Universität zu Köln

Fischer, Maria Katharina (2025). Untersuchung des Einflusses von Makro- und Mikrozirkulationsstörungen auf die endotheliale Glykokalyx bei abdominal-chirurgischen Eingriffen. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Den Zellen des vaskulären Endothels liegt luminal der endotheliale Surface Layer (ESL), bestehend aus endothelialer Glykokalyx und eingelagerten Plasmaproteinen, auf. Im Rahmen chirurgischer Eingriffe kann die Plasmakonzentration von Glykokalyxbestandteilen, als Zeichen einer Schädigung der endothelialen Glykokalyx dem sogenannten „Shedding“, ansteigen. Bis dato existieren nur wenige Arbeiten, welche ein solches Shedding bei bauchchirurgischen Eingriffen und einen Zusammenhang mit Störungen der Makro- und Mikrozirkulation sowie dem postoperativen Outcome untersuchten. Im Rahmen dieses Promotionsprojektes wurden daher folgende Fragestellungen bearbeitet: 1) Führt ein bauchchirurgischer Eingriff zu einem postoperativ messbaren Anstieg der Glykokalyxbestandteile Syndecan-1, Heparansulfat und Hyaluronsäure? 2) Besteht ein Zusammenhang zwischen dem perioperativ benötigtem Noradrenalinbedarf zur Stabilisierung der Makrozirkulation und dem Ausmaß einer Glykokalyxschädigung? 3) Besteht ein Zusammenhang zwischen dem perioperativ benötigtem Volumenbedarf zur Stabilisierung der Makrozirkulation und dem Ausmaß einer Glykokalyxschädigung? 4) Führt eine stärker gestörte Sauerstoffbilanz mit Laktatanstieg zu einem ausgeprägteren Anstieg der postoperativ messbaren Glykokalyxbestandteile? 5) Zeigen makrohämodynamisch stabilisierte Patienten (durch Interventionen wie Volumenoder Katecholamingabe), ohne Zeichen einer Dissoziation von Makro- und Mikrozirkulation (Decoupling), postoperativ einen geringeren Anstieg der Glykokalyxbestandteile, als makrohämodynamisch stabilisierte Patienten bei denen ein Decoupling vorliegt? 6) Korreliert der pCO2-Gap (Differenz aus venösen und arteriellen Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2)) postoperativ mit dem Ausmaß der Glykokalyxschädigung, dem Sequential Organ Failure Assessment (SOFA-) Score und der Liegedauer auf der Intensivstation? 7) Kommt es bei Patienten, welche nach einem bauchchirurgischen Eingriff einen höheren SOFA-Score aufweisen zu einem ausgeprägteren Anstieg der Glykokalyxbestandteile als bei Patienten mit niedrigerem Score? 8) Kommt es bei Patienten, welche nach einem bauchchirurgischen Eingriff eine längere Liegedauer auf der Intensivstation haben zu einem ausgeprägteren Anstieg der Glykokalyxbestandteile als bei Patienten mit kürzerer Liegedauer? 9) Sind die Sheddingparameter ein besserer Prädiktor als der pCO2-Gap hinsichtlich einer sich entwickelnden Organdysfunktion? Die Studie umfasst 40 Patienten. Die Erhebung klinischer und laborchemischer Daten erfolgte präoperativ nach der Narkoseeinleitung (t0), 2 Stunden postoperativ (t1), 6 Stunden postoperativ (t2) und am Morgen des ersten postoperativen Tages (t3). Die Bestimmung der Sheddingparameter-Serumkonzentrationen erfolgte mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA). In dieser Studie wurden die Daten der Messzeitpunkte t0, t1 und t3 ausgewertet und folgende Ergebnisse gewonnen: 1) Bei bauchchirurgischen Eingriffen kommt es perioperativ zu einem signifikanten Anstieg der Syndecan-1- und Hyaluronsäure-Serumkonzentration als Zeichen einer Schädigung der endothelialen Glykokalyx. 2) Der notwendige Einsatz von Noradrenalin und kristalloider Flüssigkeit korreliert bei bauchchirurgischen Eingriffen mit der postoperativen Syndecan-1- und Hyaluronsäure- Serumkonzentration. Die Serumkonzentrationen zu t1 können zudem als Prädiktor für einen gesteigerten Ressourcen-Einsatz dienen. 3) Die postoperativ gemessene Laktatkonzentration korreliert bei bauchchirurgischen Eingriffen mit der Höhe der postoperativen Syndecan-1- und Hyaluronsäure- Serumkonzentration. Außerdem zeigen sich Hinweise dafür, dass eine Mikrozirkulationsstörung mit Laktatanstieg zu einer im Verlauf folgenden Schädigung der endothelialen Glykokalyx führen kann. 4) Die postoperativ gemessene Rekapillarisierungszeit (CRT) korreliert bei bauchchirurgischen Eingriffen mit der Höhe der postoperativen Syndecan-1- Serumkonzentration. 5) Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten eines Decouplings und dem Anstieg der Glykokalyxbestandteile bei bauchchirurgischen Eingriffen nachgewiesen werden. 6) Es besteht kein Zusammenhang zwischen der Höhe des postoperativen pCO2-Gap und dem Anstieg der Glykokalyxbestandteile. Auch zeigte sich keine Korrelation mit dem SOFAScore oder der Liegedauer auf der Intensivstation, sodass sich der pCO2-Gap als schlechter Parameter für den Nachweis eines Decouplings erwies. 7) Die Höhe der postoperativen Syndecan-1- und Hyaluronsäure-Serumkonzentration korreliert stark mit der Höhe des SOFA-Score am ersten postoperativen Tag, sodass beide Parameter zur Abschätzung des postoperativen Verlaufs und der Entwicklung einer Organdysfunktion bei bauchchirurgischen Patienten herangezogen werden können. 8) Die Höhe der postoperativen Syndecan-1-Serumkonzentration korreliert mit der Liegedauer auf der Intensivstation. 9) Die Sheddingparameter sind ein besserer Prädiktor hinsichtlich einer sich entwickelnden Organdysfunktion als der pCO2-Gap. Zusammenfassend zeigte sich, dass es bei bauchchirurgischen Eingriffen zu einer Schädigung der endothelialen Glykokalyx kommt und diese mit Zeichen einer kompromittierten Makro- und Mikrozirkulation assoziiert ist. Wir sehen in unseren Ergebnissen Hinweise dafür, dass eine perioperative Schädigung der endothelialen Glykokalyx den postoperativen Verlauf negativ beeinflusst. Gegenstand weiterer Untersuchung sollte es daher sein, ein perioperatives Shedding der endothelialen Glykokalyx zu verhindern oder zu therapieren.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Fischer, Maria Katharina maria.fischer@uk-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-789455
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin > Klinik für Anästhesiologie und Operative Intensivmedizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Endotheliale Glykokalyx German
Date of oral exam:	7 May 2025
Referee:	Name Academic Title Annecke, Thorsten Professor Dr. med. Dieplinger, Georg Privatdozent Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78945