Inflammationsreaktion und myokardiale Funktion nach kardiochirurgischen Eingriffen im Kindesalter

Abstract

In der vorliegenden Studie wurden in den Jahren 2000/2001 serielle Bestimmungen der Interleukine 6, 8, 10 und des Lipopolysaccharid bindenden Proteins (LBP) nach Herzoperationen bei kongenitalen Herzfehlern bei 51 Kindern im Alter von 4 Tagen bis 16 Jahren durchgeführt. Proinflammatorische Zytokine spielen eine entscheidende Rolle in der Entzündungskaskade nach herzchirurgischen Eingriffen und können zu einer Dysfunktion des Herzens führen. Umgekehrt kann die Dysfunktion die Bildung der Zytokine begünstigen. Neben der Abhängigkeit und klinische Wertigkeit der Interleukin- und LBP-Spiegel haben wir zusätzlich die Korrelation mit perioperativen Parametern, wie Operationsdauer, HLM-Dauer, Aortenklemmzeit, Hypothermie, Kreislaufstillstand, Beatmungsdauer und Infektionen überprüft. Die quantitative Bestimmung der Interleukine und des LBP erfolgte mittels Festphasen-Chemolumineszenz-Enzymimmunoassays unmittelbar nach postoperativer Aufnahme auf die Intensivstation, sechs Stunden später und in der Folge täglich bis zum fünften postoperativen Tag. 30 dieser Patienten wurden im gleichen Zeitraum mit transthorakaler Echokardiographie und Colorkinese zur Bestimmung der Myokarddepression untersucht.

In unserer Arbeit konnten wir nachweisen, dass die postoperative passagere myokardiale Dysfunktion mit dem operativen Prozess selbst und mit intraoperativen Faktoren, wie dem Einsatz der Herz-Lungen-Maschine (HLM), der systemischen Hypo- oder Normothermie und der Dauer der Aortenklemmzeit korreliert. Beim Vergleich der kardiovaskulären Eingriffe mit bzw. ohne Einsatz der HLM konnten wir mit Hilfe der Colorkinese darstellen, dass nur die Patienten, die mit HLM operiert wurden, eine Myokarddepression am ersten postoperativen Tag zeigten. Die HLM scheint somit für eine postoperative Funktionsstörung des Herzmuskels mitverantwortlich zu sein. Die Beobachtung einer signifikanten Korrelation zwischen Interleukin-6-Spiegeln und Troponin- bzw. CK-MB-Werten unterstützen die Annahme, dass das Interleukin 6 bei der myokardialen Schädigung beteiligt ist und es daher zu einer Depression der Myokardfunktion kommt. Allerdings kann ein Interleukin-6-Anstieg als Folge einer operativ bewirkten Myokardschädigung nicht sicher ausgeschlossen werden. Unsere Resultate unterstützen die Vorstellung, dass ein Zusammenhang zwischen erhöhten Interleukin-6-, bzw. PCT-Spiegeln und einer Schädigung des Myokards bestehen könnte. Dies trifft nicht für die Interleukin 8-, 10-, LBP- und CRP-Werte zu. Im Gegenteil konnten wir belegen, dass postoperativ erhöhte Interleukin 10 Werte mit einer guten myokardialen Funktion oder Erholung verbunden sind. Unsere Untersuchungen weisen darauf hin, dass zur Verbesserung des postoperativen „outcome“ therapeutische Maßnahmen zur Verminderung des proinflammatorischen Zytokins Iinterleukins 6 und der PCT-Produktion/Freisetzung bzw. zur Erhöhung der antiinflammatorischen Interleukin 10-Produktion/Freisetzung erfolgversprechend sein könnten.

Mit unseren Ergebnissen konnten wir zeigen, dass die Colorkinese eine gute, nicht invasive Methode ist, um bei Kindern nach kardiochirurgischen Eingriffen die Myokardfunktion zu überprüfen. Die Ergebnisse zeigen den gleichen zeitlichen Verlauf wie die sehr früh postoperativ reagierenden Interleukine verglichen mit der systemischen inflammatorischen Antwort des Körpers. Eine Aussage über den Verlauf der Entzündungsparameter und über die Myokardfunktion bei klinisch erkennbarer systemischer Infektion kann auf Grund unserer Untersuchung nicht gemacht werden, da bei keinem unserer Patienten eine postoperative Sepsis nachweisbar war. Allerdings kann in unserer Arbeit gezeigt werden, dass die postoperative Bestimmung des LBP-Spiegels, nicht jedoch der Interleukin-Spiegel 6, 8, 10, gut zum Beleg einer lokalen Infektion (z. B. Pneumonie, Harnwegsinfektion) beitragen kann.

In this trial which was accomplished in 2000 and 2001 at the University of Tübingen´s Childrens Hospital, Department II (pediatric cardiology, ICU, pneumology), we did serial measurements of interleukin 6, 8, 10 and lipopolysaccharide-binding protein (LBP). These measurements were made in 51 children aged 4 days to 16 years suffering from congenital heart failure. Proinflammatoric cytokines are playing a major role in the inflammation cascade after cardiovascular surgery and can lead to myocardial dysfunction. On the other hand myocardial dysfunction can influence the expression of cytokines. Beside the values of interleukin- and LBP-levels we analysed the correlation between perioperative parameters like duration of operation, heart lung machine (HLM) and aortal clamping, as well as hypothermia, infection, duration of ventilation and circulation arrest. The quantitative analysis of interleukins and LBP was accomplished by chemoluminescence immunoassays immediately after postoperative admission to the ICU, six hours later and once a day on the following five days. 30 patients were examined between this period by transthoracal echocardiography and color kinesis.

In out study we could show that temporary postoperative myocardial dysfunction correlates with the operation process itself and intraoperative factors such as the use of heart lung machine, systemic hypo- or normothermia and duration of aortal clamping. Comparing cardiovascular surgery with and without the use of HLM we could demonstrate via color kinesis that only patients operated with the help of HLM showed myocardial depression on the first postoperative day. The use of the heart lung machine therefore seems to be partly responsible for postoperative myocardial dysfunction. The observation of significant correlation between interleukin 6 levels and troponin- respectively CK-MB values supports the assumption that interleukin 6 plays a role in myocardial dysfunction. However an interleukin 6 increase may also be due to operationally caused myocardial damage. Our results underlay the belief of a coherency between raised interleukin 6 respectively PCT levels mycarsial damage. This does not apply to interleukin 8, 10, LBP and CRP values. On the contrary we could prove that postoperatively raised interleukin 10 values are associated with good myocardial function or recovery. Our data indicate the possibility of therapeutic action for the improvement of postoperative outcome by reduction of the proinflammatoric cytokine interleukin 6 and PCT production/release or increased production/release of the proinflammatoric cytokine interleukin 10.

In this study we demonstrated that color kinesis is a good, non-invasive method to supervise myocardial function in children after cardiac surgery. Our results show the same chronological course as the early postoperative reactive interleukins compared with the systemic inflammatory response of the body. Because no postoperative sepsis was obvious in any of our patients, no statement can be made concerning the course of infectious parameters or myocardial function in systemic infection. However we could show that postoperative determination of LBP values, but not of interleukin 6, 8, 10 levels, can be used to validate a local infection (e.g. pneumonia, urogenital infection).