Deutsches Herzzentrum Berlin
Abteilung für Angeborene Herzfehler
Direktor: Prof. Dr.med. P.E. Lange

Habilitationsschrift

Postoperative pulmonalen Hypertension nach Korrektur angeborener Herzfehler: Behandlung, Pathophysiologie, und vaskulo-bronchiale Interaktionen

zur Erlangung der Venia Legendi für das Fach Pädiatrie

Vorgelegt der Medizinischen Fakulät Charité der Humboldt-Universität Berlin

von Ingram Schulze-Neick
geb. 17.Okt. 1960 in Bonn

Präsident:Prof. Dr. Jürgen Mlynek

Dekan: Prof. Dr. med. J.W. Dudenhausen

eingereicht:4. Dezember 2001

Datum der Habilitation:2. Juli 2002

Gutachter:
1. Prof. Dr. med. D. Schranz
2. PD Dr. med. R. Ewert
3. Prof. Dr. med. M. Obladen

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• 1.  Einleitung
  • 1.1. Häufigkeit angeborener Herzfehler mit pulmonaler Hypertension
  • 1.2. Definition und Formen der pulmonalen Hypertension (PHT)
  • 1.3. Pathophysiologie der PHT durch Shuntvitien
    • 1.3.1. Vitien mit Volumenbelastung
    • 1.3.2. Vitien mit Volumen- und Druckbelastung
    • 1.3.3.  Vitien mit einer Erhöhung des Lungenvenendruckes
  • 1.4. Spontanverlauf und Entwicklung des Eisenmenger-Syndromes
  • 1.5. Bedeutung der PHT für die geplante operative Versorgung
  • 1.6.  Präoperative Evaluation der PHT
    • 1.6.1. Rolle der Lungenbiopsien.
    • 1.6.2.  Rolle von pharmakologischen Testungen
  • 1.7.  Genese der postoperativen PHT
    • 1.7.1. Präoperative pulmonale endotheliale Dysfunktion (PED)
    • 1.7.2. Einfluß von Herzlungenmaschine (HLM) und Endothelinen
  • 1.8.  Klinische Bedeutung der postoperativen PHT
    • 1.8.1. Rechtsventrikuläre Belastung
    • 1.8.2. Pulmonalhypertensive Krise
    • 1.8.3. Problematik bisheriger Behandlungsstrategien
    • 1.8.4. Lösungsansatz
• 2. Aufgabenstellung
• 3. Bearbeitete Bereiche der postoperativen PHT
  • 3.1. Behandlung der postoperativen PHT: Applikation und Wirkung von pulmonalselektiven Vasodilatatoren mit besonderer Berücksichtigung der postoperativen rechtsventrikulären Funktion.
    • 3.1.1. Aufgabenstellung
    • 3.1.2. Methodik.
  • 3.2. Analyse der Biologie der postoperativen PHT: Versagen der vasodilatatorischen Funktion des pulmonalen Endothels und plasmatische vasokonstriktive Faktoren
    • 3.2.1. Aufgabenstellung
    • 3.2.2. Methodik
  • 3.3. Exazerbation der PHT in pulmonalhypertensive Krise: hämodynamischer Mechanismus und vaskulo-bronchiale Interaktion
    • 3.3.1. Aufgabenstellung
    • 3.3.2.  Methodik
• 4.  Veröffentlichte Arbeiten
  • 4.1. Inhalative pulmonalselektive Vasodilatatoren
    • 4.1.1. Schulze-Neick I., Uhlemann F., Nürnberg J., Bültmann M., Haas N., Dähnert I., Alexi-Meshkishvili V., Opitz C., Pappert D., Rossaint R., Kleber F., Hetzer R., Lange P.E. : Aerosolisiertes Prostacyclin zur präoperativen Evaluation und postkardiochirurgischen Behandlung von Patienten mit pulmonaler Hypertension. Z Kardiol 86: 71-80, 1997.
    • 4.1.2. Schulze-Neick I., Bültmann M., Werner H., Gamillscheg A., Vogel M., Rossaint R., Hetzer R., Lange P.E. : Right ventricular function in patients treated with inhaled nitric oxide after cardiac surgery. Am J Cardiol 80: 360-363, 1997
  • 4.2. Biologie des erhöhten Lungengefäßwiderstandes
    • 4.2.1. Schulze-Neick I, Daniel J Penny, MD; Michael L Rigby, MD; Cliff Morgan,MD; Andrea Kelleher, MD; Peter Collins, MD; Jia Li; Andrew Bush, MD; Elliot A Shinebourne, MD; and Andrew N Redington, MD L-arginine and substance P reverse the pulmonary endothelial dysfunction caused by congenital heart surgery. Circulation. 1999 Aug 17;100 (7):749-55.
    • 4.2.2. Schulze-Neick I; Li J; Penny DP; and Redington AN. Pulmonary vascular resistance after cardiopulmonary bypass in infants: Impact on postoperative recovery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2001; 121:1033-9
    • 4.2.3. Schulze-Neick I; Li J; Reader JA; Shekerdemian LS; Redington AN; Penny DP. The endothelin antagonist BQ123 reduces pulmonary vascular resistance in infants after congenital heart surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 2002; 124: 435-41
  • 4.3. Vaskulo-bronchiale Interaktionen der pulmonalhypertensiven Krise
    • 4.3.1. Schulze-Neick, H. Werner, D. J. Penny, V.Alexi-Meskishvili, and P. E. Lange. Acute ventilatory restriction in children after weaning of inhaled nitric oxide: relation to rebound pulmonary hypertension. Intensive Care Medicine 25:76-80, 1999.
    • 4.3.2. Schulze-Neick I, Daniel J Penny, Michael L Rigby, Andrea Kellegher, and Andrew N Redington. Pulmonary vascular-bronchial interactions: Impact of variations in pulmonary blood flow on lung mechanics. Heart. 2000 Sep;84 (3):284-9
• 5.  Diskussion
  • 5.1. Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse
  • 5.2. Diskussion der Ergebnisse und Ausblick
    • 5.2.1. Applikation und Monitoring von pulmonalselektiven Vasodilatoren
    • 5.2.2. Biologie der PHT: die pulmonale endotheliale Dysfunktion
    • 5.2.3. Lungenmechanischer Aspekt der postoperativen PHT
• Abkürzungsverzeichnis
• Literaturverzeichnis
• Danksagung
• Eidesstattliche Erklärung

Bilder

• Abb. 1 Elektronenmikroskopie des Lungengefäßendothels
• Abb. 2 Imbalance der pulmonal endothelialen Faktoren
• Abb. 3 Histologie der Lungengefäßveränderungen bei Shuntvitien
• Abb. 4 Pulmonale endotheliale Dysfunktion in vitro
• Abb. 5 Postoperative pulmonale endotheliale Dysfunktion in vivo
• Abb. 6 Plasmaendotheline vor und nach Herzoperation
• Abb. 7 Hämodynamik der postoperativen pulmonalhypertensiven Krise
• Abb. 8 Wirkung von pH und pCO ₂ auf den Lungengefäßwiderstand
• Abb. 9 Dosis-Wirkungskurven von inhalativem NO
• Abb. 10 Elektronenmikroskopie des Lungenalveolus und seiner Kapillaren
• Abb. 11 Gabe von inhalativem NO am beatmeten Patienten
• Abb. 12 Vernebelung von aerosolisiertem PGI ₂ am beatmeten Patienten
• Abb. 13 Echokardiographische Messung der rechtsventrikulären Funktion
• Abb. 14 AMIS 2000 Massenspektrometer
• Abb. 15 Standardformeln zur Berechnung des Lungengefäßwiderstandes
• Abb. 16 Anaemometer und Drucksensor zur Messung der Lungenmechanik
• Abb. 17 Methodik der kontinuierlich gemessenen Lungenmechanik
• Abb. 18 Effekt von inhalativem NO in der pulmonalhypertensive Krise
• Abb. 19 Interventionell variierter pulmonaler Blutfluß und Lungenmechanik