Das Gerät im Hintergrund

Abstract

Über zwei Millionen Menschen in Deutschland leiden an einer Niereninsuffizienz. Untersuchungen legen nahe, dass der Nachweis von COVID-19-RNA im Nierengewebe mit einer höheren Rate an akutem Nierenversagen und einer höheren Sterblichkeit korreliert. Der Ausfall eines Organsystems führt in der Regel zur Beeinträchtigung anderer Organsysteme. Bei einer ganz oder teilweise ausgefallenen Nierenfunktion kommen als Therapie intra- oder extrakorporale Blutreinigungsverfahren wie Peritoneal- oder Hämodialyse zum Einsatz. Hämodialyse ist hierbei das weitaus häufiger angewandte Verfahren und das Mittel der Wahl in akuten Situationen. Die Therapieziele sind die Elimination von Giftstoffen, die Regulation des Flüssigkeitshaushaltes, eine Korrektur der Serumlektrolyte sowie ein Azidoseausgleich.

Dialysetherapie auf Intensivstationen Angesichts der COVID-19-Pandemie und der damit einhergehenden Anzahl beatmungspflichtiger Patienten ist das Interesse am Blick hinter die Kulissen und hinein in die Zentren des Infektionsgeschehens deutlich gestiegen. Während Kameras sich auf Beatmungsgeräte richten, fallen eher unscheinbare Geräte den Betrachtern weniger ins Auge: Dialysemaschinen. Auch sie erlangen allerdings im Zuge von Corona steigende Bedeutung.

In einer Arbeitsgruppe um Prof. Tobias Huber (Nephrologe am UKE Hamburg) wurde herausgefunden, dass SARS-CoV-2 neben den Lungen auch andere Organe befällt, beispielsweise die Nieren. Es zeigte sich, dass es darüber hinaus auch zu einer Virenreplikation in den Nieren kommen kann (DGfN 2020). Der Nachweis von Virus-RNA im Nierengewebe korreliert offenbar mit einer höheren Rate an akutem Nierenversagen und einer höheren Sterblichkeit. Huber und sein Team veröffentlichten ferner die Ergebnisse einer Folgeuntersuchung: Bei 63 älteren, an COVID-19 verstorbenen Personen wurde in 60% der Fälle die entsprechende Virus-RNA in den Nieren nachgewiesen.

Vor dem im Deutschen Ärzteblatt (Girndt et al. 2016, Hoffmann et al. 2016) veröffentlichten Hintergrund, dass bundesweit etwa zwei Millionen Menschen im Alter von 18 bis 79 Jahren eine bereits eingeschränkte Nierenfunktion haben, gewinnen Nierenerkrankungen an steigender Bedeutung. Die Glomeruläre Filtrationsrate bei diesen Personen liegt nicht bei wünschenswerten 120 ml/min /1,73m² Körperoberfläche, sondern bei unter 60 ml/min/1,73m². Über 80-Jährige einkalkuliert, übersteigt die Anzahl der niereninsuffizienten Patienten in Deutschland die 2-Millionen-Marke. Erschreckend in diesem Zusammenhang ist der Umstand, dass zwei Drittel der Betroffenen nicht die geringste Ahnung von ihrer eingeschränkten Nierenfunktion haben und somit auch nicht behandelt werden. So verwundert es nicht, dass bei etwa einem Drittel aller intensivpflichtigen Patienten eine Nierenfunktionsstörung vorliegt, von denen allerdings nicht alle auch dialysepflichtig sind oder werden. Auf einer Intensivstation ist jedoch leider die Chance groß, dass "alles zusammenkommt", und das nicht nur in Corona-Zeiten.

Organausfall und die Risiken

Der Ausfall eines Organsystems führt fast zwangsläufig zur Beeinträchtigung der Funktion anderer Organsysteme. Und ist die Funktion des Organs "Niere" bereits bekannt oder unbekannt eingeschränkt, fehlt nicht mehr viel, bis es zum Nierenversagen kommt. Neben Patienten mit akutem Nierenversagen gibt es zudem in Deutschland inzwischen rund 90.000 Personen, die im terminalen Stadium chronisch niereninsuffizient sind und dauerhaft einer Nierenersatztherapie bedürfen. Diese Patienten zählen einerseits auf Grund der schweren Grunderkrankung zu den COVID-19-Risikogruppen, andererseits weil bei Ihnen stark gehäuft kollateral weitere schwere Erkrankungen vorliegen, beispielsweise Diabetes mellitus oder Hypertonie.

Während Dialysepatienten üblicherweise für Dialysebehandlungen ihr Dialysezentrum oder eine Dialysestation aufsuchen, wird die erforderliche Nierenersatztherapie bei nicht transportfähigen intensivpflichtigen Patienten auf der Intensivstation durchgeführt. Hinsichtlich der nicht intensivpflichtigen COVID-19-positiven (chronischen) Dialysepatienten gibt es räumliche Möglichkeiten, die Behandlung unter geeigneten Isolationsbedingungen durchzuführen.

Hämodialyse - ein Update

Umgangssprachlich wird Hämodialyse häufig Blutwäsche genannt. Um bei einer ganz oder teilweise ausgefallenen Nierenfunktion das Blut einer Reinigung unterziehen zu können, wird ein großlumiger Zugang zum venösen Gefäßsystem benötigt. Während in akuten Situationen als kurzfristige Lösung hierfür üblicherweise ein doppellumiger Shaldonkatheter Anwendung findet, muss bei chronisch terminaler Niereninsuffizienz eine langfristige Lösung für die Durchführung der lebenslang notwendigen weiteren Hämodialysebehandlungen gefunden werden.

Von bestimmten Kontraindikationen abgesehen sollte diese Lösung eine sog. Shuntanlage sein, bei der operativ eine Armvene durch arteriellen Blutzustrom künstlich erweitert wird, so dass eine ausreichend große Menge an Blut pro Minute mittels einer elektronisch gesteuerten Blutpumpe bewegt werden kann. Neben der zu bevorzugenden Shuntanlage besteht auch die Möglichkeit, die Dialysebehandlung über einen implantierten, getunnelten, doppel- oder einlumigen Vorhofkatheter durchzuführen.

Ist der Zugang zum Intravasalraum hergestellt, wird das Patientenblut mittels einer Rollenpumpe durch ein Blutschlauchsystem und in dessen Verlauf durch einen sogenannten Dialysefilter geleitet. Während das Blut kontinuierlich an einer Zugangsstelle herausbefördert wird, wird es auch gleichzeitig an einer herznäheren Stelle gereinigt wieder zurückgeführt. Während der Behandlung befinden sich etwa 250-300 ml Blut stets außerhalb des Körpers. Dieses Blut fließt mit Geschwindigkeiten von ca. 200-400 ml pro Minute am Dialysefilter durch Tausende kleiner Hohlfaserkapillaren, deren Wandung semipermeabel ist. Umspült werden diese Hohlfaserkapillaren von Dialysierflüssigkeit, die aus aufbereitetem Leitungswasser hergestellt wird. Auf Grund diffusiver und konvektiver Prozesse bewegen sich Giftstoffe aus dem Blut durch die Poren der Membran in die Dialysierflüssigkeit hinein und werden über die Kanalisation entsorgt. Dieselben Prozesse ermöglichen durch individuelle Zusammensetzung der Dialysierflüssigkeit eine Korrektur der Serumelektrolyte sowie den Azidoseausgleich. Am Dialysefilter wird zudem ein individuell errechneter Druckgradient aufgebaut, der es erlaubt, millilitergenau einen Flüssigkeitsentzug zu realisieren. Da durch die beschriebenen Vorgänge lediglich die Zusammensetzung des Patientenblutes verändert wird, initiiert die Hämodialysebehandlung zahlreiche gesamtkörperliche Prozesse. Dies bedeutet, dass hinsichtlich der zu eliminierenden Substanzen ein intrakorporales Konzentrationsgefälle entsteht, das den Körper provoziert, einen Konzentrationsausgleich anzustreben. Ist beispielsweise der Harnstoffwert vor Beginn der Behandlung erhöht, so ist er nicht nur im Serum erhöht, sondern im gesamten Zell- und Zwischenzellraum. Strömt während der laufenden Behandlung dialysiertes und somit harnstoffarmes Blut durch den Intravasalraum, so bewegen sich die Harnstoffmoleküle aus den übrigen Körperräumen diffusionsbedingt ins Gefäßsystem; von dort werden sie erneut am Dialysefilter entlanggeführt, wo abermals eine Reduktion erfolgt. Dies erklärt, warum der wichtigste Faktor bei der Hämodialysetherapie die Zeit ist. Je länger die Behandlung dauert, desto effektiver wird entgiftet.

Mit dem Volumenentzug bei Hypervolämie kommt es zu ganz ähnlichen Prozessen: Dem Blut wird am Dialysefilter durch Anwendung von Sog Flüssigkeit entzogen. Der Körper registriert einen Volumenmangel im Intravasalraum und schickt sich umgehend an, dieses Defizit auszugleichen. Hierfür wird Wasser, welches zuvor als Ödem zwischengelagert wurde, mobilisiert und in die Blutbahn transportiert.

Intermittierend oder kontinuierlich

Bei einer Hämodialyse stehen die Elimination von Giftstoffen, die Regulation des Flüssigkeitshaushaltes, eine Korrektur der Serumelektrolyte sowie ein Azidoseausgleich im Vordergrund. Bei einer intermittierenden Behandlung werden diese Therapieziele in aller Regel durch wöchentlich drei mehrstündige Behandlungen weitestgehend erreicht. Jedoch kommt es im dialysefreien Intervall in individueller Ausprägung zur Ansammlung harnpflichtiger Substanzen, Elektrolytveränderungen, einer Azidose und zu Hypervolämie. Der intermittierende Behandlungscharakter verursacht diesbezüglich Schwankungen, mit denen nicht intensivpflichtige Dialysepatienten jedoch üblicherweise gut zurechtkommen können.

Auf Intensivstationen kann bei Vorliegen eines akuten oder chronischen Nierenversagens eine intermittierende Hämodialysetherapie fortgeführt oder eingeleitet werden. Oder aber es kann, wie derzeit häufig zu sehen, ein kontinuierliches Dialyseverfahren zur Anwendung kommen, wenn die gesundheitliche Gesamtsituation bereits eskaliert ist oder zeitnah zu eskalieren droht. Die kontinuierlichen veno-venösen Hämodialyseverfahren "laufen" mit langsamer Blutflussgeschwindigkeit (ca. 100 ml/pro Minute) täglich 24 Stunden, wodurch die erwähnten Schwankungen einer intermittierenden Nierenersatztherapie vermieden werden. Kontinuierliche Dialyseverfahren sind schonend und reichen ausgesprochen nahe an die physiologische Nierenfunktion heran. Entsprechend deutlich vermindert sind intradialytische Komplikationen, selbst bei gleichzeitiger Gabe von Katecholaminen. Die hauptsächlich durchgeführten kontinuierlichen Hämodialyseverfahren sind folgende:

• CVVH (Continuous Veno-Venous Hemofiltration): kontinuierliche Hämofiltration

• CVVHD (Continuous Veno-Venous Hemodialysis): kontinuierliche Hämodialyse

• CVVHDF (Continuous Veno-Venous Hemodiafiltration): kontinuierliche Hämodiafiltration

Es stehen also, wie bei der intermittierenden Hämodialyse auch, drei Behandlungsmodifikationen zur Verfügung (Kasten). Neben der "Mutter aller Dialyseverfahren", der klassischen Hämodialyse, ist es auch möglich, eine Hämofiltration oder eine Hämodiafiltration kontinuierlich durchzuführen. Bezüglich der Häufigkeit der drei verschieden Verfahren ist zu beobachten, dass die Anwendung von kontinuierlicher (wie auch intermittierender) Hämofiltration rückläufig erscheint. Sobald der Zugang zum venösen Gefäßsystem hergestellt und ärztlicherseits für die Behandlungsdurchführung freigegeben ist, kann die Behandlung beginnen. Sofern chronische Dialysepatienten intensivpflichtig werden und ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden soll, kann ein bereits implantierter, getunnelter Doppellumen-Vorhofkatheter für die Behandlung genutzt werden. Von einer klassischen Shuntvenenpunktion hingegen ist abzusehen, da das Blutungsrisiko unkalkulierbar ist.

Der Maschinenaufbau und das Anschlussprozedere werden je nach internen Gepflogenheiten wahlweise vom Dialysefachpersonal oder vom Intensivfachpersonal durchgeführt. Auf Grund des durativen Behandlungscharakters obliegt die Behandlungsüberwachung jedoch dem Intensivpflegepersonal.

Komplexes System: Das Dialysegerät

Dialysegeräte für kontinuierliche Hämodialyseverfahren werden von verschiedenen Herstellern angeboten. Der prinzipielle Geräteaufbau weist große Parallelen zum Geräteaufbau herkömmlicher Dialysegeräte auf; bestimmte Bauelemente und Überwachungssegmente sind bei diesem wie jenem Gerätetyp funktional identisch, wenn auch gelegentlich in der äußeren Form unterschiedlich. Ein wesentlicher Unterschied hingegen findet sich bei der Zubereitung der Dialysierflüssigkeit. Während Hämodialysegeräte üblicherweise mit aufbereitetem Leitungswasser arbeiten, sind die Geräte zur Durchführung kontinuierlicher Dialyseverfahren wasserunabhängig einsetzbar. Für die Substitution bei Hämofiltration oder Hämodiafiltration sowie zur Herstellung von Dialysierflüssigkeit werden entsprechende Beutel benötigt; meist handelt es sich um 5-Liter-Doppelkammerbeutel. Bei einem durchschnittlichen Dialysatfluss von ca. 2.000 ml/Stunde werden allein für die Dialysierflüssigkeit 48 Liter in 24 Stunden benötigt. Sollte das nach viel klingen, ernüchtert der Vergleich mit der klassischen Hämodialysetherapie, bei der zwischen 70 und 150 l Wasser für einen Patienten und eine Behandlung verbraucht werden. Das verbrauchte Dialysat wird bei der kontinuierlichen Hämodialysetherapie in 10-Liter-Leerbeuteln aufgefangen. Für die exakte Bilanzierung sind empfindliche Waagen im Dialysegerät verbaut.

Läuft die Behandlung einmal, verschwindet das Dialysegerät fast aus dem Blickfeld. Kommt es zu Problemen, wird dies durch Licht- und Tonsignale gemeldet. Hierbei handelt es sich häufig um Zu- oder Ablaufschwierigkeiten am Gefäßzugang, oft durch eine Umlagerung des Patienten verursacht. Zudem kann es zu einem Clotting im extrakorporalen System kommen. Hierbei verändern sich bereits im Vorfeld bestimmte Druckwerte, die noch vor einer Alarmierung auf das zu erwartende Problem hindeuten.

Dreh- und Angelpunkt Antikoagulation

Wissenswert hierzu ist, dass der Durchbruch in der erfolgreichen Durchführung von Dialysebehandlungen erst in den vierziger Jahren des letzten Jahrhunderts hauptsächlich deshalb gelang, weil als gerinnungshemmende Substanz Heparin verwendet werden konnte. Die Antikoagulation bei Hämodialysebehandlungen ist von zentraler Bedeutung, nicht nur bei der intermittierenden, sondern ganz besonders sogar bei der kontinuierlichen Dialysetherapie. Bei einer einmal laufenden kontinuierlichen Dialysebehandlung werden Schlauchsystem und Filter fast drei Tage ohne Wechsel verwendet. Ein sehr hoher Anspruch an die Qualität der Materialien, dem die Hersteller zuverlässig gerecht werden, sofern das Blut eine ausreichende Fluidität hat. Hierfür bedarf es einer Antikoagulationstherapie, von der nur in Ausnahmefällen Abstand genommen wird. Blutungsneigung und Blutungsgefahren sind bei intensivpflichtigen Patienten häufig anzutreffen. In solchen Fällen, aber beispielsweise auch bei HIT (heparininduzierte Thrombozytopenie) wird auf Heparin verzichtet und stattdessen einer lokalen Antikoagulation der Vorzug gegeben. Hierbei wird dem Blut unmittelbar nach dem Verlassen des Gefäßsystems kontinuierlich eine individuell berechnete Dosis Citrat beigefügt, welches Calcium bindet (Calcium-Komplexbildner). Diese Komplexbildung unterbricht die Gerinnungskaskade. Kurz vor der Rückführung des dialysierten Blutes zum Patienten wird eine ebenfalls individuell berechnete Menge an Calcium kontinuierlich substituiert, um einen systemischen Calciummangel (Mangel an freiem Calcium) zu verhindern. Intrakorporal wird das Citrat hauptsächlich in der Leber verstoffwechselt und zu Bikarbonat metabolisiert. Bei Vorliegen einer schweren Leberfunktionsstörungen ist eine Citratantikoagulation kontraindiziert. Fachumgangssprachlich wird diese Art der Antikoagulation "CiCa" abgekürzt (Citrat-Calcium-Antikoagulation). Neben der Überwachung der dialysetypischen Parameter (Arterien-/Venendruck, Transmembrandruck etc.) müssen bei einer CiCa in regelmäßigen Abständen Blutproben nach dem Dialysefilter entnommen und analysiert werden, um eine adäquate Antikoagulation zu realisieren und die Substitution von Citrat und Calcium individuell anzupassen.

Ex-zentrische Aufgabe für Spezialisten

Kontinuierliche Hämodialyseverfahren sind ein im Wortsinne ex-zentrisches Spezialgebiet; kommen sie aber zur Anwendung, haben sie einen zentralen Stellenwert für die betroffenen Patienten, auch wenn die entsprechenden Geräte in der abendlichen Berichterstattung lediglich im Hintergrund und fast unbemerkt still eine lebenswichtige Aufgabe meistern. Die für die Behandlungsdurchführung notwendigen pflegerischen Spezialisten kommen sowohl aus der Intensivfachpflege als auch aus der Dialysefachpflege. Bedenkt man, dass, wie eingangs geschildert, Nierenerkrankungen auch im Zusammenhang mit SARS-CoV-2-Infektionen deutlich an Bedeutung gewonnen haben und die durchschnittliche Anzahl von kontinuierlichen Hämodialysebehandlungen im Verlauf der Pandemie angestiegen ist, liegt es auf der Hand, dass weiterhin ein großer Bedarf an diesen ex-zentrischen Spezialisten besteht.

Literatur

• DGfN (Deutsche Gesellschaft für Nephrologie) Pressemitteilung vom 18. August 2020

• Girndt M, Trocchi P, Scheidt-Nave C, Markau S, Stang A (2016) Prävalenz der eingeschränkten Nierenfunktion. Ergebnisse der Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland 2008-2011 (DEGS1). Dtsch Arztebl Int 2016; 113: 85-91; DOI: 10.3238/arztebl.2016.0085

• Hoffmann F, Boeschen D, Dörks M, Herget-Rosenthal S, Petersen J, Schmiemann G (2016) Niereninsuffizienz und Medikation bei Pflegeheimbewohnern. Eine Querschnittsstudie (IMREN). Dtsch Arztebl Int 2016; 113: 92-8; DOI: 10.3238/arztebl.2016.0092

• Klingele M, Brodmann D (2017) Einführung in die Nephrologie und Nierenersatzverfahren. Springer Heidelberg

Definitionen Hämodialysetherapie .

Für die kontinuierliche Hämodialysetherapie stehen drei Behandlungsmodifikationen zur Verfügung:

Hämodialyse (HD): Extrakorporales Blutreinigungsverfahren, bei dem auf Grund diffusiver Gesetzmäßigkeiten, aber auch konvektiv, am Dialysefilter Giftstoffe eliminiert werden, eine Korrektur der Serumelektrolyte erfolgt, eine Azidose ausgeglichen wird und unter Anwendung von Sog Flüssigkeit entzogen werden kann (Ultrafiltration, UF).

Hämofiltration (HF): Modifikation der Hämodialysebehandlung. Über die verstärkte Anwendung von Sog am Dialysefilter werden dem Blut große Flüssigkeitsmengen entzogen, was den konvektiven Molekültransfer steigert, insbesondere den der "Mittelmoleküle". Die bei diesem Verfahren übermäßig entfernte Flüssigkeit (Ultrafiltrationsvolumen, UF-Volumen) wird abzüglich der tatsächlich geplanten patientenindividuellen Ultrafiltration wahlweise vor oder nach dem Dialysefilter substituiert; über das Substituat erfolgt zudem eine Pufferung und Elektrolytausgleich sowie meist eine Zuckerzufuhr.

Hämodiafiltration (HDF): Modifikation der Hämodialysebehandlung im Sinne einer Kombination aus Hämodialyse und Hämofiltration, sodass die spezifischen Vorteile beider Behandlungsarten optimal genutzt werden können.

Fazit.

Bei Patienten auf einer Intensivstation zeigt sich oft ein multiples Krankheitsbild. Bei einer hochgradigen Niereninsuffizienz oder einem Nierenversagen sind sie auf eine Dialysetherapie angewiesen. Diese kann intermittierend oder kontinuierlich sein bzw. werden.

Die Therapie hat zum Ziel, Giftstoffe zu eliminieren, Elektrolyte zu korrigieren, den Flüssigkeitshaushalt zu regulieren und einen Azidoseausgleich herzustellen - eine Tätigkeit für pflegerische Spezialisten aus der Intensivfachpflege und der Dialysefachpflege.

Es ist zu erwarten, dass die Zahl der Dialysepatienten im Zuge und als Folge der Corona-Pandemie künftig steigt.