Themen zur aktuellen Bergmedizin

(aus: Internationaler Kongress der Bergmedizin 1997)

Zusammenstellung: Andreas Schweizer

Höhenphysiologie

         Die Atmungsregulation

         Veränderungen des Blutes und Kreislaufes

Höhenkrankheit

         Akute Höhenkrankheit (AMS)

         Höhenlungenödem (HAPE)

         Höhenhirnödem (HACE)

         Individuelle Anfälligkeit für Höhenkrankheit

Akklimatisation

         Akklimatisationszeit

         Mechanismus der Akklimatisation

         Prinzipien der Akklimatisation

         Zeichen einer gut erreichten Akklimatisation

         Medikamente

         Flüssigkeitsverlust (Dehydratation)

Die Bergapotheke

Chirurgische Techniken

         Schrittweises Vorgehen bei Brüchen

         Spezielles Vorgehen

         Thorakostomie

Unterkühlung (Hypothermie)

         Mechanismen des Wärmeverlust

         Physiologie / Pathophysiologie

         Stadien der Hypothermie

         Mechanismen zur Entstehung der Hypothermie

         Flüssigkeitsbilanz

         Wärmeverlust über die Atmung

         Therapeutische Richtlinien bei Erschöpfungshypothermie

 

 

Höhenphysiologie

Das Ziel der Höhenphysiologie ist es die Veränderungen im menschlichen Körper bei Aufenthalt in hohen Regionen zu beschreiben. Der mit zunehmender Höhe abnehmende Luftdruck und Partialdruck des Sauerstoffes ist der bislang wichtigste bekannte Faktor, welcher die Veränderungen im Menschen in der Höhe beeinflusst. In 4000 m Höhe ist der Partialdruck des Sauerstoffes in den Lungenbläschen weniger als die Hälfte so gross wie auf Meereshöhe. Da aber im Gegensatz dazu der Druck in den Zellen praktisch gleich gross bleibt, gelangt nur noch halb soviel Sauerstoff in das Gewebe. Es steht also nur noch halb soviel Sauerstoff für den äroben Stoffwechsel zur Verfügung. Dementsprechend ist die körperliche Leistung auf dieser Höhe deutlich eingeschränkt. Die körperliche Höchstleistung ist so auf 2000 m um 10 % und auf 3500 m um 20 % eingeschränkt. Diese veränderten Druckverhältnisse und die niedrige Lufttemperatur führen ebenfalls dazu, dass vermehrt Wasserdampf von den Zellen in die Umgebungsluft abgepresst wird und so der Flüssigkeitsverlust über die Atemluft in der Höhe beträchtlich zunimmt.

Tabelle. Luftdruck, inspiratorischer 02-Partialdruck (angefeuchtete Einatemluft) und alveolärer 02-Partialdruck in Abhängigkeit von der Höhe ü.M. In der letzten Spalte sind die 02-Fraktionen angegeben, mit denen sich in Meereshöhe die entsprechenden 02-Partialdrücke simulieren lassen (100 mm Hg = 13,3 kPa)

(aus: Physiologie des Menschen, Schmidt/Thews)

Höhe ü. Meer

Luftdruck

Inspiratorischer 02- Partialdruck 

Alveolärer 02 Partialdruck

Der Höhe ü.M. entsprechende Fraktion in Meereshöhe

(m)

(mm Hg)

(mm Hg)

(mm Hg)

 

0

760

449

105

0,2095

2000

596

115

76

0,164

3000

526

100

64

0,145

4000

462

87

50

0,127

5000

405

75

42

0,l12

6000

354

64

38

0,098

7000

308

is

35

0,085

8000

267

46

32

0,074

10000

199

32

 

0,055

14000

106

12

 

0,029

19000

49 0,4   0,014

 

 

 

 

 

Die Anpassungen des menschlichen Körpers an die Höhe wird vor allem durch Veränderungen der Atmung, des Blutes und zu einem kleinen Teil durch die Niere und Leber gewährleistet. Der grösste Anteil der Anpassung findet in den ersten 3-10 Tagen statt, wobei auch noch nach 4-6 Wochen leistungsabhängige Veränderungen stattfinden können. Die endgültige Höhenanpassung dauert jedoch Monate bis Jahre.

Tabelle. Verschiedene Blut-, Atmungs- und Kreislaufparameter von Höhenbewohnern (Morococha) und Vergleichswerte von Tieflandbewohnern (Lima); 100 mm Hg = 13,3 kPa, jeweils Ruhewerte

(aus: Physiologie des Menschen, Schmidt/Thews)

Blut:

4540 m ü M..

Meereshöhe

Erythrocyten (Mio/~l)

6,44

5,11

Reticulocyten (Tausend/~l)

46

18

Thrombocyten (Tausend/~l)

419

401

Leukocyten (Tausend/~l)

7,0

6,7

Hämatokrit (%)

60

47

Hämoglobingehalt (g/dl)

20,1

15,6

Blutvolumen (ml/kg)

101

80

Plasmavolumen (ml/kg)

39

42

pH-Wert, arterielles Blut

7,39

7,41

Pufferbasen (mmol/l)

45,6

49,2

     

Atemzeitvolumen in Ruhe

0,19

0,13

BTPS (l~min~1~kg~1)

   

PO2~ alveolär (mm Hg)

51

104

Pco2, alveolär (mm Hg)

29,1

38,6

Arterielle 02-Sättigung

81

98

     

Pulsfrequenz in Ruhe (min)

72

72

Blutdruck in Ruhe (mm Hg)

93/63

116/79

Die Atmungsregulation

Normalerweise wird die Atmung durch den Gehalt an Kohlendioxid (CO2) im Blut, dem Abfallprodukt des Stoffwechsels, reguliert. Nimmt der CO2 Gehalt im Blut bei vermehrter körperlicher Arbeit zu, wird die Atmung beschleunigt, das CO2 abgeatmet, und so der normale CO2 Pegel und der davon abhängige Säure-Base-Status im Blut wieder hergestellt. Nimmt nun der Sauerstoffgehalt der eingeatmeten Luft während eines Aufenthaltes in der Höhe ab, merkt dies das CO2 Reglersystem im Körper vorerst nicht und es wird gleichstark weitergeatmet. Dadurch gelangt aber nicht genügend Sauerstoff ins Blut und Gewebe. Es entsteht ein Sauerstoffdefizit oder Hypoxie. Geschieht dieser Sauerstoffabfall und Hypoxie besonders schnell, zum Beispiel während eines raschen Aufstieges, kann das Sauerstoffdefizit im Körper so gross werden, dass Symptome der Höhenkrankheit auftreten.

Erst nach einer gewissen Zeit von einigen Stunden beginnt das Sauerstoffreglersystem des Körpers auf die Hypoxie mit einer Mehratmung zu reagieren um so die Sauerstoffanreicherung im Blut zu erhöhen. Diese Mehratmung führt jedoch wieder zu einer verstärkten Abatmung des CO2 und folgendem Anstieg des pH. Dies führt wiederum zu einer Hemmung der Atmung über das CO2 / pH Reglersystem. Da die Atmung neben der Funktion der Sauerstoffaufnahme auch für die unmittelbare Kontrolle des Säure-Basen Haushaltes verantwortlich ist, kann die Mehratmung nur bis zu einem bestimmten Ausmass gesteigert werden. Wiederum nach einiger Zeit beginnen jedoch die Nieren den durch den CO2 Verlust ansteigenden pH durch vermehrtes Ausscheiden von NaHCO3 in den Urin zu kompensieren. Verschiedene Reglermechanismen, die von unterschiedlichen Parametern abhängig sind, kontrollieren die Atmung und versuchen das biochemische Gleichgewicht beizubehalten.

Während dieser Anpassungs- oder Akklimatisationsphase nimmt so die Atmung vor allem in den 5 - 10 ersten Tagen stetig zu bis sie schliesslich nach 4 - 6 Wochen das Maximum erreicht. Das Atemzeitvolumen kann so bis um 50 % gesteigert werden.

Veränderungen des Blutes und Kreislaufes

Die Funktion der roten Blutkörperchen ist es, den Sauerstoff von den Lungen in alle Regionen des Körpers zu transportieren. Der Aufenthalt in Höhe und der damit verbundene Sauerstoffmangel führen zu einer Vermehrung der roten Blutkörperchen um etwa 20 % in den ersten 10 Tagen. Die Sauerstofftransporkapazität des Blutes wird so deutlich erhöht. Als Folge davon nimmt aber auch die Flüssigkeitsdichte (Viskosität) des Blutes zu, was die Gefahr für Thrombosen und Thromboembolien erhöht.

Während der ersten Tage in Höhe nimmt die Pulsfrquenz zu um  mit zunehmender Anpassung wieder abzunehmen, bis schliesslich die gleiche Ruheherzfrequenz wie in tiefen Regionen erreicht wird. Das Herzzeitvolumen in Ruhe ist leicht erhöht wobei es bei maximaler bei Anstrengung vermindert vermindert ist.

Die Blutgefässe werden durch den Sauerstoffmangel weitgestellt und so der Widerstand vermindert. Das Herzzeitvolumen nimmt zu. Eine Ausnahme bilden die Lungengefässe, welche sich durch die Hypoxie zusammenziehen und so den Blutdruck im Lungenkreislauf erhöhen. Es wird vermutet, dass dieser Mechanismus zum Lungenödem führt.

Höhenkrankheit

Die Höhenkrankheit ist ein Symptomenkomplex, der sich bei nicht genügender Anpassung oder Akklimatisation in der Höhe manifestiert. Als Hauptursache wird der Sauerstoffmangel betrachtet. Der Mechanismus ist jedoch nicht völlig geklärt. Folgende drei Krankheitsgruppen werden unterschieden.

- Akute Höhenkrankheit (AMS)

- Höhenlungenödem (HAPE)

- Höhenhirnödem (HACE)

Es können jeweils nur eines, zwei oder auch alle drei Untergruppen der Höhenkrankheit zusammen auftreten.

Akute Höhenkrankheit (AMS)

Vorkommen: 40 bis 70 %

Mechanismus: Sauerstoffarmut und schneller Aufstieg lassen dem Körper nicht genug     Zeit sich den neuen Umweltverhältnissen anzupassen.. Verminderte Atmung (Hypoventilation) und daraus folgender Sauerstoffmangel (Hypoxie) von einigen Stunden führt zu leichtem Hirnödem und Symptomen der AMS. Die Mehratmung kann erst einsetzen, wenn die Nieren die HC03 und H Ausscheidung vermindern und dessen Verlust durch die Lungen kompensieren. Eine Alkalose wird so vermieden. Die für eine neue Höhe benötigte Zeit für diese Anpassung oder Akklimatisation beträgt 2-4 Tage.

Symptome: Kopfschmerzen, Appetitverlust, Übelkeit, Erbrechen, Müdigkeit, Atemnot Schwindel, Ohrensausen, Schlafschwierigkeiten, Oedeme, verminderte Wasser- und Salzausscheidung.

Prävention: lansamer Aufstieg, über 3000 m nicht mehr als 300 m pro 24 h, Ueberanstrengung vermeiden, Acetazolamid (Diamox retard) 2 x 125 m - 500 mg pro 24 h, Dexamethason 4 mg alle 6 bis 12 h.

Therapie: Milde Symptome: Ruhetag, Entspannung, Aspirin 3 x 500 mg pro 24 h, Acetaminophen / Paracetamol (Panadol) 3 x 500 mg pro 24 h, Acetazolamid (Diamox retard) 2 x 125 m - 500 mg pro 24 h.

Ernstere Symptome: schneller Abstieg, Evakuierung, Sauerstoff, Dexamethason 8 mg 1 mal dann 4 mg alle 6 h, Prednison 50-100 mg 1 mal dann 50 mg alle 8 bis 12 h, tragbare Ueberdruckkammer (nur erste 12 h)

Höhenlungenödem (HAPE)

Vorkommen: 1-3 %,

Mechanismus: 1. Sauerstoffarmut (Hypoxie) führt zum Gefässzusammenzug der Lungenarterien und so zu dessen Druckerhöhung (= physiologischer Umverteilmechanismus auf Meereshöhe). Gefässwiderstand erhöht sich um das 3 bis 5 fache. Flüssigkeit wird vom Gefässsystem in die Lungenbläschen abgepresst.

2. Verstärkte Durchlassbarkeit (Permeabilität) der Lungenblutgefässe für eiweissreiche Flüssigkeit und rote Blutkörperchen (Mechanismus unbekannt).Verstärkung des Effektes bei körperlicher Anstrengung, Hochlagern der Beine und flachem Liegen.

Symptome: Atemnot, Husten, Keuchen, blaue Lippen (Cyanose), Schnellatmigkeit (Tachypnoe), rosa schaumiger bis blutiger Auswurf.

Prävention: langsamer Aufstieg, möglichst niedrige Schlafhöhe, Schlafen in sitzender Position, wenig körperliche Anstrengung.

Nifedipin (Adalat retard) 20 mg alle 8 h.

Therapie: schneller Abstieg, Sitzende Position, Beine herunterhängen lassen, jede Anstrengung vermeiden, Sauerstoff, Nifedipine (Adalat retard) 10 mg Adalat + 20 mg Adalat retard 1 mal dann 20 mg Adalat retard alle 6 h, tragbare Ueberdruckkammer (nur erste 12 h)

Höhenhirnödem (HACE)

Vorkommen: um 1.2 %, bei schnellem Aufstieg ab 2000 - 2500 m, jüngere Bergsteiger     sind anfälliger

Mechanismus: Hypoxie beeinträchtigt Na/K Pumpe in der Zellmembran, dies führt zu Ca und Wassereinstrom in die Zelle und so zu Schwellungen und Blutungen in der weissen Hirnsubstanz, Blutgefässe werden undicht, Hirnvolumen nimmt zu, Druck im Schädelinnern nimmt zu.

Symptome: Koordinationsstörungen (Ataxie), Gangstörungen, Desorientierung,Sprachschwierigkeiten, Verwirrung, Schläfrigkeit, Ohrensausen, Lähmungen an Beinen und Armen, Nackensteife, Augenflackern (Nystagmus), fortschreitender Bewusstseinsverlust, Papillenoedem, Netzhautblutungen

Prävention: lansamer, etappierter Aufstieg,

Therapie: Abstieg,, Evakuierung, Sauerstoff, Dexamethason 8 mg 1 mal dann 4 mg alle 6 h, Prednison 50-100 mg 1 mal dann 50 mg alle 8 bis 12 h, tragbare Ueberdruckkammer (nur erste 12 h)

Individuelle Anfälligkeit für Höhenkrankheit wahrscheinlicher bei:

- niedrigem arteriellem Sauerstoffgehalt

- niedriger Ansprechbarkeit der Mehratmung bei tiefem Sauerstoffgehalt der Luft

- Grössenverhältnis Gehirn - Schädel, dadurch sind ev. ältere Leute weniger anfällig

- Individuen mit hohem Lungenarteriendruck auf Meereshöhe

- Lungengefässerkrankungen, Infektionen der Atemwege

Akklimatisation

Akklimatisation wird der Vorgang bezeichnet bei dem sich der menschliche Körper auf eine neue Höhenregion anpasst.

Einteilung in drei relevante Höhenregionen:

1. Tiefe und mittlere Regionen 0 - 2500 m

kein Auftreten von ernsthafter Höhenkrankheit bekannt, keine Akklimatisation nötig

2. Hohe Regionen 2500 - 5300 m

Höhenkrankheit in ernster Form kann auftreten, Akklimatisation ist notwendig und kann erreicht werden, Daueraufenthalt ist möglich

3. Extreme Regionen 5300 - 8848 m

Höhenkrankheit in ernster Form kann auftreten, es kann keine Akklimatisation mehr erreicht werden, Aufenthalt ist immer zeitlich limitiert

Akklimatisationszeit

Die Akklimatisationszeit hängt von der Aufstiegsgeschwindigkeit, der absolut erreichten Höhe, der Höhendifferenz zwischen zwei Aufenthaltsorten und der allgemeinen gesundheitlichen Kondition ab. Weiter ist sie individuell sehr variabel. Bergsteiger mit einer guten Reaktion der Atmungsverstärkung oder Mehratmung auf Hypoxie sind deutlich weniger für die Höhenkrankheit anfällig. In Abhängigkeit dieser Faktoren beträgt die Akklimatisationszeit zwischen 3 und 14 Tagen.

Mechanismus der Akklimatisation

Die Akklimatisation findet Schritt für Schritt statt. Sie muss für jede neu erreichte Höhe wieder angepasst werden. Bestimmend ist die Höhe, auf welcher geschlafen wird. Erreicht man eine neue Schlafhöhe muss der ganze Prozess der Akklimatisation wieder von neu geschehen. Die Akklimatisation endet etwa bei einer Höhe von 5300 m. In höheren Regionen kann keine konstante Akklimatisation oder Erholung von vorhergehenden Aufstiegen mehr erreicht werden. Die genauen physiologischen Vorgänge sind im Kapitel Höhenpysiologie beschrieben.

Prinzipien der Akklimatisation

Durch die Akklimatisation wird der Ausbruch der Höhenkrankheit, welcher immer das Resultat einer Missachtung der Regeln der Akklimatisation ist, in all seinen Formen verhindert.

Einige wichtige Prinzipien der Akklimatisation:

- Nicht zu schnell zu hoch.

- Vermeide jede Überanstrengung während der Akklimatisation

- Die Schlafhöhe sollte immer so niedrig wie möglich sein

- Der tägliche Höhengewinn sollte möglichst nicht mehr als 300 - 600 m sein und immer dem schwächsten oder anfälligsten Mitglied der Gruppe angepasst werden.

- Klettere höher - schlafe tiefer. Es können am Abend bei genügend Zeit gemütlich 100 - 200 m über den Schlafplatz oder die Hütte gestiegen und wieder abgestiegen werden. Dies verbessert die Akklimatisation.

- Ist die Akklimatisation erreicht, steige schnell hoch auf den Gipfel und schnell runter.

- Möglichst frühes Erkennen von Symptomen mit folgendem schnellem Abstieg.

- Nie mit Symptomen der Höhenkrankheit auf eine neue Höhe ansteigen.

- Falls Symptome der Höhenrankheit bei gleicher Höhe schlechter werden, sofort absteigen.

Zeichen einer gut erreichten Akklimatisation

Die Ruheherzfrequenz, welche während der Akklimatisation erhöht ist, kehrt wieder auf Normalwerte zurück. Vermehrtes Wasserlösen vor allem in der Nacht ist ebenfalls ein Zeichen guter Akklimatisation.

Medikamente

Folgende Medikamente können für die Unterstützung der Akklimatisation verwendet werden. Sie ersetzen jedoch nie das Einhalten der Regeln für das Erreichen einer symptomlosen Akklimatisation, sondern sind eher für Bergsteiger gedacht , welche als sehr anfällig für die Höhenkrankheit gelten.

Acetazolamid (Diamox)

Nifedipine 20 mg / 8h

Dexamethasone 4 mg / 6 - 12h

Acetylsalicylsäure (Aspirine) 320 mg /4h

Flüssigkeitsverlust (Dehydratation)

Der Flüssigkeitsverlust über die Atemluft nimmt zu je höher der Bergsteiger hochklettert. Dieser Flüssigkeitsverlust oder Dehydratation hat zwar keinen Einfluss auf die Akklimatisation oder die Höhenkrankheit, kann aber anderweitig gefährlich werden. Es resultiert eine Eindickung des Blutes (Hämokonzentration), welche die Bildung von Blutgerinnseln (Thrombosen), Thrombembolien wie Lungenembolie und den Verschluss kleiner Blutgefässe begünstigt. Dies wiederum führt leichter zu Erfrierungserscheinungen.

Es soll bei längeren Höhenaufenthalten die täglich ausgeschiedene Urinmenge gemessen werden. Weniger als 1 Liter in 24 Stunden bedeutet ein Alarmzeichen, ebenfalls das Ansteigen der Ruhepulsfrequenz.

Die Bergapotheke

Medikamente:

- Schmerzmittel: nichtsteroidale Antiphlogistika (Panadol, Aspirin, Brufen, Ponstan)

- Stärkere Schmerzmittel: Tramal, Valium, Opiate iv, Ketamin iv

- Hustenmittel: Codol

- Salbe für trockene Schleimhaut / Haut: Bepanthene Salbe / Crème

- Übelkeit: Paspertin

- Magendarmtrakt: Antacida (Rennie), H2 Blocker (Zantic)

- Durchfall: Imodium

- Haut: Flammazine, Fucidine-Gazen, Nivea, Parfenac

- Augen: Diclofenac-Tropfen, Novesin-Tropfen

- Antibiotika: Bactrim, Augmentin, Ciprofloxacin

- Höhenkrankheit: Acetazolamid (Diamox), Nifedipine (Adalat), Dexamethason, Tragbare Überdruckkammer

- Schlafmittel: Baldrian-Sanalepsi, Halcion, Mogadon

- Ampullen: Adrenalin, Midazolam, Fentanyl, Metoclopramid

- Infusionen: Venflon, Ringer- Laktat

- Desinfektionsmittel: Alkohol, Betadine

Verbandstoffe: sterile Gazen, Heftpflaster, Gezebinden, elastische Binden, Dreiecktuch, Sporttape, Mefix, Steristrip

Anderes: Beatmungsmaske, Pinzette, Kanülen, Fiebermesser, Aluschienen, steriles chirurgisches Set für Wundversorgung, Aluschienen, Stethoskop,

Chirurgische Techniken

Behandlung von Verrenkungen (Luxationen) und Brüchen (Fakturen)

Da bei Brüchen und Verrenkungen eine grosse Gefahr für Verletzungen von Blutgefässen, Nerven, Muskeln und Sehnen besteht und man im Gebirge nur eingeschränkte diagnostische Möglichkeiten hat, sollte im Zweifelsfalle eine Verletzung immer als Bruch behandelt werde. Einige Richtlinien der Behandlung, die hier erwähnt werden sollen, haben sich im Vergleich zu früher geändert.

Zeichen eines Bruches: Fehlstellung, Knochenknirschen (Krepitation), Funktionsverlust, ungewöhnliche Instabilität, sichtbare Knochenstücke bei offenem Bruch, Belastbarkeit des Körperteils nicht mehr möglich

Schrittweises Vorgehen bei Brüchen:

-Vorsichtige und komplette Untersuchung des Verletzten

- Falls nötig Schmerzbehandlung

- Schienen und Verbandmaterial vorbereiten

- offene Brüche steril verbinden

- Wiederherstellen der anatomischen Verhältnisse (Reposition) durch Zug an den Extremitäten

- Schienen

- Transport

Spezielles Vorgehen:

- obere Extremität: Schienung in der Position die vorgefunden wird. Eine Reposition ist generell nicht nötig ausser wenn sie leicht und ohne zusätzlichen Schmerz möglich ist. Die Schulter sollte, falls ein schneller Abtransport nicht möglich ist (abgelegene Regionen), reponiert werden, da die Gefahr der Nervenverletzung (9-12 %) gross ist. In Europa ist jedoch eine vorhergehende Röntgenkontrolle angezeigt.

Schulterrepositionstechnik bei Schulterluxation

- Becken: Bei Verdacht auf Beckenbrüche sollte keine Reposition versucht werden, ausser wenn der Transport in ein Spital mehrere Stunden überschreitet.

- Oberschenkelbruch: Durch Zug am Bein können die normalen Achsenverhältnisse wiederhergestellt und die Schmerzen vermindert werden.

- Unterschenkel: Diese Brüche sind in den meisten Fällen instabil und sollten möglichst schnell durch Zug am Fuss reponiert werden, da die Gefahr von Verletzungen der Haut, Nerven und Blutgefässen gross ist. Nach der Wiederherstellung der anatomischen Position sollte das Bein geschient werden.

- Fussgelenk: Ein gebrochenes und luxiertes Fussgelenk sollte möglichst schnell in die normale Position reponiert werden um Nerven- und Gefässschäden zu vermeiden. Durch Zug am Fuss ist dies meist gut möglich.

- Offene Brüche: sollten in der Regel reponiert werden. Die Reduktion penetrierender Knochenfragmente wird nicht mehr als Nachteil betrachtet, da die Gefahr der Weichteilzerstörung deutlich grösser ist als die der Infektion. Nach der Reposition sollte Zug angelegt und geschient werden.

- Infektionen: Trotzdem herrscht eine grosse Gefahr für Infektionen. Es sollte möglichst immer    ein steriler Verband angelegt werden und bis Eintritt in einen Spital so belassen werden. Fremdkörper in offenen Wunden sollten jedoch in der Regel nicht entfernt werden.

Thorakostomie

Der bevorzugte Ort für eine Thorakostomie bei Verdacht auf Pneumothorax und Hämatothorax ist der vierte oder fünfte Intercostalraum in der mittleren Axillarlinie. Der 2. ICR wird nicht mehr als idealer Punktionsort betrachtet.

Unterkühlung (Hypothermie)

Mechanismen des Wärmeverlustes

Folgende Mechanismen führen zum Wärmeverlust. Die Wärmeleitung (Konduktion), bei welcher die Wärme direkt an das Umgebungsmilieu weitergeleitet wird, hängt vor allem von der Wärmeleitfähigkeit des Umgebungsmaterials ab. Luft (Daunenjacke) hat eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und ist so ein guter Isolator im Vergleich zu Wasser (nasse Kleidung). Der Hitzeverlust durch Wärmefluss (Konvektion) findet dadurch statt, dass die an die Umgebung abgeführte Wärme gleich abtransportiert wird. Das aufgewärmte Umgebungsmilieu wird kontinuierlich durch neues und kaltes ersetzt (Wind). Hitzeverlust durch Strahlung mittels langwelliger Infrarotwellen ist nicht an ein Transportmedium gebunden und wird oft vernachlässigt (Stehen neben oder auf einem Gletscher). Ein weiterer Wärmeverlustmechanismus ist das Verdampfen (Evaporation) von Wasser auf der Körperoberfläche oder über die Atmung, welches immer mit einem Energieverlust einhergeht. Selbst bei feuchtem Wetter geht so 10-15 % Wärme über die Atmung verloren.

Physiologie / Pathophysiologie

Der Körper kann bezüglich Thermoregulation in zwei Zonen eingeteilt werden. Die Kernzone beinhaltet alle lebenswichtigen inneren Organe eingeschlossen dem Gehirn und zeichnet sich dadurch aus, dass sie ihre Temperatur über ein grosses Ausmass verschiedener Umweltbedingungen stabil bleibt. Dies ist nötig um die Funktion dieser lebenswichtigen Organe aufrecht zu erhalten. Die zweite Zone, die Oberflächenzone beinhaltet vor allem die Extremitäten und die Haut. Ihre Temperatur zeigt sehr grosse Schwankungen und wirkt als temperaturregulatiorisches Organ. Die Haut und die Subcutis können dabei einerseits einen Isolationsfaktor ähnlich dem Kork und andererseits dem Wasser annehmen. Die Kopfhaut ist jedoch die am wenigsten flexible Zone bezüglich der Isolation. Sie kann bei 4 Grad die Hälfte der vom Körper produzierten Wärme verschwenden (Kappe tragen). Das Gehirn selbst agiert als Thermostat und regelt die Hitzeproduktion und -abgabe. Eine vermehrte Wärmeproduktion ist auch immer mit einem vermehrten Sauerstoffverbrauch gekoppelt. So kann das unwillkürliche Muskelzittern bei Kälte den Sauerstoffgrundumsatz und die Wärmeproduktion um das 2 bis 3 fache erhöhen. Jedoch ist der Wärmeverlust durch die Muskeln wiederum vergrössert, sodass nur 48 % der produzierten Wärme im Körper behalten werden können. Da die Sauerstoffaufnahme limitiert ist, kann bei extremer Kälte und Anstrengung der Sauerstoff für die Wärmeproduktion nicht mehr ausreichen und eine Hypothermie entstehen. Hypothermie ist dann vorhanden wenn die Körperkerntemperatur weniger als 35 Grad ist.

Stadien der Hypothermie

HT I: Klares Bewusstsein mit Muskelzittern            35-32°

HT II: Vermindertes Bewusstsein ohne Muskelzittern        32-28°

HT III: Bewusstlosigkeit   28-24°

HT IV: Scheintod (Reanimation möglich)       24-15°

HT V: Tod durch irreversible Hypothermie     < 15°

Die fortschreitende Hypothermie führt schliesslich über Kammerflimmern (unterhalb 26-28°), Hypoxie, Elektrolytstörungen und pH Veränderungen (Acidose) zum Tod.

Mechanismen zur Entstehung der Hypothermie

1. Immersionshypothermie: Der Kältestress ist so gross und schnell (Sturz ins kalte Wasser), dass bevor Flüssigkeitsverschiebungen und Diurese einsetzen, eine massive Hypothermie einsetzt. Wird der Unterkühlte sofort gerettet, erwärmt er sich gewöhnlich schnell und komplikationslos.

2. Erschöpfungshypothermie: Der Kältestress ist von niedriger Intensität und wirkt über eine längere Zeitdauer von mehreren Stunden (Bergsteiger, Ausdauersportler). Die Energiereserven sind aufgebraucht und es können grosse interkompartimentelle Flüssigkeitsverschiebungen vorhanden sein. Entfernung aus der Kälte führen zur Vergrösserung des Gefässbettes und so zu einer zusätzlichen relativen Verminderung des Blutvolumens mit folgender Hypotonie.

3. Urbane Hypothermie: Sie kommt zustande durch tagelange moderate Kälteexposition (ältere Menschen in schlecht beheizter Behausung). Dies resultiert in grosse interkompartimentelle Flüssigkeitsverschiebungen von intravaskulär nach extravaskulär    und schliesslich nach intrazellulär. Dieser Flüssigkeitsverlust wird durch erhöhte Flüssigkeitseinnahme kompensiert. Aktive und schnelle Wiedererwärmung dieser Patientengruppe führt zur Umkehr der Flüssigkeitsverschiebung und zu einer Ueberlastung der Niere bei der Flüssigkeitsausscheidung. Es kann eine massive Hypervolämie mit Lungen- und Hirnödem resultieren.

4. Submersionshypothermie: Es sind bisweilen einige Fälle bekannt, die in eiskaltem Wasser ertrunken bis 60 Min. lang ohne Sauerstoff ohne Gehirnschaden erfolgreich wiederbelebt werden konnten. Dabei hatten jüngere Opfer die besseren Ueberlebenschancen. Bei niederer Temperatur wird der Metabolismus soweit reduziert, dass der Sauerstoffverbrauch minimal wird und die Erstickung um das Vielfache verzögert werden kann. Ein weiterer Mechanismus ist der sogenannte Tauchreflex, bei welchem die Atemtätigkeit bei Wasseraspiration sofort sistiert.

Es ist dementsprechend sehr wichtig die genaue Entstehung und Vorgeschichte der Hypothermie zu kennen um die passende Therapie einsetzen zu können.

Flüssigkeitsbilanz

Die durch Kälteeinwirkung bedingte periphere Vasokonstriktion führt zu einer Zentralisierung der intravasalen Flüssigkeit. Der Körper reagiert mit einer verstärkten Diurese und einem Nettoflüssigkeitsverlust. Wenn die Körperkerntemperatur zusätzlich fällt, wird die Diurese nochmals durch eine Unterfunktion der Tubuli und eine Verminderung der ADH Sensitivität verstärkt. Parallel dazu findet eine Flüssigkeitsverschiebung vom intravaskulären in das extravaskuläre und dann in das intrazelluläre Kompartiment statt. Es resultiert eine Hypovolämie mit Blutdruckabfall. In der ersten Wiederaufwärmphase dilatieren die peripheren Gefässe, was die Hypovolämie zusätzlich verstärkt. Wird während der Rettung zuviel Flüssigkeit zugeführt und zu schnell aufgewärmt, tritt plötzlich durch Umkehrung der interkompartimentellen Flüssigkeitsverschiebung eine Hypervolämie auf, welche zu Herzinsuffizienz, Gehirn- und Lungenödem führen kann. Dies ist die häufigste Todesursache bei Hypothermie nach der Rettung.

Wärmeverlust über die Atmung

Auch bei bester Kleidung und Isolation ist der Wärmeverlust besonders bei Kälte, in der Höhe und bei trockener Luft über die Atmung beträchtlich. Es liegt nahe die durch die Atemluft verlorene Wärme wieder zurückzuführen. Es wurden einige Apparate entwickelt, welche diese Funktion erfüllen (Airway Warming). Die Ausatemluft wird dabei über einen Filter geleitet welcher Wärme und Feuchtigkeit speichern, und wieder an die Einatemluft abgeben kann. Mittlerweilen gibt es verschiedenste Systeme vom komplexen Austauscher mit zusätzlicher Sauerstoff- und Wärmezufuhr und CO2 Absorber bis zu kleinen Wärme - Dampf - Austauscher mit Maske, welche komplett unter der Kleidung getragen werden können. Sogar ein vor die Atemwege gehaltener dicker Schal kann die Aufgabe teils erfüllen. Diese sogenannten Airway Warming Systeme haben als positiven Nebeneffekt den Vorteil, dass ebenfalls der durch die Atemluft verlorene Wasserdampf zu einem grossen Teil zurückgeführt, und so der Flüssigkeitsverlust minimiert wird. Ebenfalls wird die Sauerstoffaufnahmekapazität gesteigert und der dessen Verbrauch vermindert sobald das Muskelzittern durch die Wärmezufuhr aufgehört hat. Es konnte eine Reduktion der Mortalitätsrate bei Immersions- und Erschöpfungshypothermie gezeigt werden.

Therapeutische Richtlinien bei Erschöpfungshypothermie

1. Zuweisung zu einer der fünf Stadien der Hypothermie (HT I -V), Bestimmen der Körperkerntemperatur, Herzrhythmus bestimmen (Puls)

2. Schwere Hypothermie mit Asystolie (HT IV): sofortige kardiopulmonale Reanimation, Wärmeisolation, Wärmepackungen auf den Körperstamm, Airway Warming

3. Schwere Hypothermie mit Kammerflimmern (HT IV), Körperkerntemperatur < 28°: Vorgehen wie bei 2. Defibrillation bei einer Körperkerntemperatur unter 30° scheint ineffektiv zu sein, keine iv Medikamente unter 30° Körperkerntemperatur.

4. Schwere Hypothermie mit Puls, bewusstlos (HT III): Wärmeisolation, Airway Warming, Wärmepackungen auf den Körperstamm, von Infusion wird abgeraten falls nicht in den ersten 5 Minuten erfolgreich (langwieriges Procedere, schwierig Venen zu finden), EKG Monitor

5. Hypothermie mit Puls, Bewusstsein vorhanden (HT I und II): falls möglich Einnahme warmer gesüsster Getränke, Wärmeisolation, Airway warming, Ueberwachung des Puls und der Atmung, eventuell Wärmepackungen auf den Körperstamm (HT II)