Die Intensivmedizin
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Verfasst von:
Tim-Philipp Simon, Kai Zacharowski und Gernot Marx
Publiziert am: 08.07.2023

Volumentherapie

In der Therapie des Schocks und bei der Therapie kritisch kranker Patienten ist der Wert einer schnellen und effektiven Volumentherapie in der Intensivmedizin unumstritten. Durch Erhalt und Wiederherstellung des notwendigen Plasmavolumens verbessert man die Organperfusion und erhält die notwendige Mikrozirkulation. Im Schock besteht sowohl ein absoluter als auch ein relativer Flüssigkeitsmangel mit Abnahme der kardialen Vorlast, konsekutiver Verminderung des Herzzeitvolumens, Reduktion der Mikrozirkulation und somit einer Reduktion der Gewebeoxygenierung. Es muss ein ausreichend zirkulierendes Blutvolumen erreicht werden. Durch diese z. T. sehr umfassende Volumentherapie soll eine Steigerung der Pumpleistung des Herzens und dadurch eine verbesserte Gewebeoxygenierung und Gewebeperfusion sowie eine bessere Organfunktion insgesamt erreicht werden.

Einleitung

Die weitreichende Diskussion um den richtigen Volumenersatz lässt häufig vergessen, dass es in der Intensivtherapie vor jeder Volumengabe essenziell ist, den Volumenbedarf eines Patienten richtig abzuschätzen und damit eine Hypervolämie oder auch Hypovolämie zu vermeiden. Jeder Volumenersatz stellt eine medikamentöse Therapie dar, und eine medikamentöse Überdosierung muss vermieden werden.
Dazu ist es unabdingbar, dass jeder Patient mit einem Verdacht auf einen Volumenmangel insbesondere mit der Fragestellung Blutung, Dehydratation, Sepsis oder anderer Differenzialdiagnosen für einen Volumenverlust unter Berücksichtigung der Anamnese körperlich untersucht wird (Marx 2020). Des Weiteren empfiehlt die deutsche S3 Leitlinie „Intravasale Volumentherapie bei Erwachsenen“ bei der Diagnose eines Volumenmangels ergänzend Parameter wie Laktat, Laktat Clearance, Rekapillarisierungszeit, ScvO2, Hämatokrit oder Base Excess (BE) zu erheben. Vor allem bei einer bekannten Herzinsuffizienz sollte man die klinischen Zeichen auf eine intravasale Hypervolämie beachten.
Die einfach zu bestimmenden und regelmäßig genutzten Parameter nicht invasiver Blutdruck, Herzfrequenz und Urinproduktion sind zwar geeignet, das Ausmaß einer dekompensierten Hämodynamik orientierend zu bewerten. Zur Beurteilung eines noch kompensierten und zur näheren Einschätzung eines dekompensierten Schocks reichen sie jedoch nicht aus. Die meisten Patienten benötigen daher eine über diese Grobeinschätzung hinausführende Diagnostik. Validierte hämodynamische Grenzwerte für das Vorliegen eines hypovolämischen Schocks sind unbekannt; sie werden durch Alter (abweichende Normalwerte bei Neugeborenen, Säuglingen und Kindern), Begleiterkrankungen (z. B. diabetische Neuropathie) und vorbestehende Medikation (z. B. mit β-Blockern) wesentlich beeinflusst.
Für jeden Patienten und jedes spezielle Krankheitsbild sollten die hierfür geeignete Volumentherapie und das geeignete Monitoring gewählt werden. Entscheidend ist in jeder Situation eine zielgerichtete Therapie, z. B. anhand eines festgelegten Algorithmus. Hierfür sollte man in der Initialphase der Volumentherapie die zunächst vorhandenen und bereits beschriebenen klinischen Parameter nutzen, um entsprechend die Volumentherapie zu steuern. Im weiteren Verlauf sollte jedoch zügig ein erweitertes hämodynamisches Monitoring installiert werden (Kap. „Hämodynamisches und respiratorisches Monitoring“).
Rivers und Kollegen zeigten 2001 in einer viel beachteten Studie, dass ein zielgerichteter früher Flüssigkeitsersatz bei Patienten mit schwerer Sepsis und im septischen Schock das Überleben signifikant verbessert (Rivers et al. 2001) und prägten damit die Volumentherapie kritisch kranker Patienten über die nächsten Jahre. Rivers und Kollegen verwendeten dabei den ZVD zur Beurteilung des Flüssigkeitsstatus und auch die Guidelines der Surviving Sepsis Campaign empfahlen lange Zeit einen ZVD von 8–12 mmHg als Zielparameter der Volumentherapie. Der ZVD ist leicht zu ermitteln, aber es gibt viele Faktoren, die neben dem intravasalen Volumenstatus diesen Parameter in der Intensivmedizin beeinflussen wie z. B. der periphere Gefäßtonus, die rechtsventrikuläre Compliance, der pulmonale Gefäßwiderstand sowie der intrathorakale Druck (Beatmung). Des Weiteren ist die Vorhersagekraft des ZVD auf die Steigerung des HZV durch die Volumengabe als gering einzuschätzen. In der aktuellen S3-Leitlinine „Intravasale Volumentherapie bei Erwachsenen“ wird daher von einer Verwendung des ZVD für die Diagnose eines Volumenmangels bei spontan atmenden sowie bei beatmeten Patienten sowohl bei peri-operativen als auch bei intensivmedizinischen Patienten abgeraten. Stattdessen soll zur Diagnose eines Volumenmangels/einer Volumenreagibilität ein standardisiertes „passive leg raise“ Manöver durchgeführt werden. Dieser einfache und bettseitig gut durchzuführende Test in Kombination mit einem hämodynamischen Monitoring kann die Reaktion eines Patienten auf die Volumengabe anzeigen (Monnet et al. 2006).
Neben dem ZVD wurde in aktuellen Studien der letzten Jahre auch der Benefit von Rivers zielgerichteter Flüssigkeitstherapie in Frage gestellt. So konnten 2014 und 2015 3 große randomisierte Studien, die bei Patienten im septischen Schock eine zielgerichtete Volumentherapie mit einer „Standardtherapie“ verglichen, keinen Überlebensvorteil der zielgerichteten Volumentherapie zeigen (Yealy et al. 2014; Mouncey et al. 2015; Peake et al. 2014). Einschränkend muss jedoch bedacht werden, dass zum Zeitpunkt des Studieneinschlusses die Patienten in diesen Studien bereits hämodynamisch stabilisiert waren und sich zum anderen 10 Jahre nach Rivers Veröffentlichung eine zielgerichtete Volumentherapie in der Frühphase des septischen Schocks als „Standardtherapie“ etabliert hat. Trotzdem verdeutlicht auch diese erneute Diskussion die Tatsache, dass auch eine Volumentherapie eine medikamentöse Therapie ist, die einer genauen Indikationsstellung und Steuerung bedarf.
Dabei könnte ein standardisierter Algorithmus zur Volumentherapie des Intensivpatienten in der Praxis deutliche Vorteile bringen. Abb. 1 zeigt ein Beispiel eines in der Klinik angewendeten Algorithmus zur Volumentherapie.

Volumenersatzmittel

Nach der erfolgreichen Einschätzung des Volumenstatus eines Patienten sollte die Wahl des richtigen Volumenersatzes erfolgen. Wegen des hohen Preises, der begrenzten Verfügbarkeit und potenzieller Nebenwirkungen körpereigener Plasmapräparate (z. B. teilweise noch unbekanntes Infektionsrisiko) werden sehr häufig körperfremde Volumenersatzmittel eingesetzt, an die spezielle Anforderungen zu stellen sind (Übersicht).
Anforderungen an einen idealen Plasmaersatz
  • Großer Volumeneffekt
  • Ausreichende Verweildauer im Gefäßsystem
  • Keine Kumulation im Plasma, vollständige Ausscheidung ohne Gewebespeicherung
  • Keine Verschlechterung der Gewebeoxygenierung
  • Keine Beeinträchtigung des Elektrolythaushaltes
  • Keine Beeinträchtigung des Säure-Basen Status
  • Keine Beeinträchtigung der Nierenfunktion
  • Keine Beeinträchtigung der Gerinnung
  • Keine Allergisierung
  • Kein Infektionsrisiko
  • Niedrige Kosten
Es wird eine Vielzahl von Präparaten angeboten, um in den verschiedensten klinischen Situationen das verlorene Plasmavolumen wieder auszugleichen. Unter den Volumenersatzmitteln unterscheidet man vor allem zwischen kristalloiden und kolloidalen Infusionslösungen.

Kristalloide Lösungen

Im Vergleich zu Kolloiden wird für eine vergleichbare Kreislaufstabilisierung ein 2- bis 4-fach größeres Infusionsvolumen an Kristalloiden benötigt, dies ist für eine rasche und suffiziente Volumentherapie unbedingt zu beachten. Darüber hinaus ist die intravasale Verweildauer der Kristalloide mit ca. 30 min deutlich kürzer als die künstlicher Kolloide. Die Infusion größerer Mengen bikarbonatfreier Lösungen führt zur Dilutionsazidose. Den Lösungen kann aus galenischen Gründen jedoch kein Bikarbonat HCO3 zugesetzt werden; in vielen Ringer-Lösungen ist daher stattdessen Laktat enthalten (Ringer-Laktat). Da die Leber nur die ungeladene Milchsäure (Laktat+ H+) oxidativ zu CO2 und H2O metabolisieren oder zur Glukoneogenese benutzen kann, wird dem Organismus auf diese Weise pro 1 mol zugeführtem Laktat 1 mol H+ aus H2CO3 entzogen und 1 mol HCO3 freigesetzt.
Ringer-Laktat lösungen sind im Vergleich zur Serumosmolarität hypotone Lösungen, was speziell bei Patienten mit einem Hirnödem zu berücksichtigen ist. Zusätzlich bindet es Kalzium und erhöht den Sauerstoffverbrauch des Patienten durch den oben genannten Metabolismus.
Da kristalloide Lösungen keine onkotisch wirksamen Bestandteile besitzen, diffundieren sie rasch ins Interstitium. Die Folgen dieser interstitiellen Überwässerung sind ein verminderter pulmonaler und ein verminderter peripherer Gasaustausch sowie ein erhöhter intraabdomineller Druck.
Die Vorteile der Kristalloide liegen bei den Kosten und dem Fehlen allergischer Reaktionen.

Balancierte Lösungen

Lange Zeit waren die meisten Plasmaersatzmittel nur in einer nicht balancierten (nicht physiologischen) NaCl-Lösung zu erhalten. Natrium, Kalium, Chlorid und Kalzium können bei der Substitution größerer Mengen der einzelnen Lösungen den Säure-Basen-Haushalt nachhaltig stören. Folgen eines unphysiologisch hohen Chloridgehalts, z. B. in 0,9 % NaCl-Lösung (154 statt 103 mmol/l) sind eine renale Vasokonstriktion, ein verminderter renaler Blutfluss (RBF), eine verminderte glomeruläre Filtrationsrate (GFR), eine verminderte Diurese sowie eine Supprimierung des Renin-Aldosteron-Systems. Bei der Infusion größerer Mengen an NaCL-Lösung besteht die Gefahr der Induktion einer hyperchlorämen Azidose. Diese hyperchloräme Azidose kann nicht nur zu einer Modulation der systemischen Inflammationsreaktion führen, sondern der Gebrauch von NaCl-Lösungen kann zu vermehrten postoperativen Infektionen führen (Shaw et al. 2012). In einer australischen Studie mit mehr als 1400 Patienten konnte sogar gezeigt werden, dass die restriktivere Anwendung von NaCl zu einer Reduktion der akuten Nierenschädigung und der Notwendigkeit eines Nierenersatzverfahrens geführt hat (Yunos et al. 2012).
Neuere kolloidale und kristalloide Lösungen sind in acetathaltiger Lösung gelöst und enthalten weitgehend physiologische Elektrolytkonzentrationen. Im Idealfall sind die balancierten Lösungen
  • isoionisch (die Konzentration der Anionen entspricht der der Kationen) mit physiologischen Werten der wichtigsten Plasmaelektrolyte [Natrium (140 ± 5 mmol/l), Kalium (4,5 ± 0,5 mmol/l), Kalzium (2,5 ± 0,5 mmol/l)] sowie Chlorid (103 ± 3 mmol/l),
  • isoonkotisch mit einer plasmaähnlichen In-vivo-Osmolalität,
  • isotonisch durch ihren plasmaadaptierten Elektrolytanteil und
  • isohydrisch (potenzieller BE von 0 ± 10 mmol/l).
Bei diesen Lösungen besteht eine geringere Gefahr, Störungen des Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushaltes durch Substitution zu induzieren.
Die Frage nach der Elektrolytzusammensetzung des Volumenersatzes war in den letzten Jahren Gegenstand vieler Diskussionen und Studien. In einer großen Observationsstudie aus den USA konnte eine reduzierte Krankenhaussterblichkeit und weniger postoperative Komplikationen beim Einsatz von balancierten Lösungen im Vergleich zu 0,9 %iger NaCl-Lösung gezeigt werden (Shaw et al. 2012). Sümpelmann und Kollegen konnten auch bei 396 Kindern zeigen, dass der perioperative Einsatz einer balancierten HES-Lösung im Vergleich zu einer unbalancierten zu weniger Störungen im Säure-Basen-Haushalt geführt hat (Sümpelmann et al. 2010). Zuletzt wurde sowohl in der SMART- als auch in der SALT-ED-Studie eine geringere Rate an Nierenfunktionsstörungen beobachtet, wenn balancierte Elektrolytlösungen im Vergleich zu Kochsalzlösung bei kritisch und nicht kritisch kranken Patienten verwendet wurden (Semler et al. 2018; Self et al. 2018). Andererseits geben die Ergebnisse der kürzlich veröffentlichten PLUS-Studie keinen Hinweis auf eine höhere Sterblichkeit oder ein höheres Risiko einer Nierenschädigung bei der Verwendung von Kochsalzlösung im Vergleich zu balancierten Elektrolytlösungen bei kritisch kranken Patienten (Finfer et al. 2022). Hauptkritikpunkt an diesen Studien ist die Heterogenität der eingeschlossenen Patienten, die die Aussagekraft der Ergebnisse in unbekanntem Maße beeinflusst. Die deutsche S3 Leitlinie „Intravasale Volumentherapie bei Erwachsenen“ rät vom Einsatz isotoner Kochsalzlösung als Volumenersatz in der Intensivmedizin ab und empfiehlt stattdessen den Gebrauch balancierter kristalloider und kolloidaler Lösungen (Marx 2020).

Kolloidale Lösungen

Kolloide sind hochmolekulare Substanzen. Klinisch werden körpereigene Kolloide (Humanalbumin, Plasmaproteinlösung, gefrorenes Frischplasma) und künstliche Kolloide [Hydroxyethylstärke (HES) und Gelatine] verwendet. Im Gegensatz zu Kristalloiden können Kolloide nicht frei durch Kapillarmembranen diffundieren, was ihre längere Verweildauer im Gefäßsystem erklärt. Kolloide üben einen onkotischen Druck aus und verfügen über eine entsprechende Bindungskapazität für Wasser. Künstliche Kolloide (HES und Gelatinepräparate) erhöhen den Plasma-KOD und verfügen über einen lang anhaltenden Volumeneffekt. Hierdurch lassen sich auch die kardiale Vorlast und das Schlagvolumen verbessern, wie in einer Studie im Vergleich zu Kristalloiden gezeigt werden konnte (Trof et al. 2010).

Humanalbumin

Als körpereigenes Kolloid wird Albumin aus menschlichem Plasma gewonnen, das zur Reduktion des Infektionsrisikos u. a. einer Virusinaktivierung unterzogen wird. Albumin ist das Protein mit der höchsten Konzentration im Plasma und hauptverantwortlich für die Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks (KOD). Üblicherweise wird Humanalbumin als 5- oder 20- bis 25 %ige Lösung angeboten. Die 5 %ige Lösung ist isoonkotisch, und ein volumenexpandierender Effekt liegt nur bei einem erniedrigten Plasma-KOD vor. Die 20- bis 25 %ige Lösung ist hyperonkotisch und kann daher mit einem geringeren Infusionsvolumen das zirkulierende Volumen durch Flüssigkeitsverschiebungen in das Gefäßsystem effizient vergrößern, v. a. bei Patienten mit ausgeprägten Ödemen. Die Häufigkeit allergischer Zwischenfälle wird mit einer Rate von 14/100.000 Infusionen angegeben.
Der Einsatz von Humanalbumin zur Volumentherapie bei kritisch kranken Patienten ist sicher (ob alle potenziell infektionsrelevanten Erreger im Herstellungsprozess tatsächlich eliminiert werden, ist bis heute nicht 100 %ig zu beantworten), im Vergleich zu Kristalloiden und künstlichen Kolloiden jedoch mit höheren Kosten verbunden, und wird daher nicht empfohlen (Alderson et al. 2014).
Eine von Wilkes 2001 durchgeführte Metaanalyse zeigte anhand von 55 Studien keinen Überlebensvorteil bei der Verwendung von Humanalbumin im Vergleich zu anderen Volumenersatzmitteln (Wilkes und Navickis 2001). In einer randomisierten doppelblinden Multicenterstudie wurde bei 7000 Intensivpatienten die Volumentherapie mit 4 % Humanalbumin und mit 0,9 % NaCl-Lösung verglichen. In dieser großen Studie (SAFE Study) konnte bezüglich Morbidität und Letalität im Vergleich von 4 % Humanalbumin zu 0,9 % NaCl-Lösung kein Unterschied gefunden werden (Finfer et al. 2004). In einer Untergruppe dieser Untersuchung wurden 460 SHT-Patienten über 24 Monate nach Randomisierung verfolgt. Es zeigte sich unter Einsatz von 4 % Albuminlösung ein schlechteres Outcome im Vergleich zu der Behandlung mit 0,9 % NaCl-Lösung. Die 28-Tage-Letalität betrug bei Patienten, die mit Albumin behandelt wurden, 33,2 % und bei Patienten, bei denen NaCl-Lösung verwendet wurde, 20,4 %. Bei Patienten mit einem schweren Schädel-Hirn-Trauma war der Unterschied sogar noch größer (41,8 % vs. 22,2 %) (Myburgh et al. 2007). Die in dieser Studie verwendete 4 %ige Albuminlösung ist hypoosmolar, sodass sich die Ergebnisse sicherlich nicht auf Kolloide allgemein anwenden lassen, aber es zeigt sich zum wiederholten Mal, dass ein genauer Blick auf die Eigenschaften der verwendeten Volumenlösung die Anwendung deutlich sicherer machen kann.
Schortgen et al. (Schortgen et al. 2001) zeigten in einer multizentrischen europäischen Beobachtungsstudie, dass die Applikation von 20 % Humanalbumin mit einer erhöhten Inzidenz von Nierenschädigungen und sogar einer gesteigerten 28-Tage-Letalität assoziiert ist. Daher scheint die Verwendung von 20 % Humanalbumin bei kritisch kranken Patienten nicht von Vorteil zu sein.

Gelatine

Gelatine wird als Spaltprodukt aus dem höhermolekularen Kollagen hergestellt und weist ein Molekulargewicht von ca. 35 kD auf. Es sind verschiedene Präparate verfügbar, in der Regel 3,5–5,5 %ige Lösungen, mit einem KOD, der nur gering höher ist als der physiologische des Plasmas. Die Substanz wird metabolisiert und über die Nieren ausgeschieden. Die intravasale Halbwertszeit von 2–3 h ist relativ kurz, sodass repetitive Infusionen notwendig sind.
Gelatine muss in einer 1,5- bis 2-fachen Menge des Blutverlustes verabreicht werden, um eine Normovolämie aufrecht zu erhalten. Für Gelatinepräparate besteht keine obere Dosisbegrenzung.
Anaphylaktoide Reaktionen
Anaphylaktoide Reaktionen stellen die wichtigste Gefährdung dar und treten je nach Präparat mit einer Inzidenz von 0,066–0,146 % auf (Ring und Messmer 1977). Die Betrachtung von Gelatinelösungen und anaphylaktoiden Reaktionen muss differenziert erfolgen: Im Vergleich zur modifizierten flüssigen Gelatine und Oxypolygelatine wird der harnstoffvernetzten Gelatine bezüglich der allergischen Reaktionen eine höhere Rate allergischer Reaktionen (bis zu 10 %) zugeschrieben. Auch Gelatine ist heutzutage in balancierter Lösung erhältlich.
Nachdem das „Pharmacovigilance Risk Assessment Committee“ (PRAC) von der Verwendung von HES bei Patienten mit Sepsis und Verbrennungen abgeraten hat (EMA 2013) (siehe unten), ist Gelatine aktuell das am häufigsten verwendete künstliche Kolloid auf Intensivstationen in Europa. Es gibt jedoch bisher nur wenige Daten zum Einsatz und zur Sicherheit von Gelatine als Volumenersatz. In einer Metaanalyse von 30 randomisierten und kontrollierten Studien mit insgesamt über 2700 Patienten haben Saw et al. 2012 festgestellt, dass der Einsatz von Gelatine in Bezug auf die Inzidenz des akuten Nierenversagens bei kritisch kranken Patienten und beim perioperativen Einsatz Vorteile gegenüber von HES-Präparaten zeigt (Saw et al. 2012). Andererseits haben Smart et al. (2021) vor kurzem in ihrer randomisierten kontrollierten Studie nach der Verwendung von 4 % Gelatine zur Volumentherapie nach Herzoperationen im Vergleich zu kristalloider Flüssigkeit erhöhte Biomarkerkonzentrationen für renale tubuläre Schädigung und Nierenfunktionsstörung gemessen und unterstützen damit die Bedenken, dass auch der Einsatz von Gelatine zu einer klinisch relevanten Nierenschädigung beitragen könnte. Einen wichtigen Beitrag zur Klärung der Sicherheit von Gelatine liefern hoffentlich die Ergebnisse der ersten randomisierten kontrollierten multizentrischen Studie zum Einsatz von 4 % Gelatine im Vergleich zu balancierten Kristalloiden bei Patienten mit Sepsis und septischen Schock. Die Rekrutierungsphase dieser Genius-Studie ist aktuell gestoppt und die Auswertungen werden erwartet (Marx et al. 2021).

Hydroxyethylstärke (HES)

Bei Hydroxyethylstärke handelt es sich um ein künstlich hergestelltes Polymer, das aus Wachsmaisstärke und Kartoffelstärke gewonnen wird und somit vorwiegend aus Amylopektin, also verzweigten Glukosemolekülketten, besteht. Die Glukoseeinheiten sind teilweise hydroxyethyliert. Im Organismus wird HES hydrolytisch durch die α-Amylase gespalten und entweder metabolisiert oder durch das retikuloendotheliale System eliminiert oder renal ausgeschieden. Für die glomeruläre Filtration gilt ein Molekulargewicht der Spaltprodukte von 60–70 kDa als Nierenschwelle. Es gibt verschiedene HES-Präparate, die sich bezüglich ihres Molekulargewichts, ihrer Konzentration, ihres Substitutionsgrads und ihres Substitutionsmusters unterscheiden. In den letzten Jahren verwendete HES-Lösungen haben ein Molekulargewicht von 130–200 kDa. Gebräuchliche HES-Konzentrationen sind 6 %-ig (= isoonkotisch) und 10 %-ig (= hyperonkotisch). Unter dem Substitutionsgrad versteht man den Anteil der Glukoseeinheiten, der hydroxyethyliert ist. Üblich ist ein Substitutionsgrad von 0,4–0,5. Das Substitutionsmuster beschreibt das Verhältnis der in C2 und C6 Position substituierten Glukoseeinheiten. Im Handel befindliche HES-Lösungen haben ein Substitutionsmuster von 5:1 bis 9:1. Die initiale Volumenwirkung von HES ist im Wesentlichen proportional der Konzentration, die intravasale Verweildauer und somit die klinische Wirkdauer hingegen ist abhängig von der Molekülgröße und dem Substitutionsgrad bzw. Substitutionsmuster. Ein größeres Molekulargewicht und ein höherer Substitutionsgrad führen zu einer langsameren Elimination und nach wiederholter Gabe solcher Präparate zu einer vermehrten Akkumulation von HES im Serum. Dies ist neben einer möglichen Beeinträchtigung der Gerinnung und der Nierenfunktion ein weiterer Aspekt, weswegen es zunehmend Sicherheitsbedenken gegenüber Hydroxyethylstärke gibt und ihr Einsatz bei kritisch kranken Patienten, vor allem in der Sepsis, in den letzten Jahren intensiv diskutiert wird.
Früher waren die meisten HES-Produkte in 0,9 % NaCl als Trägersubstanz gelöst. Heute sind die aktuellen HES-Präparate in balancierten Trägerlösungen erhältlich, die genau wie balancierte kristalloide Infusionslösungen den Vorteil einer physiologischen Elektrolytzusammensetzung haben.

Kontroverse um den Einsatz kolloidaler Lösungen bei kritisch kranken Patienten

In den letzten Jahren war die Volumentherapie bei kritisch kranken Patienten, insbesondere über die Bedeutung und das Risiko kolloidaler Lösungen, Gegenstand einer erheblichen Diskussion. Vor allem die Frage, welches Volumenersatzmittel für die Flüssigkeitstherapie in der Sepsis am besten geeignet ist, wurde kontrovers diskutiert. Auf der einen Seite haben kolloidale Volumenersatzmittel den Vorteil eines effektiven und schnell verfügbaren Plasmaersatzes. Dies wurde vor Kurzem z. B. in einer klinischen Studie beobachtet, in der eine Therapie mit Kolloiden sowohl bei septischen als auch bei nicht septischen Patienten bessere Werte für Herzfüllung, Herzzeitvolumen und Schlagkraft zur Folge hatte als die Behandlung mit Kristalloiden (Trof et al. 2010). Auf der anderen Seite wurde in vielen Studien der vergangenen Jahre vor allem die Sicherheit von Hydroxyethylstärke beim Einsatz in der Sepsis in Frage gestellt. Schortgen und Kollegen beschrieben 2001 in einer französichen Multicenterstudie den Gebrauch von 6 % HES 200/0,62 als unabhängigen Risikofaktor für das Auftreten einer akuten Nierenschädigung bei Patienten mit schwerer Sepsis und im septischen Schock (Schortgen et al. 2001). Auch in der multizentrischen VISEP-Studie aus dem Jahr 2008 wurde eine signifikant höhere Rate an Nierenschädigungen bei Patienten, die im septischen Schock mit 10 % HES 200/0,5 behandelt wurden, im Vergleich zur Therapie mit Ringerlaktat beobachtet (Brunkhorst et al. 2008). Kritisiert wurde diese Studie vor allem aufgrund von zwei Aspekten: zum einen waren etwa 80 % der Patienten bei Studieneinschluss schon im Vorfeld im Rahmen der „Early Goal-directet therapy“ hämodynamisch stabilisiert. Zum anderen haben die infundierten Mengen an Hydroxyethylstärke die zugelassene Maximaldosis z. T. deutlich überschritten (Nohé et al. 2011). Im Gegensatz zu den Ergebnissen der VISEP-Studie stehen die Resultate einer Beobachtungsstudie an 3147 kritisch kranken Patienten auf europäischen Intensivstationen, bei denen unter anderem die Gründe für die Notwendigkeit einer Nierenersatztherapie evaluiert wurden. Die 2007 von Sakr und Kollegen publizierten Daten zeigen eine signifikante Korrelation der Krankheitsbilder Sepsis, Herzversagen und maligne Bluterkrankungen mit der Notwendigkeit zur Nierenersatztherapie, wohingegen kein Zusammenhang mit dem Einsatz von HES-Präparaten nachgewiesen werden konnte (Sakr et al. 2007). Untersucht wurden in dieser Studie jedoch nicht nur septische Patienten und es wurden verschiedene HES-Lösungen verwendet. Ein wichtiger Unterschied im Vergleich zur VISEP-Studie war zudem die deutlich geringere kumulative Dosis an verabreichter Hydroxyethylstärke.
Die größten Bedenken richteten sich nach den Ergebnissen dieser Studien vor allem gegen den Gebrauch von hoch konzentrierten HES-Lösungen (10 %) mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 kDa und einem Substitutionsgrad größer als 0,5, wobei die Frage, ob die HES-induzierte Nierenschädigung in der Sepsis abhängig von der Konzentration, dem Molekulargewicht oder dem Substitutionsgrad der verwendeten HES-Lösung ist, genau wie der Pathomechanismus der HES-induzierten renalen Schädigung ungeklärt blieb. Diese älteren HES-Lösungen sind mittlerweile für den klinischen Einsatz durch moderne HES-Präparate der dritten Generation, die so genannte Tetra-Stärke, mit einem Molekulargewicht von 130 kDa und einem Substitutionsgrad von 0,4–0,42 ersetzt worden. Einige große klinische Studien der jüngeren Vergangenheit lieferten bezüglich deren Sicherheit z. T. unterschiedliche Ergebnisse. Auf der einen Seite haben z. B. Muller et al. 2012, die die Daten einer französischen Multicenterstudie im Hinblick auf Faktorenausgewertet haben, die mit dem Auftreten von Nierenfunktionsstörungen bei Patienten mit schwerer Sepsis und septischem Schock im Zusammenhang standen, festgestellt, dass der Gebrauch von 6 % HES 130/0,4 nicht assoziiert war mit einer renalen Dysfunktion oder der Notwendigkeit einer Nierenersatztherapie (Muller et al. 2012). Auch in der CRYSTMAS-Studie, in der die Wirksamkeit und Sicherheit von 6 % HES 130/0,4 im Vergleich zu NaCl im Rahmen der hämodynamischen Stabilisierung von Patienten mit schwerer Sepsis untersucht wurde, hatte die Volumentherapie mit 6 % HES 130/0,4 keinen negativen Einfluss auf die Nierenfunktion (Guidet et al. 2012). Magder und Kollegen stellten in ihrer Studie an herzchirurgischen Patienten ebenfalls keine Unterschiede bezüglich der Nierenfunktion zwischen den Patienten, die postoperativ NaCl und denen, die Hydroxyethystärke als Volumenersatzmittel erhalten haben, fest. Weiterhin fielen ihnen eine signifikant verbesserte Hämodynamik und eine signifikant niedrigere Rate an Pneumonien und Mediastinalinfektionen nach der Therapie mit Hydroxyethylstärke auf (Magder et al. 2010). Eine südafrikanische Studie, in der die Volumentherapie mit 6 % HES 130/0,4 und NaCl bei Patienten mit schwerem Trauma verglichen wurde, zeigte sogar eine bessere Nierenfunktion und Laktat-Clearance nach der Gabe der modernen HES-Lösung im Vergleich zu NaCl bei Patienten mit penetrierendem Trauma (James et al. 2011).
Im Gegensatz zu den gerade erwähnten Studien stehen die Ergebnisse der „Scandinavian Starch for Severe Sepsis/Septic Shock (6S)“ Studie, in der die Inzidenz von Nierenschädigungen und die Notwendigkeit einer Nierenersatztherapie nach der Volumentherapie mit 6 % HES 130/0,42 im Vergleich zu Ringer-Acetat bei Patienten mit schwerer Sepsis signifikant erhöht waren. Außerdem zeigte sich eine höhere 90-Tages-Letalität bei den mit Hydroxyethylstärke behandelten Patienten (Perner et al. 2012). In einer australischen Multicenterstudie wurden ebenfalls die Wirksamkeit und Sicherheit von 6 % HES 130/0,4 im Vergleich zu NaCl in einer heterogenen Population von über 7000 Intensivpatienten untersucht. Auch hier bedurften mehr Patienten, die mit Hydroxyethylstärke behandelt wurden, einer Nierenersatztherapie. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der skandinavischen Untersuchung hatte die Therapie mit Hydroxyethylstärke in dieser Studie aber keine erhöhte 90-Tages-Letalität zur Folge (Myburgh et al. 2012). Genau wie in der VISEP-Studie waren auch in diesen beiden Studien sehr viele Patienten bei Studieneinschluss ca. 10 Stunden nach Diagnose der Sepsis bereits hämodynamisch stabilisiert. Daher muss zum einen die Aussagekraft der Ergebnisse bezüglich der initialen Volumentherapie im septischen Schock kritisch hinterfragt werden; zum anderen ist ein Vergleich mit den Ergebnissen des vorliegenden Versuchs, in dem gerade diese ersten 12 Stunden der Sepsis untersucht worden sind, schwierig. Im Gegensatz zu den zuvor erwähnten Studien wurde in einer aktuellen französischen multizentrischen Studie, in der Annane und Kollegen den Einfluss von verschiedenen kristalloiden und kolloidalen Infusionslösungen bei ca. 3000 kritisch kranken Patienten verglichen haben, auch diese Frühphase der Volumenersatztherapie berücksichtigt. Die Daten dieser sogenannten CRISTAL-Studie zeigen keine signifikanten Unterschiede in der 28-Tages-Mortalität nach dem Gebrauch von kristalloiden oder kolloidalen Volumenersatzmitteln bei Patienten mit einem hypovolämen Schock und ergeben sogar eine erniedrigte 90-Tages-Mortalität nach der Behandlung mit kolloidalen Infusionslösungen (Annane et al. 2013). Aufgrund des erhöhten Risikos von Nierenschädigungen und eines erhöhten Mortalitätsrisikos hat das Pharmacovigilance Risk Assessment Committee (PRAC) der European Medicines Agency (EMA) Ende 2013 die Empfehlung ausgesprochen, dass Hydroxyethylstärke nicht mehr in der Sepsis, bei Verbrennungspatienten und kritisch kranken Patienten eingesetzt werden darf. In den aktualisierten und vor kurzem veröffentlichten internationalen Guidelines der Surviving Sepsis Campaign wird ebenfalls von dem Gebrauch von Hydroxyethylstärke zur Flüssigkeitstherapie in der Sepsis und im septischen Schock abgeraten (Evans et al. 2021). Auch die aktuelle deutsche S3 Leitlinie „Intravasale Volumentherapie bei Erwachsenen“ rät vom Einsatz von Hydroxyethylstärke bei Intensivpatienten ab (Marx 2020).
Für die Behandlung einer Hypovolämie im akutem hämorrhagischem Schock ist HES aber weiterhin ausdrücklich zugelassen und die EMA betonte die Notwendigkeit neuer Studien auf diesem Gebiet. Auch die aktuellen europäischen Leitlinien zum Management akuter Blutungen und die deutsche S3-Leitlinie zur intravasalen Volumentherapie bei Erwachsenen empfehlen den Einsatz kolloidaler Lösungen als Volumenersatz zur Erreichung einer ausreichenden Gewebedurchblutung im hämorrhagischem Schock. Mehrere Studien unterstreichen nach wie vor die Indikation für den Einsatz künstlicher Kolloide bei Traumapatienten. So konnten in einer Metaanalyse Qureshi und Kollegen keine erhöhte Sterblichkeit im Zusammenhang mit der Verwendung von Kolloiden im Vergleich zu Kristalloiden bei kritisch kranken, Trauma- und chirurgischen Patienten feststellen. Sie kommen zu dem Schluss, dass die derzeitigen allgemeinen Beschränkungen für die Verwendung von Kolloidlösungen nicht durch Beweise gestützt werden (Qureshi et al. 2016). Bisher gibt es noch keine eindeutige Evidenz, welche Volumenersatzlösung zur Stabilisierung von Pateinten im hämorrhagischem Schock bevorzugt werden sollte.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass bei der Volumentherapie vor jeder Volumengabe die Indikation geprüft und (z. B. bei Schock) zur Steuerung ein zielbasierter Algorithmus (wie z. B. Abb. 1) angewendet werden sollte, damit überwacht wird, wie der Patient auf die Volumengabe reagiert.
Das erste Ziel der Volumentherapie ist das Erreichen einer Normovolämie durch Hämodilution.
Fazit
  • Volumenstatus des Patienten vor jeder Volumengabe erfassen und Indikation überprüfen.
  • Dosisüberschreitungen vermeiden.
  • Kristalloide: Hauptnachteil ist die interstitielle Überwässerung.
  • Hyperchloräme Azidose bei Einsatz von 0,9 % NaCl-Lösung.
  • Kein HES bei Patienten im septischen Schock, Schwerbrandverletzten und kritisch kranken Patienten
  • Sicherheit und Nutzen von Gelatine wird geprüft
  • 20 % Humanalbumin bei kritisch kranken Patienten ist nicht indiziert.
  • Kristalloide wie auch Kolloide sind in balancierten Lösungen zu bevorzugen.
Literatur
Alderson P, Bunn F, Lefebvre C, Li WP, Li L, Roberts I, Schierhout G (2014, Oct 18) Albumin Reviewers. Human albumin solution for resuscitation and volume expansion in critically ill patients. Cochrane Database Syst Rev (4):CD001208. https://​doi.​org/​10.​1002/​14651858.​CD001208.​pub2. Update in: Cochrane Database Syst Rev. 2011;(10):CD001208. PMID: 15495011
Annane D, Siami S, Jaber S, Martin C, Elatrous S, Declère AD, Preiser JC, Outin H, Troché G, Charpentier C et al (2013) Effects of fluid resuscitation with colloids vs crystalloids on mortality in critically ill patients presenting with hypovolemic shock: the CRISTAL randomized trial. JAMA 310:1809CrossRefPubMed
Brunkhorst FM, Engel C, Bloos F, Meier-Hellmann A, Ragaller M, Weiler N, Moerer O, Gruendling M, Oppert M, Grond S et al (2008) Intensive insulin therapy and pentastarch resuscitation in severe sepsis. N Engl J Med 358(2):125–139CrossRefPubMed
EMA (2013) EMA: PRAC confirms that hydroxyethyl-starch solutions (HES) should no longer be used in patients with sepsis, burn injuries or in critically ill patients. Amsterdam, NL
Evans L, Rhodes A, Alhazzani W, Antonelli M, Coopersmith CM, French C, Machado FR, Mcintyre L, Ostermann M, Prescott HC et al (2021) Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of sepsis and septic shock 2021. Crit Care Med 49(11):e1063–e1143CrossRefPubMed
Finfer S, Micallef S, Hammond N, Navarra L, Bellomo R, Billot L, Delaney A, Gallagher M, Gattas D, Li Q et al (2022) Balanced multielectrolyte solution versus saline in critically ill adults. N Engl J Med 386(9):815–826CrossRefPubMed
Finfer SR, Boyce NW, Norton RN (2004) The SAFE study: a landmark trial of the safety of albumin in intensive care. Med J Aust 181(5):237–238CrossRefPubMed
Guidet B, Martinet O, Boulain T, Philippart F, Poussel JF, Maizel J, Forceville X, Feissel M, Hasselmann M, Heininger A et al (2012) Assessment of hemodynamic efficacy and safety of 6 % hydroxyethylstarch 130/0.4 vs. 0.9 % NaCl fluid replacement in patients with severe sepsis: the CRYSTMAS study. Crit Care 16(3):R94CrossRefPubMedPubMedCentral
James MF, Michell WL, Joubert IA, Nicol AJ, Navsaria PH, Gillespie RS (2011) Resuscitation with hydroxyethyl starch improves renal function and lactate clearance in penetrating trauma in a randomized controlled study: the FIRST trial (Fluids in Resuscitation of Severe Trauma). Br J Anaesth 107(5):693–702CrossRefPubMed
Magder S, Potter BJ, Varennes BD, Doucette S, Fergusson D, Group CCCT (2010) Fluids after cardiac surgery: a pilot study of the use of colloids versus crystalloids. Crit Care Med 38(11):2117–2124CrossRefPubMed
Marx G (2020) S3-Leitlinie Intravasale Volumentherapie bei Erwachsenen In. AWMF online
Marx G, Zacharowski K, Ichai C, Asehnoune K, Černý V, Dembinski R, Ferrer Roca R, Fries D, Molnar Z, Rosenberger P, Sanchez-Sanchez M, Schürholz T, Dehnhardt T, Schmier S, von Kleist E, Brauer U, Simon TP (2021) Efficacy and safety of early target-controlled plasma volume replacement with a balanced gelatine solution versus a balanced electrolyte solution in patients with severe sepsis/septic shock: study protocol, design, and rationale of a prospective, randomized, controlled, double-blind, multicentric, international clinical trial : GENIUS-Gelatine use in ICU and sepsis. Trials 22(1):376. https://​doi.​org/​10.​1186/​s13063-021-05311-8. PMID: 34078421; PMCID: PMC8170449
Monnet X, Rienzo M, Osman D, Anguel N, Richard C, Pinsky MR, Teboul JL (2006) Passive leg raising predicts fluid responsiveness in the critically ill. Crit Care Med 34(5):1402–1407CrossRefPubMed
Mouncey PR, Osborn TM, Power GS, Harrison DA, Sadique MZ, Grieve RD, Jahan R, Harvey SE, Bell D, Bion JF et al (2015) Trial of early, goal-directed resuscitation for septic shock. N Engl J Med 372(14):1301–1311CrossRefPubMed
Muller L, Jaber S, Molinari N, Favier L, Larché J, Motte G, Lazarovici S, Jacques L, Alonso S, Leone M et al (2012) Fluid management and risk factors for renal dysfunction in patients with severe sepsis and/or septic shock. Crit Care 16(1):R34. https://​doi.​org/​10.​1186/​cc11213CrossRefPubMedPubMedCentral
Myburgh J, Cooper DJ, Finfer S, Bellomo R, Norton R, Bishop N, Kai Lo S, Vallance S, Investigators SS, Group AaNZICSCT et al (2007) Saline or albumin for fluid resuscitation in patients with traumatic brain injury. N Engl J Med 357(9):874–884CrossRefPubMed
Myburgh JA, Finfer S, Bellomo R, Billot L, Cass A, Gattas D, Glass P, Lipman J, Liu B, McArthur C et al (2012) Hydroxyethyl starch or saline for fluid resuscitation in intensive care. N Engl J Med 367(20):1901–1911CrossRefPubMed
Nohé B, Ploppa A, Schmidt V, Unertl K (2011) Volume replacement in intensive care medicine. Anaesthesist 60(5):457–464, 466–473
Peake SL, Delaney A, Bailey M, Bellomo R, Cameron PA, Cooper DJ, Higgins AM, Holdgate A, Howe BD, Webb SA et al (2014) Goal-directed resuscitation for patients with early septic shock. N Engl J Med 371(16):1496–1506CrossRefPubMed
Perner A, Haase N, Guttormsen AB, Tenhunen J, Klemenzson G, Åneman A, Madsen KR, Møller MH, Elkjær JM, Poulsen LM et al (2012) Hydroxyethyl starch 130/0.42 versus Ringer’s acetate in severe sepsis. N Engl J Med 367(2):124–134CrossRefPubMed
Qureshi SH, Rizvi SI, Patel NN, Murphy GJ (2016) Meta-analysis of colloids versus crystalloids in critically ill, trauma and surgical patients. Br J Surg 103(1):14–26CrossRefPubMed
Ring J, Messmer K (1977) Incidence and severity of anaphylactoid reactions to colloid volume substitutes. Lancet 1(8009):466–469CrossRefPubMed
Rivers E, Nguyen B, Havstad S, Ressler J, Muzzin A, Knoblich B, Peterson E, Tomlanovich M (2001) Group EG-DTC: early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. N Engl J Med 345(19):1368–1377CrossRefPubMed
Sakr Y, Payen D, Reinhart K, Sipmann FS, Zavala E, Bewley J, Marx G, Vincent JL (2007) Effects of hydroxyethyl starch administration on renal function in critically ill patients. Br J Anaesth 98(2):216–224CrossRefPubMed
Saw MM, Chandler B, Ho KM (2012) Benefits and risks of using gelatin solution as a plasma expander for perioperative and critically ill patients: a meta-analysis. Anaesth Intensive Care 40(1):17–32CrossRefPubMed
Schortgen F, Lacherade JC, Bruneel F, Cattaneo I, Hemery F, Lemaire F, Brochard L (2001) Effects of hydroxyethylstarch and gelatin on renal function in severe sepsis: a multicentre randomised study. Lancet 357(9260):911–916CrossRefPubMed
Self WH, Semler MW, Wanderer JP, Wang L, Byrne DW, Collins SP, Slovis CM, Lindsell CJ, Ehrenfeld JM, Siew ED et al (2018) Balanced crystalloids versus saline in noncritically ill adults. N Engl J Med 378(9):819–828CrossRefPubMedPubMedCentral
Semler MW, Self WH, Rice TW (2018) Balanced crystalloids versus saline in critically ill adults. N Engl J Med 378(20):1951PubMedPubMedCentral
Shaw AD, Bagshaw SM, Goldstein SL, Scherer LA, Duan M, Schermer CR, Kellum JA (2012) Major complications, mortality, and resource utilization after open abdominal surgery: 0.9 % saline compared to Plasma-Lyte. Ann Surg 255(5):821–829CrossRefPubMed
Smart L, Boyd C, Litton E, Pavey W, Vlakovsky AU, Mori T, Barden A, Ho KM (2021) A randomised controlled trial of succinylated gelatin (4 %) fliud on urinary acute kidney injury biomarkers in cardiac surgical patients. Intensive Care Med Exp 9(1):48. https://​doi.​org/​10.​1186/​s40635-021-00412-9CrossRefPubMedPubMedCentral
Sümpelmann R, Witt L, Brütt M, Osterkorn D, Koppert W, Osthaus WA (2010) Changes in acid-base, electrolyte and hemoglobin concentrations during infusion of hydroxyethyl starch 130/0.42/6: 1 in normal saline or in balanced electrolyte solution in children. Paediatr Anaesth 20(1):100–104CrossRefPubMed
Trof RJ, Sukul SP, Twisk JW, Girbes AR, Groeneveld AB (2010) Greater cardiac response of colloid than saline fluid loading in septic and non-septic critically ill patients with clinical hypovolaemia. Intensive Care Med 36(4):697–701CrossRefPubMedPubMedCentral
Wilkes MM, Navickis RJ (2001) Patient survival after human albumin administration. A meta-analysis of randomized, controlled trials. Ann Intern Med 135(3):149–164CrossRefPubMed
Yealy DM, Kellum JA, Huang DT, Barnato AE, Weissfeld LA, Pike F, Terndrup T, Wang HE, Hou PC, LoVecchio F et al (2014) A randomized trial of protocol-based care for early septic shock. N Engl J Med 370(18):1683–1693CrossRefPubMed
Yunos NM, Bellomo R, Hegarty C, Story D, Ho L, Bailey M (2012) Association between a chloride-liberal vs chloride-restrictive intravenous fluid administration strategy and kidney injury in critically ill adults. JAMA 308(15):1566–1572CrossRefPubMed