Das Akute Nierenversagen nach kardiochirurgischen Eingriffen im Herzzentrum Nordrhein - Westfalen

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1 Aus dem Herz - und Diabeteszentrum Nordrhein - Westfalen, Bad Oeynhausen, Klinik für Thorax- und Kardiovaskularchirurgie Universitätsklinik der Ruhr - Universität Bochum Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. Reiner Körfer Das Akute Nierenversagen nach kardiochirurgischen Eingriffen im Herzzentrum Nordrhein - Westfalen Eine retrospektive Analyse Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Oliver Grimmig aus Halle ( Saale ) 2001

2 Dekan : Prof. Dr. med. G. Muhr Referent: Prof. Dr. med. R. Körfer Koreferent: PD Dr.med. M.Tepel Tag der Mündlichen Prüfung:

3 Meiner Frau Heike und meiner ganzen Familie in Dankbarkeit gewidmet

4 Abstract Grimmig Oliver Das Akute Nierenversagen nach kardiochirurgischen Eingriffen im Herzzentrum NRW Das Akute Nierenversagen (ANV) nach herzchirurgischen Eingriffen stellt auch heute noch eine schwerwiegende, und mit einer Inzidenz von 0,9-7% eine häufige, oft auch fatale Komplikation dar. Ziel der Arbeit war die Darstellung möglicher Ursachen von Morbidität und Mortalität bei ANV nach kardiochirurgischen Eingriffen im HZ NRW, die Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse im Vergleich mit der Literatur. Die retrospektive Analyse untersucht den Krankheitsverlauf von 79 von 5285 Patienten, die vom im HZ NRW operiert wurden, und, mit einer Inzidenz von 1,5%, postoperativ ein ANV entwickelt haben. Die Risikofaktoren, die ein ANV verursachen können, lassen sich in prä-, intra- und postoperative einteilen. Untersucht wurden folgende Variablen: präoperativ: Alter, Diagnosen, Hämodynamik, allgemeine Risikofaktoren, Medikamente, Laborwerte, insbesondere Retentionswerte; intraoperativ: Perfusionsdauer, Ischämiezeit und intraoperative Hypotension während der extrakorporalen Zirkulation, Operationsverfahren; postoperativ: Beatmungsdauer, CVVH- und Diuretikaerfordernis, Lowoutput-Syndrom, Inotropika- und Inodilatatorengabe, Notwendigkeit von Unterstützungssystemen, sekundäre chirurgische Reinterventionen, sowie spezifische Komplikationen. Ein postoperatives Akutes Nierenversagen stellte auch im Rahmen dieser Studie trotz adäquat funktionierender Hämofiltration ein hohes Mortalitätsrisiko ( Mortalitätsrate 32,9% ) dar. Zu den Risikofaktoren, die die Morbidität und Mortalität bei ANV wesentlich beeinflußen, zählen wir vor allem ein ANV mit: LOS ( p < 0,001 ), CVVH ( p < 0,01 ), Multiorganversagen ( p < 0,001 ) und einer, vor allem durch ein LOS verursachten, verlängerten Beatmungspflicht ( p < 0,046 ) ( hier auch mit deutlich häufigerer CVVH-Notwendigkeit ( p < 0,046 )). Einfluß einerseits auf die Mortalität, wenn auch noch nicht signifikant, hatten: Notfalleingriffe ( p < 0,09 ) und sekundäre chirurgische Revisionen bei Älteren ( p < 0,13 ), und andererseits auf den Bedarf einer CVVH: Patienten mit präoperativen EF 55% ( p < 0,09 ), Kreatinin 1,2 mg/dl ( p < 0,1 ), sowie EKZ-Dauer > 100 Minuten ( p < 0,1 ). Nicht signifikant in Bezug auf die Mortalität waren das Alter, präoperative EF 55% ( auch in Kombination mit pavk ), der Einfluß von Rezidiveingriffen, sowie ein früher Beginn der CVVH; in Bezug auf den CVVH-Bedarf insbesondere eine intraoperative arterielle Hypotension < 50 mmhg > 10 Minuten.

5 Inhaltsverzeichnis: Seite Kapitel Inhalt 7 1. Einleitung Die Klinische Pathophysiologie des Akuten Nierenversagen Definition Äthiologie Symptomatologie Mögliche Komplikationen Diagnose des ANV Therapiemöglichkeiten beim ANV Konservative Therapiemöglichkeiten Hämofiltrations- und Dialysemethoden in der operativen Intensivmedizin Häufigkeit und Prognose des ANV Häufigkeit des ANV nach kardiochirurgischen Eingriffen Patienten und Methoden Patientenkollektiv Präoperative kardiologische Diagnosen Patientenparameter - präoperative Variablen Renale Vorerkrankungen Präoperative Medikation Laborwerte Ergebnisse Operative Variablen Die kardiochirurgischen Operationen Peri- und postoperative Komplikationen Beatmungsdauer Notwendigkeit der CVVH, Gabe von Furesemid Kreatinin-Spitzenwerte Low-Output-Syndrom Medikamente postoperativ (Katecholamine, PDE-III-Hemmer) Notwendigkeit von Unterstützungssystemen sekundäre (kardio-) chirurgische Interventionen

6 Seite Kapitel Inhalt spezifische Komplikationen Dauer des Aufenthaltes auf der Intensivstation sowie Mortalitätsrate Univariate Analysen von potentiellen Einflußfaktoren Einfluß des Alters auf die Mortalität Einfluß des Alters + chirurgische Revision auf das Überleben Einfluß von Ersteingriff / Rezidiveingriff bei Patienten mit CVVH auf die Mortalität Einfluß von Notfall-Operation oder Elektiveingriff auf die Mortalität Einfluß einer EF < 55% auf die Notwendigkeit einer CVVH und die Mortalität Einfluß von pavk und EF < 55% auf das Überleben Einfluß von Beatmungsdauer >48 h auf CVVH und Mortalität Starben Patienten mit CVVH häufiger? CVVH bei Patienten mit einem präoperativem Krea > 1,2 mg/dl Zusammenhang : Lange Bypassdauer und CVVH Einfluß der intraoperativen Hypotension auf den Bedarf einer CVVH Einfluß des Intervalls vom OP- Ende bis zum Beginn der CVVH auf das Überleben Einfluß eines Multiorganversagens IABP + LOS & Mortalität Einfluß eines postoperativen LOS auf das Überleben Diskussion Allgemeine Aspekte Spezielle Aspekte Zusammenfassung Literatur Lebenslauf Danksagung

7 7 1. Einleitung Die Nieren haben bei der Aufrechterhaltung des ausreichenden extrazellulären Flüssigkeitsvolumens und der korrekten Elektrolytzusammensetzung eine herausragende Bedeutung. Unglücklicherweise treten Störungen dieses Organsystems bei Schwerkranken häufig auf. Insbesondere das Akute Nierenversagen ist eine häufige Ursache für die Steigerung der Morbidität und Mortalität bei schwerkranken Patienten. Dieses Akute Nierenversagen kann sehr oft nur durch unterstützende Maßnahmen therapiert werden. Darum sollte man ein Schwergewicht auf die Früherkennung eines drohenden Versagens legen, damit prophylaktische Maßnahmen ergriffen werden können, bevor dieses Versagen unvermeidbar wird. Dysfunktionen, die früh genug behandelt werden, können sich rasch normalisieren, während Verzögerungen bei der Behandlung oftmals die schwerste Nierenfunktionsstörung zur Folge haben. Patienten, die sich einem herz- oder gefäßchirurgischen Eingriff unterziehen müssen, können postoperativ verschiedene Komplikationen aufweisen. Wie in vielen Studien dargestellt, ist das Akute Nierenversagen (ANV) mit einer Inzidenz von 0,9% bis 7% eine häufige, aber auch oft eine fatale Komplikation. Warum Patienten nach herzchirurgischen Operationen ein erhöhtes Risiko in sich bergen, postoperativ ein ANV zu erleiden, kann nur zum Teil mit dem Einsatz der extrakorporalen Zirkulation erklärt werden. Die Pathogenese ist als multifaktoriell anzusehen. Vom bis zum wurden im Herzzentrum in Bad Oeynhausen 5285 Patienten operiert. Die Patienten, die in dieser Studie analysiert wurden, waren alle Erwachsene ( > 18 Jahre ). Patienten, die wegen einer chronischen, terminalen Niereninsuffizienz präoperativ dialysiert wurden, sowie die Patienten, die sich einer Herztransplantation unterziehen mußten, aber auch die Patienten, bei denen mittels verschiedener mechanischer Kreislaufunterstützungssysteme die Zeitspanne bis zur Herztransplantation überbrückt wurde, sowie Kinder, wurden in die Analyse nicht mit einbezogen. Die vorliegende Arbeit ist eine retrospektive Analyse und beschäftigt sich mit den Ergebnissen von 79 Patienten, die postoperativ nach einem herzchirurgischen Eingriff auf

8 8 Grund der Ausbildung eines Akuten Nierenversagens überwiegend kontinuierlich venovenös hämofiltriert werden mußten. Ziel dieser Arbeit ist die Analyse des Krankheitsverlaufes der 79 Patienten anhand der Krankenunterlagen, die Darstellung möglicher Ursachen von Morbidität und Mortalität bei Akutem Nierenversagens nach kardiochirurgischen Eingriffen, die Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse im Vergleich mit der Literatur Die Klinische Pathophysiologie des Akuten Nierenversagens Definition des Akutes Nierenversagen Der Terminus des Akuten Nierenversagens wurde 1951 von H.Smith erstmalig zusammengefasst (58). Als Akutes Nierenversagen (ANV) bezeichnet man einen rasch einsetzenden, hochgradigen bis völligen, prinzipiell aber reversiblen Ausfall der Nierenfunktion. Dieser wird durch zirkulatorische oder nephrotoxische Nierenschädigung verursacht. Seiner Entstehung nach ist es von extrarenalen Faktoren unabhängig einer kausalen Therapie nicht zugänglich. Es handelt sich um ein im klinischen Verlauf einheitliches Krankheitssyndrom mit weitgehend gleichem Pathomechanismus und relativ uniformem morphologischem Substrat (58). Man definiert das ANV als eine akut einsetzende Oligoanurie, die auf einer prinzipiell reversiblen renalen Parenchymschädigung beruht. Mit dem Verlust der renalen Exkretionsfunktion entwickelt sich dann über eine isostenurische Oligurie innerhalb weniger Tage eine bis zur Urämie fortschreitende Azotämie mit nachfolgenden lebensbedrohlichen Störungen des Wasser-, Salz- und Säurebasenhaushaltes (59) Äthiologie des ANV: Man unterscheidet in Anlehnung an Herold (60) im wesentlichen folgende Ursachen des ANV:

9 9 1. Das prärenale Nierenversagen / zirkulatorisch-ischämisches ANV ( Schockniere ) - Hypovolämie ( durch Blut-, Plasma, Flüssigkeits- und Elektrolytverluste ) - Verminderung des venösen Rückstroms zum Herzen - kardiogener Schock Es wird davon ausgegangen, daß bei ca % der Fälle von ANV eine zirkulatorische Ursache zugrunde liegt. 2. Das renale ANV -a) toxisch - endogene Toxine: z.b. durch Hämolyse, Myolyse, bei Pankreatitis, Leberinsuffizienz, Ileus - exogene Toxine: z.b. Arzneimittel, die im Rahmen herzchirurgischer Eingriffe eingesetzt werden, wie bestimmte Antibiotika, Aminoglycoside, hochdosierte Katecholamine; verschiedene Zytostatika; aber auch pflanzliche Gifte und verschiedene Chemikalien -b) bei Nierenerkrankungen - entzündlich: akute und perakute Glomerulonephritis, Transplantatabstoßung, akute interstitielle Nephritis ( z.b. bei Medikamentenallergie: Sulfonamide, Phenylbutazon ) - vaskulär: Gefäßverschlüsse, Eklampsie, Nierenrindennekrose, Panarteriitis - intravasale Gerinnung: hämolytisch-urämisches Syndrom, thrombotisch - thrombozytopenische Purpura 3. Das postrenale ANV ( mechanisch-obstruktiv ) - intrarenal: Myelom, Hyperuricämie - Ureterverschluß: Stein, Gerinnsel, Fibrom, Tumoren, Ureterligaturen - Blasenstörungen: neurogen, morphologisch - untere Harnwege: Prostataadenom, Harnröhrenstriktur

10 Symptomatologie des ANV: Bei der vielfältigen Äthiologie des Akuten Nierenversagens ist jedoch die Symptomatologie recht einförmig, denn im typischen Fall durchläuft dieser Krankheitsprozeß folgende vier Phasen: 1. Die Schädigungs- oder Initialphase: Aufgrund des Schockes kommt es zur sympathisch-noradrenergisch bedingten Kreislaufzentralisation mit konsekutiver renaler Minderdurchblutung. Die kortikale Durchblutung kann dann bis auf 10% des normalen Blutflusses absinken, so daß die Filtration sistiert. Zu einer weiteren Beeinträchtigung der Durchblutung können intravasale Erythrozytenaggregate und Fibrinthromben führen. Gleichzeitig mit der Minderdurchblutung entstehen toxische Tubulusläsionen, im Falle eines toxischen Nierenversagens dann primär toxisch verursachte Tubuluszellnekrosen. 2. Die Phase der Oligoanurie: Tierexperimenten zufolge beeinträchtigt in diesem Stadium die ischämische oder toxische Tubulusschädigung den aktiven Natriumtransport, so daß frühdistal ein im Hinblick auf die Natriumkonzentration nahezu plasmaisotoner Urin die Macula densa erreicht. Die abnorm hohe Natriumkonzentration bewirkt am betreffenden Nephron über den juxtaglomulären Apperat eine lokale Angiotensinreaktion mit nachfolgender Konstriktion der afferenten Arteriole. Damit wird die glomuläre Filtration eingeschränkt oder aufgehoben. Andere an der Oligoanurie beteiligten Prozesse leiten sich von der Vorstellung einer unselektiven Rückdiffusion des Primärharns aus den proximalen Tubulusabschnitten ins Interstitium ab, wo ein Ödem mit Tubuluskompression entstehen kann. Als weitere Möglichkeit einer Tubulusobstruktion wurden und werden die Verlegung des Tubuslumens durch Chromoproteinzylinder, Schwellung des Interstitiums oder Kompression der Henle- Schleife durch dilatierte Markkapillaren diskutiert. Die Wiederherstellung der Funktion ist an die Regeneration der Tubulusepithelien gebunden. Folgende Faktoren gefährden den Kranken in der oliguanurischen Phase akut: -a) Überwässerung mit Gefahr eines Lungenödems, der Herzinsuffizienz und auch des Hirnödems

11 11 -b) Hyperkaliämie, die besonders bei Gewebszerfall und Katabolismus schnell auftritt -c) Urämische Intoxikation, mit deren Symptomen von Harnstoffwerten ab mg/dl gerechnet werden muß. 3. Die Polyurische Phase: Diese setzt in der Regel nach ein bis zwei Wochen ein und wird bewirkt durch die inzwischen verlorengegangene Hypertonizität des Nierenmarks, die osmotische Diurese durch Natrium und Harnstoff im Primärharn, eine vermehrte Wasserausscheidung durch Katabolismus und eine passagere ADH-Refraktärizität in den Sammelrohren. In der polyurischen Phase droht dem Patient der Salzverlust, der wiederum eine Einschränkung der Nierenfunktion nach sich ziehen kann ( s.a.: Mögliche Komplikationen ). 4. Die Phase der Rekonvaleszenz: Im Verlauf von Wochen und Monaten wird schließlich mit weiter fortschreitender Tubulusregeneation die weitgehende Wiederherstellung der exkretorischen Nierenfunktion erreicht Mögliche Komplikationen Im Verlauf eines ANV können in Anlehnung an Herold (60) folgende mögliche Komplikationen unterschieden werden: a) Lunge: -Schocklunge, z.b.im Rahmen eines Schockes, der zum ANV geführt hat -Lungenödem durch Überwässerung -Pneumonie (z.b. infolge Beatmung) b) Herz/Kreislauf: -Hypertonie (z.b.durch Überwässerung) -Herzinsuffizienz, Pericarditis (evtl. mit Erguß) -Herzrhythmusstörungen infolge von Kaliumstörungen c) Magen-Darm-Trakt: -Streßulcus, evtl. mit Blutung -Urämische Gastroenteritis, Peritonitis

12 12 d) ZNS: -Hirnödem e) Hämatologisches System: -Anämie, Thrombozytopenie, Thrombozytenfunktionsstörungen, evtl. Leukozytose f) Immunologisches System: -Abwehrschwäche mit Gefahr von Infektionen, Pneumonien, Sepsis g) Niere: -eine nach dem Auftreten eines ANV persistierende, chronische und dialysepflichtige Niereninsuffizienz 1.2. Diagnose des ANV Laut Definition ist ein ANV eine akut auftretende, in der Regel reversible Niereninsuffizienz mit dem Leitsymptom: Versiegen der Harnseketion mit Oligo-/ Anurie und Anstieg der Retentionswerte ( Harnstoff, Kreatinin ). Von Oligurie spricht man ab einer Urinproduktion von weniger als ml pro Tag ( weniger als 20 ml / h ), von Anurie ab einer Urinmenge von weniger als 100 ml pro Tag ( 82% aller Fälle von ANV ) (58). 15 % der ANV verlaufen normo- oder polyurisch. Hierbei ist das einzige Leitsymptom der Anstieg der harnpflichtigen Substanzen. Die Dauer der oligurischen Phase beträgt im Mittel 9-11 Tage, sie kann sich von wenigen Tagen bis über mehrere Wochen erstrecken. Die Diagnose ANV kann anhand folgender Punkte gestellt werden: - der Anamnese und Klinik, - der Diuresemenge, - dem Labor ( Serum: insbes. Retentionswerte und Elektrolyte Urin : Sediment, Eiweiß, spez. Gewicht, Osmolarität, Hst., Na ) - einer Sonographie ( ANV: große Nieren; chron. Nierenversagen: kleine Schrumpfnieren, Steine?, Nierenbeckenstauung?) - ferner: Röntgen-Thorax ( Lungenödem? ) oder intravenöse DSA bei Verdacht auf Nierengefäßthrombose - EKG-Kontrollen: Hyperkaliämiezeichen, Herzrhythmusstörungen

13 13 Ein diagnostisches bzw. differentialdiagnostisches Problem ist die Zuordnung der Oligo- / Anurie zu prärenalen, renalen und postrenalen Ursachen. Voraussetzung für die Diagnostik ist der ausreichende Ersatz von vorangegangenen Wasser-, Elektrolyt- und Blutverlusten. Wenn eine komplette Anurie danach weiter fortbesteht, spricht dies gegen eine prärenale Ursache und also auch eher gegen ein ANV. Hier muß an postrenale Ursachen gedacht werden. In die differentialdiagnostischen Überlegungen zur Beurteilung der hochgradigen Oligurie müssen aber auch andere Erkrankungen, wie z.b. ein Verschluß der Nierenarterien, eine Nierenvenenthrombose, eine akute interstitielle Nephritis, ein Hepatorenales Syndrom, eine disseminierte intravasale Gerinnung, eine globale bilaterale Nierenrindennekrose oder eine progressive Glomerulonephritis einbezogen werden. Eine sichere Methode zur Differentialdiagnostik der Oligurie ist ( unter Berücksichtigung des Einflußes von evtl. verabreichten Diuretika ) die Bestimmung der Harnstoffausscheidung im Harn. Ein Harnstoffgehalt von > 1,1 g / 100 ml ( 180 mmol / l ) spricht gegen ein ANV. Diagnostisch nützlich zur Abgrenzung von prärenaler und renaler Oligurie können die Quotienten aus Urin- und Plasmawert für Harnstoff und Osmolalität sein (58): Tabelle 1: Quotient aus Urin- und Plasmawert für Harnstoff und Osmolalität Urin-Plasma-Quotient von Osmolalität Urin-Plasma-Quotient von Harnstoff Prärenal > 2 : 1 > 20 : 1 Renal ( früh ) < 1,7 : 1 < 14 : 1 Renal ( spät ) < 1,1 : 1 < 5 : 1 Bei der sogenannten funktionellen Oligurie ( z.b.nach langem Dursten ) und beim ANV sind die Harnstoffwerte im Serum gleichermaßen erhöht ( wobei der Kreatininwert bei der funktionellen Oligurie weniger erhöht ist ) - Zur Differentialdiagnostik kann hier die Harnuntersuchung herangezogen werden (60):

14 14 Tabelle 2: Urinbefunde Urinbefunde Funktionelle Oligurie ANV Spezifisches Gewicht ( g/l ) > < Osmolalität ( mosm/kg ) > < 600 Harnstoff ( mg/dl ) > < Natrium ( mmol/l ) < 30 > 35 Urin-/ Serumharnstoff > 10 < 5 Als diagnostische Maßnahme zur Differenzieung der Ursachen der Oligurie wird die Applikation von Mannit, 15-25g in 20 %iger Lösung, zur Erzielung einer osmotischen Diurese empfohlen. Gleiche Diuresesteigerungen lassen sich auch durch hohe Furesemiddosen ( 0,25-0,5 g ) als Kurzinfusion erreichen, wenn ein ANV nicht oder noch nicht vorliegt. Sollte danach innerhalb von einer bis maximal zwei Stunden eine Diurese von ml / h nicht in Gang kommen, muß eine intrarenal bedingte Oligurie diagnostiziert werden, vorrausgesetzt, daß Flüssigkeitsverluste ausgeglichen und eine postrenale Ursache ausgeschlossen werden konnte. Wenn man prä- und postrenale Ursachen ausschließen kann, ist vor allem die Größe der Urinausscheidung für das weitere Vorgehen insbesondere im Hinblick auf die Bilanz entscheidend. Grundvorraussetzung ist die tägliche Messung der Zufuhr und Ausscheidung oder der Zufuhr unter Körpergewichtskontrolle. Da Harnbefunde in der Phase der Oligurie eher uncharakteristisch sind, ergeben die Harnstoff- und Kreatininbestimmung im Serum die gängigsten Parameter zur Beurteilung der Niereninsuffizienz. Der Kreatininanstieg wird allein vom Muskelstoffwechsel bestimmt. Der Anstieg des Harnstoffs ist von verschiedenen Parametern abhängig: von der Nahrungsaufnahme, dem endogenen Stoffwechsel, der Harnstoffsynthese, dem Verteilungsraum und der Ausscheidung. Am wichtigsten aber für den Anstieg bei einer Oligurie ( und therapeutisch nur gering beeinflußbar ) ist das Ausmaß der endogenen Harnstoffproduktion. Diese ist z.b. durch Infektionen, bei Gewebszerfall oder bei intestinalen Blutungen stark erhöht. Ein bei unkomplizierten Fällen stattfindender täglicher Abbau von mg Protein erhöht die Harnstoffretention um mg / dl ( 3,3-6,7 mmol / l) (58). Die Erhöhung ist individuell verschieden und von bestimmten Komplikationen abhängig. Hervorzuzheben hierbei sind gefährliche Komplikationen, die insbesondere durch

15 15 Veränderungen im Kaliumhaushalt, aber auch durch Änderungen des extrazellulären Natriumgehaltes und durch metabolische Dysbalancen resultieren. Täglich durchzuführende diagnostische Maßnahmen während der Oligurie sollten sein: - die Kontrolle von Ein- und Ausfuhr - die körperliche Untersuchung nach dem Auftreten von Intoxikationszeichen - Harnstoff-, Kreatinin- und Kaliumbestimmungen - die Kontrolle von ph- Wert und Bicarbonat. Von einer polyurischen Phase spicht man, wenn die tägliche Urinausscheidung auf 1000 ml ansteigt. Eine zunehmende Wiederherstellung der Tubulusfunktionen, insbesondere der Harnkonzentrierungsfähigkeit, ist im Durchschnitt zwei Wochen nach Beginn der Polyurie erreicht, so daß klinische Symptome kaum noch in Erscheinung treten. Die polyurische Phase ist weniger stark ausgeprägt, wenn auch vorher, im Stadium der Oligurie, streng bilanziert wurde. Der Urin-Plasma-Quotient für die Osmolalität liegt weiter bei eins, da das spezifische Gewicht des Harns zu Beginn der Polyurie weiter im isosthenurischen Bereich bleibt. Die Konzentrationen von Kreatinin und Harnstoff sind weiterhin erniedrigt; die Elektrolytausscheidung variiert. Im Serum findet man zunächst in den ersten Tagen eine weitere Zunahme der Retention. Erst einige Tage nach Beginn der Polyurie kommt es effektiv zu einer vermehrten Ausscheidung der Harnsoluta. Zu diesem Zeitpunkt wird im Mittel eine Harnstoffausscheidung von ungefähr 20 g ( 330 mmol) / d erreicht. Damit setzt eine osmotische Diurese ein, die eine umfassende Flüssigkeitsausscheidung stimuliert. Diese dauert um so länger an, je größer der Harnstoffanfall bei Gewebszerfall oder Blutungen ist. Eine Verminderung der Kaliumwerte i.s. ist meistens schon ab einer Diurese von 1000 ml / d zu verzeichnen. Kontinuierlich durchzuführende diagnostische Maßnahmen während der Polyurie sollten sein: - tägliche Bilanz von Ein- und Ausfuhr sowie - klinische Suche nach Zeichen der Hypovolämie und der Exsikkose - regelmäßige Kontrolle der Elektrolyte und der Retentionswerte

16 16 Die Phase der Rekonvaleszenz, der funktionellen Wiederherstellung, ist mit der Normalisierung der Harnausscheidung, der Harnzusammensetzung und der Serumwerte durchschnittlich zwei Wochen nach Polyuriebeginn erreicht. Klinisch manifeste Symptome treten nicht mehr in Erscheinung. Wichtigste diagnostische Maßnahme in diesem Stadium : - rezidivierende Kontrollen des bakteriellen Harnbefundes zur frühzeitigen Erkennung und Therapie möglicher persistierender Harnwegsinfektionen Therapiemöglichkeiten des ANV: Die Therapie des ANV ist grundsätzlich symptomatisch. Ziel ist die Überbrückung des Intervalls bis zum Wiedereinsetzen der Diurese - entweder durch konservative Maßnahmen oder durch Dialysetherapie Konservative Therapiemöglichkeiten Alle konservativen Maßnahmen können nur die Anstiegssteilheit der Azotämie verringern, nicht aber die Azotämie selbst verhindern. Prinzipiell ist die häufigste Form des ANV, die sogenannte Schockniere, weitgehend vermeidbar durch eine adäquate prophylaktische Therapie, wie z.b. die ausreichende postoperative Elektrolytsubstitution und Flüssigkeitsgabe ( und damit auch der Erhaltung eines suffizienten Herzzeitvolumens ) sowie der Versuch der Aufrechterhaltung der Diurese durch Mannit und Furesemid. Es werden 250 ml einer 20%igen Mannitlösung in 30 min infundiert oder mg Furesemid als Kurzinfusion gegeben. Ziel ist die Verhinderung zirkulatorischer Ursachen oder die Verringerung der Giftwirkung auf die Niere. Furesemid verringert den Sauerstoffverbrauch der Tubuluszellen. Hochosmolare Lösungen sollen durch eine osmotisch bedingte Dehydratation von geschwollenen Zellen die Mikrozirkulation verbessern und die frühdistale Natriumkonzentration und damit die Vasokonstriktion des Vas efferens vermindern (61). In seiner Funktion als osmotisches Diuretikum spült Mannit außerdem die Nephronen von Zelltrümmern und zylindern frei. Aufgrund der möglichen Gefahr des Auftretens von ototoxischen Läsionen, allergisch bedingten interstitiellen Nephritiden oder der Potenzierung nephrotoxischer Effekte

17 17 anderer Medikamente bei hochdosierten Furesemidgaben, sowie des Risikos einer Überwässerung als Folge der Flüssigkeitsverschiebung in den Intravasalraum, infolge der Gabe von hochosmolaren Lösungen, sollten diese Substanzen aber außer zur Abgrenzung gegenüber einer prärenalen Niereninsuffizienz beim Akuten Nierenversagen nicht angewendet werden. Brown et al. wiesen allerdings schon 1973 nach, daß die Notwendigkeit der Dialyse durch die Gabe von Furesemid nur bei vier von 49 Fällen mit Akutem Nierenversagen verhindert werden konnte (61). Nicht bewiesen ist, ob die durch eine Dopamininfusion erreichbare verminderte Vasokonstriktion und die damit gesteigerte Nierendurchblutung das Risiko der Entstehung eines ANV verringert. Ist das ANV bereits eingetreten, kann der gesetzmäßige Ablauf der Nierenfunktionsstörung durch keinerlei kausale Therapie beeinflußt werden (62). Derzeit stehen keine Mittel zur Verfügung, die Nierenfunkion aktiv zu beeinflussen: weder auf medikamentösem Weg, noch durch physikalische Maßnahmen oder durch operative Methoden (58). Die wichtigsten Elemente der symptomatischen Therapie beinhalten neben der konsequenten Anwendung von Intensivpflegemaßnahmen die strenge Bilanzierung von Flüssigkeit und Elektrolyten sowie eine zweckmäßige Diät Hämofiltrations- und Dialysemethoden in der operativen Intensivmedizin Die frühzeitige und initial tägliche Hämodialyse stellt heute die Methode der Wahl zur Therapie des ANV dar. Durch das Prinzip der prophylaktischen Dialyse, also des Therapiebeginns vor Auftreten der ersten urämischen Intoxikationssymptome, läßt sich die Mortalität des ANV deutlich reduzieren. Dieses Prinzip wurde von Teschan praktiziert, der Verwundete des Koreakrieges stets so frühzeitig dialysierte, daß sie infolge der Niereninsuffizienz nicht immobilisiert wurden und bei denen eine diätetische Beschränkung nicht erforderlich war (58). Folgende Verfahren zur Therapie des ANV sowie chronischen Nierenversagens werden eingesetzt: - Hämodialyse - Hämofiltration - Hämodiafiltration

18 18 - Hämoperfusion - Membranplasmapherese - Peritonealdialyse Sie unterscheiden sich in ihrer Wirkung meist dadurch, mit welchen chemischphysikalischen Prozessen die Blutreinigung erfolgt. Außer bei der Peritonealdialyse wird bei all diesen Verfahren das Blut mittels künstlicher Membranen gereinigt - der Stoffaustausch erfolgt extrakorporal. Die o.g. Nierenersatztherapien nun sind eine Kombination von verschiedenen chemischphysikalischen Prozessen und Parametern ( wie Diffusion und Osmose, Filtration, Ultrafiltration und Konvektion, Konzentration und Konzentrationsgradient, Adsorption, ph-wertänderungen; Temperatur, Zeit und Geschwindigkeit ) mit der notwendigen Technik, die den kontrollierten Ablauf dieser Prozesse, die Einhaltung der vorgegebenen Größen und die Gewährleistung eines zur Therapiedurchführung notwendigen extrakorporalen Kreislaufes sichert (40). Die verschiedenen Dialyse- und Filtrationsverfahren werden - nach den Solut-Transfer-Charakteristika der verwendeten Membranen - nach dem Timing des Einsatzes - nach dem Gefäßzugang und - nach dem Antrieb des Blutstromes durch das System klassifiziert (63). Solut-Transfer-Charakteristika Es lassen sich folgende Membranmaterialen unterscheiden: - unmodifizierte regenerierte Cellulose (z.b.: Cuprophan, RC-Membran) - modifizierte regenerierte Cellulose (z.b.: Cellulose-acetat, Biomembran, Hemophan) - synthetische High-flux Membranen (z.b.: Polysulfon,Polyamid etc.) (40). Die Entgiftung bei Cellulosemembranen findet vorwiegend über einen diffusiblen Solutentransport kleiner Moleküle und nur zu einem geringen Teil durch Konvektion statt. Ein Dialysatfluß von ca. 500 ml/min ist für den diffusiblen Transport über den Konzentrationsgradienten zwischen Dialysat- und Blutseite des Systems erforderlich, was eine Wasseraufbereitungsanlage voraussetzt. Der Flüssigkeitsentzug kann über

19 19 Ultrafiltration, d.h. konvektiven Transport erfolgen, wobei hier der hydrostatische Druckgradient zwischen Blut- und Dialyseseite der Membran als treibende Kraft wirkt. Der Hauptnachteil von Cellulosemembranen ist ihre ungünstige Bioinkompatibilität in Bezug auf Thrombogenese, Komplementaktivierung und Interleukin-I-Produktion. Das bedeutet Beeinträchtigung der Thromozytenfunktion, Hypoxie infolge pulmonaler Leukostase durch die Anaphylaktoxine C3 und C5a und die Bildung von Sauerstoffradikalen und Arachidonsäuremetaboliten aber auch die Sekretion von lysosomalen Enzymen (63). Synthethische High-Flux-Membranen sind gekennzeichnet durch eine hohe hydraulische Permeabilität, die einen konvektiven Transport von Molekülen bis zu etwa Dalton entlang des Transmembrandruckes gestatten und somit die glomuläre Filtration simulieren. Die Flüssigkeitsbilanz erfolgt hier über eine entsprechend gesteuerte Substitution. Vorteile dieser Membranen sind einerseits ihre deutlich günstigere Bioinkompatibilität, andererseits erlauben sie eine wesentlich effektivere Elimination mittlerer Moleküle als Cellulosemembranen. Timing Prinzipiell können Blutreinigungsverfahren kontinuierlich oder intermittierend erfolgen. Möglich sind aber auch Kombinationen wie z.b. kontinuierliche Ultrafiltration und intermittierende Hämodialyse = CUPID. Ein Mittelding zwischen intermittierend und kontinuierlich ist die sogenannte Go-slow- Dialyse, bei der über einen zentralvenösen Katheter mit einem pumpengetriebenen Blutfluß von ca. 80ml über ein geschlossenes Bicarbonatdialysesystem 10 Stunden täglich dialysiert wird (63). Gefäßzugänge zur extrakorporalen Therapie Hierzu zählen wir die Durchführung der Kanülierung einer großen Vene mittels Doppellumenkatheter für die veno-venöse Technik, die Kanülierung einer großen Vene und einer Arterie für die arrteriovenöse Technik oder aber das Anlegen eines Scribner- Shuntes. Für den Intensivpatienten aber kommen im wesentlichen die deutlich risikoärmeren veno-venösen Zugänge zum Einsatz ( somit keine arteriellen Gefäßverschlüsse oder massive Blutungen nach Diskonnektion arterieller Kanülen).

20 20 Antriebsmöglichkeiten Der Blutfluß durch das Dialyse- bzw. Filtrationssystem kann entweder durch eine Pumpe gesteuert werden, oder er erfolgt bei der arteriellen Technik durch die Herzaktion des Patienten. Im Folgenden wird nun auf die Grundlagen der Hämodialyse, sowie insbesondere der Hämofiltration eingegangen, da ausschließlich dieses Verfahren zur Behandlung eines ANV nach kardiochirurgischen Eingriffen bei den in dieser Studie analysierten Patienten zum Einsatz kam. Grundlagen der Hämodialyse: 1943 wurde erstmalig und erfolgreich von Kolff eine Hämodialyse am Menschen durchgeführt (40). Die Dialyse besteht in einer extrakorporalen Blutreinigung nach dem Prinzip der Diffusion. Der eigentliche Stoffaustauschort ist der Dialysator, wo zwischen Blut und Dialysat - durch eine Dialysemembran getrennt - diffusive Prozesse in Abhängigkeit von der Konzentration, dem Molekulargewicht und eventuellen elektrischen Ladung der gelösten Substanzen und in Abhängigkeit von den Membraneigenschaften stattfindet. Man verwendet in der Regel Kapillardialysatoren mit einer Oberfläche von 1-2 qm, deren Oberfläche aus Cellulosemembranen oder synthetischen High - flux - Membranen bestehen. Die Dialysemaschine kontrolliert den extrakorporalen Blutfluß, Drücke, Temperatur, Filtrationsvolumen des Plasmawassers, Ionenzusammensetzung des Dialyats und Luftfreiheit des extrakorporalen Blutsystems. Die Größenordnung des Diffusionsprozesse ist vorwiegend vom Molekulargewicht der Substanz sowie der Membranpermeabilität abhängig. So können also vorwiegend kleinmolekulare Substanzen wie typischerweise Harnstoff und Kreatinin entfernt werden. Im Folgenden ein Vergleich von verschiedenen Molekulargewichten : Tabelle 3: Molekulargewichte Molekulargewichte ( Auswahl ) Harnstoff 60 Kreatinin 113 Prostaglandine 600 Vitamin B Inulin 5200 Albumin 69000

21 21 Ähnliches gilt auch für Elektrolyte wie Natrium, Kalium, ionisiertes Kalzium - sowie eingeschränkt für Phosphat. Größere wasserlösliche Substanzen mit einem Molekulargewicht von > 1000 wie zum Beispiel Vitamin B 12 können durch diffusiven Transport nur sehr bedingt entfernt werden. Zur Entfernung höhermolekularer Substanzen empfielt sich der Einsatz von konvektiven Nierenersatzverfahren wie Hämofiltration und Hämodiafiltration. In Bezug auf die Regulierung des Wasser- und Elekrolythaushaltes weist die Hämodialysetherapie Defizite auf. Dies liegt zum einen begründet im intermittierenden Charakter dieses Verfahrens und zum anderen im Fehlen von definierten Zielparametern. Hydratationsgrad, Plasma-, Kalium-, Natrium- und Klaziumkonzentrationen befinden sich ebenso wie der Säure - Basen - Haushalt in einem ständigen Disäquilibrium (65). Der dialysepflichtige Patient kommt normalerweise hyperhydriert, hyperkaliämisch, metabolisch azidotisch und mit einem niedrigen ionisierten Plasmakalzium zur Hämodialyse. Da überwiegend klinische Zeichen zur Beurteilung des normalen Hydratationszustandes existieren, kommt es durch unterschiedliche Empirie der anwendenden Ärzte zu unterschiedlichen Behandlungserfolgen. Durch die Interaktion zwischen Blut und Membranen sind sogenannte Bioinkompatibilitätsreaktionen möglich ( z.b. Komplementaktivierung mit konsekutivem Granulozytenabfall in den ersten 20 min. bei Verwendung von Cuprophanmembranen ). Anaphylaktoide Reaktionen wurden nach Gabe von ACE-Hemmern bei einer Dialyse mit Polyacrylnitrilmembranen von Schäfer beschrieben (65). Folgende kardiovaskuläre Wirkungen werden durch die Dialyse bewirkt: - durch den Flüssigkeitsentzug Absinken des Preloads - im Normalfall ( bei Patienten ohne signifikante KHK) Stimulation der systolischen Funktion durch den intravaskulären Einstrom von ionisierten Kalzium aus dem Dialysat - Vorliegen eines hyperkontraktilen Zustandes am Ende der Dialyse - eine geringgradige Hyperazetatämie bei acetathaltigem Dialysat führt zu einer kardialen Vorlastsenkung - eine höhergradige Hyperazetatämie zu einer Nachlastsenkung (65). Im Verlauf einer Dialyse sollte die Harnstoffkonzentration im Serum bei dreimaliger Anwendung pro Woche um mindestens 60-70% abfallen. Andernfalls können bei

22 22 chronischer Anwendung Unterdialysesymptome wie z.b. Polyneuropathie, ausgeprägte Anämie oder Malnutrition auftreten. Der Patient sollte keine arterielle Hypertonie haben oder aber während der Dialyse symptomatische Blutdruckabfälle aufweisen. Eine sichere Entgiftung sowie Beherrschung der Hydratationssituation benötigen eine Mindestdialysezeit von vier Stunden. Grundlagen der Hämofiltrationstherapie: Nach der Erarbeitung wesentlicher Grundlagen durch Henderson und der Arbeitsgruppe von Quellhorst gelangte zu Beginn der 70er Jahre ein weiteres physikalisch-chemisches Nierenersatzverfahren, die Hämofiltration, zur routinemäßigen klinischen Anwendung (40). Hämofiltrationstherapie und Hämodialysetherapie haben die gleichen medizinischen Ziele. Die prinzipielle methodische Unterscheidung zur Hämodialyse besteht in der Anwendung des konvektiven Transports zur Detoxifikation. Über einen Druckgradienten werden große Mengen von Plasmawasser (30-40l) aus dem Patientenblut abfiltriert und die gewünschte Wasser-, Elektrolyt- und Säure-Basen-Bilanz wird über die konsekutive Zufuhr einer Elektrolytlösung erreicht. Die zur Hämofiltration benutzten Membranen sind in der Regel permeabler als Dialysemembranen. Zum Teil deutliche Detoxifikationsunterschiede zur Hämodialyse ergeben sich in Abhängigkeit von der Filtrationsrate und dem Siebkoeffizientverhalten der Membranen. Wird die Hämofiltration routinemäßig angewandt, bestehen quantitative Eliminationsvorteile für höhermolekulare Substanzen und Effektivitätsnachteile für niedermolekulare Substanzen ( wie z.b. Harnstoff ). In Anlehnung an Sold (64) nun ein zusammenfassender Vergleich der beiden Verfahren: Tabelle 4: Vergleich von Hämodialyse und Hämofiltration Hämodialyse Hämofiltration Blutdruck-, HZV-Abfall ++ - Disäquilibriumsyndrom + - Hirndruckanstieg + (+) Elimination kleiner Moleküle ++ + Elimination mittlerer Moleküle (+) ++ Flüssigkeitsentzug + ++ Wasseraufbereitung + -

23 23 Kontinuierliche Blutreinigungsverfahren: In Nachahmung der Physiologie des 24-Stunden-Tages normaler Nieren wurden Blutreinigungsverfahren entwickelt, die im Gegensatz zu den intermittierenden Verfahren kontinuierlich entgiften. Die Vorteile kontinuierlicher Verfahren liegen u.a. in der Erzielung eines steady state, sowohl im Hydratationszustand als auch in der Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten. So können rapide Volumenschwankungen und Schwankungen in der Zusammensetzung und Osmolarität der extrazellulären Flüssigkeit, wie oben beschrieben, vermieden werden. Nebenwirkungen der intermittierenden Hämodialyse, insbesondere die Kreislaufinstabilität, pulmonale und zerebrale Komplikationen können deutlich reduziert werden. Ein Gegenüberstellung intermittierender und kontinuierlicher Verfahren soll folgende Tabelle vermitteln (64): Tabelle 5: Intermittierende vs. Kontinuierliche Eliminationsverfahren Intermittierend Kontinuierlich Effizienz Kreislaufverträglichkeit Flüssigkeitsentzug Gefahr eines Hirnödems Blutungsrisiko + ++ Einfluß auf die Körpertemperatur + ++ Mobilisierung erschwert?? (+) ++ Folgende maschinelle Nierenersatztherapien stehen zur Verfügung: - intermittierende Hämodialyse (HD) - intermittierende maschinelle Hämofiltration (HF) - intermittierende Ultrafiltration (IUF) / Slow Daily Ultrafiltration (SDUF) / Slow Continuous Ultrafiltration (SCUF) - intermittierende Hämodiafiltration (HDF) - Kontinuierliche arteriovenöse Hämofiltration (CAVH) - Kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration (CVVH) - Slow Continuous Hemodialysis (SCHD) - Kontinuierliche arteriovenöse Hämodiafiltration (CAVHDF) - Peritonealdialyse

24 24 Im Folgenden wird nun auf die kontinuierliche arteriovenöse sowie die kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration eingegangen: Kontinuierliche arteriovenöse Hämofiltration (CAVH): Die CAVH sowie die kontinuierliche arteriovenöse Hämodialyse (CAVD) wurden erstmalig von Kramer et al. und Geronemus et al. beschrieben (40). Die CAVH wurde von Kramer et al. für die Therapie der diuretikaresistenten Überwässerung entwickelt und später zum Nierenersatzverfahren für die Intensivstation apostrophiert (63). Vorteile dieses Verfahrens sind die ausgezeichnete kardiovaskuläre Stabilität, die über eine flexible Kontrolle der Flüssigkeits- und Elektrolytbilanz eine volumenmäßig unbegrenzte parenterale Ernährung ermöglicht. Baldamus konnte nachweisen, daß der Flüssigkeitsentzug durch Ultra- bzw. Hämofiltration zur Noradrenalinausschüttung und Ansteigen des peripheren Gefäßwiderstandes führte, und damit keine Blutdruckabfälle auftraten. Diese sympathische Kompensation blieb aber bei der HD aus (63). Ein weiterer Vorteil ist die einfache Technik, die darauf beruht, daß die Herzaktion des Patieneten ausgenutzt wird, um das Blut durch einen hochpermeablen Kapillarfilter zu treiben, wobei das Filtrat - in seiner Zusammensetzung mit dem Plasmawasser identisch - durch eine Substitutionslösung ersetzt wird. Nachteile der CAVH sind die im Vergleich zur HD geringere Elimination kleinerer Moleküle, die Dauerantikoagulation, die Dauerimmobilisierung sowie die bekannten Risiken arterieller Zugänge. Als Hauptnachteil im Vergleich zur CVVH ist die geringe Urea-Clearance des Systems anzusehen, die für eine Kompensation der Azotämie von hyperkatabolen Patienten oftmals nicht ausreicht (63). Die CAVH kann als Notmaßnahme bei der therapieresistenten Überwässerung angesehen werden bzw. wenn es darum geht, bei Patienten mit hochgradig eingeschränkter Nierenfunktion Elektrolytentgleisungen zu korrigieren. Kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration (CVVH): Bei der CVVH werden durch die Verwendung einer Blutpumpe Flow- und damit auch Transmembrandrücke erzielt, die Filtrationsvolumina von 40 l / 24 h und mehr sicherstellen. Somit lassen sich Azotämien auch unter sehr instabilen Kreislaufverhältnissen bei schwerstkatabolen chirurgischen Patienten jederzeit kompensieren. Ein anderer Vorteil ist die Vermeidung der risikoreichen arteriellen Zugänge.

25 25 Nachteilig sind die hohen Substitutionsmengen, die ein erhöhtes Risiko von Bilanzfehlern ermöglichen. Dieses Verfahren wurde zur Hämofiltration der in dieser Studie analysierten Patienten verwendet. Zusammenfassung: In der Zwischenzeit sind die unterschiedlichsten Langzeitfiltrationsverfahren ( kontinuierlich über 24 Stunden, über Tage und Wochen ) auf allen Intensivstationen, besonders bei Patienten mit Multiorganversagen und Sepsis, Standard und die Methode der ersten Wahl. Die pumpengesteuerten modernen Systeme erlauben in der Regel die optimale Einstellung der Retentionswerte und der Flüssigkeitsbilanz. Vorteile der langsamen kontinuierlichen Verfahren: - sehr gute Kontrolle von Azotämie und Elektrolytbilanz durch Steady-state Verfahren - herausragende hämodynamische Akzeptanz - hohe Effektivität hinsichtlich Flüssigkeitsbilanz und Volumenkontrolle (kontinuierliche Ultrafiltration) - parenterale Ernährung und intravenöse Medikation leicht möglich - technisch einfach (40). Nachteile der langsamen kontinuierlichen Verfahren: Es besteht auch hier immer die Notwendigkeit zur systemischen Antikoagulation. Diese kann bei der Peritonealdialyse vermieden werden. Die Gefahr des Clottings wird als eines der schwierigsten Probleme der langsamen kontinuierlichen Verfahren angesehen und erfordert regelmäßige Überwachungen der Gerinnungszeiten. In der folgenden Tabelle werden in Anlehnung an Franz (40) absolute und relative Dialyseindikationen zusammengefaßt:

26 26 Tabelle 6: Dialyseindikationen Absolute Dialyseindikationen - Anurie > als 24 h - Kreatininanstieg 1,0 mg/dl in 24 h - Hyperkaliämie 6,5 mmol/l - Schwere metabolische Azidose - fluid lung - Somnolenz / Koma - Neuromuskuläre Symptome - Krampfanfälle - Asterixis - Übelkeit / Erbrechen - Blutungsneigung - Perikarditis Relative Dialyseindikationen - Hyponatriämie 125 mmol/l - Mäßige Hyperkaliämie bis 6,5 mmol/l - Hyperuricämie ( Tumortherapie ) - Harnstoff 200 mg/dl - Röntgenkontrastmittel - Hypertonie - Lungenödem - Herzrhythmusstörungen Bei einem schweren Grundleiden sowie einem höheren Lebensalter des Patienten sollte die Indikation stets großzügig und früher gestellt werden Häufigkeit und Prognose eines ANV Aufgrund zahlreicher Faktoren sind Angaben über die Morbidität und die Mortalität des ANV häufig schwer vergleichbar. Leichtere Fälle von ANV werden oft erfolgreich in peripheren Krankenhäusern therapiert und gehen somit nicht in die Statistiken ein. Das Patientengut hat sich aber im Laufe der Zeit deutlich verändert. So werden heute auch ältere Patienten und Patienten, die früher an anderen Komplikationen verstorben wären, aufgrund des hohen Standards der heutigen Intensivtherapie, erfolgreich behandelt. Die Mortalität beim Akuten Nierenversagen ist zwar nach wie vor hoch, konnte aber im Lauf der letzten Jahrzehnte reduziert werden. Im 2. Weltkrieg entwickelten noch 40% aller Verwundeten ein mit einer bis zu 90% Letalität verbundenes ANV, während des Koreakrieges waren es noch 21 % aller Verwundeter. Während des Vietnamkrieges konnte die Häufigkeit des ANV in der US Armee zwar auf 0,15% gesenkt werden, es wurde aber dann immer noch von einer %igen Mortalität berichtet; dabei war Sepsis die Komplikation, welche am häufigsten zum Tode führte (41). Zusätzlich bestehende gastrointestinale Blutungen erhöhten die Mortalität auf 80 %, toxischer Ikterus sogar auf 90%. Brown et al. berichten 1973 von aus der Literatur bekannten Mortalitätsraten bei zivilen chirurgischen Patienten zwischen 35 und 71 % (61).

27 27 Freiberg et al. schätzten 1979 die Inzidenz des ANV auf 100 Patienten pro 1 Million Einwohner, die Inzidenz des ANV heute beträgt im Bereich der inneren und chirurgischen Klinik etwa 3-5%, steigt im Bereich der Intensivtherapie auf 15-25% aller Patienten an; höhere Inzidenzen werden nach der Applikation nephrotoxischer Substanzen (10-30%), bei der offenen Herzchirurgie (5-40%) und nach schweren Verbrennungen (20-60%) berichtet (41, 62). Ohne die Dialyse beträgt die Mortalität des ANV ca. 90%, kann aber auf etwa 40-60% gesenkt werden. Die Mortalität ist höher bei ANV infolge chirurgischer Erkrankungen, besonders schlecht nach kardiovaskulären Operationen und Gallenwegsoperationen; bei internen Grundleiden beträgt sie 30%. Bei Patienten über 50 Jahren steigt die Mortalität merklich an; den Tod führte Schettler 1987 in 50% auf Infektionen und in weiteren 50% auf das Grundleiden zurück (62). Trotz Dialyse die erste wurde 1943 von Kolff durchgeführt ist auch heute die Letalität von Patienten mit ANV sehr hoch. Sie variiert in Abhängigkeit von der Grunderkrankung, der Schwere sowie der Anzahl der begleitenden Vitalfunktionsstörungen. Im Bereich der Intensivtherapie wird die Letalität mit 40-85% angegeben, günstiger werden Verläufe bei Patienten ohne weitere Vitalfunktionsstörungen und beim nephrotoxischen ANV beurteilt. Als Haupttodesursachen werden schwere Infektionen oder Sepsis, kardiale Komplikationen (Myocardinfarkt, Herzversagen etc.) und schwere gastrointestinale Blutungen sowie das Lungenversagen benannt (41). Als prognostisch entscheidend gelten weder das Lebensalter, schon bestehende Begleiterkrankungen oder die Dauer der notwendigen Nierenersatztherapie zur Überbrückung des ANV, sondern die ursächlich zugrunde liegende Erkrankung, die begleitenden Vitalfunktionsstörungen und der Schweregrad des ANV Häufigkeit des ANV nach kardiochirugischen Eingriffen Das Akute Nierenversagen im Rahmen herzchirurgischer Eingriffe stellt auch heute noch eine schwerwiegende Komplikation dar. Die Inzidenz hat sich zwar in den letzten Jahrzehnten vermindert, die Mortalität der Patienten mit akutem Nierenversagen konnte aber bisher nicht deutlich reduziert werden. Wie in vielen Studien dargestellt, ist das ANV mit einer Inzidenz von 0,9% bis 7%, in einer Studie sogar mit 31% angegeben, eine häufige, aber auch oft eine fatale Komplikation (4, 14). Warum Patienten nach herzchirurgischen Operationen ein erhöhtes

28 28 Risiko in sich bergen, postoperativ ein ANV zu erleiden, kann nur zum Teil mit dem Einsatz der extrakorporalen Zirkulation erklärt werden. Die Pathogenese ist als multifaktoriell anzusehen. Durch die Weiterentwicklung der chirurgischen Technik, die Verbesserung der extrakorporalen Oxygenierungsverfahren sowie des anästhesiologischen Managments konnten in den letzten Jahrzehnten die Organfunktionen optimiert, die Mortalität bei kardiochirurgischen Operationen sowie die Inzidenz schwerwiegender Organschädigungen zum Teil deutlich reduziert werden. Aber auch heute kommen Nierenfunktionseinschränkungen bis hin zum ANV im Rahmen von kardiochirurgischen Eingriffen vor. Boldt et.al. unterscheiden prinzipiell ein oligurisches und ein nichtoligurisches Nierenversagen voneinander (1). In der Phase nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation wird von einer Inzidenz des oligurischen Nierenversagens von 2-3% (mit einer Letalität von % ) und einer Inzidenz des nichtoligurischen Nierenversagens von 2-35% (mit einer Letalität von ca. 17% ) berichtet (1). Wichtige Faktoren, die eine renale Dysfunktion während herzchirurgischer Eingriffe begünstigen, sind ein Low-Output-Syndrom, als kardiales Pumpversagen mit kritischer Abnahme der Nierenperfusion ( wegbereitend für ein sogenanntes prärenales ANV), eine präoperativ bestehende Niereninsuffizienz, hohes Lebensalter, Diabetes mellitus, arterieller Hypertonus, eine lange Bypassdauer, Hämolyse sowie nierentoxische Medikamente (1). Intraoperativ spielen drei charakteristische Veränderungen während der extrakorporalen Zirkulation ( EKZ ) eine wesentliche Rolle und können isoliert oder in Kombination zu einer renalen Dysfunktion führen: die Hypothermie ( mit auf der einen Seite Abnahme der glomulären Filtrationsrate, des renalen Blutflußes sowie der freien Wasserclearance, und auf der anderen Seite Zunahme der Filtrationsfraktion und der Kaliumexkretion ); die Hämodilution ( Hämatokrit: 18-25% ) sowie ein unphysiologischer, nichtpulsatiler Blutfluß mit zum Teil wechselndem und möglicherweise unzureichendem Nierenperfusionsdruck (1). Andere Faktoren, die an der Entstehung einer renalen Dysfunktion beteiligt sein, und eine wesentliche Beeinflußung der renalen Mikroperfusion zur Folge haben können, sind die Aktivierung der Mediatoren aus dem Gerinnungssystem, dem Komplementsystem, dem Kallikrein-Kinin-System (die drei klassischen Kaskadensysteme); dem Arachidonsäuremetabolismus sowie freigesetzte zelluläre Proteasen und toxische O2 - Produkte. Ursächlich hierfür werden das gleichmäßige, aber unphysiologische

29 29 Perfusionsmuster unter der EKZ, als auch das Bluttrauma bzw. eine Proteindenaturierung durch die Fremdkörperoberflächenkontakte in Betracht gezogen. Als Pathomechanismus diskutiert werden ebenfalls eine gesteigerte sympathikoadrenerge Aktivität bzw. eine Stimulation des Renin-Angiotensin-Systems. Hierbei kommt es über eine Vasokonstriktion über die Reduktion des renalen Blutflusses zu einer kritischen Verminderung der glomulären Filtration (1, 45). Während der EKZ ist bei nierengesunden und normotonen Patienten erst ab einem Perfusionsmitteldruck <40 mm Hg sichtbar aufgrund eines deutlichen Abfalles der Kreatininclearance mit einer Beeinträchtigung der Nierenfunktion zu rechnen. Bei Hypertonikern sollte unter der EKZ, wegen einer deutlichen Abhängigkeit der Nierenfunktion vom Druckniveau, der Perfusionsdruck in Relation zur präoperativen Blutdruckhöhe eingestellt werden. Patienten mit einer chronisch-terminalen, dialysepflichtigen Niereninsuffizienz ( in den alten Bundesländern ca Patienten pro eine Million Einwohner ), die sich einer Herzoperation unterziehen müssen, weisen gegenüber nierengesunden Patienten in Form einer möglichen Kaliumintoxikation, Volumenüberladung, metabolischer Azidose, Gerinnungsstörungen und Anämie ein erhöhtes Risiko auf (1). Auch mögliche Hömostasestörungen, aufgrund von Veränderungen der Thrombozytenfunktion und der Gefäßwand stellen ein zusätzliches Risiko dar. Trotz dieser möglichen Probleme wird die Indikation zum kardiochirurgischen Eingriff heute ohne Unterschied zum Nierengesunden gestellt.