Die Wirkung von Thiamin vs. Placebo auf VO2 bei kritischer Erkrankung (TVO2_RCT)

In den letzten zwei Jahrzehnten wurden umfangreiche Untersuchungen zur Rolle der Sauerstoffzufuhr (DO2) und Sauerstoffverwertung (VO2) bei kritischen Erkrankungen durchgeführt. VO2 hängt vom Herzzeitvolumen, dem arteriellen Sauerstoffgehalt und der Fähigkeit des Körpers ab, Sauerstoff effektiv aus dem Blut zu extrahieren. Der Sauerstoffbedarf steigt bei kritischen Erkrankungen, wenn der Körper in einen katabolischen Zustand übergeht, und eine niedrigere VO2 wurde mit höheren Laktatwerten und schlechteren Ergebnissen in Verbindung gebracht. Obwohl in früheren Studien gezeigt wurde, dass eine Erhöhung der DO2 die VO2 bei einigen Patienten erhöht, haben andere Forscher herausgefunden, dass viele kritisch kranke Patienten keine Erhöhung der VO2 zeigten, obwohl sie übernormale Werte des Herzindex (CI) und der DO2 erreichten. Diese Gruppe hatte im Gegensatz zu Patienten, deren VO2 mit dem Anstieg von CI und DO2 anstieg, äußerst schlechte Ergebnisse, was darauf hindeutet, dass eine Unfähigkeit, Sauerstoff aus dem Blut zu extrahieren, eine schlechtere Prognose mit sich bringt.

Thiaminmangel kann sich auf verschiedene Weise manifestieren, aber das durch Thiaminmangel verursachte Syndrom der feuchten Beriberi umfasst Laktatazidose, Herzdekompensation und vasodilatatorischen Schock, ähnlich wie bei Sepsis und anderen Formen kritischer Erkrankungen. Der Mechanismus, durch den ein Thiaminmangel eine Funktionsstörung verursacht, beruht auf der wesentlichen Rolle des Vitamins im Krebszyklus und im Pentosephosphatweg. Ein Mangel an ausreichend Thiamin führt dazu, dass Pyruvat nicht in den Krebszyklus eintritt, wodurch der aerobe Metabolismus verhindert wird. Die resultierende Verringerung des aeroben Stoffwechsels und die Erhöhung des anaeroben Stoffwechsels führt zu einem verringerten Sauerstoffverbrauch durch das Gewebe und einer erhöhten Milchsäureproduktion.

Unsere Gruppe hat zuvor festgestellt, dass mehr als 20 % der kritisch kranken Patienten mit Sepsis innerhalb von 72 Stunden nach der Vorstellung einen Thiaminmangel aufweisen. In einem Hundemodell des septischen Schocks haben Lindenbaum et al. gezeigt, dass die Supplementierung mit Thiamin unabhängig vom Thiaminspiegel nicht nur die Laktatclearance und den mittleren arteriellen Druck verbessert, sondern auch die VO2 erhöht. Ein Anstieg der VO2max nach Gabe von Thiamin an gesunde Probanden wurde ebenfalls beschrieben. In unserer vorherigen Open-Label-Studie fanden wir heraus, dass die Verabreichung einer Einzeldosis von 200 mg intravenösem Thiamin an kritisch kranke Patienten zu einem statistisch signifikanten Anstieg der VO2 bei Patienten mit normalem oder erhöhtem Herzzeitvolumen führte, was darauf hindeutet, dass Thiamin die Extraktion erhöhen kann Bestandteil von VO2, auch ohne absoluten Thiaminmangel. Dieser Effekt wurde bei Patienten mit niedrigem Herzzeitvolumen nicht beobachtet.

Es ist bekannt, dass VO2 bei Entzündungszuständen ansteigt, was einen erhöhten Energieverbrauch widerspiegelt. Frühere Studien haben gezeigt, dass die VO2 durch Interventionen wie Fieberkontrolle sinkt. Obwohl die VO2 bei kritisch kranken Patienten höher als normal ist, deuten die Endorganschäden und die Laktatazidose darauf hin, dass sie nicht hoch genug ist, um die metabolischen Anforderungen des kritisch kranken Körpers zu erfüllen. Wenn wir in der Lage sind, die VO2 bei kritisch kranken Patienten weiter zu erhöhen, könnten wir möglicherweise dazu beitragen, den aeroben Stoffwechsel aufrechtzuerhalten und die Gewebehypoxie und die daraus resultierende Schädigung der Endorgane zu verringern. Unsere Hypothese ist, dass die intravenöse Verabreichung von Thiamin an kritisch kranke Patienten, die keinen abnormal niedrigen Herzindex haben, die VO2 erhöht.

Wir werden einen Anästhesiemonitor mit einem Gasaustauschmodul verwenden, um VO2 kontinuierlich über einen Zeitraum von 9 Stunden zu messen. Nach 3 Stunden werden Basislinien-VO2-Daten gesammelt, Basislinien-Thiaminspiegel, Laktat und zentralvenöse O2-Sättigung werden erhalten. Dann wird eine Einzeldosis von 200 mg Thiamin i.v. verabreicht, und dann werden 6 Stunden lang Post-Thiamin-Daten gesammelt. Wir werden alle einwilligenden Patienten, deren Herzindex wir nicht kennen, mit einer nicht-invasiven Herzindexmessung mit dem nicht-invasiven Herzleistungsmonitor Cheetah (NICOM) untersuchen. Wir werden Patienten mit einem Herzindex von weniger als oder gleich 2,4 l/min/m2 nicht einbeziehen, da unsere vorläufigen Daten zeigen, dass diese Patienten die VO2 als Reaktion auf Thiamin nicht erhöhten. Bei allen aufgenommenen Patienten wird der Herzindex während der Studie kontinuierlich vom NICOM überwacht, um festzustellen, ob ein Zusammenhang zwischen VO2 und Herzindex besteht oder nicht. Den Patienten wird vor und nach Thiamin oder Placebo auch Blut für ein Metabolom-Panel entnommen, um festzustellen, ob Thiamin eine Wirkung auf das Metabolom hat.