Sauerstoffdissoziationskurve bei Patienten, die sich einer orthotopen Lebertransplantation unterziehen

Hämoglobin (Hb) ist das Molekül, das für den Transport von Sauerstoff (O2) zu den Geweben von Säugetieren verantwortlich ist.

Die von Bohr Anfang des 20. Jahrhunderts erstmals beschriebene Wechselwirkung zwischen Sauerstoff und Hämoglobin wird durch die Sauerstoff-Hämoglobin-Dissoziationskurve (ODC) dargestellt, die eine sigmoide Form hat. Der p50 und der Hill-Koeffizient (HC) beschreiben die ODC am besten. p50 stellt den Partialdruck von O2 dar, bei dem 50 % von Hb mit O2 gesättigt sind, und der Hill-Koeffizient stellt die maximale Steilheit der Kurve im logarithmischen Hill-Plot dar. Die Wechselwirkung zwischen Hb und O2 kann durch viele Faktoren und Bedingungen wie Temperatur, pH-Wert, pCO2 und 2,3-Diphospoglycerat (2,3-DPG)(1) beeinflusst werden. Ein Anstieg von p50 zeigt eine Verschiebung der ODC nach rechts und eine Abnahme der Hb-O2-Affinität an, während eine Abnahme von p50 eine Verschiebung der ODC nach links und eine erhöhte Affinität anzeigt .

Es wird angenommen, dass Lebererkrankungen, insbesondere Leberzirrhose, die ODC auf vielfältige Weise beeinflussen, eine Rechtsverschiebung aufgrund einer Stimulierung der Produktion von 2,3-DPG wurde beschrieben. Auch Caldwell et al. zeigten bei Zirrhosepatienten eine Rechtsverschiebung der ODC, konnten jedoch den Grund für diese Verschiebung nicht nachweisen und postulierten lediglich, dass bei diesen Patienten das Säure-Basen-Gleichgewicht in den roten Blutkörperchen oder die Kationenkonzentration abnorm sein könnten. Patienten mit einer Lebererkrankung im Endstadium (ESLD) zeigen eine hyperdynamische Zirkulation, eine adaptive Reaktion auf eine mögliche okkulte Ischämie und eine splanchnische Vasodilatation (8). Unter physiologischen Bedingungen ist der Sauerstoffverbrauch (VO2) unabhängig von der Sauerstoffabgabe (DO2). Wenn DO2 unter einen kritischen Wert fällt, kann die Sauerstoffextraktion aus Hämoglobin zunehmen, um VO2 aufrechtzuerhalten. Unterhalb dieses kritischen DO2-Niveaus, wenn die Sauerstoffextraktion ihr Maximum erreicht hat, nimmt die VO2 ab, dieser Zustand wird als physiologische Sauerstoffversorgungsabhängigkeit bezeichnet. Es wurde postuliert, dass bei manchen Erkrankungen und Zuständen, wie ARDS, Sepsis, akutem Leberversagen oder ausgedehnten Operationen, eine pathologische Sauerstoffversorgungsabhängigkeit bestehen kann. Bei der Betrachtung der gesamten Sauerstoffversorgung muss berücksichtigt werden, dass Messungen von DO2 und VO2 allein den Einfluss der ODC auf die effektive Sauerstoffversorgung des Gewebes nicht erkennen. Auch unter normalen Bedingungen, bei denen DO2 und VO2 im normalen Bereich liegen, könnte die Sauerstoffextraktionsrate durch Änderungen der ODC beeinträchtigt werden. Die orthotope Lebertransplantation (OLT) ist ein wichtiger Schritt in der Therapie von Lebererkrankungen im Endstadium und stellt sowohl aus chirurgischer als auch aus anästhesiologischer Sicht einen komplexen Eingriff dar. Während einer Lebertransplantation treten zahlreiche tiefgreifende physiologische Veränderungen auf, die mit den verschiedenen Stadien des chirurgischen Eingriffs zusammenhängen. In der Vorbereitungsphase werden zunächst die native Leber und die Gefäße präpariert und es kann zu Blutungen kommen. In der zweiten Phase der OLT wird die untere Hohlvene abgeklemmt, was zu einer hämodynamischen Instabilität durch reduzierte Vorlast und Stauung im unteren Körperteil führt. Während dieser sogenannten anhepatischen Phase reichern sich Laktat und andere Stoffwechselendprodukte an. Nach Anastomose der V. cava und der Pfortader beginnt die Reperfusionsphase. Hier ist aufgrund der Rückführung von azidotischem Blut und angesammelten Metaboliten aus dem unteren Körperteil in den Kreislauf eine ausgeprägte hämodynamische Instabilität mit erniedrigtem Blutdruck zu beobachten. Frühere Studien an Menschen und Tieren, die sich einer Lebertransplantation unterziehen, haben gezeigt, dass, während die ODC während der Vorbereitung und der anhepatischen Phase erhalten zu sein scheint, eine Linksverschiebung der ODC nach der Reperfusion auftritt. Diese Linksverschiebung der ODC könnte eine verringerte Sauerstoffabgabe an das Gewebe bedeuten, was wahrscheinlich die hämodynamische Instabilität verschlechtert.

Mit dieser Pilotstudie zielt der Forscher darauf ab, ODCs zu Studienbeginn und in verschiedenen Stadien während einer orthotopen Lebertransplantation bei Patienten zu messen, um ein tieferes Verständnis der Sauerstoffzufuhr und -versorgung während einer Lebertransplantation zu erhalten.