„The most effective means of cooling a man is to give an anaesthetic.“
Das Messen der Körpertemperatur ist eine der ältesten Praktiken in der Medizin und vor immerhin ca. 100 Jahren begann man, die Temperatur während einer Anästhesie zu messen. Die normale Temperaturregulation wird während der Narkose durch verschiedene Faktoren gestört.

In ihrem Beitrag "Hypothermie im OP" beschreibt Anja Schünemann u.a. verschiedene Arten der Hypothermie, Regulation der Körpertemperatur, Störungen des Regelkreises und die Auswirkungen einer Hypothermie. (holbeu)

1. Einleitung

Unter einer Hypothermie versteht man das Unterkühlen; Absinken oder die Senkung der Körpertemperatur auf unter 35°C. Die Ursachen der Hypothermie sind häufig multifaktoriell. Exzessive Wärmeverluste und eingeschränkte Thermoregulationsfähigkeit treten bei vielen Patienten kombiniert auf. Deshalb sind häufig ältere Menschen, Neugeborene, Alkohol- und Drogensüchtige, Bewusstlose und mangelernährte Menschen betroffen. Man unterscheidet drei Arten der Hypothermie:

1. unternormale Körpertemperatur (Untertemperatur):
z.B. bei Kollaps, Hypothyreose oder Kachexie;

2. akzidentelle Hypothermie:
durch Kälteexposition (besonders bei Berg- und Ertrinkunsunfällen); in der Pädiatrie sind besonders Neugeborene und Frühgeborene infolge der unreifen Wärmeregulation durch eine postparteal auftretende Unterkühlung gefährdet und müssen vor einer Hypothermie unter 32°C geschützt werden;

3. künstliche Hypothermie:
Senkung der Körpertemperatur (z.B. mit Hilfe eines Wärmetauschers bei Anwendung der HLM oder durch Oberflächenkühlung) führt über die Herabsetzung der Stoffwechselvorgänge und des Sauerstoffverbrauches zu einer Verlängerung der Ischämietoleranz aller Organe (s. Tabelle), Anwendung besonders in der offenen Herzchirurgie, auch in der Neurochirurgie und bei Transplantationen. [1,2]

Hypothermie

klinische Zeichen und Dauer eines tolerierten Kreislaufstillstandes:

Tabelle 1

Allgemeine Zeichen der Unterkühlung sind:

• Schläfrigkeit und Verlangsamung
• Verminderte Atmung
• niedriger Blutdruck
• Bradycardie
• Kältezittern

Weil durch das Zittern der O2-Verbrauch gesteigert wird, soll das Kältezittern im Gegensatz zu den anderen Zeichen der Hypothermie direkt behandelt werden und zwar mit Sedativa und/oder Neuroleptika.


2. Geschichte: Früher und heute

Das Messen der Körpertemperatur ist eine der ältesten Praktiken in der Medizin. Gallen berichtete, dass Hippokrates vergleichbare Messungen vornahm, um Wärme und Kälte im Körper zu messen und verschiedene Leiden des Körpers festzustellen. (5. Jahrhundert v. Chr.)

Es wurden verschiedene Erfindungen benutzt, um die Körpertemperatur zu messen, Gallileo erfand 1592 ein Thermoskop, welches 1714 von Fahrenheit noch verbessert wurde.

Die Temperaturmessung während einer Anästhesie begann schon vor ca. 100 Jahren, als Harvey Cushing 1895 die erste anästhesistische Aufzeichnung machte. Obwohl das Quecksilberthermometer immer noch in Gebrauch ist, gibt es zahlreiche neue Technologien bei der klinischen Temperaturmessung im Operationssaal. Wichtig für das gefahrlose Praktizieren in der Anästhesie ist das sichere Verstehen der Thermoregulation, der Wirkung von anästhesistischen Agents bei der Temperaturregulation und der Methoden, die beim Messen der Körpertemperatur angewendet werden.

Die zentrale Temperatur des Menschen ist gewöhnlicherweise reguliert. Die Anästhesie erhöht die normale thermoregulierende Kontrolle des Körpers. Während einer Operation kann eine leichte Hypothermie das Gehirn stützen. Auf jeden Fall muss der Anästhesist darauf vorbereitet sein, auch stärkere Hypothermien zu behandeln, da hier das Risiko gegeben ist, dass Organe nicht richtig funktionieren und dass der Patient anfängt zu zittern.

Sublinguale-, Haut- und axilläre Temperaturen gelten als Körperschalentemperatur und repräsentieren daher nicht die Körperkerntemperatur. Temperaturmessungen im Ohr sind heute sehr in Mode, führen aber in bis zu 20% der Fälle zu Verletzungen des Trommelfells und werden durch vorhandenes Zerumen verfälscht.

Die Messung der rektalen Temperatur wird durch wärmeproduzierende Darmbakterien, Isolierung der Sonde durch rektale Stuhlanhäufung und durch aus kalten Extremitäten zurückfließendes venöses Blut beeinflusst. Die Messung der ösophagealen Temperatur entspricht am ehesten der Körperkerntemperatur. Voraussetzung ist eine Platzierung der Sonde im unteren Drittel des Ösophagus.

3. Pathophysiologie

3.1. Regulation der Körpertemperatur

Der Zellstoffwechsel benötigt für eine optimale Funktion eine konstante Körpertemperatur. Deshalb versucht der menschliche Organismus durch eine exakte Balance von Wärmeproduktion und Wärmeverlust die Temperatur des Körperkerns zwischen 36°C und 37,5°C zu halten.
Die Temperatur der Extremitäten unterliegt weit größeren Schwankungen. Wärmeverluste entstehen durch Strahlung, Konduktion, Konvektion und Schwitzen. Wasser begünstigt die Hypothermieentstehung durch seine 20-30fach höhere Wärmeleitfähigkeit. [2]

3.2. Regelkreis

Der hintere Hypothalamus als Temperaturregulationszentrum erhält seine Informationen über periphere und zentrale Temperaturrezeptoren. Kälterezeptoren in der Haut und dem Rückenmark und Wärmerezeptoren in den Abdominalorganen senden Signale über den lateralen Tractus spinothalamicus zur Formatio reticularis und weiter zum hinteren Hypothalamus.

Wärmesensoren im vorderen Hypothalamus messen zusätzlich die Bluttemperatur (zentrale Rezeptoren). Abweichungen der Ist- von der Solltemperatur führen über Verbindungen zu höheren Zentren und über das periphere sympathische Nervensystem zur entsprechenden Gegenregulation in den Effektorganen.

Über höhere kortikale Zentren wird das Verhalten des Menschen beeinflusst wie z.B. seine Körperhaltung, Appetit und Auswahl seiner Kleidung. Über das periphere sympathische Nervensystem werden bei Hypothermie Kältezittern, unwillkürliche rhythmische Kontraktionen der Skelettmuskulatur und die metabolische Thermogenese, das vermehrte Verbrennen von Fettsäuren und Glucose v.a. in der Leber und im Skelettmuskel, induziert.

Gefäßkonstriktion in der Haut vermindert die Hautdurchblutung und damit weitere Wärmeverluste über die Körperoberfläche. Metabolische Thermogenese kann zu Stoffwechselentgleisungen um das 7-10fache führen.

Neugeborene sind noch nicht in der Lage, durch Kältezittern Wärme zu erzeugen. Sie besitzen aber ein metabolisch sehr aktives braunes Fettgewebe, das v.a. perirenal lokalisiert ist. Adrenerge Stimulation führt durch Aktivierung einer Lipase zur Freisetzung freier Fettsäuren, deren Oxydation metabolische Wärme freisetzt.

Das hypothalamische Temperaturregulationszentrum unterliegt einem Tag-Nacht- Rhythmus sowie hormonellen Einflüssen. Hypothermie resultiert immer aus einer Überforderung, durch exzessive Temperaturverluste oder aus einem Versagen des thermoregulatorischen Systems durch ungenügende Hitzeproduktion oder veränderte Thermoregulation. [2]

3.2.1. Störungen des Regelkreises

Verbrennungen oder bestimmte Hauterkrankungen wie z.B. Psoriasis, begünstigen durch vermehrte Hautdurchblutung und veränderte Hautintegrität Wärmeverluste. Unterernährung, Leberversagen, Sepsis oder Hypothyreose können eine adäquate Stoffwechselsteigerung bei Absinken der Körperkerntemperatur verhindern. Tumore, Traumen oder Entzündungen des ZNS beeinflussen das hypothalamische Temperaturregulationszentrum und können eine Hypothermieentstehung begünstigen.

Medikamente wie Phenothiazine, Benzodiazepine und Alkohol unterdrücken das Kältezittern. Alkohol hemmt zusätzlich die hepatische Glukoneogenese und führt zu vermehrten Wärmeverlusten über die Haut.

Ursachen einer Hypothermie

• Übermäßige Wärmeverluste

1. Durch die Umgebung
   - akzidentelle Hypothermie
   - iatrogene Hypothermie
2. Vermehrter Hautblutfluss
   - Verbrennungen
   - Psoriasis
   - Toxische epidermale Nekrolyse

• Inadäquate Wärmeproduktion

1. Veränderte Thermoregulation
   - ZNS-Tumore/ Entzündungen
   - Spinale Läsionen oberhalb von Th1
   - Sepsis
   - Urämie
2. Verminderter Metabolismus
   - Malnutrition
   - Hypothyreose
   - Nebenniereninsuffizienz
   - Leberversagen
   - Hypoglykämie
   - Diabetische Ketoazidose

3.3. Wärmeproduktion und Wärmeabgabe

Im Zustand einer intakten Thermoregulation wird gerade soviel Wärme abgegeben wie produziert wird (→Steady-State).

Steady-State der Körpertemperatur

Zu den Mechanismen der Wärmeabgabe gehören:

• Radiation: die Energieübertragung zwischen Objekten mittels elektromechanischer Wellen.
• Konvektion: die direkte Energieübertragung durch Zusammenstoß zwischen Körperoberflächenmolekülen und bewegten Luftmolekülen.
• Evaporation: ein Wärmeverlust mittels Wasserverdunstung.
• Konduktion: die Wärmeübertragung durch direkten Kontakt zwischen Objekten.

Eine Übersicht über die Mechanismen der Wärmeabgabe und ihre Bedeutung für den Patienten im Operationssaal zeigt die nachstehende Tabelle.

Tabelle 2 

4. Auswirkungen einer Hypothermie

4.1. Herz-Kreislauf System

Ein Absinken der Körpertemperatur bewirkt zunächst über Stimulation des sympoadrenergen Nervensystems eine periphere Vasokonstriktion mit Abnahme der Hautdurchblutung, Tachycardie und Anstieg des Herzzeitvolumens (HZV). In einer Ausgabe von „der Anästhesist“ aus dem Jahre 1997 wird beschrieben, dass „die Schwelle zur thermoregulierenden Vasokonstriktion während einer Isoflurane Anästhesie bei älteren Menschen niedriger ist als bei Jüngeren.“

Ältere Menschen werden schneller hypotherm und haben auch eine längere Erwärmungszeit und dies ganz besonders nach dem Gebrauch von Isoflurane.

Dieser initialen Errregungsphase folgt eine Phase zunehmender Dämpfung des Herzkreislaufsystems: Blutdruck, Herzfrequenz und das Herzzeitvolumen fallen ab.

Die initiale periphere Vasokonstriktion erhöht zunächst durch vermehrten venösen Blutrückstrom das zentrale Blutvolumen. Dehnungsrezeptoren zentraler Anteile des Kreislaufniederdrucksystems vermitteln eine Hemmung der hypothalamischen ADH-Sekretion und bewirken vermehrte Flüssigkeitsverluste über die Nieren, die sogenannte Kältediurese. Eine Verminderung des Plasmavolumens mit gleichzeitigem Hämatokritanstieg und der zunehmende Abfall des Herzminutenvolumens vermindern den systemischen Sauerstofftransport; die Gewebedurchblutung nimmt ab, und es entsteht eine metabolische Laktatazidose durch vermehrte anaerobe Glukolyse.

Im EKG hypothermer Patienten beobachtet man eine zunehmende Bradycardie, eine Verlängerung aller Anteile des elektrischen Herzzyklus und Störungen der Erregungsüberleitung. Bei einer Temperatur von unter 30°C tritt häufig Vorhofflimmern auf, bei einer Temperatur von unter 28°C wurde bei vielen Patienten Kammerflimmern beobachtet.

Bei Patienten mit vorbestehender koronarer Herzkrankheit oder bei zusätzlichen externen Stimuli, z.B. Einführen eines zentralen Venenkatheters, können maligne Herzrhythmusstörungen bereits früher auftreten. Elektrische Defibrillationsversuche oder pharmakologische Therapieversuche sind bei Kammerflimmern und einer Körperkerntemperatur von unter 30°C fast immer ohne Erfolg.


4.2. Respiratorisches System

In der initialen Erregungsphase steigt das Atemminutenvolumen durch gesteigerte Atemfrequenz und Erhöhung des Atemzugvolumens. Bei einem weiteren Absinken der Temperatur nehmen Atemfrequenz und Tidalvolumen ab, bei ca. 24°C hört die Atemtätigkeit auf.

Alveoläre Hypoventilation, eine hypothermiebedingte Störung der hypoxisch-pulmonalen Gefäßkonstriktion und der Gasdiffusionskapazität sind Ursachen zunehmender Hypoxämie und Kohlendioxidretention mit Entwicklung einer respiratorischen Azidose. Ein eingeschränkter Hustenreflex, Dehydratation und Veränderungen der Bewusstseinslage prädisponieren zu Aspiration und pulmonaler Infektion. [2]

4.3. Stoffwechsel

Kohlendioxidretention, eine Verminderung des zirkulierenden Plasmavolumens durch Kältediurese und Hyperpermeabilität geschädigter Gefäßendothelzellen, ein Abfall des Herzminutenvolumens, ein Anstieg der Blutviskosität und eine kältebedingte Störung der renalen H+-Ionensekretion sind für die Entstehung einer gemischten respiratorisch-metabolischen Azidose verantwortlich.

In der Initialphase steigt der O2-Verbrauch durch Kältezittern und vermehrter metabolischer Wärmeproduktion um bis zu 500% an. Verminderte Freisetzung von Insulin aus dem Pankreas und periphere Insulinresistenz des Gewebes sind für die häufig beobachteten Hyperglykämien verantwortlich. Eine chronische Hypothermie und erkrankungsbedingte Erschöpfung der Körperglykogenreserven z.B. bei fortgeschrittener Leberzirrhose, prädisponieren hingegen zur Entstehung einer Hypoglykämie. Die Hypothermie vermindert nämlich alle Leberfunktionen und verlängert die Elimination von Medikamenten, Steroidhormonen, Alkohol, Anästhetika und Drogen.

Eine „milde“ Hypothermie ist fast immer von einer leichten Hyponatriämie begleitet. Das Verhalten der Kaliumkonzentration ist sehr variabel. Eine schwere Hyperkaliämie ist immer ein schlechtes prognostisches Zeichen und zeigt meist massiven Zelluntergang mit entsprechender Kaliumfreisetzung an.

4.4. Zentralnervensystem

Hypothermie führt nach der initialen Erregungsphase mit Kältezittern, Angst und Schmerzempfindung zu einer zunehmenden Dämpfung des ZNS. Das Muskelzittern wird bei einer Temperatur von 34°C durch zunehmende Muskelsteifigkeit ersetzt. Zu diesem Zeitpunkt entwickeln die Patienten eine Amnesie, allerdings werden Schmerzen noch wahrgenommen.

Beim weiteren Absinken der Temperatur erkennt der Patient seine Angehörigen nicht mehr. Die Lichtreaktion der Pupillen ist verlangsamt. Schmerzen werden jetzt auch nicht mehr wahrgenommen. Unterhalb von 30°C verliert der Patient das Bewusstsein, unter 28°C kommt es zum vollständigen Verlust der Pupillenlichtreaktion und tiefer Sehnenreflexe, ab 20°C wird das EEG isoelektrisch.

4.5. Andere Organsysteme

Die Hypothermie vermindert die Nierendurchblutung, senkt die glomeruläre Filtrationsrate und vermindert die tubuläre Resorptionskapazität. Unter 34°C nimmt die gastrointestinale Motolität ab, es entwickelt sich dadurch ein paralytischer Ileus.

Eine Thrombozytopenie und Leukopenie entsteht durch Zellpooling in den verschiedenen Organen wie Milz und Lunge. [2] Endothelzellschäden, Thrombozytopenie und eine durch niedrige Bluttemperaturen verminderte Gerinnungsaktivität begünstigen das Auftreten von diffusen Gerinnungsstörungen und Organblutungen.

Hauptteil

Eine perioperative Hypothermie ist ein häufig auftretendes Problem in den Operationssälen und wird oft als unvermeidliche Folge von chirurgischen Eingriffen in Narkose in Kauf genommen.

Besonders betroffen sind Patienten mit großen abdominellen und thorakalen Eingriffen. Die potentiell schädlichen Auswirkungen dieses Zustandes werden von den Chirurgen, aber auch von manchen Anästhesisten, unterschätzt. Es ist selbstverständlich für uns, die Verantwortung für Funktionen wie z.B. Kreislauf und Atmung zu übernehmen, aber die Temperatur wird gerne vergessen. Betrachtet man die Angabe zur Inzidenz postoperativer Hypothermie in der Literatur, so wird diese bei 60-80% aller im Aufwachraum übernommenen Patienten beobachtet. Dies erfordert eine Auseinandersetzung mit den Mechanismen, die zu intra- und postoperativer Hypothermie führen und es bedarf der Entwicklung effektiver therapeutischer Maßnahmen gegen Wärmeverluste.[12]

Früher wurde die Körpertemperatur anästhesierter Patienten häufig nur zur Steuerung bestimmter Operationen in der Kardio- oder Neurochirurgie gemessen. Heute wachsen die Anforderungen nach einer routinemäßigen und kontinuierlichen Messung der Temperatur wegen des möglichen Auftretens einer unerwünschten postoperativen Hypothermie, aber auch einer intraoperativen Hyperthermie infolge von Septikämie oder maligner Hyperthermie.