Einfluß des pulsatilen und kontinuierlichen Flusses während des
extrakorporalen Kreislaufes auf Pankreas- und Leberfunktion:
Eine vergleichende klinische und tierexperimentelle Untersuchung
E. D. Mayer, A. Tanzeem, I. Baca, W. Saggau, M. Welsch………….. 2
Pharmakologische Aspekte des peri- und postoperativen
Low-Cardiac-Output-Syndroms in der Cardiochirurgie
J. Busse……………………………………………………………………………………12
Ein neues In-vitro-System zur Bestimmung der
Hämolyse mit Blutpumpen
D. Demierre, D. Maass, E. Garcia, S. Geroulanos,
G. K. Uhlschmid, M. Turina…………………………………………………………16
Technik der hyperthermen Extremitätenperfusion
J. Tonak……………………………………………………………………………………20
Hämoglobinurie nach Transfusion von
autologem mediastinalem Drainageblut
J. Weniger, J. Blechschmidt………………………………………………………. 25
Niveauüberwachung am Oxygenator
W. Heinze………………………………………………………………………………..34
Thrombembolische Komplikationen nach St. Jude – Klappenersatz
M. E. Kaiser, D. Birnbaum, H. Keilbach, E. S. Bücheri…………………. 37
Pathophysiologische Grundlagen zur Narkoseführung bei
coronarkranken Patienten
U. Luckhaupt, E. Klaschik…………………………………………………………..40
Tiefkühlkonservierung von autologen Erythrozyten
und Frischplasma in der Herzchirurgie
K. Th. u. E. Schricker…………………………………………………………………43
Der Haemonetics Cell Saver: Intraoperative Zellseparation
aus dem Oxygenatorinhalt
E. D. Mayer, A. Tanzeem, W. Saggau, M. Welsch……………………….. 48
Pressemitteilungen …………………………………………………………..55
Tagungshinweise/Kongresse/Aus dem Verband…………………………. 56
2
Referat
Aus der Abteilung für Spezielle Thoraxchirurgie der Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg
(Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Dr. h.c. W. Schmitz)
Einfluß des pulsatilen und kontinuierlichen Flusses während des
extrakorporalen Kreislaufes auf Pankreas- und Leberfunktion:
Eine vergleichende klinische und tierexperimentelle Untersuchung
E. D. Mayer. A. Tanzeem. I. Baca. W. Saggau, M Welsch
Summary
In order to study the effects of pulsatile and non-pulsatile flow during cardiopulmonary bypass (CPB) on pancreas and liver function,
two groups of patients (group I n = /tt group II. n = 10) submitted for elective cardiac surgical procedure were surveyed with regard
to plasma concentrations of glucose, insulin, amylase, glucagon and cholinesterase before, during and after pulsatile and non-pulsatile CPB.
Besides, plasma concentration of free hemoglobin and growth hormone was measured under same conditions. Pulsatile flow was created
by a modified roller pump based on stepping motor system. In addition to the clinical investigations, experimental studies were performed
on 9 bastard dogs to assess the degree ofpancreas and liver blood flow during total pulsatile or rattier non-pulsatile perfusion during CPB.
At the end of non-pulsatile extracorporeal perfusion, there was found a significantly increased level of plasma glucose. In comparison to
non-pulsatile perfusion during CPB. a significantly higher increase in insulin was recorded in the group with pulsatile flow. This indicates
an almost completely normal response of pancreatic beta-cells. As opposed to the effects of continuous perfusion, significantly lower values
of glucagon and growth hormone were seen in the pulsatile group. A t the end of.the postoperative observation period, the group with pulsatile
perfusion showed significanty increased values of serum cholinesterase which is supposed to be the result of better organ blood flow. This
contention is supported by the experimental findings. Between both groups, there was no significant difference concerning free plasma he
moglobin.
These results indicate, that in comparison to non-pulsatile perfusion during CPB. pulsatile flow is suitable to improve supply of blood to
pancreas and liver. Basing on our experiences and on the results of many other investigators, we advocate pulsatile flow during extra
corporeal circulation as a secure method, to improve organ metabolism.
Jahrzehntelange klinische und tierexperimentelle Erfah
rungen mit der maschinellen Aufrechterhaltung der Kreis
laufzirkulation als fundamentale Voraussetzung für kardio-
chirurgische Eingriffe am offenen Herzen haben hinsicht
lich der alten Frage, ob während des kardiopulmonalen
Bypasses eine kontinuierliche oder pulsatile Flußform an
gestrebt werden soll, bis heute keine einheitliche Auffas
sung hervorgebracht (41). Aufgrund seiner einfachen tech
nischen Bewerkstelligung und seiner mechanischen Effek
tivität ist der kontinuierliche Fluß während der extrakor
poralen Perfusion an vielen herzchirurgischen Zentren als
Methode der Wahl eingeführt (,36).
Zweifellos schafft der kontinuierliche Fluß für die Organe
eine gänzlich unphysiologische Perfusionssituation. Mit der
Bereitstellung suffizienter Systeme zur Erzeugung pulsati-
ler Flußverhältnisse während des extrakorporalen Kreis
laufs konnte in vielen Studien die Überlegenheit dieser Per
fusionsform im Vergleich zur kontinuierlichen Pumpweise
hinsichtlich einer Verbesserung der Organfunktionen
nachgewiesen werden (1,13, 24, 32, .35, 4.3, 47, 54, 55, 57
60). Dennoch ist auch in neueren Kommentaren eine ge
wisse Zurückhaltung gegenüber der pulsatilen Perfusion
nicht zu übersehen (17).
Während sich die vergleichenden Untersuchungen der
letzten Jahre hauptsächlich auf renale, cerebrale und pul
monale Effekte konzentrierten, wies Moores (.37) 1977
erstmalig auf die endokrine Pankreasfunktion als Parame
ter für mögliche hämodynamische Veränderungen der Ho
möostase unter pulsatiler gegenüber der kontinuierlichen
Perfusion hin.
In einer prospektiven, randomisierten klinischen Untersu
chung wurde die Auswirkung beider Flußformen anhand
der Pankreas- und Leberfunktion verglichen. Als weiterer
Parameter für metabolische Veränderungen diente der Se
rumspiegel des Wachstumshormons. Ergänzend erfolgte
eine randomisierte, tierexperimentelle Studie, in der der
kontinuierliche bzw. pulsatile Fluß während des extrakor
poralen Kreislaufs in bezug auf Pankreas- und Leberdurch
blutung zu prüfen war.
Erzeugung des pulsatilen Flusses mit der modifizierten
Rollerpumpe
Das Rollerpumpen-Perfusionssystem von Stöckert arbeitet
nach dem Prinzip des „stepping-motor“-Systems und kann
wahlweise ohne Umrüstung sowohl für den kontinuierli
chen, als auch für den pulsatilen Fluß eingesetzt werden.
Gegenüber ähnlichen Geräten besitzt die Motorregelung
den Vorteil, extrem schnelle Geschwindigkeitsänderungen
zuzulassen. Der pulsatile Betrieb wird durch schnelle Be
schleunigung des Pumpenkopfes mit anschließender Ver
zögerung erzielt. Frequenz, Amplitude, Dauer der Pump
periode und Verzögerungszeit können gesondert angewählt
werden. Je nach Bedarf kann die Ansteuerung des Motor
teiles entweder über das Patienten-EKG, oder aber durch
einen integrierten Simulator erfolgen. Abb. 1 zeigt den un
terschiedlichen arteriellen Druckverlauf bei kontinuierli
chem bzw. pulsatilem Betrieb. Unter EKG-getriggerter
Steuerung der Pumpenaktion ist es möglich, ein Zusam
menfallen von Ventrikelkontraktion und Pumpenauswurf
Kardiotechnik 7. Jahrgang/Heft 2/1984
Referat
3
PATIENT A.W. 66 J.
KONTINUIERLICHER FLUSS
HG
100
PULSATILER FLUSS (Fr. 85/min )
mm HG.
1OO
75
50:
25 mm /see
Mean pump flow rate : 3,8 I/min
(kontinuierlich = pulsatil)
Abbildung l: Unterschiedliche Morphologie der arteriellen Druck
kurve unter kontinuierlicher (oben) und pulsatiler (unten) Perfu
sion, gemessen über die A. radialis eines 66jährigen Patienten, er
zeugt mit dem modifizierten Rollerpumpensystem von Stöckert.
In beiden Fällen beträgt die mittlere Pumpenflußrate 3,8 Liter pro
Minute.
zu vermeiden, wodurch in der Phase des partiellen Bypasses
eine Entlastung des vorgeschädigten Herzens resultiert. Be
steht unter EKG-getriggerter Perfusion eine zu schnelle
Herzfrequenz, so kann eine obere Impulsgrenze eingegeben
werden. Auf diese Weise können einzelne R-Zacken, die
über der programmierten Grenzfrequenz liegen, unberück
sichtigt bleiben. Außerdem dient dieser Mechanismus der
Nichterfassung von Störimpulsen.
Krankengut und Methodik
Zur vergleichenden klinischen Untersuchung wurden zwei
je 10 Patienten umfassende Kollektive gebildet. Wie aus
Tab. 1 ersichtlich, waren beide Gruppen bezüglich Alter,
Geschlecht, Körpergewicht, Perfusionsdauer, Aortenab
klemmzeit, Perfusionsfluß und arteriellem Mitteldruck
während des kardiopulmonalen Bypasses vergleichbar. Die
Verteilung der Grunderkrankungen war in beiden Kollek
tiven identisch. Sowohl Narkoseverfahren als auch der Ab
lauf des operativen Vorgehens erfolgte in beiden Gruppen
unter standardisierten Bedingungen. Die Oxygenierung
des aus 500 ml homologen Spenderblutes sowie 1 500 ml
Ringer-Lactatlösung mit 5%iger Glukose bestehenden Per
fusates in der Herz-Lungenmaschine wurde mit einem
Bubble-Oxygenator durchgeführt. Der Grad der Hämodi-
lution zeigte in der Gruppe mit pulsatiler Perfusion (Hk:
25 ± 3%) gegenüber der Gruppe mit kontinuierlicher
Pumpweise (Hk: 24 ± 2%) keinen signifikanten Unter
schied. Der pulsatile Fluß in Gruppe I wurde in angegebe
ner Art mit einer modifizierten Rollerpumpe erzeugt, die
kontinuierliche Perfusion in Gruppe 11 geschah mit dersel
ben Maschine. Alle Eingriffe erfolgten in allgemeiner
Hypothermie bis 30° C Rektaltemperarur, die Myocard
temperarur wurde durch ein kombiniertes Verfahren von
+ 4° C kalter kardioplegischer Lösung und lokaler Hypo
thermie unter + 20° C gesenkt. Die postoperative Infu-
sionstherapie entsprach sich mit 1 000 ml 1()%iger Glukose
und 500 bis I 000 ml Elektrolytsubstitution pro 24 Stunden
in beiden Kollektiven ebenfalls. Präoperativ, vor, während
und drei Stunden nach Beendigung des extrakorporalen
Kreislaufes fand, ebenso wie 24 bzw. 48 Stunden postope
rativ, eine laborchemische Bestimmung von Plasma-Glu-
kose (enzymatisch), Insulin, Glukagon und Wachstums
hormon (Radioimmunoassay), außerdem von Amylase,
Plasma-Hb und Cholinesterase ( Böhringer-Test) statt. Die
während des extrakorporalen Kreislaufes entnommenen
Werte zur Bestimmung der Cholinesterase waren der Hä-
modilution, d.h. dem veränderten Hk entsprechend zu kor
rigieren.
In Ergänzung zu den klinischen Ergebnissen wurden an
hand einer randomisierten, tierexperimentellen Untersu
chung an Bastardhunden Vergleichsdaten zur Leber- und
Pankreasdurchblutung erarbeitet. Die Individuen in Grup
pe A (n = 4) wurden ebenso wie jene in Gruppe B ( n = 5)
auf gleiche Weise über eine femoral-arterielle Kanülierung
an einen totalen kardiopulmonalen Bypass angeschlossen.
Die Perfusion in Gruppe A erfolgte pulsatil, in Gruppe B
hingegen kontinuierlich. Oxygenatortyp, Füllung der
Herz-Lungenmaschine, Perfusionsfluß, Perfusionsdauer
und arterieller Mitteldruck waren standardisiert. Nach Ein
bringen von 8 bis 10 gm Tracer-Microspheres (J-125, Ce-
141, Cr-51, Sr-85, Nb-95, Sc-46) in die arterielle Perfu
sionsleinebeigleichzeitiger Abnahme eines Referenzwertes
aus dem Aortenbogen wurden Pankreas- und Leberdurch
blutung zu Beginn des EKK, ferner 1 bzw. 2 Stunden da
nach gemessen.
Tabelle 1: Patientengruppen mit pulsatiler und kontinuierlicher
Perfusion.
Gruppe mit
pulsatilem Fluß
Gruppe mit
kontinuierlichem
Fluß
Alter (Jahre)
51,0 ± 16,0
46,0 ± 9,0
Körpergewicht (kg)
64,5 ± 8,4
66,3 ± 7,2
Perfusionsdauer (min.)
68,0 ± 25,0
77,0 ± 23,0
Aortenabklemmzeit
(min.)
51,0 ± 16,0
49,0 ± 23,0
Perfusionsfluß (L/min.)
4,6 ± 1,2
4,2 ± 0,9
Arterieller Mitteldruck
(mm Hg)
70,0 ± 8,0
65,0 ± 10,0
Klinische Ergebnisse
Nach Beginn des extrakorporalen Kreislaufes ( EKK) stieg
der Glukosespiegel bei vergleichbaren Ausgangswerren in
beiden Gruppen steil an ( Abb. 2) und lag bei kontinuier
lichem Fluß (Gruppe II) am Ende des kardiopulmonalen
Bypasses mit 680 ± 90 mg%, ebenso wie 3 Stunden später
mit 233 ± 39 mg%signifikant (p < 0,05) über der Gruppe
mit pulsatiler Perfusion (Gruppe I). In den folgenden 24
bzw. 48 postoperativen Stunden normalisierte sich der
Blutzuckerspiegel in beiden Gruppen, ohne im Vergleich
einen signifikanten Unterschied aufzuweisen.
Kardiotechnik 7. Jahrgang/Heft 2/1984
4
Referat
Abbildung 2: Glukose- und Insulinspiegel bei pulsatiler sowie kon
tinuierlicher Perfusion vor, während und nach dem extrakorpora
len Kreislauf.
+ p < 0,05
++ p < 0,025
Der Serumspiegel des Wachstumshormons ( Abb. 3) zeigte
in beiden Kollektiven nach Abgang vom EKK erhöhte
Werte, die jedoch in der nicht-pulsatilen Gruppe mit 17 ±
10 ng/ml hochsignifikant (p < 0,005) über jenen der Grup
pe mit pulsatiler Perfusion lagen. Postoperativ vollzogen
beide Kolletive eine schnelle Tendenz zur Normalisierung.
Mit 6 ± 2,9 ng/ml fand sich lediglich noch nach 24 Stunden
ein signifikanter Unterschied (p < 0,05) im Vergleich bei
der Gruppen untereinander.
Während der gesamten Beobachtungsphase ergab die Be
stimmung der Serum-Amylase ( Abb. 4) keine signifikan
ten Unterschiede zwischen beiden untersuchten Gruppen.
Die vergleichbaren Werte lagen 24 Stunden postoperativ
um 20% über dem präoperativen Ausgangsniveau. Nach
48 Stunden war mit 230 ± 100 mg% in der Gruppe mit
kontinuierlicher Perfusion bzw. mit 208 ± 90 mg% im
Vergleichskollektiv die obere Normgrenze erreicht. In bei
den Gruppen traten vereinzelt pathologisch erhöhte Amy
lasewerte auf.
Der Insulinspiegel bewegte sich in der Gruppe mit konti
nuierlicher Perfusion während des gesamten Beobach
tungszeitraumes im Rahmen des Basalbereichs und zeigte
auch unter deutlich erhöhtem Blutzuckerspiegel in der
Phase der extrakorporalen Zirkulation keinen regulativen
Anstieg ( Abb. 2). Im Gegensatz dazu fand sich in Gruppe
[gegen Ende der pulsatilen Perfusion und in den folgenden
24 Stunden ein signifikant (p < 0,025) höherer Insulinspie
gel. Auch 48 Stunden postoperativ ergaben sich im Ver
gleich beider Gruppen deutlich unterschiedliche Werte.
Lediglich 3 Stunden nach Abgang vom EKK lag der Se
rumspiegel des Insulins mit 20 ± 1 3 pU/ml in beiden Kol
lektiven vorübergehend gleich hoch.
Der Glukagonspiegel lag in Gruppe 1 am Ende der pulsa
tilen Perfusion mit 98 ± 19 pg/ml im Bereich des präope
rativen Ausgangswertes, um postoperativ bis zur 24. Stun
de anzusteigen. Bereits nach Beginn der kontinuierlichen
extrakorporalen Perfusion stieg der Glukagonspiegel in
Gruppe II steil an und lag am Ende des EKK bei 259 ± .38
pg/ml (p < 0,005). Im Gegensatz zur Gruppe I erfolgte
hier auch nach der 24. postoperativen Stunde ein stetiger
Anstieg, wobei der 48-Stundenwert signifikant (p < 0,05)
über dem der Vergleichsgruppe lag (Abb. 3).
Abbildung 4: Amylasespiegel bei pulsatiler und kontinuierlicher
Perfusion vor, während und nach dem extrakorporalen Kreislauf.
GLUKAGON
WACHSTUMSHORMON
Abbildung 3: Plasmakonzentrationen von Glukagon und Wach
stumshormon bei pulsatilem und kontinuierlichem Fluß vor, wäh
rend und nach dem extrakorporalen Kreislauf.
+ p < 0,05
++ p < 0,005
Die Cholinesterase fiel, ausgehend von vergleichbaren Ini
tialwerten in beiden Untersuchungskollektiven zu Beginn
des EKK unter kontinuierlichem Fluß auf 1873 ± 227 U/l
und auf 1983 ±612 U/l unter pulsatiler Perfusion ab, blieb
jedoch bis zu 3 Stunden nach Abgang vom kardiopulmona
len Bypass im Normbereich ( Abb. 5). Während die Cholin
esterase in der pulsatilen Gruppe weiter normwertig blieb,
war in der Gruppe mir kontinuierlicher Perfusion bis zum
Ende des 48-stündigen Beobachtungsintervalles eine stetige
Verminderung der Werte auf 1 527 ± 1174 U/l nachweis
bar (p ■ ■
„V
»IWB““fd“f<r2S
h«SsHs8«ShSss
111»
J -X I
ZWEIKAMMERSYSTEM
MIT SCHNELLER HEIZ-
UND KÜHLKAPAZITÄT
SICHERHEITSTHERMOSTAT
MIT ABSCHALTAUTOMATIK
ZWEIKNOPFBEDIENUNG
MIT ALARMANZEIGE
EXAKTE, MOTORGESTEUERTE
TEMPERATURKONSTANZ
Harthauser Straße 25 d
8000 München 90
Telefon 089/ 64 40 45 -48
6
Referat
U/l
CHOLINESTERASE
T T
□ kontinuierlich
• pulsatil
2700-
Abbildung 5: Cholinesterasespiegel bei pulsatiler und kontinuierli
cher Perfusion vor, während und nach dem extrakorporalen Kreis
lauf. Die Einzelwerte sind wegen der Hämodilution Hk-korrigiert.
+ p < 0,05
DURCHBLUTUNG
Abbildung 7: Pankreas- und Leberdurchblutung bei pulsatiler und
kontinuierlicher Perfusion in Abhängigkeit von der Dauer des ex
trakorporalen Kreislaufes, gemessen an 9 Hunden.
++ p < 0,001
Abbildung 6: Freies Plasmahämoglobin bei pulsatiler und kontinu
ierlicher Perfusion vor, während und nach dem extrakorporalen
Kreislauf.
Betrachtet man das Verhalten der Leberdurchblutung in
beiden Gruppen, so ergibt sich ein ebenso deutliches Bild
( Abb. 7). Unter pulsatiler Perfusion in Gruppe A blieb die
Durchblutung der Leber innerhalb der ersten Stunde nahe
zu unverändert, um am Ende des EKK mit 53 ± 18 ml/100
g min eine nicht signifikant unterschiedliche Durchblu
tungsminderung zu zeigen. Zu Beginn der kontinuierlichen
extrakorporalen Perfusion in Gruppe B lag die Leberdurch
blutung bei 82 ± 15 ml/100 g min, und erreichte über 45
± 19 ml/100 g min nach einer Stunde schließlich einen
Wert von 32 ± 8 ml/100 g min am Ende des extrakorpo
ralen Kreislaufs. Die Durchblutungsänderung ist somit im
Vergleich beider Gruppen untereinander hochsignifikant
(p < 0,001) unterschiedlich.
Experimentelle Ergebnisse
Die Pankreasdurchblutung war in beiden Gruppen vor Be
ginn des EKK mir 48 ± 6 ml/l()()g min (Gruppe A — pul
satiler Fluß) und 47 ± 7 ml/100 g min (Gruppe B = kon
tinuierlicher Fluß) vergleichbar. Im Verlauf der 2-stündi
gen extrakorporalen Zirkulation veränderte sich die Pan
kreasdurchblutung in Gruppe A nur geringfügig ( Abb. 7)
und lag nach Abgang vom kardiopulmonalen Bypass bei ei
nem Wert von 42 ± 10 ml/100g min. Diese Flußänderung
ist nicht signifikant unterschiedlich. Im Gegensatz dazu
zeigte sich in Gruppe B unter kontinuierlichem Fluß eine
hochsignifikante (p < 0,001) Abnahme der Organdurch
blutung auf 24 ± 4 ml/100 g min.
Diskussion
Obwohl in den letzten zehn Jahren eine beträchtliche An
zahl von Studien erschienen sind, die die Vorteile des pul
satilen Flusses während des extrakorporalen Kreislaufes ge
genüber der kontinuierlichen Pumpweise aufgezeigt haben
(1,10,13,24, 32, 33, 35,40,4.3, 50, 51,52, 54, 55, 57,60),
bleiben die Meinungen in dieser Frage nach wie vor konträr
( 56). Dies mag seinen Grund darin finden, daß verschiede
ne Autoren in vergleichenden Untersuchungen beider Per
fusionsformen keine klaren Vorteile, die den Mehraufwand
zur Erzeugung eines pulsatilen Flusses rechtfertigen, erken
nen konnten (8, 15, 17, 28, 45, 49, 59, 63). In diesem Zu
sammenhang muß jedoch festgestellt werden, daß nicht
jede Methode zur Erzeugung eines pulsatilen Flusses von
gleicher Effizienz getragen wird. Die in der zweiten Hälfte
der 70er Jahre vorgestellte (9) „pulsatile assist device“
( PAD) arbeitet nach dem Prinzip der intraaortalen Gegen
pulsationspumpe, wobei der Ballon in die zuführende arte
rielle Leine integriert ist. Auf einem ähnlichen Funktions
prinzip basiert der Tamari-Kaplitt-Pulsator (25). Zwar ließ
sich auch hier gegenüber der kontinuierlichen Perfusion
eine Verbesserung des Organmetabolismus erzielen (9, 10,
11), andere Autoren haben die Vorzüge des PADgering be
wertet (15,62,63). Über Gasembolien in der Negativphase
der Pulsation bei diesem System zur Erzeugung eines pul
satilen Flusses ist berichtet worden (61,63), außerdem be
sitzt das PAD im Vergleich zum kontinuierlichen Fluß den
Kardiotechnik 7.^Jahrgang/Heft 2/1984
Referat
7
Nachteil einer meist deutlich gesteigerten Hämolyserate
(15, 62). Im Gegensatz hierzu fand sich im eigenen Kran
kengut kein signifikanter Unterschied der Plasma-Hämo
globinwerte zwischen beiden Gruppen, eine im Vergleich
zur kontinuierlichen Perfusion gesteigerte mechanische Al
teration der Erythrozyten wurde durch die modifizierte
Rollerpumpe somit nicht induziert. Dies korreliert positiv
mit anderen Angaben (50, 51, 52, 53).
Auf der Suche nach einer Erklärung für die Überlegenheit
der pulsatilen Perfusion präsentierten Shepard und Kirklin
(48) die Theorie, nach der nicht der Druckgradient, son
dern ein Energiegradient für den Blutfluß verantwortlich
ist. Es wird angenommen, daß der im Vergleich zum Mit
teldruck um 1 : 2,3 höhere „energieäquivalente Druck“ bei
pulsatiler Perfusion durch eine Oszillierung der Zellflüssig
keiten an der Zellmembran das Kollabieren der Endarterio
len verhindert. Damit ist für die Organdurchblutung nicht
die Höhe des arteriellen Mitteldruckes, sondern die kineti
sche Energie ( 35) als entscheidender Mechanismus zur Ka
pillarperfusion von Bedeutung. Für die Wirkung pulsatiler
Systeme steht dabei wohl nicht die Forderung nach einer
exakten Nachbildung der physiologischen aortalen Druck
kurve im Vordergrund (56), obwohl diese selbstverständ
lich die Komponenten zur Aufrechterhaltung der natürli
chen peripheren Flußverhältnisse in sich vereint. Steilheit
des arteriellen Druckanstiegs und Amplitudenhöhe (56)
stellen letztlich die determinierenden Prinzipien des
physiologischen Flusses dar. Die PAD verfügt gegenüber
der modifizierten Rollerpumpe über einen relativ trägen
Aufbau des arteriellen Leinendruckes. Damit ist dieses pul
satile System im Vergleich zur modifizierten Rollerpumpe
bereits theoretisch im Nachteil.
Nicht nur nach allgemein-chirurgischen Operationen (16,
39), sondern auch nach Eingriffen mit Hilfe der Herz-Lun
genmaschine sind Hinweise auf eine gestörte Pankreas-
funktion gesehen worden ( 23, 38). Während andere Orga
ne eher im Mittelpunkt vergleichender Untersuchungen
gestanden haben, liegen bis auf wenige Ausnahmen (37)
kaum Erkenntnisse über die Wirkung des pulsatilen bzw.
kontinuierlichen Flusses auf eine endokrine Reaktionslage
des Pankreas vor, obwohl gerade dieses als „low-flow“-Or-
gan einen sensiblen Parameter für Veränderungen der Ho
möostase unter extrakorporalen Perfusionsbedingungen
darstellt. Im eigenen Krankengut stieg der Glukosespiegel
in beiden Perfusionsgruppen zu Beginn der kardiopulmo
nalen Bypasses steil an und nahm unter kontinuierlichem
Fluß gegen Ende der extrakorporalen Zirkulation signifi
kant höhere Werte an, als in der Vergleichsgruppe. Gleich
zeitig lag der Insulinspiegel am Ende der Perfusion in der
Gruppe mit kontinuierlichem Fluß im Vergleich zur pul
satilen Gruppe signifikant niedriger. Der Glukoseanstieg
muß als Folge der Hämodilution mit 5%iger Glukose im
Pumpenvolumen gewertet werden. Für das unterschiedli
che Ausmaß der Insulinfreisetzung in beiden Gruppen
dürften im wesentlichen zwei Mechanismen verantwort
lich sein. Einmal ist wohl die tierexperimentell eindeutig
untermauerte Minderdurchblutung des Pankreas bei kon
tinuierlicher Perfusion ursächlich an der reduzierten en
dokrinen Aktivität des Organs beteiligt. Während es bei
dieser Flußform offensichtlich zu einer Blutumverteilung
auf Kosten des Splanchnikusgebietes kommt ( 30), ermög
licht die pulsatile Perfusion aufgrund ihres höheren Ener
giegehaltes (48) bei gleicher Flußmenge eine effektivere
und weitreichendere Durchblutung gerade auch dieser Ge
fäßregion. Da bei einer generalisierten Minderperfusion das
Splanchnikusgebiet seine Regionaldurchblutung bereits
frühzeitig zugunsten der Vitalorgane erheblich zu drosseln
vermag (27), ist die im Vergleich zum kontinuierlichen
Fluß verstärkte Insulinfreisetzung unter pulsatiler Perfu
sion als besonders geeigneter Indikator für die Überlegen
heit des pulsatil betriebenen kardiopulmonalen Bypasses zu
sehen.
Der zweite relevante Mechanismus zur Regulation der ln-
sulinfreisetzung wird durch den Sympathikotonus mitbe-
stimmr, da die Alpha-Stimulation durch' Adrenalin und
Noradrenalin eine Sekretion von Insulin aus dem Beta-zell-
apparat des Pankreas unterdrückt (2, 14, 26, 29, .31, 42).
Das Fehlen einer Pulsamplitude als Charakteristikum der
kontinuierlichen Flußform verändert die Empfindlichkeit
der Barorezeptoren im Carotissinusbereich und stimuliert
die Katecholaminfreisetzung ( 3, 4, 20). Die daraus resultie
rende gedrosselte Insulinsekretion ist indirekt ein Maß für
die Anwesenheit vasokonstriktorischer Substanzen, die
über die Erhöhung des systemischen Gefäßwiderstandes
durchblutungsmindernd wirken und somit am Zustande
kommen einer Azidose verantwortlich sind. Der protektive
Effekt des pulsatilen Flusses während des EKK läßt sich un
ter anderem an der Fähigkeit des Pankreas, Insulin auszu
schütten, ablesen.
Die eigenen tierexperimentellen Untersuchungen konnten
gegenüber der pulsatilen Perfusion eine signifikante Ver
minderung der Leberdurchblutung bei kontinuierlichem
Fluß nachweisen. Während des zweistündigen pulsatilen
Betriebes der Herz-Lungenmaschine ergab sich, gemessen
an den Ausgangswerten, keine nennenswerte Reduzierung
der Leberdurchblutung. Zwar ist für die postoperative Le
berstörung ein multifaktorielles Geschehen anzuschuldi
gen, bei dem zu unterschiedlichen Anteilen der kardiopul
monale Bypass, Operation, Narkose, Blutsubstitution und
Medikamente Zusammenwirken, dennoch erscheint es
sinnvoll, anhand dieses Organs eine vergleichende Aussage
über die Auswirkung des pulsatilen bzw. kontinuierlichen
Flusses zu gewinnen (22). Die Aktivität der Cholinesterase
ist eng mit der synthetischen Leistung der Leberzelle ver
knüpft (19). Im Gegensatz zur Gruppe mit pulsatiler Per
fusion kam es unter kontinuierlichem Fluß 24 Stunden
nach Abgang vom EKK zu einem stetigen Abfall dieses Le-
berenzymes. Die hierdurch zum Ausdruck kommende Stö
rung der Syntheseleistung innerhalb der Leberzelle kann
nur durch eine Ischämie während der kontinuierlichen Per
fusion erklärt werden. Die Ergebnisse weisen auch hier ei
nen protektiven Effekt des pulsatilen Flusses aus.
Katecholamine bewirken über die direkte Aktivierung des
pankreatischen Alpha-zellapparates eine Gulkagonaus-
schüttung (5, 6, 7, 44). Ein weiterer Hinweis auf die ver
stärkte Heraufsetzung des Sympathikotonus ist durch die
vergleichsweise signifikante Erhöhung des Glukagonspie
gels während der kontinuierlichen Perfusion gegeben.
Salter al (46) berichteten 1972 über hohe Plasmakonzen
trationen des Wachstumshormones im Anschluß an Opera
tionen mit