Übersprechen von Makro- und Mikrozirkulation bei hirngeschädigten Patienten unter Anästhesie oder auf der Intensivstation (MICRONOR)

Bei Patienten mit schwerer Hirnschädigung steht die Aufrechterhaltung und Kontrolle des Blutdrucks im Mittelpunkt der Behandlungsstrategie sowohl in der Anästhesie als auch in der Intensivpflege. Um den zerebralen Perfusionsdruck (CPP) auf geeignete Werte (60–70 mmHg) wiederherzustellen und gleichzeitig eine optimale Perfusion anderer lebenswichtiger Organe sicherzustellen, wird die intravenöse Verabreichung von Vasodilatatoren, Inodilatatoren oder Vasokonstriktoren weithin verwendet.

Diese vasoaktiven Mittel, die häufig zur Korrektur von Hypotonie oder Hypertonie verwendet werden, haben ihre eigenen Wirkungen auf die Belastungsbedingungen des linken Ventrikels, den arteriellen Baumtonus, aber auch Wirkungen auf die Mikrozirkulation.

Derzeit wird die überwiegende Mehrheit der Anästhesien und Organwiederbelebungen aus einer makrozirkulatorischen Sicht des Systems durchgeführt. Die hämodynamische Optimierung basiert dann auf der Überwachung von makrozirkulatorischen Parametern wie dem arteriellen Druck und manchmal dem Herzzeitvolumen in Verbindung mit Parametern einer angemessenen Sauerstoffversorgung des Gewebes (arterielle und venöse O2-Sättigung).

Der mikrozirkulatorische Status eines Gewebes kann nicht zuverlässig vorhergesagt werden, wenn nur die normalerweise gemessenen Makrozirkulationsparameter berücksichtigt werden. Der periphere Kapillarperfusionsdruck ist das Ergebnis der Kopplung zwischen peripherem mikrozirkulatorischem Tonus und Widerstand und makrozirkulatorischer Impedanz.

Die Reaktion von Mikrogefäßen auf die verschiedenen vasoaktiven Mittel, die in großem Umfang in der Klinik verwendet werden, ist wenig untersucht worden.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass die übermäßige Verwendung von Vasokonstriktoraminen, insbesondere bei Vorhandensein von Hypovolämie, paradoxerweise zum makrozirkulatorischen Eindruck einen Verschluss des Kapillarnetzwerks induzieren und die Gewebeischämie verschlimmern kann. Dieses kapillare Derecruitment ist insbesondere auf den Druckabbau im systemischen arteriellen System durch zu hohe periphere Widerstände zurückzuführen und führt fatalerweise zu einer Verdünnung der offenen Kapillaren.

Darüber hinaus führt die erhöhte makrozirkulatorische Impedanz zu einer myokardialen Arbeitsbelastung, die eine Abnahme des Herzzeitvolumens verursachen und die Gewebeschädigung verstärken kann. Dies führt zu einer neuen Situation der Entkopplung, die durch einen verringerten Makrozirkulationsfluss und einen erhöhten Mikrozirkulationswiderstand gekennzeichnet ist.

Aus diesem Grund erscheint in Situationen mit unzureichender oder geschwächter Organdurchblutung ein Patientenmanagement, das die Integration der Wirkung von vasoaktiven Wirkstoffen auf die Mikrozirkulation einschließt, für eine globale hämodynamische Behandlung unerlässlich.

Eine gestörte Mikrozirkulation ist ein wesentlicher pathophysiologischer Faktor für Organversagen und Tod von Patienten. Der Einfluss von Organversagen (Niere, Atmung, Herz usw.) auf die Qualität der zerebralen Oxygenierung ist erheblich und beeinträchtigt das Erholungspotential des Gehirns. Organversagen verschlechtert durch seine Rückwirkungen auf die Bedingungen der Gehirnerholung die Prognose von Patienten mit Hirnschädigung erheblich (sekundäre Hirnverletzungen systemischen Ursprungs (SBISOs)

Um die mit diesen aortokapillären Entkopplungsmechanismen verbundenen Fallstricke zu erkennen und zu vermeiden, ist eine spezifische Überwachung des mikrozirkulatorischen Flusses und der Gewebedurchblutung während der Verabreichung von vasoaktiven Mitteln von großer Bedeutung. Das Haupthindernis ist die Schwierigkeit, das Mikrozirkulationsverhalten am Krankenbett auf nicht- oder minimal-invasive Weise zu untersuchen.

Die direkte Visualisierung der kapillaren Zirkulation in vivo ist jetzt möglich, indem eine minimalinvasive Technik der orthogonalen spektralen Polarisations(OSP)-Videomikroskopie und neuerdings Sidestream-Dunkelfeld-Bildgebung (SDF) verwendet wird.

Diese letzte Technik, die hauptsächlich bei Menschen mit septischem Schock validiert wurde, verwendet eine polarisierte Lichtquelle, deren Absorption durch Hämoglobin und Reflexion durch andere Gewebe die Konstruktion eines kontrastierten Bildes ermöglicht. Diese Technik ermöglicht die Visualisierung von Kapillarnetzwerken auf der Oberfläche fester Organe, die mit einer dünnen Epithelschicht bis zu einer Tiefe von etwa 300 µm bedeckt sind. Eine berechnungssoftwaregestützte Auswertung des aufgenommenen Bildes erlaubt die halbquantitative Berechnung von Kapillardichte (Anteil perfundierter Gefäße; PPVSL), Kapillarfluss (Microcirculatory Flow Index; MFISL) und Heterogenität (Heterogenitätsindex; HETSL) derselben.

Bis heute sind mehrere nicht-invasive Techniken verfügbar, die jeweils unterschiedliche Parameter messen, die für diese Mikrozirkulation spezifisch sind:

Messung der Kapillardichte, des Kapillar- oder Gewebeflusses, der Hämoglobinsättigung, der Sauerstoffversorgung und des Gewebe-CO2-Drucks.

Die nicht-invasive Untersuchung der mikrozirkulatorischen Perfusion und ihrer Wechselwirkungen mit dem makrozirkulatorischen Netzwerk sollte dank einer minimalinvasiven Methode wie der Videomikroskopie eine bessere Nutzung der verwendeten Behandlungen ermöglichen.

Insgesamt geht der Trend in der Anästhesie und Intensivmedizin zunehmend in Richtung individualisiertes Management, und der Einsatz von Monitoring (Makro- und Mikrozirkulation) verbunden mit einer gründlichen Kenntnis der verwendeten Behandlungen (insbesondere Vasokonstriktoren, Vasodilatatoren und Gefäßfüllungen) scheint unerlässlich zu sein Grundlage dieser Überlegungen.

Die empirische Verwendung von vasoaktiven Mitteln ohne spezifische Überwachung dieser Wirkungen und die unvorhersehbaren Auswirkungen von Änderungen in einem der beiden Kompartimente auf den Endzustand des Systems während einer angemessenen makrozirkulatorischen Wiederbelebung könnten sogar auf mikrozirkulatorischer Ebene schädlich sein.

Diese pathophysiologischen Konzepte, die für das Übersprechen von Makro- und Mikrozirkulation spezifisch sind, zeigen die Notwendigkeit, eine Überwachung zu entwickeln, die für das mikrovaskuläre Netzwerk bei kritischen Patienten spezifisch ist.

Die Techniken haben sich weiterentwickelt und die Werkzeuge sind jetzt verfügbar und können sicher bei Patienten eingesetzt werden.

Bei hirngeschädigten Patienten beinhaltet das Routinemanagement bereits eine sehr vollständige Überwachung aller systemischen kardiopulmonalen und zerebralen Parameter. Die Teilnehmer erhalten Interventionen als Teil der routinemäßigen medizinischen Versorgung, um den zerebralen Perfusionsdruck (CPP) auf ein angemessenes Niveau (60-70 mmHg) wiederherzustellen.

Die Verfügbarkeit minimalinvasiver Überwachungsinstrumente der Mikrozirkulation wie Videomikroskopie ermöglicht die Untersuchung der funktionellen Kapillarsituation entsprechend dem verwendeten vasoaktiven Mittel.

Die Untersuchung der mikrozirkulatorischen Perfusion und ihrer Wechselwirkungen mit dem makrozirkulatorischen Netzwerk unter Verwendung einer minimalinvasiven Methode wie der Videomikroskopie sollte eine bessere Nutzung der verwendeten Behandlungen ermöglichen.