Pädiatrie
Autoren
Mario Rüdiger

Perinatale Asphyxie und hypoxisch-ischämische Enzephalopathie

Unter dem Begriff der perinatalen Asphyxie (griech. „Pulslosigkeit“) wird der Zustand eines unter der Geburt aufgetretenen Sauerstoffmangels zusammengefasst. Dem Sauerstoffmangel können verschiedene Ursachen zugrunde liegen. Dabei ist zwischen einer reinen Hypoxie, d. h. einem Missverhältnis zwischen Sauerstoffangebot und -bedarf, und einer Ischämie zu unterscheiden. Bei letzterer führt die unzureichende Gewebedurchblutung zusätzlich zu einem Substratmangel und einer beeinträchtigten Elimination von Stoffwechselprodukten. In Abhängigkeit von der Definition liegt die Häufigkeit einer Asphyxie zwischen 8 und 0,3 % aller Lebendgeborenen.
Definition
Unter dem Begriff der perinatalen Asphyxie (griech. „Pulslosigkeit“) wird der Zustand eines unter der Geburt aufgetretenen Sauerstoffmangels zusammengefasst. Dem Sauerstoffmangel können verschiedene Ursachen zugrunde liegen. Dabei ist zwischen einer reinen Hypoxie, d. h. einem Missverhältnis zwischen Sauerstoffangebot und -bedarf, und einer Ischämie zu unterscheiden. Bei letzterer führt die unzureichende Gewebedurchblutung zusätzlich zu einem Substratmangel und einer beeinträchtigten Elimination von Stoffwechselprodukten. In Abhängigkeit von der Definition liegt die Häufigkeit einer Asphyxie zwischen 8 und 0,3 % aller Lebendgeborenen.
Die hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE) stellt eine Untergruppe der neonatalen Enzephalopathien dar, welche ihre Ursache in einer Minderversorgung des Gehirns hat – häufig als Folge einer Asphyxie (Kap. „Neurologie des Neugeborenen“).
Pathopyhsiologie
Auf zellulärer Ebene führt die Hypoxie zu einem primären Energiemangel, für die Energieversorgung der Zellen wird die anaerobe Glykolyse erforderlich. In der Folge kommt es zu einer Reduktion des zellulären Gehaltes an ATP und Phosphokreatin, zu einer Gewebeacidose und einem Anstieg an intrazellulärem Kalzium. Die resultierende osmotische Dysregulation verursacht ein zelluläres Ödem. Unter bestimmten, bisher noch nicht vollständig verstandenen Umständen kommt es trotz Wiederherstellung der Energieversorgung zu einem sekundären Energiemangel.
Besteht der primäre Energiemangel zu lange, führt dieser zur zellulären Nekrose und einem irreversiblen Zellschaden. Wird der primäre Energiemangel rechtzeitig behoben, können sich die Zellen ohne weitere Schädigung erholen, es kommt zur Restitutio ad integrum. In Abhängigkeit von der Vulnerabilität der einzelnen Gewebetypen führt der sekundäre Energiemangel zur zellulären Apoptose. Diese tritt meist erst einige Stunden nach der primären Schädigung in der Phase der Reoxygenierung ein. Das Zeitintervall bis zum Beginn der Apoptose ist das therapeutische Fenster, eine Zeitspanne, in welcher therapeutische Interventionen zur Vermeidung oder Minimierung der Apoptose begonnen werden müssen.
Klinische Symptome
Eine kurzzeitige Asphyxie manifestiert sich zunächst als primäre Apnoe. In dieser Phase sind Blutdruck und Herzfrequenz noch ausreichend, die schlechte Oxygenierung führt zu einer Zyanose, welche den früher verwendeten Begriff der sog. blauen Asphyxie erklärt. Bei längerem Bestehen der Asphyxie geht die primäre in eine sekundäre Apnoe über, welche durch einen niedrigen Blutdruck und eine Bradykardie gekennzeichnet ist und früher unter dem Begriff der sog. weißen Asphyxie zusammengefasst wurde.
Der Übergang zwischen primärer und sekundärer Apnoe ist fließend, für die Beurteilung des Zustandes des Neugeborenen sind die im Apgar-Score verwendeten klinischen Parameter wichtig. Die einzelnen Komponenten des Apgar-Scores sind dabei als voneinander abhängige klinische Parameter zu betrachten, wobei eine schlechte Respiration am Anfang steht, welche zu einer Beeinträchtigung der Oxygenierung führt. Die schlechte kardiale Sauerstoffversorgung manifestiert sich in einer Bradykardie mit einer resultierenden Beeinträchtigung des Muskeltonus und letztlich eingeschränkten Reflexen. Diese Betrachtung erlaubt sowohl eine Beurteilung des Zustandes als auch das Ableiten der notwendigen Interventionen.
In Abhängigkeit von der Schwere der Asphyxie und der Vulnerabilität der einzelnen Organsysteme manifestiert sich die Asphyxie sehr unterschiedlich. Häufig entwickelt sich eine neurologische Schädigung mit dem klinischen Bild einer hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie. Außerdem können in unterschiedlichem Ausmaß die Nieren (Olig- oder Anurie), die Leber (Gerinnungsstörungen) oder der Darm (hämorrhagische Enteritis) betroffen sein.
Diagnose der Aspyhxie
Voraussetzung für das Auftreten einer perinatalen Asphyxie ist eine in diesem Sinne auffällige Geburtsanamnese. Unter anderem können ein schlechtes CTG, eine vorzeitige Plazentalösung, eine Nabelschnurumschlingung oder ein mütterlicher Notfall auf das Risiko einer perinatalen Asphyxie hinweisen.
Das betroffene Neugeborene weist nach der Geburt eine deutliche klinische Beeinträchtigung auf, welche eine Unterstützung der postnatalen Anpassung, wenn nicht sogar eine Reanimation erfordert. In den meisten klinischen Studien wurde ein Apgar-Score ≤5 zum Zeitpunkt 5 bzw. 10 min nach Geburt als ein Parameter für eine Asphyxie verwendet. Allerdings muss man bei Verwendung des Apgar-Scores dessen untersucherabhängig große Variabilität und damit eingeschränkte Reproduzierbarkeit berücksichtigen.
Ein weiterer Parameter für die Diagnostik der Asphyxie ist ein niedriger Nabelarterien-pH. Abhängig von den in Studien verwendeten Grenzwerten unterscheidet sich die Häufigkeit einer Asphyxie in verschiedenen Untersuchungen. Ungefähr 0,3 % aller Neugeborenen weisen einen, in klinischen Studien häufig verwendeten, Nabelarterien-pH von <7,0 auf. Ist kein Nabelarterien-pH verfügbar, kann alternativ eine arterielle Blutgasanalyse innerhalb der ersten 30 Lebensminuten durchgeführt werden. Hier liegt bei Neugeborenen mit Asphyxie noch immer ein niedriger pH bzw. erhöhtes Basendefizit oder Laktatwert vor.
Weitere Parameter zur Abschätzung der Schwere einer perinatalen Asphyxie wurden untersucht, allerdings erlaubt keiner dieser Parameter valide klinische Aussagen und konnte sich daher nicht in der klinischen Praxis etablieren.
Diagnose der Enzephalopathie
Wichtig für den rechtzeitigen Beginn von medizinischen Interventionen im therapeutischen Fenster ist eine frühzeitige Erfassung, welche Organsysteme in welchem Ausmaß von der Asphyxie betroffen wurden.
Die größte klinische Bedeutung für die Spätmorbidität der Asphyxie hat die hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE), sodass ein asphyktisches Neugeborenes sofort mit dem Ziel zu untersuchen ist, eine neurologische Schädigung zu erkennen. Die betroffenen Neugeborenen fallen meistens mit einem muskulären Hypo- oder Hypertonus bzw. Krampfanfällen auf. In der klinischen Praxis eignen sich für die Untersuchung insbesondere der Sarnat- oder Thompson-Score.
Als weiteres diagnostisches Hilfsmittel hat sich das amplitudenintegrierte EEG (aEEG) etabliert, welches Aussagen zur Schwere der Enzephalopathie ermöglicht.
Die Schädelsonografie mit Messung des zerebralen Resistenz-Index liefert unmittelbar nach der Schädigung noch keine zuverlässigen Aussagen. Unter Hypothermiebehandlung ist die prädiktive Aussagekraft ebenfalls eingeschränkt.
Weitere diagnostische Methoden, wie MRT oder EEG stehen zur Verfügung, werden aber wegen des erhöhten Zeitaufwandes und der resultierenden Verzögerung therapeutischer Interventionen bisher nicht in der Primärversorgung eingesetzt.
Hypothermie – eine therapeutische Option
Die Effektivität der Hypothermiebehandlung wurde in mehreren klinischen Studien belegt, sodass diese entsprechend der aktuellen Reanimationsempfehlungen heute Standard ist.
Jedes Neugeborene, welches entsprechende Auffälligkeiten in der Geburtsanamnese zeigt, sollte auf das Vorliegen einer perinatalen Asphyxie untersucht werden (Apgar, Reanimationsbedarf, NA-ph). Wird die Diagnose der Asphyxie gestellt, ist eine umgehende neurologische Untersuchung des Neugeborenen erforderlich. Ist diese am Geburtsort nicht möglich, muss eine Verlegung in ein entsprechendes Zentrum erfolgen. Bei Vorliegen einer moderaten oder schweren Enzephalopathie ist die Hypothermiebehandlung unverzüglich zu beginnen.
Unter Hypothermiebehandlung liegt die Körpertemperatur zwischen 33–34 °C (Ganzkörperkühlung) oder 34–35 °C (selektive Kopfkühlung). Nach Kühlung für 72 Stunden sollte das Aufwärmen mit ca. 0,5 °C/Stunde erfolgen. Unter Hypothermiebehandlung kann es zu Gerinnungsstörungen, Herzrhythmusstörungen, Thrombozytopenien sowie einer Beeinflussung des Metabolismus kommen. Letzteres ist insbesondere für die Dosierung von Medikamenten (z. B. Morphium) zu beachten.
Weiterführende Literatur
Elstad M, Whitelaw A, Thoresen M (2011) Cerebral resistance index is less predictive in hypothermic encephalopathic newborns. Acta Paediatr 100(10):1344–1349CrossRef
Perlman M, Wyllie JP, Kattwinkel J et al (2010) Neonatal resuscitation: 2010 international consensus on cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care science with treatment recommendations. Pediatrics 126:e1319–e1344CrossRef
Pinheiro JMB (2009) The Apgar cycle: a new view of a familiar scoring system. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 94:F70–F72CrossRef
Rüdiger M, Aguar M (2012) Assessment of the newborn in the delivery room. NeoReviews 13(6):e336–e342CrossRef
Rüdiger M, Braun N, Gurth H, Bergert R, Dinger J (2011) Preterm resuscitation I: clinical approaches to improve management in delivery room. Early Hum Dev 87:749–753CrossRef
Thoresen M, Hellström-Westas L, Liu X, de Vries L (2010) Effect of hypothermia on amplitude-integrated electroencephalogram in infants with asphyxia. Pediatrics 126:e131–e139CrossRef