Einfluss einer präoperativen Dexamethasongabe auf das extravaskuläre Lungenwasser und
die pulmonale Hämodynamik bei koronarchirurgischen Patienten[*]

Zusammenfassung.

Ziel der Studie: Gegenstand dieser Untersuchung war die perioperative Messung des extravaskulären Lungenwassers (EVLW) bei Patienten mit koronaren Bypassoperationen unter Verwendung einer Herz-Lungen-Maschine. Zusätzlich wurde geprüft, ob eine präoperative Gabe von Dexamethason einen Einfluss auf das EVLW hat. Methodik: 20 Patienten wurden im Rahmen einer koronararteriellen Bypassoperation doppelblind untersucht. Nach Randomisierung erhielt die eine Gruppe (n = 10) präoperativ 1 mg kg^-1 Dexamethason, eine zweite Gruppe (n = 10) diente als Kontrollgruppe. Bei allen Patienten wurde ein Pulmonalarterienkatheter über die rechte V. jugularis interna sowie ein kombinierter Fiberoptik/Thermistor-Katheter über eine A. femoralis platziert. Das EVLW wurde mit einer modifizierten transpulmonalen Doppelindikator-Verdünnungstechnik gemessen. Das perioperative Management der Patienten wurde weitestmöglich standardisiert, Messungen erfolgten nach Narkoseeinleitung und jeweils 1, 6 und 20 Stunden nach Operationsende. Ergebnisse: Sämtliche Messwerte für das EVLW lagen in beiden Gruppen im Normbereich, nur 20 Stunden postoperativ war das EVLW in der Dexamethason-Gruppe signifikant niedriger. In der Dexamethason-Gruppe war die positive Gesamtkörper-Flüssigkeitsbilanz der Patienten nach extrakorporaler Zirkulation bis zum Ende des Untersuchungszeitraums signifikant niedriger, auch war ein geringerer Druckanstieg in der Lungenstrombahn als in der Kontrollgruppe zu beobachten. Schlussfolgerung: Eine klinisch bedeutende Zunahme des EVLW nach koronarchirurgischen Eingriffen scheint im Regelfall auch bei hochpositiven Gesamtkörper-Flüssigkeitsbilanzen nicht aufzutreten. Postoperative Oxygenierungsstörungen sind daher eher Folge anderer pathophysiologischer Mechanismen. Die präoperative Gabe von Dexamethason hat möglicherweise einen reduzierenden Einfluss auf den Gesamtflüssigkeitsbedarf sowie den pulmonalarteriellen Gefäßwiderstand.

Effects of dexamethasone on extravascular lung water and pulmonary haemodynamics in patients undergoing coronary artery bypass surgery.

Objective: The aim of this study was the measurement of extravascular lung water (EVLW) and to evaluate the effects of a corticosteroid pretreatment in patients undergoing coronary artery bypass surgery with extracorporeal circulation on pulmonary edema formation by suppression of inflammatory response. Methods: Twenty patients undergoing elective surgery were studied in a randomized double blind trial. Preoperatively, ten patients received placebo and the other ten 1 mg kg^-1 dexamethasone. In all patients a pulmonary artery catheter and a combined fiberoptic/thermistor catheter were placed via internal jugular vein and femoral artery, respectively. EVLW was assessed by a modified transpulmonary double indicator dilution method. Perioperative management was standardized as far as possible, measurements were performed after initation of anesthesia and 1, 6, and 20 h post surgery. Results: Over the entire study period EVLW was in the normal range (up to 6 ml kg^-1) in both groups, only at 20 h EVLW in the dexamethasone group was significantly lower (4,6 vs. 5,8 ml kg^-1). In the dexamethasone group less positive total fluid balances and a lower increase in pulmonary artery pressure were observed compared to the control. Conclusion: Even with highly positive total fluid balances no relevant increases in EVLW were observed after coronary artery bypass surgery. Impaired oxygenation in patients undergoing cardiac surgery seems to be caused by other pathophysiological mechanisms. Preoperative treatment with dexamethasone possibly has effects on cumulative fluid balances, pulmonary artery pressure, and pulmonary vascular resistance.

Schlüsselwörter:

Extravaskuläres Lungenwasser - Extrakorporale Zirkulation - Dexamethason - Kapillarleck - Pulmonaler Gefäßwiderstand

Key words:

Extravascular lung water - Extracorporeal circulation - Dexamethasone - Capillary leakage - Pulmonary vascular resistance

1 Herrn Prof. Dr. med. Dr. h. c. D. Kettler und Herrn Prof. Dr. med. H. Sonntag zum 65. Geburtstag gewidmet.

Literatur

• 1 Butler J, Rocker G M, Westaby S. Inflammatory response to cardiopulmonary bypass.  Ann Thorac Surg. 1993;  55 552-559
• 2 Wan S, LeClerc J L, Vincent J L. Inflammatory response to cardiopulmonary bypass.  Chest. 1997;  112 676-692
• 3 American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis.  Crit Care Med. 1992;  20 864-874
• 4 Hall R I, Smith M S, Rocker G. The systemic inflammatory response to cardiopulmonary bypass: pathophysiological, therapeutic, and pharmacological considerations.  Anesth Analg. 1997;  85 766-782
• 5 Macnaughton P D, Braude S, Hunter D N, Denison D M, Evans T W. Changes in lung function and pulmonary capillary permeability after cardiopulmonary bypass.  Crit Care Med. 1992;  20 1289-1294
• 6 Weiss Y G, Merin G, Koganov E, Ribo A, Oppenheim-Eden A, Medailon B, Peruanski M, Reider E, Bar-Ziv J, Hanson W C, Pizov R. Postcardiopulmonary bypass hypoxemia: a prospective study on incidence, risk factors, and clinical significance.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 2000;  14 506-513
• 7 Richter J A, Meisner H, Tassani P, Barankay A, Dietrich W, Braun S L. Drew-Anderson technique attenuates systemic inflammatory response syndrome and improves respiratory function after coronary artery bypass grafting.  Ann Thorac Surg. 2000;  69 77-83
• 8 Locke T J, Griffiths T L, Mould H, Gibson G J. Rib cage mechanics after median sternotomy.  Thorax. 1990;  45 465-468
• 9 Sténseth R, Bjella L, Berg E M, Christensen O, Levang O W, Gisvold S E. Effects of thoracic epidural analgesia on pulmonary function after coronary bypass surgery.  Eur J Cardiothorac Surg. 1996;  10 859-865
• 10 Byrick R J, Kay C, Noble W H. Extravascular lung water accumulation in patients following coronary artery surgery.  Can Anaesth Soc J. 1977;  24 332-345
• 11 Duma S, Aksakal D, Benzer W, Haider W, Krieger G, Polzer K, Schuhfried F. Intraoperative changes in extravascular lung water. Study on heart surgery patients.  Anaesthesist. 1985;  34 593-599
• 12 Lumb P D. A comparison between 25 % albumin and 6 % hydroxyethyl starch solutions on lung water accumulation during and immediately after cardiopulmonary bypass.  Ann of Surgery. 1987;  206 210-213
• 13 Sivak E D, Starr N J, Graves J W, Cosgrove D M, Borsh J, Estafanous F G. Extravascular lung water values in patients undergoing coronary artery bypass surgery.  Crit Care Med. 1982;  10 593-596
• 14 Hachenberg T, Tenling A, Rothen H U, Nystrom S O, Tyden H, Hedenstierna G. Thoracic intravascular and extravascular fluid volumes in cardiac surgical patients.  Anesthesiology. 1993;  79 976-984
• 15 Hoeft A, Korb H, Mehlhorn U, Stephan H, Sonntag H. Priming of cardiopulmonary bypass with human albumin or ringer lactate: effect on colloid osmotic pressure and extravascular lung water.  Br J Anaesth. 1991;  66 73-80
• 16 Kawamura T, Inada K, Nara N, Wakusawa R, Endo S. Influence of methylprednisolone cytokine balance during cardiac surgery.  Crit Care Med. 1999;  27 545-548
• 17 Jansen N J, Van Oeveren W, Van Der Broek L, Oudemans-van-Straaten H M, Stoutenbeek C P, Chang Njoek Joen M, Roozendaal K J, Eysman L, Wildevuur C R. Inhibition by dexamethasone of the reperfusion phenomena in cardiopulmonary bypass.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1991;  102 515-525
• 18 Toft P, Christiansen K, Tonnesen E, Nielsen C H, Lillevang S. Effect of methylprednisolone on the oxidative burst activity, adhesion molecules and clinical outcome following open heart surgery.  Scand Cardiovasc J. 1997;  31 283-288
• 19 Bronicki R A, Backer C L, Baden H P, Mavroudis C, Crawford S E, Green T P. Dexamethasone reduces the inflammatory response to cardiopulmonary bypass in children.  Ann Thorac Surg. 2000;  69 1490-1495
• 20 Vincent J L, Wan S, Yim A P. Steroids in cardiopulmonary bypass.  Crit Care Med. 2000;  28 3373-3374
• 21 Von Spiegel T, Hoeft A. Transpulmonale Indikatorverfahren in der Intensivmedizin.  Anaesthesist. 1998;  47 220-228
• 22 Von Spiegel T, Wietasch G, Buersch J, Hoeft A. HZV-Bestimmung mittels transpulmonaler Thermodilution.  Anaesthesist. 1996;  45 1045-1050
• 23 Boeck J C, Deuflhard P, Hoeft A, Korb H, Steinmann J, Wolpers H G, Hellige G. Evaluation of monoexponential extrapolation of transpulmonary thermal dye kinetics by use of a new model-free deconvolution algorithm.  Med Instrum. 1988;  22 20-28
• 24 Mehlhorn U, Hoeft A, Borowski A, Korb H, Stephan H, de Vivie R. Messung des extravaskulären Lungenwassers am Patienten: Höhere Genauigkeit bei pulmonalarteriellem und aortalem Indikatornachweis.  ECC International. 1990;  2 91-104
• 25 Mair P, Mair J, Seibt I, Furtwaengler W, Balogh D, Puschendorf B. Plasma elastase concentrations and pulmonary function after cardiopulmonary bypass.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1994;  108 184-185
• 26 Shafique T, Johnson R G, Dai H B, Weintraub R M, Sellke F W. Altered pulmonary microvascular reactivity after total cardiopulmonary bypass.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1993;  106 479-486
• 27 Friedman M, Sellke F W, Wang S Y, Weintraub R M, Johnson R G. Parameters of pulmonary injury after total or partial cardiopulmonary bypass.  Circulation. 1994;  90 II262-II268
• 28 Hild P G. Pathophysiology of cardiopulmonary bypass. A practical approach to cardiac anesthesia,.  Little, Brown and Company, Boston. 1995;  2nd Edition 482-498
• 29 Chenoweth D E, Cooper S W, Hugli T E, Stewart R W, Blackstone E H, Kirklin J W. Complement activation during cardiopulmonary bypass.  N Engl J Med. 1981;  304 497-503
• 30 Sinclair D G, Haslam P L, Quinlan G J, Pepper J R, Evans T W. The effect of cardiopulmonary bypass on intestinal and pulmonary endothelial permeability.  Chest. 1995;  108 718-724
• 31 Royston D. The inflammatory response and extracorporeal circulation.  J Cardiothorac Vasc Anesth. 1997;  11 341-354
• 32 Wan S, Le Clerc J L, Vincent J L. Cytokine responses to cardiopulmonary bypass: lessons learned from cardiac transplantation.  Ann Thorac Surg. 1997;  63 269-276
• 33 Koller M E, Bert J, Segadal L, Reed R K. Estimation of total body fluid shifts between plasma and interstitium in man during extracorporeal circulation.  Acta Anaesthesiol Scand. 1992;  36 255-259
• 34 Olthof C G, Jansen P G, De Vries J P, Kouw P M, Eijsman L, De Lange J J, De Vries P M. Interstitial fluid volume during cardiac surgery measured by means of a non-invasive conductivity technique.  Acta Anaesthesiol Scand. 1995;  39 508-512
• 35 Boldt J, v. Bormann B, Kling D, Görlach G, Hempelmann G. Der Einfluß der Beatmung mit unterschiedlich hohem endexspiratorischen Druck auf das extravaskuläre Lungenwasser (EVLW) nach extrakorporaler Zirkulation.  Anaesthesist. 1985;  34 287-293
• 36 Fernandez Mondejar E, Vazquez Mata G, Cardenas A, Mansilla A, Cantalejo F, Rivera R. Ventilation with positive end-exspiratory pressure reduces extravascular lung water and increases lymphatic flow in hydrostatic pulmonary edema.  Crit Care Med. 1996;  24 1562-1567
• 37 Boldt J, Zickmann B, Dapper F, Hempelmann G. Does the technique of cardiopulmonary bypass affect lung water content?.  Eur J Cardiothorac Surg. 1991;  5 22-26
• 38 Hachenberg T, Tenling A, Nystrom S O, Tyden H, Hedenstierna G. Ventilation-perfusion inequality in patients undergoing cardiac surgery.  Anesthesiology. 1994;  80 509-519
• 39 Tenling A, Hachenberg T, Tyden H, Wegenius G, Hedenstierna G. Atelectasis and gas exchange after cardiac surgery.  Anesthesiology. 1998;  89 371-378
• 40 Boldt J, v. Bormann B, Kling D, Jooss D, Moosdorf R, Hempelmann G. Der Einfluss von Glucocorticoiden auf das extravasculäre Lungenwasser nach extracorporaler Zirkulation.  Anaesthesist. 1986;  35 238-244
• 41 Boldt J, von Bormann B, Kling D, Mulch J, Hempelmann G. Age and cardiac surgery. Influence on extravascular lung water.  Chest. 1987;  91 185-189
• 42 Riedel B. The pathophysiology and management of perioperative pulmonary hypertension with specific emphasis on the period following cardiac surgery.  Int Anesthesiol Clin. 1999;  37 55-79

1 Herrn Prof. Dr. med. Dr. h. c. D. Kettler und Herrn Prof. Dr. med. H. Sonntag zum 65. Geburtstag gewidmet.