Cardio-Lungenbelastungstests und intravenöses Eisen – „CAPOEIRA-I-STUDIE“ (CAPOEIRA-I)

Anämie ist in der elektiven chirurgischen Population weit verbreitet, wobei eine Prävalenz von etwa 30 % in großen Kohorten konsistent berichtet wird.

Kardiopulmonale Belastungstests (CPET), die eine objektive Bewertung der aeroben Fitness durch Messung des Sauerstoffverbrauchs (O2) und der Kohlendioxidproduktion ermöglichen, gelten weithin als Goldstandard zur Bewertung der funktionellen Kapazität, da sie das Lungen-, Herz-Kreislauf- und Muskel-Skelett-System und ihr Zusammenspiel dynamisch testen in einem einzigen Test. CPET-Parameter werden von einer Reihe von Patientenfaktoren beeinflusst, darunter Anstrengung, Fähigkeit, die Pedale auf einem Heimtrainer zu betätigen, Lungenfunktion und vor allem die Sauerstoffzufuhr zu den atmenden Geweben, die vom Blutsauerstoffgehalt und dem Fluss zu den Geweben über das Herzzeitvolumen abhängt .

Die Sauerstofftransportkapazität des arteriellen Blutes wird maßgeblich durch den Hämoglobingehalt (oder Gesamthämoglobinmasse (tHb-Masse)) beeinflusst. Die tHb-Masse beeinflusst die CPET-Leistung stärker als die Hämoglobinkonzentration ([Hb]). [Hb] ist vom Plasmavolumen (PV) abhängig und weist von Tag zu Tag größere Schwankungen auf als die tHb-Masse.

Studien an Sportlern zeigen die nachteiligen Auswirkungen des Blutvolumenverlusts (d. h. vorsätzlicher Aderlass) und Verlust des Hämoglobingehalts auf die CPET-Leistung. Die Folge davon ist eine illegale Blutmanipulation, die die CPET-Leistung verbessert. Dasselbe wird nach Höhentrainingslagern mit erhöhter tHb-Masse beobachtet, was zu einer verbesserten maximalen Trainingsleistung führt.

Die aerobe Kapazität ist definiert als die maximale Sauerstoffmenge, die der Körper pro Zeiteinheit verbrauchen kann, und ist das Goldstandardmaß für körperliche Fitness. VO2max wird klassisch definiert als „ein Plateau in der Sauerstoffaufnahme, das trotz weiterer Steigerungen der Trainingsbelastung während maximaler Belastung erreicht wird und dadurch die Grenzen des kardiorespiratorischen Systems definiert“. Viele Personen erreichen jedoch trotz maximaler Anstrengung kein Plateau in der Sauerstoffaufnahme, weshalb stattdessen der Begriff VO2peak verwendet wird. Dies ist der höchste gemessene Sauerstoffverbrauch während des Trainings und wird typischerweise über einen Zeitraum von 30 Sekunden gemittelt. O2 an der anaeroben Schwelle (VO2AT) ist definiert als: „die höchste anhaltende Belastungsintensität, bei der die Messung der Sauerstoffaufnahme den gesamten Energiebedarf berücksichtigen kann“. Eine alternative Definition ist „die Belastungsintensität, bei der sich Laktat im Blutkreislauf über dem Ruhezustand ansammelt“. Diese Variablen der Sauerstoffaufnahme hängen teilweise von der Sauerstofftransportkapazität des Blutes ab, die wiederum von den Hämoglobinspiegeln im Blut abhängt.

Größere Operationen stellen eine erhöhte metabolische Anforderung an den Körper. Vielleicht aus diesem Grund sind sowohl niedrigere präoperative VO2peak- als auch VO2AT-Werte mit erhöhter Morbidität und Mortalität nach größeren Operationen verbunden. Ein Großteil der Literatur in diesem Bereich stammt aus Studien, die über CPET-Variablen berichten. Angesichts der Tatsache, dass die Sauerstoffaufnahmevariablen VO2peak und VO2AT positiv mit der tHb-Masse korrelieren, kann es sein, dass ein Teil der körperlichen Fitness-Ergebnis-Beziehung eher durch Hämoglobin-bezogene Effekte als durch die kardiorespiratorische Funktion vermittelt wird, was eine mechanistische Grundlage für eine schlechte CPET-Leistung darstellt viele Patienten mit Anämie.

Nur wenige Studien haben die Auswirkungen der Blutmanipulation – entweder Transfusion oder Eisentherapie – auf CPET-Variablen bei Patienten untersucht. Eine Studie von Wright et al. untersuchte 20 Patienten mit chronischer Anämie aufgrund „stabiler hämatologischer Zustände“, die Bluttransfusionen erforderten. Ein CPET wurde vor der Bluttransfusion durchgeführt und 2–6 Tage nach der Transfusion von 1–4 Einheiten Blut (Median 3) wiederholt. Ein durchschnittlicher Anstieg von [Hb] von 8,3 auf 11,2 g dl-1 war mit einem mittleren (SD) Anstieg der O2AT von 10,4 (2,4) auf 11,6 (2,5) mlkg-1 min -1 (p = 0,018) verbunden. (10). Bei Korrektur um die Änderung der Hb-Konzentration erhöhte sich die anaerobe Schwelle um einen Mittelwert (SD) von 0,39 (0,74) ml kg-1 min-1 pro g dl-1 Hb.

Die Ergebnisse stimmten mit einer Studie an Patienten mit Beta-Thalassämie major überein, in der die Trainingsleistung vor und 2 Stunden nach der Hämotransfusion verglichen wurde. Die Belastungsdauer stieg von 7,3 (+/- 2,8) auf 10,3 (+/- 2,3) Minuten (p < 0,05) und die O2-Spitze stieg von 28,5 (+/- 5,0) auf 36,2 (+/- 7,1) ml kg-1 min -1; (p < 0,05).

Messung der Hämoglobinkonzentration im Vergleich zur Gesamthämoglobinmasse

Traditionell wurde die Konzentration des zirkulierenden Hämoglobins [Hb] als klinisches Maß für die Sauerstofftransportkapazität des Blutes verwendet. Ein niedriges [Hb] kann jedoch auf eine verringerte Hämoglobinmenge (absolute Masse des zirkulierenden Hämoglobins; tHb-Masse) oder ein erhöhtes Verdünnungsvolumen (Plasmavolumen) zurückzuführen sein. So kann [Hb] stabil und tHb-Masse niedrig im Zusammenhang mit akuten Blutungen sein, [Hb] normal oder erhöht, aber tHb-Masse niedrig im Zusammenhang mit Dehydratation oder [Hb] niedrig, aber tHb-Masse normal oder hoch sein im Zusammenhang mit überschüssigem Plasmavolumen (Flüssigkeit). Daher kann die Verwendung von [Hb] zur Definition der Blutsauerstofftransportkapazität unter bestimmten Umständen irreführend sein.

Die tHb-Masse stellt die absolute Masse des zirkulierenden Hämoglobins im Körper dar, wobei das gemessene [Hb] von der tHb-Masse und dem Blutvolumen (BV) (Summe aus Plasmavolumen (PV) und Gesamtvolumen roter Blutkörperchen) abhängt. Der Anteil des gelösten Sauerstoffs im Plasma ist unter normalen physiologischen Bedingungen unbedeutend (0,3 ml pro 100 ml Plasma), während jedes Gramm Hb bis zu 1,39 ml Sauerstoff bindet. Somit ist die tHb-Masse die Hauptdeterminante der Gesamt-O2-Transportkapazität im Blut und kann zusätzliche Informationen über den klinischen Zustand von Patienten liefern, als die, die von [Hb] allein geliefert wird.

Alternativ kann ein kürzlich entwickelter Bluttest, der in der Lage ist, absolute Gefäßvolumina abzuschätzen, als direkter Test angewendet werden, um etwaige Schwankungen des Plasmavolumens zu korrigieren, die einen [Hb]-Wert beeinflussen. Da das Modell nur eine einfache Blutprobe erfordert, kann es eine geeignete Alternative zur Schätzung des Gefäßvolumens (und der tHb-Masse) sein, wenn der Patient nicht in der Lage ist, die oCOR-Technik durchzuführen.

Klassifikation der Anämie

Die Terminologie rund um die Klassifizierung von Anämie kann komplex sein. Es gibt keinen einzelnen Laborparameter, der den gesamten Eisenstatus einer Person umfassend widerspiegelt. Der an der UHS verwendete POAS-Weg vereinfacht dies (Anhang 1). In der perioperativen Phase gibt es eine Reihe möglicher Ursachen einer eisenbedingten Anämie:

• Eisenmangel: Ferritin <30 g,l-1
• Eisenmangel und funktioneller Eisenmangel (FID) (Ferritin 30-100g.l-1 mit TSAT < 20 % und einem CRP > 5.
• Eisenrestriktion/Ferritinmangel 30-100 mit TSAT >20 % oder CRP erhöht/normal.
• Wenn Ferritin >100 g,l-1 ist, könnte die Ursache der Anämie eine Anämie ohne Eisenmangel oder FID sein
• Funktioneller Eisenmangel: Ungenügender Eiseneinbau in erythroide Vorstufen trotz scheinbar ausreichender körpereigener Eisenspeicher. Erkannt durch das Vorhandensein von färbbarem Eisen im Knochenmark, mit einem normalen Serum-Ferritin-Wert,
• Anämie bei chronischer Entzündung: funktioneller Eisenmangel durch chronische Entzündung.
• Ein Blutausstrich ist nützlich, um neben FID einen Eisenmangel zu erkennen, um festzustellen, welche Patienten von einer Eisentherapie profitieren können.

Die Forscher haben definiert, wie Anämie klassifiziert wird und wer für eine intravenöse Eisentherapie in Frage kommt, basierend auf internationalem Konsens und lokalen Krankenhausrichtlinien. Patienten, die nicht in die klaren Gruppen Eisenmangel, Eisensättigung oder funktioneller Eisenmangel gemäß den POAS-Leitlinien fallen, sind nicht für intravenöses Eisen geeignet und kommen für diese Studie nicht in Frage.

Forschungsaussage

Eine präoperative Anämie ist häufig und wird mit schlechteren Ergebnissen nach größeren Operationen in Verbindung gebracht. Eine beeinträchtigte körperliche Leistungsfähigkeit, wie sie durch CPET bewertet wird, ist ebenfalls mit beeinträchtigten Ergebnissen verbunden und kann teilweise auf eine präoperative Anämie zurückzuführen sein.

Die Forscher möchten die Durchführbarkeit der Durchführung eines CPET-Tests mit anschließender intravenöser Eisenverabreichung und Wiederholung eines CPET vor der Operation bei Patienten prüfen, die für eine elektive Operation in Betracht gezogen werden. Die Forscher wollen herausfinden, ob die Behandlung von anämischen Patienten, die für eine intravenöse Eisentherapie geeignet sind, ihre CPET-Variablen beeinflusst. Dies wird dazu beitragen, weitere Arbeiten zu informieren, um festzustellen, ob eine intravenöse Eisentherapie in Kombination mit einer CPET-angepassten Risikostratifizierung die Morbidität und/oder Mortalität bei anämischen Patienten verbessert, die sich einer größeren elektiven Operation unterziehen.