Einflußfaktoren auf den Sauerstoffverbrauch des Gesamtorganismus während der extrakorporalen Zirkulation

Einflußfaktoren auf den Sauerstoffverbrauch des Gesamtorganismus
während der extrakorporalen Zirkulation
J. Schreiner-Hecheltjen……………………………………………………………………………………. 2
Der Ventrikelunterstützungs-Bypass für das versagende linke und/oder
rechte Herz
D. Birnbaum…………………………………………………………………………………………………….. 12
Die interaoperative Flowmessung
P. Bardos………………………………………………………………………………………………………… 16
Wärmeaustauschervergleich
M. Kopitz………………………………………………………………………………………………………… 18
Homologer Blutverbrauch bei Herzoperationen mit und ohne Einsatz des
Haemonetics Cell-Saver
P. Böttger, C. Minale, H. B. Lo, B. J Messmer…………………………………………………… 20
Polyurethan-Elastomere für die Medizin
W. Lemm, Prof. E. S. Bücheri…………………………………………………………………………… 23
Fortbildung –
Operative Behandlung der koronaren Herzkrankheit
Referent: Prof. Dr. med. R. W. Hacker………………………………………………………………. 30
Operative Behandlung von Mitralklappenfehlern
Referent: Prof. Dr. med. R. W. Hacker………………………………………………………………. 36
Kaltsterilisation aus der Sicht des Praktikers in der Kardiotechnik
A. Reidiger………………………………………………………………………………………………………. 40
Kardiotechnik
Fachzeitschrift für medizinische und technische Berufe
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3 x jährlich zum April, August und Dezember
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Eigenverlag Kardiotechnik, Bad Ems
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Abt. Herz- und Gefäßchirurgie, Goethestraße 27 – 29
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2
Referat
Aus dem Zentrum der Anaesthesiologie und Wiederbelebung (Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. med. R. Dudziak) der
Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt a. M.
Einflußfaktoren auf den Sauerstoffverbrauch des
Gesamtorganismus während der extrakorporalen Zirkulation
J. Schreiner-Hecheltjen
Summary
Parallel to the protection against hypoxemic damage of the myocardium during hypothermic extracorporal circulation question about the
sufficient oxygen supply of the whole organism is important just as much. The sufficient oxygen supply of the whole body during extra­
corporal circulation presumes in addition to the sufficient offer of oxygen knowledge ofdifferent factors which influence oxygen consumption
of the whole body – 134 patients were studied referring to the influences of the arterial partial pressure of CO,, of the arterial value of
pH, of the total peripheral resistance and of the endogenous catecholamines on the oxygen consumption of the whole organism. The oxygen
consumption of the whole body during hypothermic extracorporal circulation increased significantly during respiratory or metabolic al-
calosis, during a decrease of the total peripheral resistance and during a decrease of the endogenous catecholamines epinephrine and no­
repinephrine. Increased hypothermic sympatho-adrenal activity during extracorporal circulation shouldn’t in any case sause in increase of
oxygen consumption of the whole body.
Parallel zu der fortschreitenden Verbesserung der Myo­
kardprotektion gegenüber hypoxischen Schäden ist die Fra­
ge hinsichtlich des Sauerstoffverbrauches und der Sauer­
stoffversorgung des Gesamtorganismus während des extra­
korporalen Kreislaufes gleichwertig aktuell. Die funktio­
nelle Integrität jeder Körperzelle hängt ab von einem aus­
reichenden Sauerstofftransport über ein intaktes Kreis­
laufsystem zu jeder Zelle des Organismus. Da die Gewebe
keine nennenswerte Speichermöglichkeit für Sauerstoff ha­
ben, muß durch eine ausreichende Kreislauffunktion und
Gewebsperfusion die dem jeweiligen Sauerstoffbedarf ent­
sprechende Sauerstoffzufuhr kontinuierlich gewährleistet
werden. Dieses Primärziel einer intakten Kreislauffunktion
unterliegt einer Reihe verschiedener Regulationsprinzi­
pien.
Der extrakorporale Kreislauf verursacht im menschlichen
Organismus tiefgreifende Veränderungen der Haemodyna-
mik, des Säure-Basen-Status der Sauerstofftransporteigen­
schaften des Blutes, der Katecholaminfreisetzung sowie der
intrazellulären Energiestoffwechselvorgänge. Die totale ex­
trakorporale hypotherme Zirkulation stellt eine außeror­
dentliche artifizielle Kreislaufsituation dar, deren Regula­
tionsprinzipien nur teilweise physiologischen oder patholo­
gischen Kreislaufverhältnissen entsprechen.
Die Herstellung und Unterhaltung einer ausreichenden
Sauerstoffbilanz des Gesamtorganismus während der extra­
korporalen Zirkulation beinhaltet die Frage nach dem „op­
timalen“ Sauerstoffbedarf des Gesamtorganismus während
der extrakorporalen Zirkulation entspricht nicht einer Ma­
ximalsenkung des Sauerstoffverbrauches bis zu dem „ho-
stoplegischen“ Minimalbedarf nach Laborit, H., sondern
die optimale Senkung des Gesamtsauerstoffverbrauches
während der hypothermen extrakorporalen Zirkulation
beinhaltet die Reversibilität einer Abnahme der zellulären
Stoffwechselvorgänge. Größenordnungsmäßig wurden –
u. a. auch im Rahmen eigener Untersuchungen – während
der hypothermen extrakorporalen Zirkulation im Mittel
Werte für den Sauerstoffverbrauch des Gesamtorganis-
mus/min./m2 Oberfläche unterhalb des von Boothby, W.
N. in Anlehnung an die Mayo Foundations Standards difi-
nierten Sauerstoffverbrauches bei Grundumsatzbedingun­
gen von 123,79 ml/min./m2 für einen normalgewichtigen
männlichen Erwachsenen gemessen. (1)
Einerseits ist die Sauerstoffzufuhr während der hypother­
men extrakorporalen Zirkulation durch verschiedene Fak­
toren quantitativ limitiert. Andererseits hängt der Gesamt­
sauerstoffverbrauch des Organismus während des extrakor­
poralen Kreislaufes von multiplen verschiedenartigen Fak­
toren ab; sie können den Sauerstoffverbrauch steigernd
oder senkend beeinflussen.
Einige dieser Faktoren – wie die arterielle Kohlensäurespan­
nung, den von dem arteriellen Kohlensäurepartialdruck
trennbaren pH – Einfluß, den totalen peripheren Widerstand
und den Einfluß endogener Katecholamine möchte ich an
Hand eigener Untersuchungsergebnisse diskutieren. Ähnli­
che Untersuchungen über den Zusammenhang zwischen
der arteriellen Kohlensäurespannung und dem Gesamtsau­
erstoffverbrauch während des extrakorporalen Kreislaufes
sind von Gattiker, R. und Kreihenbühl, G. bereits 1976
veröffentlicht worden. (6)
Methodik:
Untersucht wurden insgesamt 134 Patienten mit einer ko­
ronaren Herzerkrankung oder einem rheumatischen Herz­
klappenfehler. Das methodische Vorgehen der Untersu­
chungen skizziert das Folgende:
Der Sauerstoffverbrauch wurde ausschließlich während des
totalen Bypasses der extrakorporalen Zirkulation bei ge­
schlossenen Hohlvenen und abgeklemmter Aorta gemes­
sen. Exogen veränderte Parameter waren der arterielle Par­
tialdruck für die Kohlensäure und die Temperatur des Pa­
tienten. Der arterielle Kohlensäurepartialdruck wurde
durch Veränderungen des inspiratorischen Kohlensäure-
Flows zwischen 0 und maximal 1,0 Liter, im Mittel 0,8
1/min. für die Ventilation des Oxygenators verändert. Die
Flowwerte für die inspiratorische Sauerstoffkonzentration
bei der Herz-Lungen-Maschine lagen dabei zwischen 3,0
und 6,0 1/min. Als Bezugstemperatur wurde die Oesopha-
gustemperatur des Patienten genommen. Die Oesophagus-
temperaturen während der Untersuchungsperiode lagen
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 1/Mai 1983

Referat
3
zwischen 33°C und 22°C. Der dritte Parameter, welcher
die einzelne Beobachtungssituation charakterisierte, war
das Kreislaufminutenvolumen, vorgegeben durch die Um­
drehungszahl der arteriellen Pumpe der Herz-Lungen-Ma­
schine. Primär wurde angestrebt, die Förderleistung der
Maschine und damit das Kreislaufminutenvolumen für
den Patienten während der gesamten Untersuchungsperio­
de konstant zu halten. Dies war bei 75 Patienten möglich,
bei den übrigen 59 Patienten mußte zur Aufrechterhaltung
optimaler haemodynamischer Bedingungen das Kreislauf­
minutenvolumen erhöht oder reduziert werden.
Zur Messung des Sauerstoffgehaltes, der Blutgasanalysen
und der Katecholamine wurde simultan venöses und arte­
rielles Blut entnommen, das venöse aus dem Y-Stück des
Zusammenflusses der oberen und unteren Hohlvenenka­
nüle, das arterielle Blut aus der Aortenkanüle 20 cm von
der Aortenklemme entfernt. Der integrierte Sauerstoffver-
brauch/m2/min. wurde nach Fick aus dem Kreislaufminu­
tenvolumen, d. h. der Förderleistung der Herz-Lungen-Ma­
schine, und aus der arteriovenösen Sauerstoffgehaltsdiffe­
renz berechnet.
Der Sauerstoffgehalt des Blutes bei der aktuellen Oesopha-
gustemperatur wurde mit dem LEX-O,-Con-Gerät der Fir­
ma B. G. Schlag, Bergisch Gladbach (4), gemessen. Da der
Sauerstoffgehalt im Blut als Vol %gemessen wurde, erfolg­
te die temperaturkorrigierte Umrechnung der gemessenen
Gasvolumina bezogen auf einen Barometerstand von 760
Torr im trockenen Zustand. Alle aktuell gemessenen arte­
riovenösen Sauerstoffgehaltsdifferenzen wurden auf eine
Bezugstemperatur von 33°C umgerechnet. Die berechne­
ten Sauerstoffgehaltswerte für 33°C wurden mit den ent­
sprechenden Korrekturfaktoren auf Vergleichstemperatu­
ren von 17°C – 37°C transformiert. Die Korrekturfaktoren
für die Umrechnung von Gasvolumina wurden den Tabel­
len der Dokumenta Geigy entnommen.
Um den Sauerstoffverbrauch in Abhängigkeit des arteriel­
len CO,-Partialdruckes bei gleichen Temperaturbedingun­
gen prüfen zu können, wurden die aktuell bei verschiede­
nen Temperaturen gemessenen CO,-Werte unter Verwen­
dung des Rosenthal-Faktors zunächst auf die gemeinsame
Bezugstemperatur von 33°C, anschließend unter Verwen­
dung der temperaturspezifischen Korrekturfaktoren für
17°C – 37°C umgerechnet nach der Formel:
pCO2 = + 0,185 X (X = Oesophagustemperatur)
Die Bestimmung der Katecholamine im Blut wurde nach
der enzymatischen Methode von Passon, P. G. und Peuler,
J. D., die von der Arbeitsgruppe von Palm, D. und Appel,
E. modifiziert wurde, am Pharmakologischen Institut der
Universität Frankfurt, vorgenommen. (7)
Der Totale periphere Widerstand während der Bypasspha­
se wurde aus dem Quotienten des gemessenen Perfusions­
mitteldruckes und dem Zeitvolumen der Herz-Lungen-
Maschine mit Hilfe einer modifizierten Formel von Hagen-
Poiseuille, J. L. M. berechnet:
R = p(mmHg) x80
F (1/min.)
Die verschiedenen Faktoren, welche den Sauerstoffver­
brauch des Gesamtorganismus während der extrakorpora­
len Zirkulation entscheidend beeinflussen – d. h. die arte­
rielle Kohlensäurespannung, der arterielle pH-Wert, der
totale periphere Widerstand und die endogenen Katecho­
lamine, Adrenalin und Nor-Adrenalin, wurden sowohl als
Einzelparameter als auch in der Kombination ihrer Wir­
kung auf den Sauerstoffverbrauch untersucht.
Ergebnisse:
Die Arterielle Kohlensäurespannung beeinflußt den tota­
len Sauerstoffverbrauch im Sinne einer Zunahme während
Hypokapnie. Dieser Einfluß der Kohlensäurespannung auf
den Sauerstoffverbrauch ist zwar temperaturunabhängig,
ist aber einem gleichzeitigen Temperatureinfluß auf den
Sauerstoffverbrauch untergeordnet; d. h. je höher die Tem­
peratur war, desto weniger stark nahm der Gesamtsauer­
stoffverbrauch mit ansteigender arterieller Kohlensäure­
spannung ab, je niedriger die Temperatur war, desto stärker
konnte der Sauerstoffverbrauch mit ansteigender Kohlen­
säurespannung reduziert werden. CO2 und Temperatur­
einfluß auf den Sauerstoffverbrauch erfolgen einzeln be­
trachtet grundsätzlich unabhängig voneinander – in der
Kombination ihrer Wirkungen auf den Sauerstoffver­
brauch fand sich eine reziproke Abhängigkeit. Die Ergeb­
nisse waren bei p < 0,01 hoch signifikant. Sie sind in der
folgenden Abbildung 1 graphisch dargestellt.
Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit des Sauerstoffverbrau­
ches von der arteriellen Kohlensäurespannung bei konstan­
tem Kreislaufminutenvolumen für den Temperaturbereich
von 17°C – 37°C. Der Sauerstoffverbrauch nimmt mit ab­
nehmenden arteriellen Kohlensäurepartialdrucken in li­
nearer Abhängigkeit zu. Mit zunehmenden arteriellen
Kohlensäurepartialdrucken nimmt der Sauerstoffver­
brauch ab. Für 33°C wurde ein mittlerer Sauerstoffver­
brauch von 76,19 ml/min./m2 bei einem mittleren Kohlen­
säurepartialdruck von 42,77 mmHg gemessen. Bei kon­
stanter Temperatur von 33°C nahm der Sauerstoffver­
brauch mit ansteigenden CO,-Partialdrücken kontinuier­
lich ab; er betrug bei einem CO,-Partialdruck von 20
mmHg 84,00 ml/min./2 und bei einem Co?-Partialdruck
von 60 mmHg 69,00 ml/min./m2. Bei 17°C und einem
Kohlensäurepartialdruck von 20,00 mmHg betrug der Sau­
erstoffverbrauch z. B. 74,00 ml/min./m2, bei einem Koh­
lensäurepartialdruck von 42,00 mmHg 56,00 ml/min./m2
und bei 60,00 mmHg 45,00 ml/min./m2. Für die entgegen­
gesetzte geprüfte Grenztemperatur von 37°C lagen die
Werte für den Sauerstoffverbrauch bei den CO,-Ver­
gleichswerten von 20,00 mmHg 91,00 ml/min./m"2, bei
42,00 mmHg 83,00 ml/min./m- und bei 60,00 mmHg
76,00 ml/min./m2.
Im Gegensatz zu der statistisch hoch signifikanten linearen
Abhängigkeit des totalen Sauerstoffverbrauches von der ar­
teriellen Kohlensäurespannung bei Konstanz des zirkulie­
renden Kreislaufminutenvolumens während der Änderun­
gen des Kohlensäurepartialdruckes konnte der Einfluß der
Kohlensäurespannung auf den Sauerstoffverbrauch unter
der Voraussetzung, daß sich parallel aber unabhängig von
der Änderung des Kohlensäurepartialdruckes auch das
Kreislaufminutenvolumen geändert hatte, statistisch hoch
signifikant für den Temperaturbereich von 17°C – 37°C als
quadratische Funktion formuliert werden.
Kardiotechnik 6. J.ahrgang/Heft 1/Mai 1983

4
Referat
Abbildung l: Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches des Gesamt­
organismus von der arteriellen Kohlensäurespannung bei kon­
stantem Kreislaufminutenvolumen für den Temperaturbereich
von 17°C – 37°C
Die Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches von der arte­
riellen Kohlensäurespannung bei veränderten Kreislaufmi­
nutenvolumina ist für den Temperaturbereich von 17°C –
37°C auf Abbildung 2 dargestellt. Die effektiven Änderun­
gen des totalen Sauerstoffverbrauches in dieser Patienten­
gruppe stimmten größenordnungsmäßig mit den Ergebnis­
sen der ersten Patientengruppe überein. Der während der
Hypokapnie beobachtete hohe Sauerstoffverbrauch nahm
zunächst bis in den Bereich physiologisch normaler CO2-
Grenzwerte ab, um allerdings mit weiter zunehmender
Kohlensäurespannung wieder anzusteigen.
Zum Ausschluß ihrer Beeinflussung durch das Verhalten
des Kreislaufminutenvolumens wurden die aproximativen
Ergebnisse über den reziproken Zusammenhang des Sauer­
stoffverbrauches und der arteriellen Kohlensäurespannung
bei konstanten und veränderten Kreislaufminutenvolumi-
na für beide Patientenkollektive zusammengefaßt. Dabei
ergab sich für den reziproken Einfluß der arteriellen Koh­
lensäurespannung auf den Gesamtsauerstoffverbrauch eine
nicht lineare Abhängigkeit, die bei p < 0,05 signifikant
war. Die Ergebnisse sind für die Temperaturen von 27°C,
33°C und 37°C auf der Abbildung 3 dargestellt.
Nach den beschriebenen Veränderungen des Gesamtsauer­
stoffverbrauches bei hypo- oder hyperkapnischen arteriel­
len Kohlensäurepartialdrucken war es von Interesse, den
Einfluß des arteriellen pH-Wertes auf den Sauerstoffver­
brauch zu prüfen. Übereinstimmend mit dem nachgewie­
senen Anstieg des Gesamtsauerstoffverbrauches mit abneh­
mender arterieller Kohlensäurespannung wurde unabhän­
gig von der Konstanz oder Veränderung des Kreislaufmi­
nutenvolumens bei aktueller Temperatur und transfor-
Abbildung 2: Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches des Gesamt­
organismus von der arteriellen Kohlensäurespannung bei verän­
derten Kreislaufminutenvolumina für den Temperaturbereich
von 17°C – 37°C
Abbildung 3: Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches von der arte­
riellen Kohlensäurespannung bei 27°C, 33°C und 37°C unabhän­
gig von der Konstanz oder Veränderung des Kreislaufminutenvo­
lumens
Kardiocechnik 6. Jahrgang/Heft 1/Mai 1983

Referat
5
miert für den Sauerstoffverbrauch von 24°C – 37°C ein An­
stieg des Gesamtsauerstoffverbrauches mit ansteigendem
pH-Wert im arteriellen Blut beobachtet. Die metabolische
Alkalose ging ebenso wie die respiratorische Alkalose mit
einer signifikanten Zunahme im Gesamtsauerstoffver­
brauch einher. Die respiratorische oder metabolische Azi­
dose beeinflußte den Sauerstoffverbrauch in entgegenge­
setzter Richtung. Der Einfluß des arteriellen pH-Wertes
auf den Sauerstoffverbrauch war bei p < 0,001 hoch signi­
fikant, bei konstanten Kreislaufminutenvolumina fand sich
eine proportionale lineare Abhängigkeit der beiden Para­
meter, bei veränderten Kreislaufminutenvolumina waren
pH-Wert und Sauerstoffverbrauch nicht linear proportio­
nal voneinander abhängig.
Die Abbildung 4 zeigt die Abhängigkeit des Sauerstoffver­
brauches von dem arteriellen pH-Wert bei aktueller Tem­
peratur, bei 24, 27, 30, 33 und 37°C bei dem Patientenkol­
lektiv mit konstanten Kreislaufminutenvolumina. Mit an­
steigenden pH-Werten in den alkalotischen Bereich nahm
der Gesamtsauerstoffverbrauch zu. Für eine Bezugstempe­
ratur von 33°C wurde aufgrund der statistischen Auswer­
tung der Meßergebnisse bei einem pH-Wert von 7,20 ein
Sauerstoffverbrauch von 60,00 ml/min./m2, bei einem pH-
Wert von 7,35 ein Sauerstoffverbrauch von 66,00
ml/min./m2 und bei einem arteriellen pH-Wert von 7,45
ein Sauerstoffverbrauch von 72,00 ml/min./m2 berechnet.
Abbildung 4: Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches von dem ar­
teriellen pH-Wert bei aktueller Temperatur, 24°C, 27°C, 30°C,
33°C und 37°C bei konstanten Kreislaufminutenvolumina
Die Abbildung 5 zeigt die analogen Ergebnisse bei verän­
derten Kreislaufminutenvolumina. Die größenordnungs­
mäßig gleichen Ergebnisse liegen formal gesehen auf dem
fast linearen Teil einer Parabel entsprechend der berechne­
ten nicht linearen Abhängigkeit der beiden Parameter.
Zusammenfassend beeinflussen die arterielle Kohlensäu­
respannung und der arterielle pH-Wert den Sauerstoffver­
brauch des Gesamtorganismus während der totalen hypo­
thermen extrakorporalen Zirkulation im Sinne einer Stei­
gerung des Sauerstoffverbrauches unter alkalotischen Be­
dingungen und im Sinne einer Senkung des Sauerstoffver­
brauches und azidotischen Bedingungen.
Der Totale periphere Widerstand ist ein weiterer wesent­
licher Einflußparameter auf den Gesamtsauerstoffver­
brauch. Zwischen dem Gesamtsauerstoffverbrauch des
Körpers und dem totalen peripheren Widerstand besteht
eine direkte Beziehung: Mit Abnahme des totalen Gefäß­
widerstandes nahm der Sauerstoffverbrauch zu. Dieses re­
ziproke Verhältnis zwischen dem Sauerstoffverbrauch und
dem totalen peripheren Widerstand war bei auf Grund der
statistischen Berechnung der Meßergebnisse p < 0,01 si­
gnifikant unter der Bedingung des Konstantbleibens des
zirkulierenden Kreislaufminutenvolumens. Die quantitati­
ve Analyse der Abhängigkeit des Sauerstoffverbrauches
vom totalen peripheren Widerstand ergab bei aktueller
Temperatur eine Zunahme des Sauerstoffverbrauches von
25 ml/min./m2 bei einer Abnahme des totalen peripheren
Widerstandes um je 500 dyn. sec. cm'5 und umgekehrt.
Diese Differenzbeziehung zwischen dem Gesamtsauer­
stoffverbrauch und dem totalen peripheren Widerstand bei
konstantem Kreislaufminutenvolumen bei aktueller Tem­
peratur und bei 33°C ist in der Abbildung 6 dargestellt.
Dieser grundsätzliche Einfluß des totalen peripheren Wi­
derstandes auf den Gesamtsauerstoffverbrauch scheint
temperaturunabhängig zu sein.
Die nachgewiesenen Einflüsse von arterieller Kohlensäu­
respannung, arteriellem pH-Wert und dem totalen peri-
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 1/Mai 1983

6
Referat
AbbildungCr Differenzbeziehung zwischen dem Gesamtsauerstoff­
verbrauch und dem totalen peripheren Widerstand bei konstan­
tem Kreislaufminutenvolumen berechnet für die aktuelle Unter­
suchungstemperatur und für 33°C.
Abbildung 8: Zunahme des totalen peripheren Widerstandes bei
Zunahme der arteriellen Kohlensäurespannung bei veränderten
Kreislaufminutenvolumina bei aktueller Untersuchungstempera­
tur und bei 33°C.
Abbildung 7: Zunahme des totalen peripheren Widerstandes bei
Zunahme der arteriellen Kohlensäurespannung bei konstantem
Kreislaufminutenvolumen bei aktueller Untersuchungstempera­
tur und bei 33°C.
pheren Widerstand auf den Gesamtsauerstoffverbrauch lö­
sten die Frage nach Wechselbeziehungen der einzelnen,
den Sauerstoffverbrauch beeinflussenden Parameter unter­
einander aus. Die arterielle Kohlensäurespannung und der
arterielle pH-Wert beeinflussen den totalen peripheren
Widerstand direkt. Der totale periphere Widerstand nahm
mit zunehmender arterieller Kohlensäurespannung linear
zu. Die folgenden Abbildungen 7 und 8 demonstrieren die
Zunahme des totalen peripheren Widerstandes bei anstei­
gender arterieller Kohlensäurespannung bei konstanten oder
veränderten Kreislaufminutenvolumina bei aktueller Tem­
peratur und berechnet für 33°C. Bei konstanten und bei
veränderten Kreislaufminutenvolumina fand sich eine li­
neare Abhängigkeit der beiden Parameter.
Bei aktueller Temperatur verursachte eine mittlere Zunah­
me der arteriellen Kohlensäurespannung von 25 mmHg ei­
nen Anstieg des totalen peripheren Widerstandes von 500
dyn. sec. cm'5. Die Ergebnisse der Differenzprüfungbezüg­
lich der CO,-abhängigen Veränderungen des totalen peri­
pheren Widerstandes bei konstanten Kreislaufminutenvo­
lumina sind in der Abbildung 9 wiedergegeben. Eine über­
einstimmende Beziehung wurde zwischen dem totalen
peripheren Widerstand und den arteriellen pH-Werten bei
konstanten und veränderten Kreislaufminutenvolumina
nachgewiesen. Mit abnehmenden arteriellen pH-Werten
stieg der totale periphere Widerstand linear an. Die pH-
Abhängigkeit des totalen peripheren Widerstandes ist in
der Abbildung 10 dargestellt.
Mit der nachgewiesenen reziproken Abhängigkeit des Ge­
samtsauerstoffverbrauches während der extrakorporalen
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 1/Mai 1983

Referat
7
volumen.
Zirkulation sowohl von der arteriellen Kohlensäure­
spannung als auch der Höhe des totalen peripheren Wider­
standes und der proportionalen Abhängigkeit des totalen
peripheren Widerstandes von der arteriellen Kohlensäure­
spannung bei gleichsinnigem pH-Verhalten schließt sich
ein Funktionskreis für die Regulation des Sauerstoffver­
brauches während der extrakorporalen Zirkulation: Der
Gesamtsauerstoffverbrauch steigt mit abnehmenden arte­
riellen Kohlensäurepartialdrucken, mit ansteigenden arte­
riellen pH-Werten und mit abnehmendem totalen peri­
pherem Widerstand an.
Im Rahmen von Untersuchungen über die Höhe des Ge­
samtsauerstoffverbrauches während des extrakorporalen
Kreislaufes war der Einfluß der Endogenen Katecholami­
ne, Adrenalin undNor-Adrenahn von besonderem Interesse.
Es wurde geprüft, ob zwischen den endogenen Adrenalin-
und Nor-Adrenalinspiegeln im Blut und den Faktoren,
welche den Sauerstoffverbrauch des Gesamtorganismus
während des totalen Bypasses maßgebend beeinflussen,
nämlich dem arteriellen Kohlensäurepartialdruck, dem ar­
teriellen pH-Wert und dem totalen peripheren Widerstand
direkte oder indirekte Beziehungen bestehen.
Mit zunehmender arterieller Kohlensäurespannung stiegen
die Adrenalin- und Nor-Adrenalinspiegel im Blut bei kon­
stanten und veränderten Kreislaufminutenvolumina linear
an. Die Anhängigkeit der Adrenalin- und Nor-Adrenalin-
spiegel im Blut von der arteriellen Kohlensäurespannung
bei konstanten und veränderten Kreislaufminutenvolumi­
na ist in den folgenden beiden Abbildungen 11 und 12 dar­
gestellt.
Abbildung 10: Abhängigkeit des totalen peripheren Widerstandes
vom arteriellen pH-Wert bei konstanten und veränderten Kreis­
laufminutenvolumina
Abbildung 11: Abhängigkeit der Adrenalin – und Nor-Adrenalin-
Spiegel im Blut von der arteriellen Kohlensäurespannung bei kon­
stantem Kreislaufminutenvolumen
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 1/Mai 1983

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Referat
9
Abbildung 12: Abhängigkeit der Adrenalin – und Nor-Adrenalin-
Spiegel im Blut von der arteriellen Kohlensäurespannung bei ver­
änderten Kreislaufminutenvolumina
Abbildung 13: Abhängigkeit der Adrenalin- und Nor-Adrenalin-
Spiegel im Blut vom arteriellen pH-Wert bei konstanten und ver­
änderten Kreislaufminutenvolumina
Ebenso stiegen die Adrenalin- und Nor-Adrenalinwerte im
Blut mit abnehmendem arteriellen pH-Wert an; dabei fand
sich für das Adrenalin eine stärkere pH-Abhängigkeit ver­
glichen zum Nor-Adrenalin. Formalstatistisch war der si­
gnifikante CO,-Einfluß auf die Katecholamine im Blut
von dem signifikanten pH-Einfluß trennbar, so daß die
CO,-Wirkung nur teilweise mit einem pH-Einfluß zu er­
klären ist. Die Abbildung 13 stellt die Abhängigkeit der
Adrenalin- und Nor-Adrenalinspiegeln im Blut bei kon­
stanten und veränderten Kreislufminutenvolumina vom ar­
teriellen pH-Wert dar. Adrenalin- und Nor-Adrenalin im
Blut nahmen mit abnehmenden pH-Werten bzw. mit zu­
nehmender Azidose linear zu.
Unabhängig von der Konstanz des Kreislaufminutenvolu­
mens fand sich eine signifikante lineare Zunahme des tota­
len peripheren Widerstandes mit ansteigenden Adrenalin­
spiegeln im Blut, während eine Zunahme des Widerstandes
in Abhängigkeit der arteriellen Nor-Adrenalinwerte nur
unter der Voraussetzung einer Konstanz des Kreislaufmi­
nutenvolumens signifikant nachweisbar war.
Die Abbildung 14 zeigt die Abhängigkeit des totalen peri­
pheren Widerstandes vom Adrenalinspiegel im Blut
a. bei konstantem Kreislaufminutenvolumen
b. bei verändertem Kreislaufminutenvolumen
c. für a. und b. zusammen
Die Abbildung 15 zeigt die Abhängigkeit des totalen peri­
pheren Widerstandes vom Nor-Adrenalinspiegel im Blut
bei konstantem Kreislaufminutenvolumen. Im Gegensatz
zu der physiologischen Kreislaufsituation waren erhöhte
endogene Katecholaminspiegel im Blut während des
hypothermen extrakorporalen Kreislaufes mit Situationen
verbunden, während denen der Gesamtsauerstoffver­
brauch abnahm. Aus den besprochenen Zusammenhängen
ist abzuleiten, daß die sympathoadrenale Aktivierung wäh­
rend der künstlichen Hypothermie des totalen extrakorpo­
ralen Kreislaufes nicht in jedem Falle eine Steigerung des
Gesamtsauerstoffverbrauches zur Folge haben muß. Die
sympathoadrenale Aktivierung während künstlicher
Hypothermie wird durch eine gleichzeitige Alkalose abge­
schwächt und durch eine gleichzeitige Azidose verstärkt.
Als Resümee der besprochenen Untersuchungsergebnisse
leiten sich für die Praxis die folgenden Richtlinien ab:
Der Sauerstoffverbrauch des Gesamtorganismus während
der totalen hypothermen extrakorporalen Zirkulation
nahm zu
1. mit abnehmenden arteriellen Kohlensäurepartialdruk-
ken
2. mit ansteigenden arteriellen pH-Werten
3. mit Abnahme des totalen peripheren Widerstandes
4. mit Abnahme der arteriellen endogenen Adrenalinspie­
gel
5. mit Abnahme der arteriellen endogenen Nor-Adrena-
linwerte.
Die Zunahme des Gesamtsauerstoffverbrauches während
einer Alkalose bzw. die Abnahme des Gesamtsauerstoff