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 HZV-Steigerung 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 ADH-Produktion, 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

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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

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"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-LILLJESTRAND-Mechanismus. 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).

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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 Bein- oder 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).

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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 EULER-LILLJESTRAND-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)

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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 NO-Inhalation 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 Lungen-Unterstützungssysteme" 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.

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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.

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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.

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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" NNR-Hormonausschüttung 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).

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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?

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