Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen - Indikationen für die O₂-Langzeittherapie

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Unter den chronisch-obstruktiven Lungenerkrankungen subsumiert man im Wesentlichen das Asthma bronchiale sowie die chronisch obstruktive Bronchitis und die verschiedenen Emphysemformen [1].

Andere Krankheitsbilder, die mit einer pulmonalen Obstruktion einhergehen, sind das dyskinetische Ziliensyndrom, die Mukoviszidose, die Bronchiolitis obliterans etc., welche im Allgemeinen nicht unter dem Begriff „Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen” subsumiert werden.

Die Diagnose „Asthma” wird meist lungenfunktionell objektiviert. Sie ist funktionell charakterisiert als eine intermittierende, wechselnd persistierende Atemwegsobstruktion, ausgelöst als Folge einer allergogenen oder nicht allergogenen Provokation mit variabler bronchialer Hyperreagibilität. Vorwiegend Mastzellen und T-Helfer₂-Lymphozyten, neutrophile und eosinophile Granulozyten kennzeichnen die zugrunde liegende, genetisch determinierte Entzündung der Atemwege (Tab. [1]).

Tab. 1 Auslöser von Asthma bronchiale

exogene (IgE-vermittelt) Allergene: inhalativ, oral, parenteral

endogene (nicht-IgE-vermittelt) Medikamente: ASA, Indometacin etc.

unspezifische Auslöser: - Medikamente: β-Blocker - Atemwegsinfektionen (Viren) - physikalische und chemische - Inhalationsreize (Rauch etc.) - körperliche Anstrengung - Psyche (konditionierte Reflexe)

Für die chronische Bronchitis gilt immer noch die anamnestische WHO-Definition: Husten mit Auswurf an den meisten Tagen während mindestens je 3 Monaten in 2 aufeinander folgenden Jahren. Die Ursachen sind vielfältig, wobei die neutrophilen Granulozyten und in der akuten Exazerbation (Steroidindikation) auch die Eosinophilen dominieren (Tab. [2]). Elastasenfreisetzung und Antiproteinasenmangel sind nebst genetischen Faktoren für das Fortschreiten der Erkrankung, insbesondere der dadurch bedingten Emphysemgenese, maßgebend.

Tab. 2 Chronische Bronchitis

exogene Ursachen:

„private air pollution” (Rauchen) „community air pollution” (SO2, O3, NOx) rezidivierende Infekte (Bakterien, Viren)

endogene Ursachen:

„dyskinetic cilia syndrome” (Kartagener) Hypogammaglobulinämie, IgA-Mangel PI-deficiency, Mukoviszidose, Atopie?

Das Emphysem ist nach morphologisch-anatomischen Gesichtspunkten als „irreversibler Lungenparenchymverlust, einhergehend mit einem alveolaren Oberflächen- und elastischen Retraktionskraftverlust des Lungengewebes, definiert.

Diese drei Krankheitsbilder werden in der klinischen Routineuntersuchung mittels Ganzkörperplethysmograhie, CO-Diffusionskapazitäts- und arterieller Blutgasmessung schweregradmäßig eingeteilt.

Gelingt es, die ganzkörperplethysmographisch objektivierte pulmonale Obstruktion (Abb. [1]) durch eine akute (β₂-Reversibilitätstest) oder länger dauernde pharmakotherapeutische Maßnahme (Kortikoid, β₂- und/oder Anticholinergika-Reversibiltätstest) teilweise oder ganz reversibel zu gestalten, so liegt eine asthmatische oder bronchitische Atemwegsobstruktion vor. Bei pharmakotherapeutisch irreversibler Atemwegsobstruktion mit Lungenüberblähung und erniedrigtem Einatemzug-CO-Transfer (T_LCO) handelt es sich um ein Lungenemphysem, wobei das Helium-single-breath-Volumen in maximaler Inspirationslage stets kleiner als die ganzkörperplethysmographisch gemessene Totalkapazität ausfällt.

Abb. 1 Die Differenzialdiagnose „Asthma”, „chronische Bronchitis” und „Lungenemphysem” geschieht in erster Linie mittels Lungenfunktionstests

Die Differenzialdiagnose zwischen Asthma und Chronischer Bronchitis lässt sich im Carbachol-Provokationstest realisieren, indem bei Asthma die dosisabhängige Bronchokonstriktion im Verlauf der Zeit variabel ausfällt, währenddessen sie bei der chronischen Bronchitis weitgehend negativ oder konstant positiv gemessen wird. Das Letztere gilt auch für das Lungenemphysem, dessen Diagnose sich aber meist schon aus der Kurz- und Langzeit-Irreversibilität der Atemwegsobstruktion unter Pharmakotherapie ergibt. Ein normaler CO-Transferfaktor schließt ein wesentliches Lungenemphysem aus.

Unter COPD (Chronic obstructive pulmonary disease) versteht man die Kombination von den anamnestisch zu erhebenden Symptomen der chronischen Bronchitis mit den funktionellen und evtl. auch radiologischen (CT) Zeichen des Lungenemphysems. Die COPD wird nach den WHO-Prognosen weltweit von der 5. auf die 3. Stelle nach Herzversagen und Schlaganfällen in der Statistik der Todesursachen vorrücken. Hauptursache für das Zunehmen der COPD ist nicht die größer werdende Umweltverschmutzung oder die Staubexpositionszunahme am Arbeitsplatz, sondern die wachsende Zahl nikotinsüchtiger Raucher. Es erstaunt daher nicht, dass die COPD eine Präkanzerose und die chronische Raucher-Bronchitis Hauptursache für den häufigsten, zum Tode führenden Krebs, das Bronchialkarzinom, ist.

Wir können in diesem Zusammenhang festhalten: Die Raucherpathologie ist im Wesentlichen irreversibel. Chirurgische und pharmakotherapeutische Ansätze sind im Vergleich zur Nikotinabstinenz bedeutungslos. Das Inhalationsrauchen ist und bleibt der größte vermeidbare gesundheitliche Risikofaktor, den wir kennen. Die O₂-Langzeittherapie ist die einzige lebensverlängernde therapeutische Maßnahme bei fortgeschrittener COPD mit O₂-bedürftiger respiratorischer Insuffizienz [2].

Indikationen zur O₂-Langzeittherapie (LZT)

Die O₂-LZT wird heute als rein symptomatische Therapie bei allen Formen von Herz-, Lungen und/oder Atempumpversagen induzierter respiratorischer Insuffizienz angewendet, wobei man sich aufgrund der Studien der 80er Jahre, welche nach Evidence-based-medicine-Kriterien bei Patienten mit COPD eine Lebensverlängerung und Lebensqualitätverbesserung nachgewiesen haben, richtet [3] [4] [5].

Wirkungen der O₂-Atmung

Es gilt, sauber zwischen der Indikation für eine akute O₂-Gabe und der O₂-LZT zu unterscheiden. Eine O₂-LZT ist stets indiziert, wenn der O₂-Partialdruck drei Monate lang unter 55 - 60 mm Hg liegt. Dabei sollte berücksichtigt werden, dass der CO₂-Partialdruck auf 40 mm Hg standardisiert wird. PaO₂ standardisiert = PaO₂ gemessen - 1,66 × (40 - PaCO₂ gemessen). Dieses Vorgehen ist sinnvoll, um Patienten, welche durch Hyperventilation und daher erhöhte Atemarbeit versuchen, ihren O₂-Partialdruck über die Grenze der O₂-Bedürftigkeit anzuheben. Sie sind meistens dyspnoeischer als Patienten, welche durch relative Hypoventilation, d. h. erhöhten arteriellen CO₂-Parialdruck, ihren O₂-Partialdruck überproportional senken, um Atemleistung zu sparen. Die O₂-Gabe erlaubt den meisten Patienten, ihre Atemarbeit zu reduzieren. Hierbei gilt es abzuklären, ob die O₂-Gabe allein nicht zu Somnolenz oder sogar zu einem Narkose verursachenden PaCO₂-Anstieg führt. Resultiert die O₂-Gabe in einer ungenügenden Ventilation mit kritischem CO₂-Anstieg, so darf die O₂-Gabe auf keinen Fall entzogen werden, da dadurch der Patient der Gefahr ausgesetzt wird, an O₂-Mangel zu versterben oder mindestens einen hypoxischen Hirnschaden zu erleiden. In allen Fällen mit unter O₂-Gabe ungenügender Ventilation muss daher sofort eine nicht invasive oder invasive Beatmung unter fortgesetzter O₂-Gabe eingeleitet werden (Abb. [2]). Bei Patienten mit so genannter stabiler respiratorischer Globalinsuffizienz, d. h. mit nicht kritisch erhöhtem CO₂-Partialdruck, unter kontinuierlicher O₂-Gabe konnte in den einschlägigen prospektiv randomisierten Studien gezeigt werden, dass die so genannten „Blue bloater” gegenüber den normo- und hypokapnischen „Pink-puffer”-Patienten einen Überlebensvorteil genießen, da die O₂-Gabe bei relativer Hypoventilation die Atempumpe entlastet und damit der Atemmuskulatur erlaubt, sich zu erholen, ebenso wie die intermittierende Selbstbeatmung (Abb. [3]).

Abb. 2 Die Atempumpe umfasst alle Strukturen, welche an der Ventilation beteiligt sind außerhalb der Atemwege und der Lunge. Herzfehler und Herzmuskelversagen („Herzpumpenversagen”) können ebenfalls zu einer respiratorischen Partialinsuffizienz führen. Jedes Versagen der Atempumpe, das anfallende CO₂ adäquat abzuatmen, führt zur respiratorischen Globalinsuffizienz.

Abb. 3 Patient mit individuell angefertigter Nasenmaske zur intermittierenden Selbstbeatmung in Kombination mit O₂-LZT bei chronisch respiratorischer Globalinsuffizienz als Folge von COPD mit Atempumpversagen mit besonderer Dekompensationsgefahr (CO₂-Narkose) nachts respektive im Schlaf.

Die O₂-LZT hat viele positive Wirkungen auf die O₂-Transportkette [6] [7] [8] [9] [10] [11] durch Verminderung von:

• Atemantrieb (PaO₂-Anstieg)

• Atemleistung (Totraumreduktion, Atempumpleistungsreduktion)

• Herzleistungsreduktion (O₂-Gehaltserhöhung → HZV-Erniedrigung)

• Blutviskositätserniedrigung durch Hämoglobingehaltsnormalisierung

• Lungenstrombahneinengung durch Beseitigung der alveolären Hypoxie mit Rechtsherzentlastung über v. Euler-Liljestrand-Reflex als Akut- und Gefäßremodelling als Langzeiteffekt

• Herzrhythmusstörungen durch Verminderung supra- und ventrikulärer Extrasystolen (Abb. [4])

Abb. 4 Abnahme der supraventrikulären und ventrikulären Extrasystolen unter nächtlicher O₂-Gabe von 2 l O₂/min im Gegensatz zur Luftatmung über Nasenbrille.

Folgen der optimierten Gewebsoxigenation durch Anhebung des O₂-Partialdruckes in der Einatmungsluft und des O₂-Transportvermögens des Blutes (O₂-Gehalt) sind auch die Verbesserung der Schlafqualität (Dauer - s. Abb. [5] -, REM-Stadium, Stadium II, III und IV) und der körperlichen Leistungsfähigkeit (Gehstrecke) sowie, last but not least, der intellektuellen Fähigkeiten (Vigilanz).

Abb. 5 Schlafstadienverteilung ohne (links) und mit (rechts) 2 l O₂/min. Unter O₂ kommt es zu einer Zunahme der Schlafstadien REM, III und IV (Tiefschlaf) und zu einer Abnahme des Wachanteils.

O₂-Atmungsdauer

Sie sollte möglichst über 24 Stunden ununterbrochen erfolgen, da der O₂ nur so lange wirkt, als er geatmet wird. O₂-Gaben von weniger als 12 Stunden/Tag wirken nicht mehr lebensverlängernd. Die O₂-Partialdrücke oder besser: der O₂-Gehalt des Blutes sollte nach Möglichkeit bis in den Normbereich angehoben werden.

O₂-Dosierung

Sie wird nach 20-minütiger treppenförmiger Anhebung der inspiratorischen O₂-Zufuhr von 1 auf 2 und 3 l pro min (so genannte Sauerstofftreppe) blutgasanalytisch aus dem hyperämisierten Ohrläppchen vorgenommen. Pulsoximetrische Messungen können bei wiederholten Kontrollen genügen, sie erlauben aber keine Erfassung des CO₂-Partialdruckes. Kontrolluntersuchungen im Schlaflabor oder mittels transkutanen Screening-Geräten können zur Klärung einer nächtlichen Hypoventilation mit oder ohne Apnoephasen und begleitendem Schlafapnoe-Syndrom notwendig werden.

O₂-Applikation

Die O₂-Behandlung erfolgt meist über Nasenbrillen mit oder ohne inspirationsgesteuerte O₂-Sparsysteme. Letztere sind vor allem bei Flüssig-O₂-Gabe indiziert, um O₂ zu sparen.

Am wirksamsten ist das Legen eines Minitrachealkatheters oder die Gabe von O₂ über eine bereits bestehende Trachealkanüle. Letztere Maßnahmen sind vor allem bei den Patienten in Erwägung zu ziehen, welche über Nasensonden nicht ausreichend oxigeniert werden können. Gesichtsmasken sind im Allgemeinen für die O₂-LZT ungeeignet.

O₂-Quellen, stationäre und tragbare Geräte

• O₂-Konzentratoren sind die ökonomischste Art, O₂ zu verschreiben. Allerdings kommen sie nur infrage für Patienten, die nicht mehr als 3 l O₂/min benötigen und nicht mehr mobil sind, d. h. die sich stets zu Hause aufhalten. Neue Systeme, welche aus Konzentratoren O₂ in Flaschen abfüllen lassen für die mobile O₂-Heimtherapie haben sich bis jetzt noch nicht durchgesetzt.

• O₂-Flüssigsysteme sind heute bei allen Patienten, die mobil sind sowie tagsüber und nachts und bei körperlicher Belastung O₂ benötigen, bevorzugte O₂-Quelle. Sie erlauben einen maximalen Aktionsradius und bei entsprechender Beachtung der Logistik in verschiedenen Ländern auch größere Reisen.

• O₂-Gasdruckflaschen werden bei Patienten mit O₂-Sparsystemen mit Ein- bis Zweiliterflaschen sowie bei Patienten für kurze Aufenthalte außer Haus eingesetzt. Als stationäre O₂-Quelle sind Gasdruckflaschen zu teuer und logistisch zu aufwändig, da sie schneller leer sind als Flüssigkeitstanks. Wie bereits erwähnt, wird sich zeigen, ob sich die neuen leichten O₂-Flaschen aus Kunststoff oder aus Aluminium, welche über O₂-Konzentratoren zu Hause nachgefüllt werden können, zu einer zukunftsträchtigen Alternative zu den etwas schwereren tragbaren Flüssig-O₂-Tanks entwickeln.

O₂-Befeuchtung

Sie sollte nur verordnet werden, wenn von Seiten des Patienten, vor allem bei höheren O₂-Flüssen, wegen Austrocknung der Schleimhäute über entsprechende Beschwerden geklagt wird. 0,9 %ige sterile Kochsalzlösung ist hierfür geeignet, destilliertes Wasser für Autobatterien ist nicht zu empfehlen, hingegen genügt auch abgekochtes Leitungswasser in den meisten Fällen, um den zu trockenen inspiratorischen O₂ ohne Infektionsgefahr zusätzlich anzufeuchten.

Technische Kontrollen

Sie sollten am besten alle sechs Monate durch die Lieferanten bzw. bei den O₂-Füllungsterminen vorgenommen werden. Dabei sollte auch überprüft werden, ob sich der O₂-Konsum mit der therapeutischen Empfehlung des Arztes deckt. Nichts ist sinnloser als eine wirksame Therapieverschreibung, welche vom Patienten nicht eingehalten, aber vom Kostenträger bezahlt wird (Non compliance ist die teuerste Krankheit unseres Gesundheitswesens).

Ärztliche Kontrollen

Wir empfehlen, am Anfang in Abständen von drei Monaten in einem entsprechend ausgewiesenen Zentrum Verlaufskontrollen durchzuführen. Dabei sollten nicht nur die Blutgase und der Hb-Gehalt, sondern auch der HbCO-Gehalt überprüft werden, um festzustellen, ob die empfohlene Raucherabstinenz eingehalten wird. Spirometrische oder ganzkörperplethysmographische Kontrollen sind ebenfalls indiziert, vor allem bei Symptomexazerbationen, wo es gilt, auch die Pharmakotherapie entsprechend anzupassen.

Ob Patienten, welche nach längerer O₂-LZT aufgrund der Verbesserung des Krankheitsbildes durch Nikotinabstinenz, konsequente Pharmakotherapie und O₂-LZT die eingangs erwähnten Kriterien für die Fortführung der Therapie nicht mehr erfüllen, weiter O₂ zuführen sollen, ist nach Evidence-based-medicine-Kriterien noch nicht untersucht. Hier können auch ergometrische Belastungstests helfen, die O₂-LZT-Gabe sinnvoll zu adaptieren [12]. Wir diskutieren mit den Patienten jeweils einen Auslassversuch, wobei aufgrund der Pathophysiologie der Lungenkrankheit bei Exazerbationen die O₂-LZT doch meistens wieder indiziert ist. Der Übergang von der alleinigen O₂-LZT zur Kombination mit der nicht invasiven Langzeit-Selbstbeatmung ist bei uns leider die häufigere Alternative [2] [13].

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass von der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie kürzlich Leitlinien zur O₂-LZT publiziert wurden [14]. Es handelt sich um die erste S3-Leitlinie (u. a. evidenzbasierte formale Konsensusfinding) nach AWMF-Konzept in der Pneumologie [15].

Literatur

• 1 Joos L, Paré , Sandford A J. Genetic risk factors of chronic obstructive pulmonary disease.  Swiss Med Weekly. 2002;  132 27-37
• 2 Pauwels R A, Buist A S, Calverley P MA. et al . Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease.  Am J Respir Crit Care Med. 2001;  163 1256-1276
• 3 Noctural Oxygen Therapy Trial Group . Continuous or nocturnal oxygen therapy in hypoxic chronic lung disease.  Am Intern Med. 1980;  93 391-398
• 4 Matthys H. Indikationen für Langzeit-(Heim-)Sauerstofftherapie.  Prax Pneumol. 1981;  35 471-546
• 5 Medical Research Council . Long therm oxygen therapy in chronic hypoexemid or pulmonale complicating chronic bronchitis and emphysema.  Lancet. 1981;  1 681-686
• 6 Klein G, Rühle K H, Matthys H. Longterm oxygen therapy vs. IPPB-therapy in patients with COLD and respiratory insufficiency.  Eur J Resp Dis. 1986;  69 409-415
• 7 Rühle K H, Müller B, Klein G. et al . Polygraphische Nachtmessungen - transkutane Blutgase, Pulmonalisdruck, Schlafstadien unter O₂-Therapie bei chronisch obstruktiver Ventilationsstörung.  Prax Klin Pneumol. 1987;  41 293-298
• 8 Rühle K H, Kempf P, Mössinger B. et al . Einfluss von Almitrin, einem Chemorezeptorstimulator, auf die nächtliche Hyperkapnie und den pulmonalarteriellen Druck unter O₂-Atmung bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung.  Prax klin Pneumol. 1988;  42 411-414
• 9 Rühle K H, Klein G, Köhler D. et al . Effekte einer nächtlichen O₂-Therapie auf Gasaustausch, Haemodynamik und Schlafstadien bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung.  Atemw-Lungenkrkh. 1986;  12 318-323
• 10 Rühle K H, Huber G, Klein G. et al . Die Beeinflussung nächtlicher kardialer Rhythmusstörungen durch Sauerstofftherapie bei Patienten mit chronisch obstruktiver Ventilationsstörung.  Z Kardiol. 1983;  604-607
• 11 Rühle K H, Köhler D, Huber G. et al . Nächtliche Hypoxie und Hyperkapnie bei Patienten mit chronisch obstruktiver Ventilationsstörung. Therapie mit einem peripheren Chemorezeptorenstimulator.  Prax Klin Pneumol. 1985;  39 197-200
• 12 Rühle K H, Schmitz-Schumann M, Matthys H. Ergometrie mit Messung der Blutgase. Sollwerte, Indikationen, Aussagemöglichkeiten.  Med Welt. 1989;  40 882-886
• 13 Matthys H, Seeger W. Hrsg .Klinische Pneumologie. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 2002
• 14 Deutsche Gesellschaft für Pneumologie . Leitlinien zur Langzeit-Sauerstofftherapie.  Pneumologie. 2001;  55 454-464
• 15 Sitter H, Goeckenjan G, Magnussen H. Der Weg zur ersten S3-Leitlinie in der Pneumologie.  Pneumologie. 2001;  55 452-453