Klinik für Anaesthesiologie (bis 2003)
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Abstract
Neuropathic pain affects 6.9 to 10% of the general population, arises from lesion or disease of the somatosensory nervous system and is still challenging to treat. Indeed, current treatments efficacy are relatively low and present strong side effects. To that extent, identifying new targets and developing new treatment strategies constitute a priority. The blood nerve barrier consists of the endoneurial micro-blood vessels and the perineurium sealed by tight junctions constituted of tight junction proteins such claudin-5 and claudin-1. As the functional blood nerve barrier allows nerve tissue protection from external elements and maintains homeostasis, a destabilization or a disruption leads to infiltration of immunocytes promoting neuroinflammation and increased inflammatory mediators that can sensitize nociceptors and enhance pain. Thus resealing the blood nerve barrier in case of neuropathic pain could be a possible treatment strategy.
Specialised proresolving mediators such lipoxin A4 and resolvin D1 are small lipids that bind to receptors such the formylpeptide recptor 2 (FPR2) and resolve inflammation. Specially resolvin D1 as anti-inflammatory and analgesic properties. Thus using resolvin D1 or eventually other specialized proresolving mediators in neuropathic pain could reseal the blood nerve barrier and resolve neuropathic pain. The present work aimed to characterize the blood nerve barrier in a preclinical model of diabetic polyneuropathy and nerve injury (chronic constriction injury) and to identify specialized proresolving mediators that seal the blood nerve barrier and thereby alleviate neuropathic pain.
In diabetic polyneuropathy, the blood nerve barrier is permeable only to small molecules, which is due to the loss of claudin-1 in the perineurium and a reduced number of blood vessel- associated macrophages. Interestingly, blood nerve barrier permeability did not occur until four to eight weeks after diabetes induction, whereas mechanical hyperalgesia was measurable as early as two weeks. This suggests a pain-maintaining rather than a pain-triggering role of the blood nerve barrier.
In case of chronic constriction injury, a resolution process of both mechanical and thermal hyperalgesia occurs between three to six weeks after injury. Here, the blood nerve barrier is permeable to both small and large molecules from the beginning. The pain recovery process occurs primarily in parallel with the sealing of the endoneurial barrier to large molecules such as fibrinogen from the plasma and its degradation. Perineurium is still permeable nine weeks after injury. Metabolomic analyses show that especially precursors of Resolvin D1 as well as its receptor FPR2, are upregulated at the beginning of pain resolution. Application of resolvin
D1 loaded nanoparticles or agonists of FPR2 at the injury site before the onset of pain resolution accelerates the process and fibrinogen is no longer detectable in the endoneurium. Depending on the nerve damage, the blood nerve barrier is affected to varying degrees. Direct mechanical trauma and the accompanying inflammation lead to a more pronounced and long-lasting permeability - independent hyperalgesia. Possibly permeability, at least for small molecules, is important for prolonged reparative processes. In the nerve, permeability of capillaries in particular depends not only on tight junctions but also on other cells: in addition to macrophages, pericytes could also have a sealing effect. Endoneurial fibrinogen triggers pain; the exact mechanism remains to be investigated. Resolvin-containing nanoparticles were particularly effective and could be used locally as they contain endogenous substances in non- toxic particles.
Propofol und Methohexital hemmen die Dünndarmperistaltik. Untersuchungen des Wirkmechanismus am Meerschweinchendünndarm in vitro Fragestellung: Die Hemmung der Darmmotilität durch Anästhetika und Pharmaka zur Analgosedierung von Patienten in der Intensivmedizin kann Ursache weiterer Komplikationen sein. Diese Arbeit untersucht, ob die Hypnotica Propofol und Methohexital einen Einfluss auf die intestinale Peristaltik haben. Methodik: Dünndarmsegmente des Meerschweinchens wurden in vitro in einer Vorrichtung perfundiert, die propulsive Peristaltik ermöglicht. Durch Registrierung des intraluminalen Drucks kann die Schwelle (peristaltic pressure threshold, PPT), ab der peristaltische Kontraktionen ausgelöst werden, bestimmt werden. Propofol, Methohexital, sowie mögliche Antagonisten, wurden den Dünndarmsegmenten extraserosal zupipettiert und die Änderungen der PPT registriert. Ergebnisse: Propofol und Methohexital beeinflussten die Dünndarmperistaltik auf unterschiedliche Art und Weise. Methohexital führte konzentrationsabhängig zu einem Anstieg der PPT, z.T. bis zur kompletten Hemmung der Peristaltik. Im Gegensatz dazu führte die Gabe von Propofol in keinem Fall zur kompletten Hemmung, es zeigte sich lediglich ein Anstieg der PPT. Die Hemmung durch Methohexital trat nach Naloxon und z.T. nach Bicucullin vermindert auf. Die Hemmung der Peristaltik durch Propofol war zumeist unbeeinflusst durch die verwendeten Antagonisten. Schlussfolgerung: Propofol und Methoxital hemmen konzentrationsabhängig die Dünndarmperistaltik des Meerschweinchens. Der hemmende Effekt von Methohexital scheint durch endogene Einflüsse und durch Bindung an vermittelt GABAA- Rezeptoren vermittelt zu werden. Die vorliegenden Daten weisen darauf hin, dass Hypnotika wie Propofol und Methohexital auch auf die menschliche Peristaltik einen hemmenden Einfluss haben und bei Intensivpatienten einen Ileus induzieren oder verschlimmern können. GABA- Rezeptoren scheinen hierbei eine untergeordnete Rolle zu spielen.
Praktikabilität des intraossären Zuganges bei Erwachsenen in der Notfallmedizin unter Verwendung eines mechanischen Applikationsgerätes Zusammenfassung: Zur Medikamenten- und Flüssigkeitsapplikation in medizinischen Notfallsituationen ist im Einzelfall ein intraossärer Zugang notwendig. Ziel der Analyse war die Untersuchung der Bone-Injection-Gun® (Fa. Waismed, Israel) einer Trokarstahlkanüle, die durch Auslösen eines Federmechanismus in den Knochen geschossen wird. Die Praktikabilitätsuntersuchungen wurden an 34 Tibiaknochen von Verstorbenen vorgenommen, die tiefgefroren oder in Formaldehyd eingelegt waren. Vor der Applikation der Bone Injection Gun ( BIG) wurden die Tibiaknochen mittels eines speziellen Knochencomputertomographen an der Soll-Einstichstelle 1-2 cm medial und 0,5 cm cranial der Tuberositas tibiae auf Dichte und Dicke hin vermessen. Weder die Knochendicke noch die Knochendichte waren bei den Verstorbenen, die ohne Vorerkrankung gewesen, an Tumorleiden oder Unfall bzw. Trauma verstorben waren, signifikant unterschiedlich. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Art der Vorerkrankung des Patienten und somit die Dicke und Dichte des Knochens keinen relevanten Einfluss bezüglich des Eindringens der Nadel ausübt. Mit der 22 kp-Feder konnte eine Eindringtiefe von durchschnittlich 26,8 mm erreicht werden, die signifikant (ca. 4%) grösser ausfiel als jene, die mit der 18 kp-Nadel zu erreichen gewesen war. Im Gesamtkollektiv war sowohl bei der 18- als auch der 22-Kilopond-Nadel die Applikation an der Soll-Einstichstelle komplikationslos möglich. Kritisch ist zu bemerken, dass die Schussrichtung der BIG nicht in ausreichendem Maße gekennzeichnet ist. Die Schussrichtung der Nadel ist durch einen farblich nicht deutlich abgehobenen Pfeil auf dem Gerät markiert, der in einer Notsituation übersehen oder zu Fehlanwendungen führen kann. Der Vergleich mit der Literatur zeigt, dass der intraossäre Zugang eine praktikable Methode darstellt, die es auch weniger geübtem Personal ermöglicht, bei vital gefährdeten Patienten schnell und sicher einen Zugang zu legen. Die Komplikationsrate ist gering, Langzeitschäden sind ausgesprochen selten. Die geringe Komplikationsrate von 0.6% bezüglich des Osteomyelitisrisikos kann mit der BIG noch reduziert werden. Bei den in ca. 20% entstandenen Extravasaten sowohl unter Verwendung herkömmlicher intraossärer Schraub-Bohrnadeln wie auch beim Einsatz der Bone Injection Gun am Knochenmodell bleibt abzuwarten, wie häufig diese Komplikation im Realeinsatz beim Notfallpatienten auftreten wird. Die BIG stellt eine Bereicherung des notärztlichen Instrumentariums des Rettungswesens dar, das mit einer hohen Anwendungssicherheit verbunden ist. Eine Begrenzung der Anwendung der BIG liegt derzeit lediglich an deren Preis.
Postoperative Übelkeit und Erbrechen (PONV) stellen im klinischen Alltag ein relevantes Problem nach Allgemeinanästhesien dar. Die Pathogenese ist komplex und ebenso vielfältig sind die anästhesiologische Strategien zur ihrer Vermeidung. Im Rahmen einer großen, europaweit angelegten randomisierten, doppeltverblindeten Multicenterstudie wurden im Rahmen eines sechs-fach-faktoriellen Designs verschiedene Strategien zur Vermeidung oder Therapie von PONV im Rahmen von Allgemeinanästhesien durchgeführt und analysiert. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, zu untersuchen, ob der emetogene Einfluss von Lachgas, der in der Literatur immer wieder beschrieben wurde, abhängig von einem gewählten Narkoseverfahren ist. Die in unserer Studie genutzten Anästhetika und Opioide wurden fuer Narkosen mit oder ohne Lachgas angewendet.
Die Maligne Hyperthermie ist eine autosomal-dominant vererbbare Erkrankung, die sich klinisch unter Allgemeinnarkose mit einem erhöhten Metabolismus, Azidose, Muskelrigidität und Hyperthermie manifestiert. Als Pathogenese wird eine Dysregulation der intrazellulären Kalziumhomöostase angenommen. Ihre Prävalenz in der Bevölkerung wird auf 1:10’000 bis 1:20’000 geschätzt, ihre Mortalitätsrate beträgt 5-10 %. Gegenwärtig stellt der in vitro-Kontrakturtest mit Halothan und Koffein die einzige Möglichkeit zur präsymptomatischen Diagnose der MH dar. Vorliegender Arbeit liegt die These zugrunde, daß mithilfe von durch MD-Sonden applizierten Substanzen eine lokale MH-Reaktion im Skelettmuskel ausgelöst und deren Eintreten anhand einer Analyse des Laktatwerts diagnostiziert werden kann. Die bislang für die Koffeinstimulation entwickelte Methode wurde modifiziert, um eine Akzeleration der Versuchsdauer bei maximaler Stimulation der Laktatproduktion durch Koffein zu erreichen. Es wurden 43 Ratten der Gattung Sprague-Dewley präpariert und unter Verwendung verschiedener Flussraten unilateral mit Koffein stimuliert, kontralateral nur mit Ringerlösung perfundiert und die daraus resultierenden Laktatwerte im Dialysat gemessen. Mithilfe einer Injektion von 100 bzw. 200 µl 80 mmolaren Koffeins vor Implantation der Sonden kann ein signifikanter Unterschied zwischen Kontroll- und Reaktionsseite bereits nach 30 min induziert werden. Eine Versuchsreihe an MH-unempfindlichen Schweinen bestätigt die Verwendbarkeit der Methode in vivo. Bestätigt sich die These, daß sich mithilfe der Mikrodialyse eine lokale MH-Reaktion auslösen läßt, wäre damit möglicherweise ein vielversprechendes Testverfahren in Hinblick auf ein MH-Screening gefunden.
Die maligne Hyperthermie (MH) ist eine akute, lebensbedrohliche Erkrankung, die bei disponierten Patienten durch Exposition mit volatilen Anästhetika und depolarisierenden Muskelrelaxantien ausgelöst wird. Sie zeigt sich in einer unkontrollierten Stoffwechselsteigerung mit Laktatazidose und Kohlendioxidanstieg. Der bisherige Goldstandard der MH-Diagnostik ist der In-vitro Kontrakturtest (IVCT), dessen Nachteile allerdings in seiner Invasivität und der damit verbundenen Belastung für den Patienten, seinem finanziellen und zeitlichen Aufwand, sowie der schlechten Standardisierbarkeit liegen. Ein weniger invasives und aufwendiges Verfahren ist somit ein vordringlicher Gegenstand anästhesiologischer Forschung. Wir nahmen an, dass die lokale, intramuskuläre Applikation von Halothan und Koffein bei MH-Veranlagten einen signifikant stärkeren lokalen Anstieg der Laktat- und Kohlendioxidkonzentration auslöst als bei MH nicht veranlagten Probanden, ohne dass dieser Anstieg mit systemischen Nebenwirkungen einhergeht. Mit diesem minimal-invasiven Verfahren sollte die Diagnose einer MH-Veranlagung möglich sein. Mit Genehmigung der örtlichen Ethikkommission wurden bei 22 MH veranlagten Probanden (MHS [MH-suseptible]), 24 MH nicht veranlagten Probanden (MHN [MH-nonsusceptible]) und 7 Kontrollprobanden ohne persönliche oder familiäre MH-Vorgeschichte drei modifizierte Mikrodialyse (MD) -Sonden und eine CO2-Partialdruckmesssonde im M. rectus femoris des Oberschenkels platziert. Nach Äquilibrierung wurde an die Spitze der ersten MD-Sonde 250 µl 80 mM Koffein injiziert. Die zweite doppelläufige MD-Sonde wurde mit 300 µl Halothan 10 Vol% gelöst in Sojabohnenöl perfundiert. Die dritte MD-Sonde diente zur Kontrollmessung. Im Dialysat wurde jeweils Laktat photospektrometrisch bestimmt. An die Spitze der CO2-Partialdruckmesssonde wurde 500 µl 80 mM Koffein appliziert und der CO2-Partialdruck fortlaufend gemessen. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter sowie das Schmerzempfinden des Probanden (mittels visueller Analogskala) wurden kontinuierlich gemessen. Bei gleichen Ausgangswerten führte die lokale, intramuskuläre Applikation von Koffein bzw. Halothan bei MHS-Probanden zu einem signifikant stärkeren Laktatanstieg im Vergleich zu MHN- und Kontrollprobanden. Die Messungen der intraindividuellen Kontrollsonde unterschieden sich nicht signifikant innerhalb der drei Gruppen. Die CO2-Partialdruckmessung ergab, dass sich bei gleichen Ausgangswerten der Partialdruckanstieg nach lokaler Applikation von Koffein bei den MHS-Probanden signifikant vom Anstieg bei den MHN- und Kontrollprobanden unterschied. Als Zeichen der abgelaufenen Stoffwechselreaktion waren das Serum-Myoglobin, die Serum-Kreatinkinase und das Schmerzgefühl bei den MHS-Probanden signifikant höher als bei MHN- und Kontrollprobanden. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter blieben bei allen drei Probandengruppen im Normbereich. Somit konnte gezeigt werden, dass die lokale, intramuskuläre Stimulation mit Koffein und Halothan nur bei MH-Veranlagten die lokale Laktat- und Kohlendioxidkonzentration signifikant erhöht, ohne dass dies mit systemischen Nebenwirkungen einhergeht. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen erstmals, dass ein minimal-invasives Verfahren in Form eines metabolischen Provokationstests zur Diagnose einer maligne-Hyperthermie-Veranlagung möglich ist.
Neurogenic inflammation is evoked by neuropeptides released from primary afferent terminals and,
presumably, by other secondarily released inflammatory mediators. This study examines whether prostaglandins might participate in the development of neurogenic inflammation in humans and whether cyclooxygenase inhibitors have any anti-inflammatory effect on this type of inflammation. In healthy volunteers, neurogenic inflammation was elicited by epicutaneously applied capsaicin (1 %), after systemic pretreatment with acetylsalicylic acid, or topically applied indomethacin compared to pretreatment with saline or vehicle, respectively. The extent of neurogenic inflammation was quantified by planimetry of visible flare size and recording the increase of superficial cutaneous blood flow (SCBF) with a laser Doppler flowmeter. Capsaicin-induced flare sizes and outside SCBF (both representing neurogenically evoked inflammation) were unaffected by acetylsalicylic acid or indomethacin. Only the capsaicin-induced increase; of inside SCBF was attenuated by local pretreatment with indomethacin, reflecting the participation of prostaglandins in the inflammatory response of those areas which were in direct contact with capsaicin.
Eine inadäquate Sedierungstiefe während eines Intensivstationsaufenthaltes ist ebenso unerwünscht und gefährlich wie eine Über- oder Unterdosierung von Analgetika und Sedativa. Zum jetzigen Zeitpunkt steht jedoch kein geeignetes objektives Monitoring zur Verfügung, um die Sedierungstiefe routinemäßig zu bestimmen und den erforder-lichen Medikamentenbedarf zu steuern. Das ist u.a. bei kardiochirurgischen Intensiv-patienten von Nachteil, die aufgrund des Eingriffs und der Vorerkrankungen zu post-operativen neurologischen Auffälligkeiten, Durchgangssyndromen und verändertem Aufwachverhalten neigen. Dieses spezielle Kollektiv könnte von einer exakten Sedierungstiefensteuerung besonders profitieren. In der klinischen Routine werden heute immer noch traditionelle Sedationsscores wie z. B. der Ramsay-Score oder die Kombination kardiovaskulärer Parameter, wie Herz-frequenz und Blutdruck verwendet, um die Sedierungstiefe der Patienten einzuschätzen. Die Verwendung des EEG und bestimmter daraus abgeleiteter Parameter könnte eine Möglichkeit darstellen, die Sedierungstiefe der Intensivpatienten in der Zukunft zu bestimmen. In der durchgeführten Studie wurde bei 22 kardiochirurgischen Intensivpatienten post-operativ untersucht, inwieweit die EEG-Parameter Spektrale Eckfrequenz (SEF) und Medianfrequenz (MF) zur Bestimmung der Sedierungstiefe bei diesem speziellen Patientenkollektiv geeignet sind. Die erste Messung wurde unmittelbar postoperativ nach dem Eintreffen des Patienten auf der Intensivstation durchgeführt. Stündlich wurden die SEF und die MF bestimmt und dokumentiert, um den Verlauf der Sedierung bis zur Extubation darzustellen. Die Patienten wurden mit Propofol und Sufentanil analgosediert. Die letzte Messung erfolgte nach der Extubation beim wachen Patienten. Zusätzlich zu der Bestimmung der SEF und der MF wurde stündlich die Sedierungstiefe der Patienten mithilfe von Sedationsscores eingeschätzt und die wichtigsten hämo-dynamischen Daten der Patienten notiert. Die grafische Auswertung und die Berechung der PK-Werte führten zur Einteilung der 22 Patienten in jeweils drei Gruppen (SEF-Patienten, Non-SEF-Patienten und Inverse-SEF-Patienten, sowie MF-Patienten, Non-MF-Patienten und Inverse-MF-Patienten). Die möglichen Gruppenunterschiede wurden durch den Chiquadrat und den Mann-Whitney-U-Test mithilfe des Statistikprogramms SPSS dargestellt. Es konnte bei der SEF in 36 % eine positive Korrelation zwischen der SEF und den Sedationsscores gefunden werden. Bei der MF war dies in 23 % der Patienten der Fall. Hierfür konnte keine Erklärung anhand der demografischen und hämodynamischen Daten gefunden werden. Zudem gab es keine Möglichkeit, Parameter aufzuzeigen, um zwischen den verschiedenen Gruppen unterscheiden zu können. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse der vorliegenden Studie darauf hin, dass die EEG-Parameter SEF und MF ungeeignet sind zur Bestimmung der Sedierungstiefe bei kardiochirurgischen Intensivpatienten.
Die Angaben über harnableitungsassoziierte Harnwegsinfektionen bei operativen Intensivpatienten sind in der Literatur nicht einheitlich. Daher wurden 259 Patienten im Studienzeitraum auf eine harnableitungsassoziierte Harnwegskolonisation und - infektion untersucht. 58 Patienten (22,4%) wurden mit einer harnableitungsassoziierten Harnwegsinfektion und 44 Patienten (17%) mit einer harnableitungsassoziierten Harnwegskolonisation ermittelt. Die Inzidenz der harnableitungsassoziierten Harnwegsinfektion lag bei 18,6/1000 Tagen und die der harnableitungsassoziierten Harnwegskolonisation bei 20/1000 Tagen. Dies liegt im Bereich der Literaturangaben für harnableitungsassoziierte Harnwegsinfektionen bei Patienten auf der operativen Intensivstation. Die Patientenliegedauer konnte unter den patientenbezogenen Risikofaktoren als signifikant unabhängiger Risikofaktor für eine Infektion ermittelt werden. Als behandlungsbezogene Risikofaktoren für eine harnableitungsassoziierte Harnwegsinfektion fanden sich der Verzicht auf Antibiotikagabe, die transurethrale Harnableitung und eine Liegedauer der Harnableitung von über 5 Tagen. E.Coli mit 41,2% gefolgt von Enterokokken mit 21,6% und Proteus mirabilis mit 10,2% waren die am häufigsten nachgewiesene Keime bei harnableitungsassoziierten Harnwegsinfektionen auf der operativen Intensivstation. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit den Literaturangaben. Die Craniotomie als Eingriffsart war ein signifikant abhängiger Risikofaktor für eine Harnwegsinfektion, da hier signifikant häufiger eine transurethrale Harnableitung verwendet wurde, und der Einsatz einer gleichzeitigen Antibiotikagabe signifikant geringer war. Bei gleicher Kolonisationsrate zwischen der transurethralen und suprapubischen Harnableitung ist die Zahl der harnableitungsassoziierten Harnwegsinfektion bei transurethraler Harnableitung signifikant deutlich höher, was durch die Irritation der Harnröhre durch die transurethrale Harnableitung zu erklären sein dürfte. Bei einer längerfristigen Harndrainage ( > 5 Tage) sollten mittels bakteriologischer Urinuntersuchungen, Harnwegsinfektionen frühzeitig erkannt werden. Zur Prävention einer Harnwegsinfektion sollte auch die Anlage einer suprapubischen Harnableitung in Betracht gezogen werden. Eine routinemäßige Gabe von Antibiotika zur Prävention harnableitungsassoziierter Harnwegsinfektionen ist jedoch, angesichts einer drohenden Resistenzentwicklung, nicht indiziert.