondere der Lungen in der Reperfusionsphase denkbar.

Die in Folge der erhöhten Kapillarpermeabilität auftretende Flüssigkeitsextravasation führt zu einem vermehrten Wassergehalt des Gewebes und spiegelt sich im Anstieg des Gesamtkörperwassers nach kardiopulmonalem Bypass wider [9]. In direkter Folge der Endothelschädigung kommt es weiterhin zu einem Übertritt intravasaler, kolloid-osmotisch wirkender Plasmabestandteile in das Interstitium [68], so daß eine Verstärkung der Flüssigkeitsextravasation anzunehmen ist. Zusätzlich ergibt sich wegen der zugesetzten hypoonkotischen Prime-Volumina der Herz-Lungen-Maschine [ 67 ] sowie der dadurch verursachten Hämodilution eine weitere Verminderung des intravasalen kolloid-osmotischen Druckes, wodurch eine Flüssigkeitsverschiebung mit einem Anstieg des extravaskulären Flüsigkeitsvolumens unter anderem auch in der Lunge verstärkt wird [ 68 ]. Infolge des operativen Eingriffs am Myokard ist unmittelbar nach Bypassabgang häufig die linksventrikuläre Funktion vermindert, so daß bei postoperativ erhöhtem pulmonalarteriellen Druck auch der mikrovaskuläre hydrostatische Filtrationsdruck in den Lungenkapillaren erhöht ist [68]. Gezielte Messungen hierzu, insbesondere die Bestimmung des pulmonalarteriellen Wedge-Druckes, wurden im Rahmen dieser Studie nicht durchgeführt. Jedoch konnte im Vergleich zu der Prä-Bypassphase in beiden Gruppen ein signifikant verminderter arterieller Mitteldruck sowie ein signifikant gestiegener


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zentralvenöser Druck als Hinweis auf eine verminderte linksventrikuläre Funktion beobachtet werden.

Als weiterer Grund für einen Abfall der pulmonalen Compliance nach Durchführung des kardiopulmonalen Bypasses bei Kindern wurde beobachtet, daß während Bypass-Zeiten von weniger als zwei Stunden bei pulmonal präoperativ gesunden Kindern ein signifikanter Zerfall des Surfactants von oberflächenaktiven größeren zu wenig aktiven kleineren Aggregatformen erfolgt [ 69 ]. Die dafür verantwortlichen, noch nicht restlos geklärten Ursachen sind in einer verminderten Synthese bzw. Freisetzung der „lamellar bodies“ aus den Pneumozyten Typ II, einer beschleunigten Konversion von großen in kleine Aggregatformen bzw. einer verminderten Wiederaufnahme und einem Recycling der kleinen Aggregate zu suchen [69]. Diese Veränderungen werden begleitet von einer signifikanten Invasion polymorphkerniger Leukozyten in die Lunge mit deutlicher Reduktion der Lungenvolumina, insbesondere der funktionellen Vitalkapazität sowie einer Verminderung der Strömungsraten in den kleinen Atemwegen [69]. Eine Funktionsminderung des Surfactants durch einen Lungenkollaps führt zwar auch zu einem Zerfall der großen Surfactantaggregate; jedoch benötigt dieser Prozeß mehrere Tage, wie im Tierversuch gezeigt werden konnte [ 70 ]. Beobachtungen, nach denen ein hoher inspiratorischer Beatmungsdruck über eine Zunahme der Oberflächenspannung der Alveolarlavage zu einer Abnahme der Compliance führt [ 71 ], belegen zumindest auch einen Einfluß der kontrollierten Beatmung. Auch scheint es unter Hyperventilation nach einer initial erhöhten Surfactantsekretion zu einer anschließenden Surfactantinaktivierung mit verminderter Compliance zu kommen [ 72 ]. Der Effekt der mechanischen Ventilation mit normalen Atemzugsvolumina und unter Normokapnie, wie auch in vorliegender Studie praktiziert, läßt keinen signifikanten Einfluß auf die Surfactantaktivität erkennen [ 73 ]. Jedoch kann bei Zyanose oder vermindertem pulmonalen Blutfluß bereits präoperativ eine reduzierte Surfactantaktivität bzw. -synthese bestehen [69].

Eine dritte mögliche Ursache für die beobachtete Complianceveränderung könnte in der Sternotomie begründet sein. So konnte durch Jonmaker et al. gezeigt werden, daß nach medianer Sternotomie bei intakter Pleura die funktionelle Residualkapazität erhöht sein [ 74 ] und es somit bei Beatmung mit positivem endexpiratorischen Druck zu einer Lungenüberdehnung mit konsekutiver Complianceabnahme kommen kann [41]. Diese Möglichkeit erscheint jedoch bei


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den in dieser Studie untersuchten Patienten als wenig wahrscheinlich, da bei unverändert bestehender Thoraxöffnung die Pleurahöhle im Verlauf der Meßreihe eröffnet blieb.

Da die Lungen, um die eigentliche Korrekturoperation nicht durch Atemexkursionen zu behindern, während des gesamten Bypasszeitraumes vollständig vom Respirator abgekoppelt sowie operationstechnisch bedingt einer mechanischen Kompression ausgesetzt wurden, muß auch trotz ausgiebigen Blähens der Lunge vor Wiederanschluß an den Respirator eine Verkleinerung der gesamten Austauschfläche der Lunge durch Atelektasenbildung und zusätzlich vermehrter Shuntperfusion in Betracht gezogen werden. Diese Atelektasen könnten zu einer Überdehnung der noch belüfteten Lungenareale mit folgender Zunahme des elastischen Widerstandes führen [ 75 ]. In anderen Untersuchungen konnte demonstriert werden, daß atelektatische Lufträume schwieriger zu öffnen sind als durch einfache Obstruktion der Luftwege minderbelüftete Areale ohne Kollaps der Lufträume distal der Obstruktion [ 76 , 77 ]. Ob die vor Wiederaufnahme der mechanischen Ventilation durchgeführte, über einige Sekunden gehaltene tiefe Inflation der Lunge zu einer Eröffnung der atelektatischen Areale geführt hat, ist spekulativ. Eine entsprechende radiologische Diagnostik zum Nachweis von Atelektasen war intraoperativ nicht durchführbar.

Die Effekte intermittierender Ventilation, statischer Inflation der Lungen oder kontinuierlicher Sauerstoffgabe während des kardiopulmonalen Bypasses auf die weitere Lungenfunktion nach Abgang von der Herz-Lungen-Maschine sind unklar. Im Rahmen dieser Studie verblieben die Lungen daher in einem Zustand nach passiver Deflation.

Die im Vergleich erhöhte alveoloarterielle Sauerstoffdifferenz AaDO2 nach Bypassabgang ist mit einer, wie bereits dargestellt, gesteigerten extravasalen Flüssigkeitsakkumulation im Lungeninterstitium und einer somit verdickten Austauschfläche zwischen alveolärem Raum und den Lungenkapillaren vereinbar [38].

Hinsichtlich der Resistance ließen sich im Vergleich der nach Abgang von der Herz-Lungen-Maschine ermittelten Werte mit den Ausgangswerten keine signifikanten Änderungen nachweisen. Ein aufgrund der Akkumulation von Sekret in den Atemwegen, eines Lungenkollaps bzw. entzündlich bedingter Bronchialwandverdickung erwarteter Anstieg des Atemwegswiderstandes blieb aus. Möglicherweise wirkte die Meßmethode selbst limitierend, da


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die Messung des Atemwegdruckes sowie der Atemgasströmung direkt oberhalb des Endotrachealtubus erfolgte. Die Messung der Resistance war somit durch den Endotrachealtubus stark beeinflußt. In mehreren Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß bei einer Messung der Resistance des gesamten respiratorischen System oberhalb des Endotrachealtubus der Tubus selbst aufgrund des geringen Lumens durch veränderte Strömungsverhältnisse, insbesondere durch vermehrte Strömungsturbulenzen, Sekretansammlung und Deformation im Bereich des Nasopharynx, einen großen Anteil zur Resistance beiträgt [47 , 78 , 79 , 80 ].

Weitere extrapulmonale Effekte des kardiopulmonalen Bypasses

In beiden Patientengruppen ließ sich ein signifikanter Abfall des mittleren arteriellen Blutdruckes bei signifikant erhöhtem zentralvenösen Druck nach Abgang von der Herz-Lungen-Maschine beobachten ( Tabelle 10 ). Diese Beobachtungen sind bereits aus anderen Untersuchungen [1] bekannt und bestätigen die Ergebnisse der hier durchgeführten Messungen. Ursächlich wird in der Literatur unter anderem auch die bereits erwähnte Aktivierung des Kallekrein-Kinin-Systems mit Bradykinin-vermittelter Vasodilatation angeführt [5]. Weiterhin ist eine verminderte Kontraktilität aufgrund myokardialer Ödeme denkbar [1]. Der in vorliegender Untersuchung bei beiden Versuchsgruppen beobachtete Anstieg der Herzfrequenz, der jedoch bei der Studiengruppe das Signifikanzniveau verfehlte, wird durch die in beiden Gruppen nach Bypassabgang verabreichten Katecholamine und als endogene Streßresponse durch den kardiopulmonalen Bypass selbst interpretiert.

Der in beiden Gruppen zu Bypassende verzeichnete signifikante Abfall des Hämatokrit sowie des Hämoglobingehaltes ( Tabelle 10 ) wird, wie auch in anderen Studien [ 81 ], hier mit der durch die Prime-Flüssigkeit ausgelösten Hämodilution erklärt. Interessanterweise hatte die konventionelle Ultrafiltration hierbei keine hämokonzentrierende Wirkung. Diese Beobachtung bestätigt die auch von Naik et al. festgestellte, wenig wirkungsvolle Reduktion des Gesamtkörperwassers unter konventioneller Filtration [21]. Ein möglicher Erklärungsversuch hierfür ist die Anordnung des Hämofilters, in dem die Filtrationsmenge durch den Inhalt des Reservoirs der Herz-Lungen-Maschine limitiert ist [21].


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Effekt der modifizierten Ultrafiltration auf die Lungenfunktion

Die vorliegende Studie hat bestätigt, daß die nach Naik, Knight und Elliott modifizierte Technik der Ultrafiltration [21] signifikante Auswirkungen auf die elastischen Eigenschaften der Lunge hat. Bei der Studiengruppe konnte im Vergleich zur Kontrollgruppe während der Filtration ein deutlicher Anstieg der Lungencompliance sowie im Verlauf der Messungen deren weitere Zunahme nachgewiesen werden (Tabellen 11 und 12).

Die nach kardiopulmonalem Bypasses auch in der Lunge erfolgte Flüssigkeitsextravasation ist mit einem vermehrten Wassergehalt des Lungengewebes verbunden [35]. Als Ursache für den auch im Rahmen dieser Studie unter modifizierter Filtration beobachteten signifikanten Complianceanstieg ( Tabelle 12 ) ist die erfolgte Reduktion des Gesamtkörperwassers mit konsekutiv erfolgender Flüssigkeitsentfernung sowohl aus den einzelnen Gewebskompartimenten als auch aus dem Lungeninterstitium denkbar [22]. Unterstützend für diesen Erklärungsansatz muß der signifikante Abfall der alveoloarteriellen Sauerstoffdifferenz AaDO2 unter Filtration sowie im Zeitraum unmittelbar nach modifizierter Filtration im Sinne einer verbesserten Diffusionskapazität zwischen Alveole und Lungenkapillare gewertet werden. Eine signifikante Korrelation des Complianceanstieges bzw. des Abfalls der AaDO2 zur modifiziert filtrierten Flüssigkeitsmenge ließ sich jedoch nicht nachweisen, so daß die beobachteten Veränderungen nicht ausschließlich auf die Reduktion des Gesamtkörperwassers bzw. als unmittelbare Folgen dieser Reduktion zurückgeführt werden können.

Wie bereits einleitend diskutiert, konnte in anderen Untersuchungen wiederholt eine einer Entzündung ähnelnde Endothelschädigung durch die Stimulierung verschiedener Entzündungskaskaden nach Durchführung des kardiopulmonalen Bypasses festgestellt werden. Von verschiedenen Autoren wurde mittels Filtration eine Entfernung von aktivierten Komplementfragmenten nachgewiesen [ 82 , 83 ]. So wurde nicht nur die Aktivierung der Komplementkaskade bei Anwendung eines kardiopulmonalen Bypasses während pädiatrischer Herzchirurgie bestätigt, sondern es wurden auch hohe Konzentrationen von C3a und C5a in dem nach Abschluß des kardiopulmonalen Bypasses gewonnen Filtrat nachgewiesen [82]. Die Interpretation dieser Ergebnisse [82] wird jedoch durch das Fehlen einer Kontrollgruppe eingeschränkt. In einer anderen Studie wurde ein signifikanter Abfall der Serumkonzentration von C3a und C5a in Korrelation zur filtrierten Flüssigkeitsmenge sowie ein signifikanter Abfall der Zytokine, des Tumor-Nekrose-Faktors alpha sowie von Interleukin-6 gezeigt [83]. Eine


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besondere Bedeutung kommt dabei der Entfernung des Interleukin-8 zu, bei dem eine besondere Bedeutung in der Beziehung zwischen Endothel und Neutrophilen während und nach dem Bypass vermutet wird. Die in der Literatur [2, 82] beschriebenen Hinweise auf eine maximale Komplement- und Zytokinfreisetzung während der Reperfusionsphase lassen die während der späten Reperfusionsphase durchgeführte Ultrafiltration hinsichtlich der frühzeitigen Elimination dieser Entzündungsmediatoren einer nach Abgang vom kardiopulmonalen Bypass durchgeführten Ultrafiltration als überlegen erscheinen [83]. Diese filtrationsbedingte Elimination von Entzündungsmediatoren mit einer wahrscheinlich abschwächenden inflammatorischen Reaktion nach kardiopulmonalem Bypass ist als eine mögliche Ursache für die Stabilisierung der Endothelkontinuität der Kapillaren denkbar. Andere Untersuchungen bestätigen diese Ergebnisse und verweisen zugleich darauf, daß die klinischen Effekte nach Ultrafiltration nicht allein auf die alleinige Flüssigkeitsentfernung zurückgeführt werden können sondern zu einem nicht unwesentlichen Teil aus der Elimination von aktivierten Komplementfaktoren und von Cytokinen resultieren [ 84 ]. Pearl et al. konnten keinen Zusammenhang zwischen dem während des kardiopulmonalen Bypasses erhöhten Plasmaspiegels für Thromboxan B2, Leukotrien B4, Endothelin-1 und der Entfernung dieser Mediatoren durch die modifizierte Ultrafiltration auf die postoperativ verbesserte kardiopulmonale Funktion beobachten [ 85 ].

Bei dem innerhalb der Studiengruppe beobachteten Abfall der Resistance ( Tabelle 12 ) ist ein Zusammenhang mit der bereits erwähnten Reduktion des Gesamtkörperwassers und der Verminderung von Ödemen der Bronchialwand denkbar. Jedoch ist diese Beobachtung bei einem als gesichert anzunehmenden beträchtlichen Einfluß des Endotrachealtubus auf die Gesamtresistance mit Zurückhaltung zu bewerten. Bei nicht signifikant veränderten Beatmungsparametern scheint kein Zusammenhang zu den in beiden Gruppen vergleichbaren endexpiratorischen Druckverhältnissen zu bestehen, die an anderer Stelle beschrieben werden [41].


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Extrapulmonale Effekte der modifizierten Ultrafiltration

Bei den Patienten der Studiengruppe ließ sich ein deutlich hämokonzentrierender Effekt unter der modifizierten Ultrafiltration feststellen ( Tabelle 12 ). Der hierbei beobachtete Anstieg des Hämatokrits bzw. des Hämoglobingehaltes, der ebenfalls in anderen Studien bei Filtration während bzw. nach kardiopulmonalem Bypass beschrieben wird [10, 22, 37], ist als direkte Folge der Flüssigkeitsentfernung zu werten. Der im weiteren Verlauf nach modifizierter Ultrafiltration wieder leicht abfallende Hämatokrit bzw. Hämoglobingehalt ( Tabelle 12 ) ist am wahrscheinlichsten auf die Umverteilung von Flüssigkeit aus dem Extravasal- in den Intravasalraum mit nachfolgendem Verdünnungseffekt zurückzuführen. Der im Vergleichszeitraum bei der Kontrollgruppe ( Tabelle 11 ) ebenfalls beobachtete leichte, jedoch nicht signifikante Anstieg des Hämatokrits bzw. des Hämoglobingehaltes ist unklar und eventuell begründet in einem im Rahmen der langsamen myokardialen Erholung verbesserten „cardiac output“ mit gesteigerter Diurese. Untersuchungen hierzu sind im Rahmen dieser Studie jedoch nicht durchgeführt worden.

Ein signifikanter Anstieg des mittleren arteriellen Blutdruckes, der im Rahmen der modifizierten Filtratrion bei der Studiengruppe beobachtet werden konnte ( Tabelle 12 ), wurde bereits von Naik et al. beschrieben [22]. Er verweist auf eine Korrelation zwischen dem Anstieg des mittleren arteriellen Blutdruckes und dem Quotienten aus Filtratmenge und gesamten Blutvolumen; das unterstützt die Annahme, daß ein Flüssigkeitsentzug zu einer Blutdruckverbesserung führt. Der auslösende Mechanismus ist unklar, denkbar ist eine durch die Reduktion des myokardialen Wassergehaltes verbesserte kardiale Funktion [ 86 ]. So konnte von Elliot eine Verminderung des Volumens der Myokardwand in Assoziation mit einer verbesserten linksventrikulären diastolischen Funktion gezeigt werden [10]. Naik et al. demonstrieren nach Ultrafiltration einen Anstieg des „cardiac index“, des Blutdruckes und des systemischen Gefäßwiderstandes in Zusammenhang mit einer Verminderung der Herzfrequenz und des Lungengefäßwiderstandes [22].

Insgesamt erweist sich die modifizierte Technik der Ultrafiltration im unmittelbar postoperativen Zeitraum als eine geeignete Methode zur Abschwächung der bypassassoziierten pulmonalen Dysfunktion, der systemischen Ödemformation, sowie der durch freie Radikale ausgelösten Gewebsdestruktion und führt mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Verbesserung der kardialen Funktion [ 87 ]. Die modifizierte Ultrafiltration ist ein sicheres Verfahren, das die Notwendigkeit


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von Bluttransfusionen und die Zeitdauer für eine postoperative Beatmung, insbesondere bei Risikopatienten mit einer präoperativ bestehenden pulmonalen Hypertension, bei Neonaten sowie bei langer Dauer des kardiopulmonalen Bypasses, vermindert [ 88 , 89 ]. Die Beobachtungen zur Langzeitwirkung, vor allem hinsichtlich der Dauer der postoperativen Beatmung und der Aufenthaltsdauer der Patienten auf einer Intensivstation, sind nicht einheitlich. In einer anderen Untersuchung [ 90 ] konnte zwar ebenfalls eine Verbesserung der pulmonalen Compliance nach kardiopulmonalen Bypass und modifizierter Ultrafiltration beobachtet werden, jedoch war dieser Effekt nur kurzfristig anhaltend und führte zu keiner verminderten Beatmungs- bzw. Aufenthaltsdauer auf einer Intensivstation. Ein Ziel weiterer Untersuchungen muß deshalb die Klärung von längerfristigen Auswirkungen der postoperativ durchgeführten modifizierten Ultrafiltration sein.


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Mon Jan 28 13:11:32 2002