key: cord-0006014-cd5yoh0l authors: Habler, O.; Meier, J.; Pape, A.; Kertscho, H.; Zwißler, B. title: Perioperative Anämietoleranz: Mechanismen, Einflussfaktoren, Grenzen date: 2006-11-30 journal: Anaesthesist DOI: 10.1007/s00101-006-1055-y sha: 145e9b486f348690319f39befafabf0f3744c7dc doc_id: 6014 cord_uid: cd5yoh0l The expected cost explosion in transfusion medicine (increasing imbalance between donors and potential recipients, treatment of transfusion-associated complications) increases the socio-economic significance of specific institutional transfusion programs. In this context the estimated use of the patient’s physiologic tolerance to anemia enables 1) the tolerance of larger blood losses (loss of “diluted blood”), 2) the onset of transfusion to the time after surgical control of bleeding to be delayed and 3) the perioperative collection of autologous red blood cells. The present review article summarizes the mechanisms, influencing factors and limits of this natural tolerance to anemia and deduces the indication for perioperative red blood cell transfusion. Under strictly controlled conditions (anesthesia, normovolemia, complete muscular relaxation, hyperoxemia, mild hypothermia) extremely low hemoglobin concentrations [Hb <3 g/dl (<1.86 mmol/l)] are tolerated without transfusion by individuals with no cardiopulmonary disease. In the clinical routine these situations are limited to borderline situations e.g. unexpected massive blood losses in Jehovah’s Witnesses or unexpected shortcomings in blood supply. The current recommendations coincide to the effect that perioperative red blood cell transfusion 1) is unnecessary up to a Hb concentration of 10 g/dl (6.21 mmol/l) even in older patients with cardiopulmonary comorbidity and 2) is only recommended in cases of Hb <6 g/dl (<3.72 mmol/l) in otherwise healthy subjects including pregnant women and children. Critically ill patients with multiple trauma and sepsis do not seem to benefit from transfusions up to Hb concentrations >9 g/dl (>5.59 mmol/l). In cases of massive hemorrhaging and diffuse bleeding disorders the maintenance of a Hb concentration of 10 g/dl (6.21 mmol/l) seems to contribute to stabilization of coagulation. In der Bundesrepublik Deutschland werden jährlich etwa 4 Mio. allogene Blutkonserven transfundiert, in den USA ca. 12-16 Mio. [24] . Trotz ständiger Weiterentwicklung der Verfahren zur Qualitätssicherung bei der Gewinnung und Transfusion von allogenem Blut (spezielles Antikörperscreening im Spenderblut, Auskreuzung aller für die Transfusion geplanten Blutkonserven), ist jede Fremdbluttransfusion noch immer mit einem "Restrisiko" für den Empfänger verbunden (. Tab. 1; Übersichten in [4, 47, 103] ). An erster Stelle stehen dabei allergische Reaktionen, das transfusionsbedingte Lungenversagen ("transfusion-related acute lung injury", TRALI) und die Transfusion von empfängerinkompatiblem Blut (z. B. infolge Verwechslung von Kreuzblutproben oder Konserven), gefolgt von transfusionsassoziierten Infektionen mit viralen und bakteriellen Erregern. Der Stellenwert der durch allogene Transfusion induzierten Immunmodulation/-suppression wird noch diskutiert: Das Risiko postoperativer Wundinfektionen scheint positiv mit der Anzahl perioperativ transfundierter Fremdblutkonserven zu korrelieren [111] ; die Datenlage bezüglich einer transfusionsassoziierten Erhöhung der Rezidivrate maligner Tumoren ist uneinheitlich [7, 43] . Insgesamt mehren sich die Hinweise, dass eine "liberale" Transfusionsstrategie die Überlebensrate von Patienten verschlechtert. Dies konnte für Intensivpatienten, Patienten mit akutem Koronarsyndrom und herzchirurgische Patienten nach Anlage eines aortokoronaren Gefäßbypasses gezeigt werden, die auf Hämoglobin-(Hb-)Konzentrationen über 10 g/dl (6,21 mmol/l) transfundiert wurden [41, 54, 81, 86, 109] . Etwa die Hälfte der 16 Mio. jährlich in den USA transfundierten allogenen Blutkonserven erhalten Patienten mit einem Lebensalter von über 65 Jahren [106] . Mit der allgemeinen Verbesserung des Gesundheitssystems steigen der prozentuale Anteil dieser Altersgruppe an der Gesamtbevölkerung und damit auch die Zahl großer chirurgischer Eingriffe mit hohen Blutverlusten. In den USA wird sich die Zahl der über 65-Jährigen nach neuesten Schätzungen bis zum Jahr 2030 mehr als verdoppeln; voraussichtlich werden dann allein in dieser Altersgruppe 12-13 Mio. Transfusionen allogenen Blutes erforderlich [106] . Insgesamt registriert die amerikanische Gesundheitsbehörde Food and Drug Administration (FDA) eine konstant rückläufige Spendebereitschaft in der Bevölkerung und rechnet im Jahr 2030 mit einer Fehlzahl von 4 Mio. Fremdblutkonserven. Was dies für die Kostenentwicklung im Transfusionswesen bedeuten wird, ist derzeit nicht abzusehen. Man geht jedoch davon aus, dass sich der Preis einer Fremdblutkonserve mindestens verdoppeln wird. Vergleichbare Berechnungen liegen für die Bundesrepublik Deutschland nicht vor. Die Ent-wicklung dürfte sich jedoch nicht wesentlich von der für die USA vorhergesagten unterscheiden. Um das nach wie vor bestehende Restrisiko für den Patienten weiter zu senken und die Kostenentwicklung im Gesundheitswesen bestmöglich zu kontrollieren, sollte die Transfusion von Fremdblut bei chirurgischen Eingriffen, wenn möglich, ganz vermieden, zumindest aber auf ein Mindestmaß reduziert werden. Voraussetzung hierfür ist -neben einer schonenden Operationstechnik und der konsequenten perioperativen Anwendung fremdblutsparender Maßnahmen (Übersicht in [32] ) -die Nutzung der natürlicherweise vorhandenen "Anämietoleranz" des menschlichen Organismus. seine "normale" Hb-Konzentration angewiesen ist, sondern -Normovolämie vorausgesetzt -deutlich niedrigere Hb-Konzentrationen ohne Schädigung der Organfunktionen toleriert. Der operative Patient profitiert in verschiedener Hinsicht von einer Nutzung seiner natürlicherweise vorhandenen Anämietoleranz (s. Infobox "Vorteile bei perioperativer Nutzung der natürlichen Anämietoleranz"): 1. Je ausgeprägter der Grad der normovolämischen Verdünnungsanämie, desto geringer ist die Reduktion der zirkulierenden Erythrozytenmasse mit jedem Milliliter Blutverlust. Ein akuter Blutverlust während eines chirurgischen Eingriffs wird nicht sofort durch die Transfusion von Erythrozyten, sondern zunächst durch die Infusion von Kristalloiden und Kolloiden therapiert (isotone kristalloide Infusionslösungen im Verhältnis 3:1 bis 4:1; isoonkotische kolloidale Infusionslösungen im Verhältnis 1:1). Das Ziel dieses erythrozytenfreien Volumenersatzes ist die Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung eines adäquaten Blutvolumens (Normovolämie) und einer normalen mikrovaskulären Organperfusion. Die Folge ist eine Verdünnung sämtlicher Blutbestandteile (Erythrozyten, Thrombozyten, Gerinnungsfaktoren und der Komponenten des Fibrinolysesystems), eine sog. Hämodilution. In Allgemeinanästhesie wird eine "normovolämische Hämodilution" bis auf sehr niedrige Hb-Konzentrationen bzw. HKT-Werte ohne Gefährdung von Organperfusion, -oxygenierung und -funktion toleriert ("natürliche Anämietoleranz" des menschlichen Organismus). Erst beim Unterschreiten eines "kritischen" Gewebe-O 2 -Angebots ("kritische" DO 2 ) ist diese natürliche Anämietoleranz erschöpft, und es manifestiert sich Gewebehypoxie [30] . [71] . Die Anämietoleranz des Gesamtorganismus kann beeindruckende Dimensionen annehmen: Bei gesunden, wachen Probanden war die kritische DO 2 selbst nach Hämodilution auf Hb 4,8 g/ dl (2,98 mmol/l) nicht erreicht [61] . Bei herzgesunden Versuchstieren und Patien ten in Allgemeinanästhesie wurde die Grenze der Verdünnungsanämie bei einem HKT zwischen 12 (0,12) und 3 (0,03), entsprechend Hb-Konzentrationen zwischen 3,3 und 1,1 g/dl (2,05 und 0,68 mmol/l) gefunden (. Tab. 2). Säuglinge (1-7 Monate) [89] und ältere Kinder (12,5 Jahre) [17] tolerierten Hb-Konzentrationen von 3 g/dl (1,86 mmol/ l) und niedriger, ohne dabei ihr kritisches O 2 -Angebot zu unterschreiten. Bei trächtigen Schafen blieb die fetale Gewebe oxygenierung bis zu einem mütterlichen HKT von 15 [0,15; Hb 5 g/dl (3,10 mmol/l)] erhalten [83] . Eine Angabe allgemein gültiger Zahlenwerte für die minimal tolerable Hb-Konzentration ist jedoch unmöglich, da DO 2 krit , Hb krit und HKT krit sowohl inter-als auch intraindividuell unterschiedlich sind und von einer Reihe von Faktoren beeinflusst werden, auf die im Abschn. "Einflussfaktoren auf die perioperative Anämietoleranz" dieses Artikels näher eingegangen wird. Die im vorigen Abschnitt beschriebenen (patho)physiologischen Zusammenhänge beziehen sich auf O 2 -Transport und Gewebeoxygenierung des Gesamtorganismus. Es ist daher nicht auszuschließen, dass einzelne Organe ihre organspezifische DO 2 krit zu einem früheren Zeitpunkt, d. h. bei einer höheren Hb-Konzentration bzw. einem höheren HKT-Wert erreichen als der Gesamtorganismus. Dies birgt die Gefahr einer bereits manifesten spezifischen Organgewebehypoxie noch vor dem Auftreten entsprechender Veränderungen auf der Ebene des Gesamtorganismus. Es soll daher im Folgenden auf die organspezifische Anämietoleranz und deren Grenzen eingegangen werden. Zusammenfassung Die zu erwartende Kostensteigerung im Transfusionswesen (steigender Fremdblutbedarf bei gleichzeitig rückläufiger Spendebereitschaft, Behandlungspflicht transfusionsassoziierter Folgeerkrankungen) erhöht den sozioökonomischen Stellenwert der Entwicklung institutionsspezifischer Transfusionsprogramme. Ein wesentlicher Bestandteil hierbei ist -neben einer schonenden Operationstechnik und der konsequenten perioperativen Anwendung fremdblutsparender Maßnahmen -die Ausschöpfung der natürlicherweise vorhandenen "Anämietoleranz" des menschlichen Organismus (Toleranz größerer Blutverluste durch Verlust von "verdünntem" Blut, Hinauszögern des Transfusionsbeginns bis nach chirurgischer Blutstillung, Gewinnung von autologem Blut). In der vorliegenden Übersicht werden die Mechanismen, Einflussgrößen und Grenzen dieser natürlichen Anämietoleranz für den Ge-samtorganismus und für einzelne Organsysteme zusammengefasst und die sich daraus ergebende Indikation zur Erythrozytentransfusion abgeleitet. Unter kontrollierten Bedingungen (Narkose, strikte Aufrechterhaltung von Normovolämie, komplette Muskelrelaxierung, Hyperoxämie, Hypothermie) werden von kardiopulmonal gesunden Individuen kurzzeitig auch extreme Grade der Verdünnungsanämie [Hämoglobin-(Hb-)Wert <3 g/ dl (<1,86 mmol/l)] ohne Transfusion toleriert. In der klinischen Routine bleibt diese Situation -nicht zuletzt in Ermangelung eines adäquaten Monitorings -jedoch auf spezielle Sonderfälle beschränkt (z. B. unerwartete große Blutverluste bei Zeugen Jehovahs, unerwarteter Engpass bei der Bereitstellung von Fremdblut). Die derzeit geltenden Empfehlungen verschiedener Expertenkommissionen decken sich dahingehend, dass perioperativ (1) bis zu einer Hb-Konzentration von 10 g/dl (6,21 mmol/l) auch bei alten Patienten und Patienten mit kardiopulmonalen Begleiterkrankungen eine Transfusion von Erythrozyten in der Regel nicht notwendig ist und (2) eine Transfusion bei jungen, gesunden Patienten ohne kardiopulmonale Vorerkrankungen (einschließlich Schwangeren und Kindern) erst ab einer Hb-Konzentration von <6 g/dl (<3,72 mmol/l) notwendig wird. Auch beatmete Intensivpatienten mit Polytrauma und Sepsis scheinen nicht von einer Transfusion auf Hb-Konzentration >9 g/ dl (>5,59 mmol/l) zu profitieren. Bei massiven Blutverlusten und diffuser Blutungsneigung scheint ein Hb von 10 g/dl (6,21 mmol/ l) zur Stabilisierung der Blutgerinnung beizutragen. Perioperative Anämie · Anämietoleranz · Fremdbluttransfusion · Transfusionstrigger The expected cost explosion in transfusion medicine (increasing imbalance between donors and potential recipients, treatment of transfusion-associated complications) increases the socio-economic significance of specific institutional transfusion programs. In this context the estimated use of the patient's physiologic tolerance to anemia enables 1) the tolerance of larger blood losses (loss of "diluted blood"), 2) the onset of transfusion to the time after surgical control of bleeding to be delayed and 3) the perioperative collection of autologous red blood cells. The present review article summarizes the mechanisms, influencing factors and limits of this natural tolerance to anemia and deduc-es the indication for perioperative red blood cell transfusion. Under strictly controlled conditions (anesthesia, normovolemia, complete muscular relaxation, hyperoxemia, mild hypothermia) extremely low hemoglobin concentrations [Hb <3 g/dl (<1.86 mmol/l)] are tolerated without transfusion by individuals with no cardiopulmonary disease. In the clinical routine these situations are limited to borderline situations e.g. unexpected massive blood losses in Jehovah's Witnesses or unexpected shortcomings in blood supply. The current recommendations coincide to the effect that perioperative red blood cell transfusion 1) is unnecessary up to a Hb concentration of 10 g/dl (6.21 mmol/l) even in old-er patients with cardiopulmonary comorbidity and 2) is only recommended in cases of Hb <6 g/dl (<3.72 mmol/l) in otherwise healthy subjects including pregnant women and children. Critically ill patients with multiple trauma and sepsis do not seem to benefit from transfusions up to Hb concentrations >9 g/ dl (>5.59 mmol/l). In cases of massive hemorrhaging and diffuse bleeding disorders the maintenance of a Hb concentration of 10 g/dl (6.21 mmol/l) seems to contribute to stabilization of coagulation. Perioperative anemia · Anemia tolerance · Allogeneic transfusion · Transfusion trigger Myokard Das Herz nimmt während einer normovolämischen Verdünnungsanämie eine exponierte Stellung ein, da es einerseits "Motor" der physiologischen Kompensationsmechanismen der Anämie ist (Steigerung des HZV), gleichzeitig aber auch das "kritische Organ" für die anämische Gewebehypoxie darstellt. Da die O 2 -Extraktion des Myokards bereits unter Normalbedingungen nahezu maximal ist, wird die Verdünnungsanämie hauptsächlich über eine Steigerung des myokardialen Blutflusses kompensiert. Voraussetzung hierfür ist eine vollständige Ausnutzung der Koronarreserve, d. h. eine maximale koronare Vasodilatation. Im Tierexperiment (Allgemeinanästhesie, intaktes Koronargefäßsystem) blieben spezifische Parameter der systolischen und diastolischen linksventri-kulären Funktion bis zu sehr niedrigen Hb-Konzentrationen [Hb 5-7 g/dl (3,10-4,34 mmol/l)] unbeeinträchtigt [26, 31, 45] . Erst bei extremster Hämodilution [Hb <3 g/dl (<1,86 mmol/l)] manifestierten sich isolierte Veränderungen der diastolischen Ventrikelfunktion [28] bzw. Elektrokardiogramm-(EKG-)Veränderungen (ST-Streckensenkung) [49] , die als Zeichen einer myokardialen Gewebehypoxie gewertet werden müssen. Bei wachen Probanden, bei denen die Verdünnungsanämie in erster Linie durch Tachykardie kompensiert wird (vgl. Abschn. "Mechanismen der natürlichen Anämietoleranz"), konnten bei einer Hb-Konzentration von 5-7 g/dl (3,10-4,34 mmol/l) in 5 der Fälle (3 von 55 Probanden) ST-Segmentveränderungen nachgewiesen werden [55] . Es existieren jedoch auch Fallberichte herzgesunder Patienten, bei denen hypoxiespezifische EKG-Veränderungen in Allgemeinanästhesie auch bei extremster Anämie nicht [Hb 2,7 g/dl (1,68 mmol/l) [102] , HKT 5 (0,05) [57] ] oder nur sehr spät [2,1 g/dl (1,30 mmol/l) [17] , 1,1 g/dl (0,68 mmol/l) [120] ] auftraten. Es muss allerdings in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, dass die mittlere Sensitivität der ST-Streckenanalyse bei der Detektion von Myokardischämie/-hypoxie nur etwa 68 (23-100) beträgt [22] und somit eine Myokardhypoxie vorliegen kann, obwohl im EKG hinweisgebende Veränderungen fehlen. Insgesamt scheint das Erreichen der myokardialen DO 2 krit die Anämietoleranz des Gesamtorganismus quoad vitam wesentlich zu bestimmen. Beim Unterschreiten der myokardialen DO 2 krit bricht die Kompensation der Verdünnungsanämie kartenhausartig zusammen, und es manifestiert sich eine Gesamtkörpergewebehypoxie mit akuter Lebensgefahr. In Analogie zum Myokard besteht auch für das Gehirn der Hauptkompensationsmechanismus einer Verdünnungsanämie in der Zunahme des zerebralen Blutflusses. Zusätzlich kann die zerebrale O 2 -Extraktion wesentlich gesteigert werden. Die Anämietoleranz der grauen Substanz des Hirngewebes hängt entscheidend von Aktivität und Funktionsstoffwechsel des Gehirns ab. Bei gesunden Freiwilligen, die wach einer akuten normovolämischen Hämodilution unterzogen wurden, verschlechterte sich die zerebrale Funktion (Gedächtnisübungen, neuropsychologische Tests) bei einer Hb-Konzentration von 5,1 g/dl (3,16 mmol/l) [112] bzw. 5,7 g/dl (3,54 mmol/l) [113] signifikant. Die zum gleichen Zeitpunkt bestimmte periphere und zentrale Nervenleitgeschwindigkeit (somatosensorisch evozierte Potenziale) blieb unbeeinflusst [114] . Allerdings konnte eine verlängerte Latenzzeit des P300-Potenzials (akustisch evozierte Potenziale) nachgewiesen werden, die als Hinweis für eine Beeinträchtigung der zentral-nervösen Prozessverarbeitung gedeutet werden kann [116] . In Allgemeinanästhesie wird üblicherweise eine vollständige Suppression des zerebralen Funktionsstoffwechsels beobachtet. Aufgrund einer konsekutiven Abnahme des zerebralen O 2 -Bedarfes sollte somit die Anämietoleranz in Allge meinanästhesie zunehmen. Tatsächlich lagen die im Tierexperiment ermittelten zerebralen Hb krit -Werte in Allgemeinanästhesie niedriger [Hb krit 3,5-5 g/dl (2,17-3,10 mmol/l)] [5, 77] als bei wachen Individuen und unterschieden sich insbesondere nicht von denjenigen des Gesamtorganismus [5]. In Analogie zu Herz und Gehirn steigen die Blutflüsse bei einer Verdünnungsanämie auch in Magen, Leber, Pankreas und Dünndarmmukosa kompensatorisch an [53, 72, 79] . Während HKT-Werte von 20 (0,20) [27, 52] werden (Übersicht in [27] ). Ursächlich hierfür scheint eine über das Renin-Angiotensin-System induzierte renale Vasokonstriktion [94] . Nach Hämodilution auf HKT 20 (0,20) waren zwar keine pathologischen Veränderungen der Nierenfunktion zu beobachten [27] ; Messungen der renalen Hb krit fehlen allerdings bislang. Die verlässlichste Methode zur Bestimmung der Gesamtkörper-DO 2krit ist die kontinuierliche Atemgasanalyse mit z. B. minütlicher Berechnung der Gesamtkörper-VO 2 (metabolische Monitore, DeltaTrac II, Oxycon Pro). Kann der O 2 -Bedarf der Organgewebe durch die DO 2 nicht mehr gedeckt werden, sinkt die VO 2 als Zeichen von Gewebehypoxie unmittelbar ab (. Abb. 1a, b) . Mithilfe einer spezi-ell entwickelten Computersoftware kann dieser VO 2 -Abfall untersucherunabhängig mit hoher Präzision identifiziert werden [70] . Alternativ können DO 2 und VO 2 aus den mithilfe eines Swan-Ganz-Katheters ermittelten Daten errechnet werden (Fick-Methode). Im Gegensatz zur direkten Messung mit metabolischen Monitoren ist dieses Verfahren jedoch diskontinuierlich, invasiv, risikobehaftet und mit zunehmender Verdünnungsanämie ungenau (Unterschätzung der VO 2 [48] ). Aus Veränderungen der Erregungsrückbildung (EKG), der regionalen kardialen Wandbewegung und der diastolischen Ventrikelrelaxation (transösophageale Echokardiographie, TEE) kann indirekt auf ein Ungleichgewicht zwischen myokardialem O 2 -Bedarf und -Angebot ge- In der klinischen Praxis ist es oftmals schwierig, die Grenze der individuellen Anämietoleranz des Patienten anhand der vorgenannten Parameter zu identifi- zieren. Hilfestellung bei der Einschätzung einer perioperativ auftretenden Verdünnungsanämie quoad vitam leisten die Ergebnisse umfangreicher Patientenstudien, in denen der Zusammenhang zwischen postoperativer Anämie und Mortalität der Patienten analysiert wurde. In der Regel stammen diese Daten von Zeugen Jehovahs, die keine Fremdbluttransfusion für sich akzeptieren. Bis zu einer postoperativen Hb-Konzentration von 8 g/dl (4,96 mmol/l) konnte auch bei alten Patienten mit kardiopulmonalen Vorerkrankungen [9, 10] sowie bei multimorbiden Intensivpatienten [11, 41, 109] kein statistischer Zusammenhang mit einer erhöhten postoperativen Letalität hergestellt werden. Bei anämischen Patienten [Hb <8 g/ dl (<4,96 mmol/l)], deren Tod kausal mit einer Anämie in Verbindung zu bringen war, lag die Hb-Konzentration immer unter 5 g/dl (3,10 mmol/l) [108] . In Einzelfällen wurden jedoch auch deutlich niedrigere Hb-Konzentrationen bis zu 1,5 g/dl (0,93 mmol/l) ohne Transfusion überlebt (Übersicht in [23] ). Wie bereits im Abschn. "Anämietoleranz des Gesamtorganismus" angedeutet, ist die Aufstellung allgemein gültiger Zahlenwerte für die minimal tolerable Hb-Konzentration unmöglich, da DO 2 krit , Hb krit und HKT krit sowohl inter-als auch intraindividuell unterschiedlich sind und von einer Reihe verschiedener Faktoren beeinflusst werden (. Tab. 4) . Grundvoraussetzung für die effektive Kompensation einer Verdünnungsanämie ist Normovolämie. Während einer hypovolämischen Hämodilution steigt der Gesamtkörper-O 2 -Bedarf katecholaminmediiert an. DO 2krit wird bei Hypovolämie bereits bei höheren Werten erreicht als während Normovolämie. Die Anämietoleranz des Organismus ist während einer Hypovolämie reduziert [92] . Wie bereits im Abschn. "Myokard" dargestellt, ist die Steigerung des myokardialen Blutflusses durch maximale koronare Vasodilatation die Grundvoraussetzung für einen adäquaten Anstieg des HZV während einer Verdünnungsanämie. Dieser Mechanismus ist bei sklerotisch veränderten Koronargefäßen eingeschränkt. Die natürliche Anämietoleranz ist somit zwar reduziert, aber dennoch weiterhin vorhanden. Im Tierexperiment traten bei narkotisierten Hunden mit einer experimentellen, hochgradigen (50-80) Koronarstenose myokardiale Ischämiezeichen und/oder eine Verschlechterung der Herzfunktion erst bei Hb-Konzentrationen zwischen 7 und 10 g/dl (4,34 und 6,21 mmol/l) auf [21, 35, 56] . Ähnliche Ergebnisse fanden sich auch in klinischen Untersuchungen: In Allgemeinanästhesie und bei konsequenter Aufrechterhaltung von Normovolämie blieben die kardialen Kompensationsmechanismen auch bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung und chronischer β-Blockade bis zu einer Hb-Konzentration von 8-10 g/dl (4,96-6,21 mmol/l) vollständig erhalten [59, 97] . In einer retrospektiven Kohortenanalyse von 1958 kardialen Risikopatienten, die sich nichtkardiochirurgischen operativen Eingriffen unterziehen mussten und aus religiösen Gründen (Zugehörigkeit zu den Zeugen Jehovahs) Fremdbluttransfusionen ablehnten, fand sich eine signifikant erhöhte postoperative Mortalität erst, wenn eine postoperative Hb-Konzentration von 8 g/dl (4,96 mmol/l) unterschritten wurde [9] . Bei kardiochirurgischen Patienten erwies sich eine postoperative Hb-Kon-zentration von 8 und 10 g/dl (4,96 und 6,21 mmol/l) als gleichwertig [46] . Narkotisierte Patienten mit Mitralinsuffizienz und Vorhofflimmern tolerierten eine Hämodilution auf Hb 10,3±0,4 g/dl (6,39±0,25 mmol/l) problemlos [98] . Bei narkotisierten Patienten mit hochgradiger Aortenstenose (KÖF 0,6±0,1 cm 2 ) waren die kardialen Kompensationsmechanismen der Anämie bei Hb 9,1±0,9 g/dl (5,65±0,56 mmol/l) erschöpft [58] . Bei Intensivpatienten mit kardialer Vorerkrankung, die entweder restriktiv [Ziel-Hb 7-9 g/dl (4,34-5,59 mmol/l)] oder liberal [Ziel-Hb 10-12 g/dl (6,21-7,45 mmol)] transfundiert wurden, fand sich kein Unterschied bezüglich der 30-Tage-Letalität [41] . Schweine eine schwerste Hypoxämie (p a O 2 25-35 mmHg) in identischem Maße -unabhängig davon, ob die Tiere zuvor auf einen HKT von 11 (0,11) hämodiluiert worden waren oder nicht [91] . Während bei Patienten mit schwerster COPD durch die Transfusion von Hb 8,7 g/dl (5,40 mmol/ l) auf Hb 12 g/dl (7,45 mmol/l) und höher eine deutliche Beschleunigung des Weaningprozesses von der maschinellen Beatmung nachgewiesen werden konnte [90] , war die Dauer des Weanings in einer anderen Untersuchung unabhängig davon, ob eine restriktive [Ziel-Hb 7-9 g/dl (4,34-5,59 mmol/l)] oder eine liberale [Ziel-Hb 10-12 g/dl (6,21-7,45 mmol/l)] Transfusionsstrategie zum Zuge kam [42] . Obwohl die Sepsis mit einer generalisierten Mikrozirkulations-, O 2 -Extraktionsund O 2 -Verwertungsstörung vergesellschaftet ist, verfügt auch der septische Organismus weiter über eine Anämietoleranz. Bei Intensivpatienten war die 30-Tage-Letalität unabhängig davon, ob eine restriktive [Ziel-Hb 7-9 g/dl (4,34-5,59 mmol/ l)] oder eine liberale [Ziel-Hb 10-12 g/dl (6,21-7,45 mmol/l)] Transfusionsstrategie angewandt wurde [41] . Die maximale Anämietoleranz scheint bei Sepsis allerdings, wie erwartet, reduziert zu sein: Im Tierexperiment bei wachen Ratten war die DO-2krit bei septischen Tieren signifikant höher als bei gesunden Tieren [78] . Bei polytraumatisierten Intensivpatienten mit einem mittleren "injury severity score" (ISS) von 25 Punkten war die 30-Tage-Letalität unabhängig davon, ob eine restriktive [Ziel-Hb 7-9 g/dl (4,34-5,59 mmol/ l)] oder eine liberale [Ziel-Hb 10-12 g/dl (6,21-7,45 mmol/l)] Transfusionsstrategie angewandt wurde [69] . Bei Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma erhöhte dagegen die Transfusion von Hb 8,7 g/dl (5,40 mmol/l) auf Hb 10,2 g/dl (6,33 mmol/l) den zerebralen Gewebe-pO 2 signifikant [95] . Während einer Schwangerschaft greift der menschliche Organismus auf seine natürlicherweise vorhandene Anämietoleranz zurück. Aufgrund des überproportionalen Anstiegs des Plasmavolumens im Vergleich zur Erythrozytenmasse entwickelt sich eine normovolämische Schwangerschaftsanämie, die erst bei Hb-Konzentrationen unter 10 g/dl (6,21 mmol/l) als unphysiologisch betrachtet wird. Eine Verdünnungsanämie bis Hb 7 g/dl (4,34 mmol/l) wird von Mutter und Kind problemlos toleriert [25] . Im Tierexperiment blieben die plazentare Perfusion und die fetale Oxygenierung bei wachen Schafen bis zu einem HKT-Wert von 14-15 [0,14-0,15, Hb ca. 5 g/dl (3,10 mmol/l)] unverändert [13, 14, 83] . Während chronischer Anämie (z. B. bei chronischer Niereninsuffizienz, Tumorleiden, chronischer Entzündung) entwickeln sich identische Kompensationsmechnismen (insbesondere Steigerung der Gewebe-O 2 -Extraktion, später HZV-Anstieg,) wie bei akuter Anämie. Darüber hinaus steigt der intraerythrozytäre Gehalt an 2,3-Diphosphoglycerat mit der Folge einer Rechtsverschiebung der HbO 2 -Dissoziationskurve und einer erleichterten O 2 -Abgabe an die Organgewebe an. Dennoch verfügt der chronisch anämische Patient bei zusätzlichem Auftreten einer akuten Verdünnungsanämie nicht über eine über das normale Maß hinausgehende Anämietoleranz und muss nach denselben Prinzipien behandelt werden wie der Patient ohne vorbestehende chronische Anämie. Die Transfusion von Erythrozyten ist zwar zwingend erst bei vollständiger Ausschöpfung der natürlichen Anämietoleranz des Patienten indiziert. In der klinischen Routine bleibt diese Situation -nicht zuletzt in Ermangelung eines adäquaten Monitorings -jedoch auf spezielle Sonderfälle beschränkt (z. B. unerwartete große Blutverluste bei Zeugen Jehovahs, unerwarteter Engpass bei der Bereitstellung von Fremdblut etc.). In der Praxis wird -trotz eines zunehmend restriktiven Transfusionsverhaltens -angestrebt, immer einen Sicherheitsbereich für die Gewebeoxygenierung einzu-halten (. Tab. 5 und 6). Die derzeit geltenden Empfehlungen (American Society of Anesthesiologists, ASA, [2]; College of Ame rican Pathologists [12] ; Bundesärztekammer [110] ) decken sich dahingehend, dass 1. bis zu einer Hb-Konzentration von 10 g/dl (6,21 mmol/l) auch bei alten Patienten und Patienten mit kardiopulmonalen Begleiterkrankungen eine Transfusion von Erythrozyten in der Regel nicht notwendig ist und 2. eine Transfusion bei jungen, gesunden Patienten ohne kardiopulmonale Vorerkrankungen (einschließlich Schwangeren und Kindern) erst ab einer Hb-Konzentration von <6 g/dl (<3,72 mmol/l) notwendig wird. Darüber hinaus besteht heute weitestgehend Einigkeit, dass bei Risikopatienten (Alte, kardiopulmonal Vorerkrankte) eine Hb-Konzentration von 8-10 g/ dl (4,96-6,21 mmol/l) toleriert werden kann, wenn eine ausgeglichene Flüssigkeitsbilanzierung (Vermeidung von Hypovolämie) sowie die engmaschige Kontrolle von globaler Hämodynamik (Herzfrequenz, Blutdruck), Hb-Konzentration und Drainage inhalten (frühzeitige Erkennung einer Nachblutung) in der unmittelbar post operativen Periode (Aufwachraum, Normalstation) gewährleistet werden kann. Die häufig postulierte eingeschränkte Mobilisierbarkeit alter Patienten mit Anämie (insbesondere nach traumatologisch/orthopädischen Eingriffen) konnte bis dato anhand kontrolliert erhobener Daten nicht bestätigt werden [38] . Die Transfusion auf Hb-Konzentrationen >10 g/dl (>6,21 mmol/l) zur Beschleunigung der Rehabilitation kann nicht empfohlen werden. Bei Intensivpatienten mit Sepsis und Polytrauma können Hb-Konzentrationen von 7-9 g/dl (4,34-5,59 mmol/l) ohne Transfusion toleriert werden, bei herzchirurgischen Patienten Hb-Konzentrationen von 8-10 g/dl (4,96-6,21 mmol/ l). Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma scheinen von einer Hb-Konzentration von 10 g/dl (6,21 mmol/l) zu profitieren. Beim Auftreten von "physiologischen Transfusionstriggern" (katecholaminrefraktäre hämodynamische Instabilität, EKG bzw. TEE-Veränderungen, Laktaci- Practice parameter for the use of red blood cell transfusions Effects of chronic maternal anemia on systemic and uteroplacental oxygenation in nearterm pregnant sheep Effects of maternal anemia on cardiac output, systemic oxygen consumption, and regional blood flow in pregnant sheep The value of venous oximetry Experimental analysis of critical oxygen delivery Oxygen consumption and cardiovascular function in children during profound intraoperative normovolemic hemodilution Influence of heart rate on left ventricular performance in conscious dogs Intraoperative blood salvage in vascular surgery -Worth the effort? Usefulness of dipyridamole transesophageal echocardiography in the evaluation of myocardial ischemia and coronary artery flow Graded coronary stenosis and coronary flow during acute normovolemic anemia Exercise-induced ST depression in the diagnosis of coronary artery disease. A meta-analysis Physiologische Grenzen der Verdünnungsanämie bei Intensivpatienten Transfusion medicine: looking to the future The use of acute hemodilution in parturients undergoing caesarean section The effect of acute normovolemic hemodilution (ANH) on myocardial contractility in anesthetized dogs Effects of hemodilution on splanchnic perfusion and hepatorenal function. II. Renal perfusion and hepatorenal function Iv perflubron emulsion versus autologous transfusion in severe normovolemic anemia: effects on left ventricular perfusion and function Effects of hyperoxic ventilation on hemodilution-induced changes in anesthetized dogs Hemodilution and iv perflubron emulsion as an alternative to blood transfusion: effects on tissue oxygenation during profound hemodilution in anesthetized dogs Effekte der ANH auf die diastolische Funktion des linken Ventrikels Indikation zur Bluttransfusion bei orthopädischen Eingriffen Effects of standardized acute normovolemic hemodilution on intraoperative allogeneic blood transfusion in patients undergoing major maxillofacial surgery Künstliche Sauerstoffträger als Alternative zur Bluttransfusion The effect of hemodilution on regional myocardial function in the presence of coronary stenosis The effects of progressive anemia on jejunal mucosal and serosal tissue oxygenation in pigs Transfusion of fresh autologous blood in open-heart surgery Effects of blood transfusion on clinical and functional outcomes in patients with hip-fracture Blood irradiation for intraoperative autotransfusion in cancer surgery: demonstration of efficient elimination of contaminating tumor cells Massive transfusion and coagulopathy: pathophysiology and implications for clinical management A multicenter, randomized, controlled clinical trial of transfusion requirements in critical care Do blood transfusions improve outcomes related to mechanical ventilation? Beneficial effect of autologous blood transfusion on infectious complications after colorectal cancer surgery Anemia is associated with worse symptoms, greater impairment in functional capacity and a significant increase in mortality in patients with advanced heart failure Effect of hematocrit variations on coronary hemodynamics and oxygen utilization Comparison of two transfusion strategies after elective operations for myocardial revascularization Risiken der Transfusion von Blutkomponenten: aktuelle Anhaltszahlen für eine "quantitative" Risikoaufklärung Calculation is unsuitable for determination of O 2 -consumption (VO 2 ) in case of O 2 -supply-dependency Hyperoxic ventilation at the critical hematocrit Hyperoxic ventilation in critical dilutional anemia: intestinal O 2 transport and tissue oxygenation Hyperoxic ventilation at the critical hematocrit: effects on myocardial perfusion and function Effects of hemodilution on gastric regional perfusion and intramucosal pH Effects of hemodilution on splanchnic perfusion and hepatorenal function. Part I: splanchnic perfusion Morbidity and mortality risk associated with red blood cell and blood-component transfusion in isolated coronary artery bypass grafting Electrocardiographic ST-segment changes during acute, severe isovolemic hemodilution in humans Limit to cardiac compensation during acute normovolemic hemodilution: influence of coronary stenosis Unplanned intraoperative and postoperative hemodilution: oxygen transport and consumption during severe anemia Cardiovascular response to acute normovolemic haemodilution in patients with severe aortic stenosis: assessment with transoesophageal echocardiography Cardiovascular response to acute normovolemic hemodilution in patients with coronary artery disease: assessment with transoesophageal echocardiography Cardioprotective effects of acute isovolemic hemodilution in a rat model of transient coronary occlusion Critical oxygen delivery in conscious humans is less than 7.3 ml O 2 ×kg −1 ×min −1 Effects of anesthetic agents on systemic critical O 2 delivery Critical hemoglobin concentration in anesthetized dogs: comparison of two plasma substitutes Effects of propofol, etomidate and pentobarbital on critical oxygen delivery Tolerance to acute isovolemic hemodilution. Effect of anesthetic depth Hemolobin levels and 30-day mortality in patients after myocardial infarction Effects of stored-blood transfusion on oxygen delivery in patients with sepsis Effectiveness of acute normovolemic hemodilution to minimize allogeneic blood transfusion in major liver resections Is a restrictive transfusion strategy safe for resuscitated and critically ill trauma patients? The Del-taCrit system (DCS): a computer program for standardized bedside detection of critical oxygen delivery using the Deltatrac II™ metabolic monitor Hyperoxic ventilation reduces 6-hour mortality at the critical hemoglobin concentration Regional blood flow during hyperoxic haemodilution Hyperoxic ventilation enables hemodilution beyond the critical myocardial hemoglobin concentration Einfluss von Noradrenalin auf die akute Anämietoleranz Diaspirin crosslinked hemoglobin enables extreme hemodilution beyond the critical hematocrit Acute normovolemic hemodilution can replace preoperative autologous blood donation as a standard of care for autologous blood procurement in radical prostatectomy Effects of profound anemia on brain tissue oxygen tension, carbon dioxide tension, and pH in rabbits Critical oxygen delivery in conscious septic rats under stagnant of anemic hypoxia Splanchnic hemodynamics and oxygen supply during acute normovolemic hemodilution alone and with isoflurane-induced hypotension in anesthetized pigs Acute normovolemic haemodilution decreases postoperative allogeneic blood transfusion after total knee replacement Effect of blood transfusion on outcome after major burn injury: a multicenter study Hyperoxic ventilation increases the tolerance of acute normovolemic anemia in anesthetized pigs Effects of maternal anemia on uteroplacental and fetal oxidative metabolism in sheep Mild hypothermia has minimal effects on the tolerance to severe progressive normovolemic anemia in swine Redistribution of red blood cell flow in microcirculatory networks by hemodilution Relationship of blood transfusion and clinical outcomes in patients with acute coronary syndromes Supply-dependent oxygen consumption and mixed venous oxyhemoglobin saturation during isovolemic hemodilution in pigs Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock The advantages of hemodilution anesthesia for major liver resection in children Blood transfusion facilitating difficult weaning from the ventilator Circulatory effects of hypoxia, acute normovolemic hemodilution and their combination in anesthetized pigs Uncompensated blood loss is not tolerated during acute normovolemic hemodilution in anesthetized pigs Preoperative acute normovolemic hemodilution: a meta-analysis Effects of blood viscosity on plasma renin activity and renal hemodynamics Packed red blood cell transfusion increases local cerebral oxygenation Hemodilution tolerance in elderly patients without known cardiac disease Hemodilution tolerance in patients with coronary artery disease who are receiving chronic beta-adrenergic blocker therapy Haemodilution tolerance in patients with mitral regurgitation the European Perflubron Emulsion Study Group (1999) Perflubron emulsion delays blood transfusions in orthopedic surgery The physiological significance of acutely induced hemodilution The influence of allogeneic red blood cell transfusion compared with 100% oxygen ventilation on systemic oxygen transport and skeletal muscle oxygen tension after cardiac surgery Überleben einer schwersten Blutungsanämie bei einer Zeugin Jehovas Transfusion-related acute lung injury Blood gas analysis of mixed venous blood during normoxic acute isovolemic hemodilution in pigs Microvascular perfusion upon exchange transfusion with stored red blood cells in normovolemic anemic conditions Epidemiology of blood transfusion Effect of neuromuscular blockade on oxygen consumption and energy expenditure in sedated, mechanically ventilated children What can we learn about the need for transfusion from patients who refuse blood? The experience with Jehovah's Witnesses Anemia and blood transfusion in critically ill patients Erythrozytenkonzentrate -Anwendung, Dosierung, Art der Anwendung. Leitlinien zur Therapie mit Blutkomponenten und Plasmaderivaten, 3. überarb. u. erw Perioperative blood transfusions and delayed wound healing after hip replacement surgery: effects on duration of hospitalization Acute severe isovolemic anemia impairs cognitive function and memory in humans Oxygen reverses deficits of cognitive function and memory and increased heart rate induced by acute severe isovolemic anemia Acute isovolemic anemia does not impair peripheral or central nerve conduction Heart rate increases linearly in response to acute isovolemic anemia Acute isovolemic anemia impairs central processing as determined by P300 latency Fresh blood and aged stored blood are equally efficacious in immediately reversing anemia-induced brain oxygenation deficits in humans Profound hemodilution: what is the critical level of hemodilution at which oxygen delivery-dependent oxygen consumption starts in an anesthetized human Blood transfusion in elderly patients with acute myocardial infarction Extreme hemodilution due to massive blood loss in tumor surgery dose, zentralvenöse SO 2 <65) vor dem Erreichen der genannten Hb-Richtwerte, sind diese -nach zuvor erfolgtem Ausschluss von Hypovolämie und Narkoseproblemen -bei der Indikationsstellung zur Transfusion führend.Die Dynamik des Blutverlustes muss in die Entscheidung zur Transfusion miteinbezogen werden. Bei massiver Blutungen sollte der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Erythrozyten physiologisch zur Stabilisierung der Blutgerinnung beitragen (u. a. Aktivierung/Modulierung der Thrombozytenfunktion, Margination der Thrombozyten in den endothelnahen Gefäßrandstrombereich; Übersicht in [40] ). Bei fortbestehender diffu ser Blutung trotz adäquater Substitution aller Komponenten des Gerinnungssystems kann daher eine Transfusion auf HKT-Werte von 30-35 [0,30-0,35, Hb 10-11 g/ dl (6,21-6,83 mmol/l)] auch ohne Vorliegen von Transfusionstriggern in Erwägung gezogen werden [40] .Nach wie vor ist nicht sicher geklärt, ob beim Auftreten von Transfusionstriggern möglichst frische Erythrozytenkonzentrate (Alter <10-15 Tage) transfundiert werden sollten. Es konnte bereits wiederholt nachgewiesen werden, dass der Abfall des pH-Wertes und der Adenosintriphosphat-(ATP-)Konzentration in gelagerten Blutkonserven trotz des Zusatzes von Additivlösungen (CPDA-1, SAG-Mannitol, PAGGS-Mannitol etc.) bereits nach kurzer Zeit (3-5 Tagen) zu morphologischen und funktionellen Veränderungen der Erythrozyten (Bildung von Sphärozyten, reduzierte Verformbarkeit der Erythrozytenmembran, reduziertes 2,3-Diphosphoglycerat, gesteigerte O 2 -Affinität) führen. Die Wiederherstellung normaler 2,3-Diphosphoglycerat-Konzentrationen und damit physiologischer O 2 -Transport-Eigenschaften benötigt nach Transfusion "alter" Erythrozytenkonzentrate (>7 Tage) zwischen 24 und 36 h. Es ist davon auszugehen, dass die transfundierten Erythrozyten in dieser Zeit nur unzureichend an der Gewebeoxygenierung teilnehmen. Die mangelnde Effektivität gelagerter Erythrozytenkonzentrate (>15 Tage) bei der Gewebeoxygenierung konnte zwar im Tierexperiment und am Patienten nachgewiesen werden [67, 105] , wird aber durch neueste Daten bei wachen Probanden wider-legt [117] . Wenn möglich, sollte daher autologes Blut (ANH-, MAT-Blut) transfundiert werden, bei dem diese Problematik nicht zum Tragen kommt.