Plasma-Endotoxin, Procalcitonin, C-reaktives Protein und Organfunktionen bei Patienten mit schweren Brandverletzungen[1]

Zusammenfassung

Sepsis ist eine der häufigsten Todesursachen nach Verbrennungstrauma. Sie tritt zumeist als Folge einer gramnegativen Bakteriämie mit Freisetzung von Endotoxinen auf.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Plasma-Endotoxinspiegel bei sieben Patienten (drei weiblich, vier männlich; Durchschnittsalter 51,3 ± 23,8 Jahre) mit Verbrennungsverletzungen zwischen 43,5 und 78 % der Körperoberfläche (Abbreviated Burn Severity Index 8 - 12) über einen Zeitraum von fünf Tagen nach thermischem Trauma alle drei Stunden mittels ELISA bestimmt und mit der Konzentration des Procalcitonins (PCT) und C-reaktiven Proteins (CRP) in Beziehung gesetzt. Die Berechnung des Horrowitz-Index (PaO₂/FiO₂) und der Pressure-Adjusted Heart Rate (HF × ZVD/MAD) erfolgte, um eine mögliche Korrelation der Endotoxinkonzentration mit der kardio-pulmonalen Organfunktion aufzuzeigen. Zudem wurde untersucht, ob im Rahmen der postoperativen Phase bei den Patienten ein erhöhter Plasma-Endotoxinspiegel auftritt.

Bei allen Patienten ließen sich Endotoxine zu jedem Zeitpunkt nach Verbrennungstrauma nachweisen. Zwischen dem zweiten und dritten Tag trat ein erheblicher Anstieg der Endotoxinkonzentration mit einem Maximum nach 57 Stunden von 0,48 ± 0,32 EU/ml auf. Bei zwei Patienten, die im weiteren Verlauf eine Sepsis entwickelten und verstarben, war dieser Anstieg besonders ausgeprägt. Ab dem vierten Tag kam es bei allen Patienten erneut zu einzelnen Konzentrationszunahmen. Lediglich am zweiten und vierten Tag ließ sich in der postoperativen Phase ein Anstieg der Endotoxinkonzentration beobachten. Das Plasma-Endotoxin zeigte keine Korrelation zum PCT und CRP sowie der Oxygenierung im Patientenblut.

Hingegen konnte eine positive Korrelation mit der Pressure-Adjusted Heart Rate nachgewiesen werden (p = 0,0061; r² = 0,212).

Für den Endotoxin-Anstieg nach 57 Stunden können eine Translokation von Darmbakterien, eine beginnende bakterielle Besiedlung der Verbrennungswunde oder Abbauprodukte mit Protein-Protein-Komplexen ursächlich sein. In der Spätphase treten andere Infektionsquellen, zum Beispiel eine Pneumonie mit gramnegativen Keimen, hinzu.

Der Endotoxinanstieg kann im Sinne des Two-Hit-Modells als Trigger dienen und eine erneute systemische Entzündung mit den von uns beobachteten Veränderungen der kardialen Organfunktion bis hin zu Multiorgandysfunktionen und Multiorganversagen bewirken.

Summary

Sepsis is one of the most frequent causes of death after major burn injury. Usually, sepsis appears as a consequence of a gram-negative bacteriaemia with release of endotoxins.

In this study, the plasma endotoxin levels of seven patients (three female, four male; average age 51.3 ± 23.8 years) with burns between 43.5 and 78 % Total Body Surface Area (Abbreviated Burn Severity Index 8 - 12) were determined for five days after thermal trauma every three hours by ELISA and compared with the concentration of procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP). A calculation of the Horrowitz-Index (PaO₂/FiO₂) and the Pressure-Adjusted Heart Rate (HR × CVP/MAP) took place to show a possible correlation between the endotoxin concentration and the cardiopulmonary organ function. Additionally, we analysed whether operative treatment can influence the level of plasma endotoxin in the early phase after burn injury.

At any time after burn trauma, endotoxins could be detected in the plasma of all patients. Between the second and third day, there was a considerable increase in the endotoxin concentration with a maximum after 57 hours of 0.48 ± 0.32 EU/ml. Two patients with sepsis and death in the further course had a rather distinctive increase. From the fourth day on, occasional episodes of increases in endotoxin concentration were noted. Postoperatively, there was a short increase in plasma endotoxin on the second and fourth day. The plasma endotoxin level showed no correlation with the PCT and CRP or with the oxygenation in the patients' blood. However, a positive correlation could be observed with the Pressure-Adjusted Heart Rate (p = 0.0061; r² = 0.212).

An explanation for the endotoxin increase after 57 hours could be the translocation of intestinal bacteria, the beginning of bacterial colonisation or decomposition products of the burn wound with protein-protein complexes. Later on, infectious diseases such as pneumonia with gram-negative bacteria are of importance, too.

According to the Two-Hit Model, the increase of plasma endotoxin can serve as a trigger and cause a recurrence of systemic inflammation with the changes observed in cardiac organ function, multiple organ dysfunction, and multiple organ failure.

Schlüsselwörter

Brandverletzungen - Plasma-Endotoxin - Procalcitonin - C-reaktives Protein - Organfunktionen - Two-Hit-Modell

Key words

Burns - plasma endotoxin - procalcitonin - C-reactive protein - organ functions - Two-Hit Model

1 Nach einem Vortrag auf der 18. Jahrestagung der Deutschsprachigen Arbeitsgemeinschaft für Verbrennungsbehandlung vom 9. bis 12. Januar 2000 in Sölden/Ötztal.

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1 Nach einem Vortrag auf der 18. Jahrestagung der Deutschsprachigen Arbeitsgemeinschaft für Verbrennungsbehandlung vom 9. bis 12. Januar 2000 in Sölden/Ötztal.