key: cord-0684185-xtsg5glo authors: nan title: KAPITEL 10 Lungen- und Atemwegserkrankungen date: 2009-12-31 journal: Innere Medizin DOI: 10.1016/b978-3-437-42831-9.10010-5 sha: ac2e3a3036041db05509182993f6ad37d30e3094 doc_id: 684185 cord_uid: xtsg5glo Zur Orientierung Gasaustausch und Atemregulation Ziel der Atmung ist der Gasaustausch zwischen frischer Umgebungsluft und Blut. Durch eine möglichst große und dünne Kontaktfläche wird ein rascher Übertritt von Sauerstoff und Kohlendioxid gewährleistet. Die Atmung weist physiologisch eine sehr große Regulationsbreite auf. Ihre Kontrolle unterliegt unbewussten und bewussten Funktionen. Da beim Menschen nur eine sehr eingeschränkte Reservoirfunktion für die Atemgase im Körper existiert, sind bewusste Ventilationspausen nur kurzzeitig möglich. Atempausen führen zu Sauerstoffmangel und Azidose infolge von Kohlensäureakkumulation. Eine vitale Gefährdung durch Ventilationspausen ist jedoch ausgeschlossen, da zuvor ein nicht unterdrückbarer „imperativer“ Atemantrieb auftritt. Die Ventilation kann z. B. beim Sport auf ein Vielfaches gesteigert werden oder bei Erkrankungen der Atmungsorgane so weit reduziert sein, dass bereits unter Ruhebedingungen die Aufrechterhaltung der Blutgaswerte innerhalb der physiologischen Regulationsbreite nicht mehr gewährleistet ist (respiratorische Globalinsuffizienz, Erschöpfung der Atempumpe). Störungen des Gasaustausches Der Gasaustausch kann auf folgenden 3 Funktionsebenen gestört sein: • Atempumpe (Atemmuskulatur, knöcherner Thorax, obere Atemwege und Bronchialsystem) • Gasaustauschstrecke zwischen Lungengefäßen und Alveolarraum • Atemregulation als zentralnervöse Komponente. Pulmonale Erkrankungen können eine dieser Funktionsebenen oder, als Kombination, auch 2 oder 3 Ebenen betreffen. Sie führen in jedem Fall zu einer Limitierung der körperlichen Leistungsfähigkeit. • anatomischer Totraum: Volumenanteil an Inspiration, der nicht am Gasaustausch teilnimmt; entspricht dem Volumen der Atemwege bis zu den Bronchiolen (ca. 150 ml). Bei der Inspiration vergrößert sich der Alveolarradius, und es strömt zunächst die Luft in den Alveolarraum ein, die sich zuvor in den respiratorischen und terminalen Bronchiolen befand. Diese bei der vorausgehenden Exspiration "übrig gebliebene" Luft besitzt einen erniedrigten Sauerstoffpartialdruck und einen erhöhten Kohlendioxidpartialdruck im Vergleich zu frischer Inspirationsluft. • funktioneller Totraum (VD): Summe aus anatomischem Totraum und dem Alveolarvolumen mit unvollständigem oder fehlendem Gasaustausch. Umfasst in Ruhe ca. 200 ml oder 30% des Atemzugvolumens und kann unter pathologischen Bedingungen beträchtlich ansteigen, wenn Parenchymbezirke zwar ventiliert werden, jedoch unvollständig am Gasaustausch teilnehmen (z. B. bei Lungenemphysem). Das für die alveoläre Ventilation und somit den Gasaustausch nutzbare Volumen nach Abzug des funktionellen Totraums liegt in Ruhe bei 350-500 ml. Effektivität oder Nutzungsgrad der Atmung nehmen umso mehr ab, je höher der prozentuale Anteil der "nutzlosen" Totraumventilation ist. Die Totraumventilation ist das Produkt aus Totraum und Atemfrequenz. Durch ein gezieltes Atemtraining lässt sich die Atemfrequenz zugunsten des Atemzugvolumens erhöhen und damit die Atemeffektivität verbessern. • Exspiration: in Ruhe weitgehend passiver Vorgang, bei dem durch die elastischen Kräfte von Thorax und Lungen eine Zugspannung ausgeübt wird, die das intrathorakale Gasvolumen bis auf die sog. funktionelle Residualkapazität (FRC) verkleinert. • Inspiration: erfolgt stets aktiv, d.h. muskulär, wobei das Zwerchfell in Ruhe 2 ⁄3 der Volumenbewegung besorgt. Die Exspirationsmuskulatur wird unter physiologischen Bedingungen bei Arbeit, Stimmbildung, Husten oder Pressen eingesetzt. Die Weite der oberen Atemwege wird unbewusst durch Muskeln des Pharynx und Larynx gesteuert, um vor allem bei der Inspiration einer Kollapsneigung in diesem Bereich entgegenzuwirken. Bei gesteigerter Ventilation nimmt zunächst das Atemzugvolumen und dann die Atemfrequenz zu. Zu Störungen der Atempumpe siehe › Tabelle 10.1. Ziel der Atmung ist der Gasaustausch zwischen frischer Umgebungsluft und Blut. Durch eine möglichst große und dünne Kontaktfläche wird ein rascher Übertritt von Sauerstoff und Kohlendioxid gewährleistet. Die Atmung weist physiologisch eine sehr große Regulationsbreite auf. Ihre Kontrolle unterliegt unbewussten und bewussten Funktionen. Da beim Menschen nur eine sehr eingeschränkte Reservoirfunktion für die Atemgase im Körper existiert, sind bewusste Ventilationspausen nur kurzzeitig möglich. Atempausen führen zu Sauerstoffmangel und Azidose infolge von Kohlensäureakkumulation. Eine vitale Gefährdung durch Ventilationspausen ist jedoch ausgeschlossen, da zuvor ein nicht unterdrückbarer "imperativer" Atemantrieb auftritt. Die Ventilation kann z. B. beim Sport auf ein Vielfaches gesteigert werden oder bei Erkrankungen der Atmungsorgane so weit reduziert sein, dass bereits unter Ruhebedingungen die Aufrechterhaltung der Blutgaswerte innerhalb der physiologischen Regulationsbreite nicht mehr gewährleistet ist (respiratorische Globalinsuffizienz, Erschöpfung der Atempumpe). Störungen des Gasaustausches Der Gasaustausch kann auf folgenden 3 Funktionsebenen gestört sein: • Atempumpe (Atemmuskulatur, knöcherner Thorax, obere Atemwege und Bronchialsystem) • Gasaustauschstrecke zwischen Lungengefäßen und Alveolarraum • Atemregulation als zentralnervöse Komponente. Pulmonale Erkrankungen können eine dieser Funktionsebenen oder, als Kombination, auch 2 oder 3 Ebenen betreffen. Sie führen in jedem Fall zu einer Limitierung der körperlichen Leistungsfähigkeit. Das funktionelle Syndrom der Restriktion ist nicht spezifisch für eine bestimmte Erkrankung und beinhaltet eine verminderte Dehnbarkeit (Compliance) von Lunge und/oder Thorax. Dies zieht eine Verminderung des intrathorakalen Gasvolumens (IGV), der totalen Lungenkapazität (TLC) und der Vitalkapazität (VK) nach sich. Bei Lungenfibrosen ist auch das Residualvolumen vermindert. Darüber hinaus ist das forciert exspirierte Volumen (gemessen innerhalb 1 s; FEV 1 ) in seinem Absolutwert erniedrigt, in Relation zur reduzierten Vitalkapazität jedoch normal. Viele pathologische Veränderungen können mit einer pulmonalen Restriktion verbunden sein: • Prozesse mit Bindegewebsvermehrung der Lunge (diffuse parenchymatöse Lungenerkrankungen, z. B. idiopathische Lungenfibrose) • interstitielle und alveoläre Ödembildung • erhöhte Oberflächenspannung in den Alveolen (gestörte Surfactant-Funktion) • Prozesse, die dehnbares Lungengewebe durch rigideres, solides Gewebe ersetzen (ausgedehnter Tumor, Metastasenbildung) • Zustände nach Lungenresektion. • Versteifungen des Brustkorbs (z. B. extreme Kyphoskoliose, • Pleuraschwartenbildung • Kompression von Lungengewebe (Pleuraerguss, Pneumothorax). Bei atemmuskulären Erkrankungen (z. B. Muskeldystrophie) ist die Dehnbarkeit von Lunge und Thorax zwar normal, die Funktionsänderungen der Abnahme von VK und FEV 1 entsprechen jedoch z. T. denen der restriktiven Erkrankungen. Die Obstruktion ist charakterisiert durch eine vor allem exspiratorisch akzentuierte Behinderung der Luftströmung in den Atemwegen. In Ruheatmung findet sich meistens ein erhöhter Atemwegswiderstand, der in der Lungenfunktion als Erhöhung der Resistance (R) gemessen wird. Bei intrathorakaler Lage der Obstruktion zeigt sich die Behinderung der Ausatmung besonders akzentuiert bei einer forcierten Exspiration. Dieses Atemmanöver ist mit einer Zunahme des intrathorakalen Drucks verbunden, welche sich auf die eng gestellten Atemwege überträgt, so dass der exspiratorische Fluss besonders verlangsamt wird (› Kap. 10.2.1 und › Abb. 10.4) . Bei der COPD ist der exspiratorische Kollaps der Atemwege entscheidend für das Ausmaß der Obstruktion. Aus diesen Störungen resultiert ein erhöhtes Residualvolumen (RV), da wegen der exspiratorischen Engstellung der Atemwege eine "Entleerung" der Alveolarbezirke bei maximaler Ausatemanstrengung nicht in physiologischem Umfang gelingt. Ätiologie und Pathophysiologie Ursachen des obstruktiven Syndroms: • Spasmen von Bronchien und Bronchiolen (Prototyp: Asthma bronchiale) • entzündliches oder durch kardiale Stauung bedingtes Ödem der Bronchialschleimhaut (z. T. bei Asthma bronchiale, z. T. bei kardiogenem Lungenödem) • Lumenverlegungen der Bronchien (zäher Schleim wie z. B. bei Mukoviszidose, Asthma bronchiale; Tumoren). Bei chronischer Bronchitis und chronischem Asthma bronchiale kommt es zu einem Umbau der Bronchialwände (Remodeling) mit zellulären Infiltrationen und Fibrose. Beim Lungenemphysem kommt es zur Reduktion der Retraktionskräfte des bronchialen Stützgewebes, die sich als Instabilität mit Kollapsneigung der Atemwege während der (forcierten) Exspiration bemerkbar macht. Besonders der MEF 50% (› Kap. 10.2.1) ist in dieser Situation überproportional erniedrigt. Die chronische Lungenüberblähung führt zudem zur Abflachung des Zwerchfells, das so einen großen Teil seiner inspiratorischen Effektivität einbüßt. Sowohl Restriktion als auch Obstruktion verlangen vermehrte Atemarbeit. Dabei wird in erster Linie die Inspirationsmuskulatur durch die Haltearbeit chronisch überlastet. Ein rascher Gasausgleich zwischen Atemgas und Blut wird durch die Größe der Expansion der alveolären Oberfläche der Lunge von 80-120 m 2 ermöglicht. Die optimale Perfusionsund Ventilationsverteilung an dieser komplexen Oberflächenstruktur ist Voraussetzung für deren Diffusionseigenschaften (› Abb. 10.1): Die Anpassung von Lungenperfusion (Q) und alveolärer Ventilation (V A ) wird als "Matching" bezeichnet. Optimal ist ein V A /Q-Quotient um 1. Physiologisch weisen Perfusion und Ventilation eine apikobasale Zunahme auf. Mit hö-Tab. 10 herem Alter und bei Adipositas kommt es am Ende der Exspiration zu einem partiellen oder totalen Verschluss kleiner Atemwege bevorzugt in den basalen Partien der Lunge, die sich bei nachfolgender Inspiration nur verzögert wieder eröffnen (Inhomogenität der Ventilationsverteilung). Bei Lungenembolien kommt es zu Inhomogenitäten der Perfusion. In beiden Fällen spricht man von Verteilungsstörungen oder "Mismatch". Die Adaptation von Q und V A auf der Ebene der entscheidenden Regulationseinheit der einzelnen Azini erfolgt durch den Euler-Liljestrand-Mechanismus, die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion (HPV), dessen Regelschleife im Detail noch nicht bekannt ist. Er induziert bei (lokalem) Abfall des pO 2 eine Konstriktion der kleinen afferenten pulmonalarteriellen Gefäße (Perfusionsdrosselung des individuellen hypoxischen Azinus), so dass es zu einer Umverteilung des Blutflusses zu nicht (oder weniger) hypoxischen Arealen kommt. Unter physiologischen Bedingungen dient die HPV der Optimierung der V A /Q-Anpassung. Bei allgemeiner alveolärer Hypoxie (schwere restriktive und obstruktive Ventilationsstörungen) kann sie jedoch über eine generalisierte Vasokonstriktion (parallele Gefäßtonuserhöhung in allen Azini) eine pulmonale Hypertonie auslösen. Die häufigsten Ursachen von Gasaustauschstörungen sind VA/Q-Verteilungsstörungen (mit ihren Extremen Shunt und Totraumventilation, s. u. und › Abb. 10 .2), Diffusionsstörungen und alveoläre Hypoventilation. Liegen alle Lungenbezirke mit ihren V A /Q-Quotienten um 1, so gleichen die alveolären pO 2 -und pCO 2 -Werte etwa den arteriellen Werten, und es besteht ein optimales V A /Q-Matching. Mit zunehmender Abweichung davon vergrößert sich der alveolo-arterielle Gradient für Sauerstoff und Kohlendioxid (AaDO 2 , AaDCO 2 ). Inhomogenitäten der Ventilations-Perfusions-Verteilung können als Nebeneinander von Lungenbezirken mit hohen und niedrigen V A /Q-Quotienten imponieren (› Abb. 10.2) , ohne dass die Gesamtgröße von alveolärer Ventilation und Perfusion verändert ist. Alveolarbezirke mit einem V A /Q < 1 führen zu Hypoxie und Hyperkapnie. Als Shunt bezeichnet man den Extremfall eines V A /Q = 0 (V A = 0), bei dem die arteriellen O 2 -und CO 2 -Werte zentralvenösen Werten entsprechen. Alveolarbezirke mit einem V A /Q > 1 gehen dementsprechend mit Hyperoxie und Hypokapnie einher. Die Totraumventilation stellt den Extremfall des V A /Q = ∞ (Q = 0) dar mit einem alveolären pO 2 , welcher der Raumluft abzüglich Wasserdampfdruck entspricht. Gegenregulatorisch wird auf einen pCO 2 -Anstieg und pO 2 -Abfall die Gesamtventilation gesteigert (› Kap. 10.1.6) . Auf diese Weise kann der pCO 2 im Normbereich gehalten oder sogar gesenkt werden, weil der fast lineare Verlauf der CO 2 -Bindungskurve und der große Gradient (pCO 2 venös ca. 46 mmHg, in der Atemluft 0 mmHg) eine effektive Erniedrigung des pCO 2 in den gut ventilierten Arealen erlauben. Im Mischblut nach der Lunge stellt sich eine Normokapnie ein. Dies gilt nicht für den pO 2 , da auch eine erhebliche Hyperventilation der gut belüfteten Areale den pO 2 höchstens dem pO 2 der Inspirationsluft (ca. 150 mmHg) annähern kann und, bedingt durch den S-förmigen Verlauf der O 2 -Bindungskurve (eine O 2 -Sättigung des Hb von 100% kann nicht gesteigert werden), nur sehr wenig zum (zusätzlichen) O 2 -Gehalt des Blutes beiträgt. Eine solche Konstellation aus erniedrigtem arteriellem pO 2 bei Normokapnie bzw. Hypokapnie, die meist durch Verteilungsstörungen mit kompensatorischer Hyperventilation verursacht wird, wird als respiratorische Partialinsuffizienz bezeichnet. Ausgeprägte Verteilungsstörungen gehen trotz Hyperventilation auch mit einem Anstieg des arteriellen pCO 2 (neben pO 2 -Abfall) einher. Ein Anstieg des pCO 2 lässt sich auch bei Erschöpfung der Atemmuskulatur beobachten, wenn eine kompensatorische Hyperventilation nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Die Atmung von reinem O 2 ist mit einer vielfachen Anhebung des alveolokapillären O 2 -Gradienten auch in schlecht ventilierten Lungenarealen (V A /Q < 1) verbunden. Sie ermöglicht auch bei ausgeprägten Verteilungsstörungen eine Zunahme des pO 2 im Mischblut nach der Lunge, die Hypoxämie wird hierdurch meist behoben. Dies gelingt jedoch nicht beim Shuntfluss als extreme Form der Verteilungsstörung, da die nicht ventilierten Areale auch von 100% O 2 nicht erreicht werden. Shuntfluss entsteht, wenn die Perfusion atelektatischer (Surfactant-Störung, Bronchusverschluss) und ödematöser Alveolarbezirke durch die HPV nicht vollständig gedrosselt wird. Die moderat ausgeprägte Hypoxie bei globaler alveolärer Hypoventilation (z. B. Atemantriebsstörung oder obstruktive Lungenkrankheit) geht stets mit einem deutlichen pCO 2 -Anstieg einher. Eine arterielle Hypoxämie bei gleichzeitiger Hyperkapnie wird meist respiratorische Globalinsuffizienz genannt, obwohl, wie erläutert, die Ursachen einer solchen Befundkonstellation sehr heterogen sind. Bei erheblicher Verbreiterung der alveolokapillären Transitstrecke, dem sog. alveolokapillären Block (› Abb. 10.2) , durch Bindegewebs-(Fibrose) oder Flüssigkeitseinlagerung (interstitielles Lungenödem) kann eine Diffusionseinschränkung resultieren. Ein alveolokapillärer Block wirkt sich nur auf den O 2 aus, da die CO 2 -Diffusionskapazität aufgrund des hohen Löslichkeitskoeffizienten des CO 2 in Wasser sehr viel größer ist als für O 2 . Diffusionsstörungen und V A /Q-Verteilungsstörungen treten häufig kombiniert auf. Beide Störungen äußern sich in einem Abfall der arteriellen Sauerstoffsättigung bei körperlicher Arbeit. Atemstörungen Der Begriff Dyspnoe beschreibt eine subjektiv erlebte überproportionale Atemanstrengung, die typischerweise bei Belastung, aber auch in Ruhe auftreten kann (Luftnot, Lufthunger, Erstickungsangst) . Dyspnoe ist Symptom zahlreicher pneumologischer Erkrankungen (› Tab. 10.2) . Es korreliert mit: • zur Sauerstoffaufnahme unproportional hoher Atemarbeit • Abfall des arteriellen (sowie venösen) pO 2 • Anstieg des arteriellen pCO 2 • Abfall des pH-Wertes. Ansonsten ist es stark von adaptativen Veränderungen der Regelkreise und psychischen Faktoren abhängig. Dyspnoe wird dann empfunden, wenn die Aktivierung des Atemzentrums über Signale verschiedener intra-und extrathorakaler Rezeptoren (Dehnungs-, Chemorezeptoren, Muskelspindeln) in das Bewusstsein rückt. Beim angstneurotisch gefärbten Hyperventilationssyndrom besteht Dyspnoe ohne jede Gasaustauschstörung. • Belastungsdyspnoe: Auftreten von Atemnot bei körperlicher Betätigung • Ruhedyspnoe: Auftreten von Atemnot bereits unter Ruhebedingungen • Orthopnoe: Zwang, bei massiver Atemnot den Oberkörper aufzurichten → Umverteilung von Flüssigkeit aus der Lunge in die Peripherie, Tiefertreten des Zwerchfells, effizienterer Einsatz der Atemhilfsmuskulatur. Von der Dyspnoe unterscheidet man: • Hyperventilation: verbunden mit Abfall des arteriellen pCO 2 auf Werte unter 35 mmHg und eine überproportionale Ventilation, gemessen an der CO 2 -Produktion des Körpers. Auslöser können sein: -Gasaustauschstörungen der Lunge, die bevorzugt den O 2 -Transfer mit einer hieraus resultierenden Atemantriebssteigerung betreffen -metabolische Azidosen, die respiratorisch kompensiert werden -psychische bzw. zentrale Stimuli (z. B. angstneurotische Auslösung). Der Hustenreflex kommt durch Reizung von Mechanorezeptoren in Larynx, Trachea und großen Bronchialwegen sowie durch Reizung von Irritantrezeptoren, die von der Trachea bis zu den Bronchiolen angesiedelt sind, zustande und ist Bestandteil des Selbstreinigungssystems des Respirationstrakts. Auslöser sind: • inflammatorische (alle entzündlichen Erkrankungen der Atemwege bzw. Lunge) • mechanische (Fremd-oder Tumormaterial im Bronchialsystem, Atemwegskompression von außen) • chemische (Rauch, Dämpfe) • thermische (extrem warme bzw. kalte Luft) Stimuli. Husten kann produktiv (mit Auswurf) oder nichtproduktiv sein (trocken, ohne Auswurf; Cave: unbemerktes Hinunterschlucken des Auswurfs). Der Auswurf dient als wichtiges Diagnostikum und erlaubt die makroskopische, mikroskopischzytologische sowie bakteriologische Analyse. Wichtig für die Aussagekraft der Sputumanalyse ist es, dem Patienten den Unterschied zwischen Speichel (aus Mundhöhle und Rachen stammend) und Sputum (aus möglichst tiefen Atemwegen hoch gehustet) zu erklären. Die Inhalation vernebelter 3%iger NaCl-Lösung kann die Sputumproduktion und Sputumgewinnung entscheidend verbessern. Makroskopisch werden seröses, mukös-zähes (bei Asthma bronchiale), eitriges (bakterielle Bronchitis, Bronchiektasen, eitrige Pneumonie), fötides (Lungenabszess) und blutiges Sputum unterschieden. Die Expektoration von Blut aus dem unteren Respirationstrakt wird als Hämoptysis oder Hämoptoe bezeichnet. Quantitatives Ausmaß und Art der Blutbeimischung reichen von blutig tingiertem, blutig-schaumigem bis zu koaguliertem Sputum. Ursachen können kardial/vaskulär (z. B. Linksherzinsuffizienz), entzündlich (z. B. Tuberkulose), neoplastisch (z. B. Bronchialkarzinom) oder andere (z. B. Traumata) sein. Differentialdiagnostisch müssen abgegrenzt werden: • Hämoptysis: meist schaumig-hellrotes Blut, alkalischer pH • Hämatemesis: Erbrechen von Blut, meist durch Magensäure angedunkelt, saurer pH • Blutung aus dem Nasopharynx. Als seltene Komplikationen können bei starken Hustenattacken Rippenfrakturen (bei atypischer Körperstellung oder bei Osteoporose), Pneumothorax oder eine Hustensynkope auftreten. Der kurze Bewusstseinsverlust dabei wird durch einen verminderten venösen Rückfluss durch die intrathorakale Drucksteigerung während der Hustenattacke und einen daraus resultierenden Abfall des Herzminutenvolumens mit zerebraler Minderdurchblutung ausgelöst. Husten sollte möglichst kausal behandelt werden. Ergänzend und lindernd wirkt die symptomatische Dämpfung des Hustenzentrums durch Codeinpräparate. Sie kommen meist bei quälenden nächtlichen Hustenanfällen, im finalen Stadium einer Lungenerkrankung oder bei sich selbst perpetuierendem trockenem Reizhusten (Husten ↔ Atemwegsreizung ↔ Husten) in Frage. Hypoxie, Zyanose und Polyglobulie • Zyanose: bläuliche Verfärbung von Haut und Schleimhäuten. Sie entsteht, wenn die mittlere Konzentration an reduziertem Hämoglobin in den Kapillaren der entsprechenden Haut-und Schleimhautbezirke > 5 g/dl ist. Für das Auftreten einer Zyanose ist somit die Absolutmenge reduzierten Hämoglobins entscheidend. Daher kann bei schwerer Anämie (Hb < 6 g/dI) selbst bei vital bedrohlicher O 2 -Untersättigung niemals eine Zyanose auftreten. Bei ausgeprägter Polyglobulie (Hb > 20 g/dI) entsteht dagegen schon bei einem geringen (klinisch nicht relevanten) Anteil von Desoxyhämoglobin im Kapillarbett eine Zyanose. • Abnahme des "schnell" exspirierbaren Volumens in Relation zur Vitalkapazität (FEV 1 /FVC) (Tiffeneau-Test). Bei ausgeprägter Obstruktion kann die Resistance mehr als 5-fach gegenüber der Norm erhöht sein, das Verhältnis zwischen FEV 1 und FVC kann auf < 30% absinken. Hier gelingt die vollständige Ausatmung nicht mehr, d.h., intrathorakales Gasvolumen (IGV) und Residualvolumen (RV) sind als Sekundärfolge erhöht. Als Konsequenz dieser erhöhten Atemmittellage (Hyperinflation) ist auch die Vitalkapazität reduziert, ohne dass im eigentlichen Sinn eine Restriktion vorliegt (s. u.). Bei den obstruktiven Ventilationsstörungen erlaubt die genauere Analyse der Lungenfunktion eine weitere Eingrenzung der Krankheitsbilder: Typisch für ein manifestes Asthma bronchiale ist z. B. die akute Reversibilität der Obstruktion im Bronchospasmolyse-Test; im symptomfreien Intervall sind die Funktionswerte normal, jedoch lässt sich zumeist eine bronchiale Hyperreagibilität nachweisen. Bei der chronisch-obstruktiven Bronchitis und besonders beim obstruktiven Lungenemphysem kommt es durch die rasche Abnahme des Atemflusses im Rahmen der forcierten Exspiration zum exspiratorischen Kollaps der Atemwege; dieser Kollaps bewirkt nicht nur den "Emphysemknick" im exspiratorischen Anteil der Fluss-Volumen-Kurve (› Abb. 10.4c), sondern auch eine typische keulenförmige Öffnung der Atemschleife. Wenn in der Atemflusskurve besonders die Werte bei niedrigen Lungenvolumina reduziert sind (MEF 50% , MEF 25% ), so deutet diese Veränderung darauf hin, dass vor allem die kleinen Atemwege betroffen sind. Das Lungenemphysem ist neben dem bei der forcierten Exspiration abgebildeten Atemwegskollaps immer durch stark erhöhte IGV-und RV-Werte und eine erhöhte totale Lungenkapazität gekennzeichnet. Unter restriktiver Ventilationsstörung werden verschiedene 10.4) sind durch die Spirometrie allein nicht zu erfassen, sondern verlangen Bodyplethysmographie oder Gasverdünnungstechniken: Das intrathorakale Gasvolumen (IGV) ist das Volumen, das nach normaler Exspiration in der Lunge verbleibt; das Residualvolumen (RV) ist das Volumen, das nach maximaler Exspiration intrathorakal verbleibt. Die Summe aus Residualvolumen und Vitalkapazität ergibt die totale Lungenkapazität (TLC). Bei Aufzeichnung des maximalen exspiratorischen Flusses gegen das Volumen erhält man das Fluss-Volumen-Diagramm (› Abb. 10.4) . Abgelesen werden der maximale ("Peak") exspiratorische Fluss (PEF), der exspiratorische Fluss bei 50% ("Mitte") des ausatembaren Volumens (MEF 50% ) oder analog bei 25% des Volumens (MEF 25% ). Eine "Minimalvariante" der Spirometrie stellt die "Peak-Flow"-Messung dar: Mit einem einfach konstruierten Messrohr kann der Patient den maximalen Fluss seines Atemstoßes messen. Peak-Flow-Aufzeichnungen als "Bedside"-Untersuchungen im Krankenhaus oder im häuslichen Bereich sind sehr hilfreich, um Tagesschwankungen der Atemflussbehinderungen zu erkennen und dem Patienten eine zunehmende Bronchokonstriktion zu signalisieren. Die wichtigsten mit Bodyplethysmographie bestimmbaren Größen sind Atemwegswiderstand (Resistance; R) und intrathorakales Gasvolumen (IGV), beides Parameter, die bei der Messung von der Mitarbeit des Patienten weitgehend unabhängig sind . Die Methode beruht darauf, dass das Produkt aus Druck und Volumen konstant ist (Boyle-Mariotte-Gesetz). Der Patient sitzt in einer gasdicht abgeschlossenen Kammer ("Body") und atmet in einen separaten Raum. Die Thoraxexkursionen bewirken Druckänderungen in der Kammer (Δp-Kammer), die spiegelbildlich die Druckänderungen im Alveolarraum reflektieren. Dabei berücksichtigt werden müssen intrathorakales Gasvolumen (s. u.) und bereits eingeatmetes Volumen. Der Druckgradient Alveolarraum -Mund zu jedem Zeitpunkt des Atemzyklus wird gegen den Atemfluss aufgetragen ("Atemschleifen"). Aus dieser Beziehung (Winkel α in › Abb. 10.5) ergibt sich der Atemwegswiderstand unter Ruhebedingungen ("Resistance", R). Mit zunehmender Obstruktion und Anstieg des Atemwegswiderstandes flacht der Winkel α ab. Wird die Atmung zum definierten Zeitpunkt, z. B. bei normaler Ausatmung, mit einem Shutter blockiert, so führt der Patient frustrane Atembewegungen mit dem Brustkorb durch, die Kompression und Dekompression des intrathorakalen Gasvolumens bewirken. Registriert man dabei die in-und exspiratorischen Druckschwankungen in der Kammer im Verhältnis zu den Druckveränderungen am Mund, so ist das intrathora-kale Gasvolumen (IGV) berechenbar (Winkel β in › Abb. 10.5) . Durch Abzug des exspirierbaren Volumens erhält man dann das Residualvolumen (RV) der Lunge. Bei obstruktiven Atemwegserkrankungen (s. u.) wird die Reversibilität der Obstruktion durch ein β 2 -Sympathomimetikum (Aerosol) überprüft. Dazu vergleicht man die Resistance und die forciert exspirierten Volumina vor und nach der Inhalation. Steigende Konzentrationen eines unspezifisch bronchokonstriktiven Reizstoffs (Histamin, Acetylcholin oder Methacholin) werden inhaliert und die Parameter der obstruktiven Ventilationsstörung (Resistance, FEV 1 ) gemessen. Die Entwicklung einer Atemwegsobstruktion bereits bei niedrigen Konzentrationen des inhalierten Reizstoffs belegt eine bronchiale Hyperreagibilität. Blutgasanalyse Die Basisuntersuchung für die Gasaustauschfunktion ist die Messung der Blutgase in Ruhe im arteriellen Blut (oder im "arterialisierten" Kapillarblut aus dem hyperämischen Ohrläppchen). Sauerstoff-(pO 2 ) und Kohlendioxidpartialdruck (pCO 2 ) werden mit altersentsprechenden Normwerten verglichen, zudem wird der Säure-Basen-Status einschließlich des Bikarbonats analysiert. Eine Ergänzung stellt die Blutgasanalyse unter körperlicher Belastung dar (z. B. während einer Fahrradergometrie oder unmittelbar nach einer Ausbelastung durch Treppensteigen). Man erhält so wichtige Informationen über den Status der Oxygenierung bei körperlicher Anstrengung und kann zudem einen Vergleich mit den Werten unter Ruhebedingungen vornehmen. Bei einer Diffusionsstörung sinkt der arterielle pO 2 unter der Belastung immer signifikant ab, während es bei Ventilations-Perfusions-Verteilungsstörungen verschiedene Reaktionsmuster gibt, je nach Einfluss der steigenden Ventilation und des steigenden Herzzeitvolumens. Zudem bedeutsam ist die Blutgasanalyse unter nasaler O 2 -Applikation. Zum einen erhält man Informationen zur Gasaustauschstörung (z. B. nur minimaler Anstieg des pO 2 bei reinem Shuntfluss), zum anderen dient diese Untersuchung der Titrierung einer O 2 -Langzeittherapie. Die Sauerstoffsättigung wird transkutan im gut erreichbaren Kapillargebiet (z. B. Fingerspitze, Ohrläppchen) in einem Messfenster gemessen; dies geschieht pulssynchron, um möglichst nur "arterialisiertes" Kapillarblut zu erfassen. Die Pulsoxymetrie ist eine hervorragende nichtinvasive Technik zur Verlaufskontrolle des Gasaustauschs. Sie ist z. B. bei Eingriffen wie der Bronchoskopie sehr hilfreich: Sättigungswerte > 90% signalisieren eine unproblematische Oxygenierung. Einschränkungen der Richtigkeit der gemessenen Daten ergeben sich bei Hämoglobinveränderungen (z. B. Methämoglobin, Sulfhämoglobin) und bei extremer peripherer Vasokonstriktion, z. B. im Schock. Als Diffusionskapazität (Transferfaktor) wird diejenige Menge Sauerstoff beschrieben, die pro Partialdruck-und Zeiteinheit vom Alveolarraum bis zum Hämoglobin des Erythrozyten gelangt. Als Indikatorgas wird bei der Messung der Diffusionskapazität aus praktischen Gründen statt Sauerstoff Kohlenmonoxid (CO) benutzt, da es eine sehr viel höhere Affinität (210-fach) zum Hämoglobin besitzt. Bei der geläufigen "Single-Breath-Technik" wird nach maximaler Exspiration ein CO-Helium-Luft-Gemisch eingeatmet und nach 10 s Apnoe ausgeatmet: Aus dem "Verschwinden" des CO (Diffusion in das Blut und unmittelbare Bindung an Hämoglobin) wird die CO-Leitfähigkeit der alveolokapillären Membran berechnet. Das parallel inhalierte Helium "verdünnt" sich mit dem bronchoalveolär verbliebenen Gas: Hieraus werden zum einen das Residualvolumen der Lunge (die Technik ist unabhängig von der Bodyplethysmographie) und zum anderen die alveoläre CO-Konzentration bestimmt. Die alveoläre CO-Konzentration dient als Basis für die Berechnung der Diffusionskapazität. Die CO-Diffusionskapazität nimmt ab, wenn die Diffusions-(Gasaustausch-)Fläche vermindert oder die Diffusionsmembran verbreitert ist (z. B. bei interstitiellen Lungenkrankheiten). Da bei Rauchern ein erhöhtes CO-Hb vorliegt, wird die CO-Diffusionskapazität falsch zu niedrig bestimmt (vor der Untersuchung nicht rauchen!). Da aber auch Inhomogenitäten der V-Q-Verteilung (z. B. ist bei Lungenembolien die Diffusionsstrecke nicht verändert, sondern die Perfusion reduziert) auf das Ergebnis Einfluss nehmen, wird der Begriff CO-Transfer-Faktor gegenüber der reinen Bezugnahme auf die Diffusion bevorzugt. Außer diesen Untersuchungen gibt es viele Techniken der detaillierteren Analyse des Gasaustauschs durch Beobachtung der Übertritts inerter Gase (Blut ↔ Gasraum oder Gasraum ↔ Blut), die jedoch Speziallabors vorbehalten sind. Atemmuskeltests für die klinische Routine wurden erst in den letzten Jahren entwickelt. Durch Messung des Inspirationsdrucks unter Mundverschluss wird der Unterdruck gemessen, der bei der Inspiration aufgebaut wird. Der Wert P 0,1 max gibt den Unterdruck an, der durch maximale Inspirationsanstrengung innerhalb von 0,1 s erzeugt werden kann. Demgegenüber besagt der Wert P 0,1 wie viel Unterdruck zur Durchführung einer normalen Ruheinspiration innerhalb der ersten 0,1 s aufgebracht werden muss. Das Verhältnis P 0,1 /P 0,1 max signalisiert somit, welcher Anteil der maximalen atemmuskulären Kraft bei Ruheatmung bereits "verbraucht" wird. Normal liegen die P 0,1 /P 0,1 max -Werte unter 5%. Werte > 25 bis 40% sind als Daueratmung nicht aufrechtzuerhalten, der Patient befindet sich bereits in Ruhe an der Grenze der atemmuskulären Erschöpfung. Erschöpfungen der Atempumpe finden sich v. a. bei obstruktiven und restriktiven Lungenerkrankungen, aber auch bei Polyradikulitis und amyotrophischer Lateralsklerose, Myasthenia gravis, Muskeldystrophien, Skoli-ose und schwerer Adipositas (obesity hypoventilation syndrome Sie erlaubt die beste raumauflösende Beurteilung des Lungenparenchyms einschließlich der Entdeckung kleiner Rundherde (optimal High-Resolution-CT in Spiraltechnik). Nach Kontrastmittelgabe, zur Identifikation vaskulärer Strukturen, können hiläre und mediastinale Lymphknoten (keine Anfärbung) beurteilt werden. Auch zur Darstellung pleuraler Prozesse ist das CT hervorragend geeignet. Sie ist dem CT bei den genannten Fragestellungen meist unterlegen, hat aber Vorteile bei der Beurteilung thoraxwandständiger Erkrankungen (z. B. Pancoast-Tumoren, Sarkome) und könnte bei weiterer Verbesserung der Technik einen besonderen Stellenwert zur Beurteilung vaskulärer Strukturen erlangen. Sie ist in ihrer Bedeutung weit zurückgetreten und wird allenfalls zur Beurteilung von Bronchiektasen und Bronchusano-malien herangezogen, wenn dies mittels CT nicht ausreichend gelingt. Sie kann hilfreich sein bei der Darstellung von Fistelbildungen. Das wässrige Kontrastmittel wird über ein flexibles Bronchoskop oder einen Katheter endobronchial appliziert, um einen Schleimhautbeschlag der Atemwege zu erzeugen. Bei der Ventilationsszintigraphie werden Radionuklide inhaliert und die alveoläre Verteilung mit der Gammakamera erfasst. Diese Untersuchung erlaubt die optische Beurteilung der Ventilationsverteilung; regionale Ventilationsausfälle oder -verminderungen werden erkannt. Die Perfusionsszintigraphie mittels intravenös verabreichter markierter Mikropartikel stellt analog die Perfusionsverteilung dar. Die Domäne dieser Technik liegt in der Erkennung von Perfusionsdefekten bei Lungenembolien. Werden Perfusionsdefekte gefunden, sollte immer auch eine Ventilationsszintigraphie durchgeführt werden, da in minderventilierten Arealen aufgrund des Euler-Liljestrand-Mechanismus auch die Perfusion gedrosselt wird, ohne dass embolische Verschlüsse vorliegen ("Muster" der Lungenembolie: Perfusionsausfälle trotz erhaltener Ventilation). Kontrastmittel wird in die A. pulmonalis oder intravenös mit DSA-Technik injiziert. Diese Untersuchung ist der Goldstandard zur Darstellung der Lungenstrombahn; meist wird sie zum Nachweis einer Lungenembolie eingesetzt. Die Bronchialarteriographie stellt, nach Sondierung der verschiedenen Bronchialarterienabgänge von der Aorta aus, die bronchiale Zirkulation dar; hierbei geht es in den meisten Fällen um die Erkennung unklarer pulmonaler Blutungen. Findet man eine Blutung, kann sie durch Embolisation über den bronchialarteriellen Zugang beherrscht werden. Diese neue Technik nützt die Eigenschaft, dass beim Positronenzerfall hoch energetische γ-Quanten emittieren, die sich im Winkel von 180° auseinanderbewegen, was messtechnisch zusätzliche Informationen bringt. Zudem ermöglichen die PET-Scanner eine genaue Quantifizierung der Stoffwechselprozesse. Dies kann zur Dignitätsabklärung bei unklaren pulmonalen Raumforderungen herangezogen werden. Bei malignen Prozessen findet man einen hohen Fluor-18-Desoxy-Glukose-Metabolismus und bei inflammatorischen Prozessen einen niedrigen Metabolismus. Bei unklarer intrapulmonaler Raumforderung ist immer die Gewinnung einer Histologie anzustreben. Dies geschieht am vorteilhaftesten mittels Bronchoskopie (s. u.). Periphere Raumforderungen, die bronchoskopisch nicht erreicht und nicht primär operativ reseziert werden, können transthorakal punktiert werden: Die Punktion kann sonographisch, unter Durchleuchtung oder (am präzisesten) unter CT-Kontrolle gesteuert werden. Ein großer Punktionszylinder ist hierbei immer der Gewinnung von Einzelzellen ("Aspirationszytologie") vorzuziehen. Als Komplikation kann es zu intrapulmonalen Blutungen und einem Pneumothorax kommen. Transkutan können auch extrapulmonal gelegene Lymphknoten punktiert werden, wenn sie mit einem pulmonalen Prozess in Zusammenhang gebracht werden können (z. B. Halslymphknoten). Pleuraergüsse werden meist unter sonographischer Kontrolle punktiert: Die Nadel wird an der Oberkante einer Rippe eingeführt, um eine Verletzung der Interkostalarterien zu vermeiden. Diese Punktion kann mit einer ungezielten Pleurastanzbiopsie verbunden werden: Die dazu verwendete spezifische Nadel schneidet beim Rückzug einen kleinen Pleurazylinder aus. Zur Diagnostik von Pleuraergüssen siehe › Kapitel 10.10. Zugrunde liegt pathophysiologisch eine inflammatorische Reaktion der Schleimhaut, die primär protektiven Charakter hat (Abwehr infektiöser bzw. toxischer Agenzien) und im Prinzip vollständig reversibel ist. Chronifizierung der Entzündung mit progredienten Umbauprozessen der Atemwege kann bei endogener Veranlagung und/oder Dauerexposition gegenüber exogenen Noxen auftreten. Unterschieden werden obstruktive (mit Verengung des Atemwegslumens) von nichtobstruktiven Atemwegserkrankungen. Die Obstruktion kann intermittierend-reversibel mit obstruktionsfreien Intervallen (Asthma bronchiale) oder als persistierende Behinderung des Atemgasflusses (chronisch-obstruktive Lungenerkrankungen, COPD) auftreten. Prinzipiell reversible Mechanismen der Obstruktion (durch antiobstruktive Therapiemaßnahmen beeinflussbar): • mikrovaskuläre Permeabilitätserhöhung in der Bronchialschleimhaut mit Ödem • Hyper-/Metaplasie des Schleimhautepithels • Muskelhypertrophie in der Bronchialwand • bronchiale Instabilität mit exspiratorischem Atemwegskollaps. Husten ist aufgrund der inflammatorischen Schleimhautreizung ein typisches Symptom aller unteren Atemwegserkrankungen. Auswurf tritt bei gesteigerter sowie mobilisierbarer Sekret-bzw. Mukusbildung hinzu. Dyspnoe ist Ausdruck der überproportional hohen Anstrengung der Atempumpe als Folge der Obstruktion. Im späteren Verlauf kann ein sekundäres Rechtsherzversagen (Cor pulmonale) zur Dyspnoe beitragen. Zyanose tritt bei Atemwegserkrankungen auf, wenn es aufgrund der Gasaustauschstörung und der Obstruktion zur Hypoxämie und alveolären Hypoventilation kommt. Ist dies chronisch der Fall, kann es zur sekundären Polyglobulie kommen. • Die physikalische Therapie besteht in der Lagerungsdrainage, in Einzelfällen ist bronchoskopische Absaugung nötig. • Antiobstruktiva wie β 2 -Sympathomimetika sollen neben ihrem broncholytischen Effekt die mukoziliare Clearance verbessern. • Umschriebene Bronchiektasen können eine Operationsindikation darstellen. Verlauf und Prognose Unter konsequenter antibiotischer Therapie normale Lebenserwartung. Es handelt sich um einen allergisch getriggerten schweren Asthmaanfall. Die Notfallsituation lässt sich mit antiobstruktiver Therapie (inhalative β-Sympathomimetika, intravenöse Glukokortikoide) rasch beherrschen. Eine später durchgeführte allergologische Untersuchung ergibt eine ausgeprägte Typ-I-Allergie auf Katzenhaare sowie in geringerem Ausmaß auf Frühblüher. II Definition Intermittierend auftretende Atemwegsobstruktion, die zwischen den Anfällen ganz oder überwiegend reversibel ist. Sie beruht auf einer typischen Inflammation der Bronchialschleimhaut und einer hieraus resultierenden Hyperreagibilität der Atemwege. Epidemiologie Vorkommen in allen Altersstufen, bevorzugt jedoch bei Kindern und Jugendlichen. Ca. 5% der Erwachsenen und ca. 7-10% der Kinder leiden gelegentlich an Asthma bronchiale. Eine unspezifische Hyperreagibilität der Atemwege findet sich bei ca. 11% der Erwachsenen, Tendenz steigend. Eine hereditäre Komponente ist gegeben, es überwiegen aber offenbar Umweltfaktoren. Die Asthmamortalität liegt bei ca. 0,5-3 Fällen/100 000 Einwohner. Ein höheres Asthmarisiko besteht, wenn die Eltern an Asthma leiden bzw. bei vorbestehenden allergischen Erkrankungen (Etagenwechsel). Ätiologie und Pathogenese Am Anfang steht die angeborene bzw. erworbene Veranlagung des bronchialen Systems, auf bestimmte inhalative Noxen mit einer quantitativ und qualitativ inadäquaten Entzündung zu reagieren (pathologische Dominanz von T H2 -Lymphozyten, Eosinophilen und Mastzellen in der Bronchialschleimhaut). Als exogene Auslöser werden besonders inhalierte Antigene angesehen (extrinsisches bzw. allergisches Asthma, › Abb. 10.6) . Endogenes/intrinsisches Asthma: Auslösendes allergenes Agens ist nicht nachweisbar. Die Triggerung der Entzündungsreaktion durch andere Auslöser (z. B. viraler Atemwegsinfekt, Kälte, körperliche Anstrengung, Analgetika, Intoleranz gegenüber Nahrungszusätzen, gastroösophagealer Reflux, › Tab. 10.6) wird in diesen Fällen diskutiert. Auch eine genetische Dispopsition ist zu berücksichtigen. Nur 20% der Patienten lassen sich einer Form zuordnen, in der Mehrzahl der Fälle bestehen Überlappungen. Bei beiden Formen besteht auch im symptomfreien Intervall eine chronische Entzündung in der Bronchialschleimhaut als pathogenetisches Substrat der bronchialen Hyperreaktivität fort: durch das latent geschädigte Bronchialepithel können nun verschiedenste inhalativ-irritative Noxen oder Atemwegsinfektionen allergenunabhängige Obstruktionsepisoden provozieren. Die immer heftigere Obstruktionsreaktion kann schließlich auf ein kontinuierlich expandierendes Spek-10 trum immer geringerer Reize erfolgen. Bei ungenügender Therapie kann diese Entwicklung zu einem schleichenden Übergang des Asthma bronchiale in eine prognostisch ungünstigere Mischform von Asthma bronchiale und chronischobstruktiver Bronchitis führen: Die latente Obstruktionsbereitschaft geht in eine variable, aber persistierende symptomatische Dauerobstruktion mit progredienter Destruktion der Bronchialwand durch die chronische Schleimhautentzündung über. Symptome Die chronische Inflammation der bronchialen Schleimhaut kann Ursache eines chronischen Hustens sein. Ein obstruktives Syndrom wird durch erhöhten Atemwegswiderstand bewirkt. Klinisch imponiert die Trias aus Dyspnoe, Husten und auskultatorischem Giemen/Brummen. Die Ausatemphase ist verlängert, Atemhilfsmuskeln werden zur Überwindung des exspiratorisch akzentuierten Atemwegswiderstands benutzt (im schweren Anfall stützt der Patient seinen Oberkörper auf). Der Patient produziert glasig-zähen Schleim (mikroskopisch: Curschmann-Spiralen). Bei extrinsischem Asthma stehen die Anfälle in Zusammenhang mit der allergischen Auslösung, bei intrinsischem Asthma sind sie gehäuft während der späten Nacht bzw. der frühen Morgenstunden (chronobiologisch zyklische Schwankungen des vegetativen Nervensystems). Die Zwerchfelle stehen tief (Hyperinflation durch Behinderung der Exspiration). Der arterielle pO 2 ist meist leicht erniedrigt (Verteilungsstörung bei inhomogener Bronchokonstriktion), der pCO 2 ist als Ausdruck der angstinduzierten Hyperventilation ebenfalls erniedrigt. Bei massiver Bronchokonstriktion kann trotz extremen Atemantriebs die Ventilation unzureichend werden: der pCO 2 steigt an und signalisiert atemmuskuläre Erschöpfung; es kommt zur lebensbedrohlichen Situation. Dabei wird das Giemen leiser, nicht weil die Bronchokonstriktion nachlässt, sondern weil der Luftstrom zur "Geräuschbildung" nicht mehr ausreicht (silent chest). Durch den reflektorisch erhöhten Sympathikotonus bestehen Schweißneigung und Tachykardie. Bei keinem spontanen oder therapeutisch erzielten Rückgang der Symptomatik innerhalb von 24 h spricht man vom sog. Status asthmaticus (› Tab. 10.7). Die erste Konfrontation mit dem primär auslösenden Antigen führt zu einer Sensibilisierungsreaktion. Die Interaktion zwischen Makrophagen (antigenpräsentierende Zelle, APZ) und T-Helfer-Lymphozyten löst die für die Bronchialschleimhaut der Asthmatiker typische Vermehrung von T-Helfer-Zellen des T H2 -Subtyps aus (pathologische T H2 -Dominanz über den T H1 -Subtyp). Diese T H2 -Zellen sezernieren ein charakteristisches Zytokinprofil (u. a. Interleukin-3 und Interleukin-5), das seinerseits die Gewebeinfiltration mit Eosinophilen, Basophilen und Mastzellen steuert. Gleichzeitig wird durch diese Zytokine die pathologische Produktion von antigenspezifischem IgE in Plasmazellen induziert. Getriggert über eine IgE-vermittelte Aktivierung ortsständiger Mastzellen kommt es dann bei jeder weiteren Antigenexposition zur Aktivierung inflammatorischer Effektorsysteme in der Schleimhaut mit einer bronchialen Sofortreaktion und obstruktivem Syndrom. Zusätzlich freigesetzte chemotaktische Faktoren (z. B. Leukotriene, PAF) lösen nach einer mehrstündigen Latenzzeit (2-8 h) Die alternierende Steroidtherapie, die Depot-Injektion von Steroiden und die Behandlung mit ACTH haben sich nicht bewährt. "Antiallergika/Zytoprotektiva" Hierzu gehören im Wesentlichen Cromoglicinsäure, Nedocromil, Ketotifen und Azelastin. Sie sind nicht im Stufenschema des Asthma bronchiale aufgeführt, finden jedoch Verwendung beim allergischen Asthma bronchiale -insbesondere bei Kindern -sowie beim anstrengungsinduzierten Asthma. Als Wirkmechanismus wird eine Hemmung der Mediatorfreisetzung aus aktivierten Mastzellen (Mastzellstabilisatoren), jedoch auch aus anderen inflammatorisch relevanten Zelltypen angenommen. Die Substanzen zeigen prophylaktischen Effekt, wenn sie mehrere Wochen vor der erwarteten Allergenexposition (z. B. Pollen im Frühjahr) angewendet werden. Die Wirksamkeit ist im Vergleich zu inhalativen Steroiden deutlich geringer. β-Sympathomimetika Sie werden inhalativ eingesetzt, in Einzelfällen jedoch auch intravenös bzw. subkutan (Status asthmaticus) oder oral (Ausreizen aller Möglichkeiten einer Dauertherapie). Sie wirken schnell und stark bronchodilatierend, erhöhen die mukoziliare Clearance und reduzieren das bronchiale Schleimhautödem. Neben der glatten Muskulatur beeinflussen sie die Mastzellfunktion und greifen so in der asthmatischen Frühphase ein, sind jedoch ohne wesentlichen Einfluss auf die Entzündungsreaktion in der Bronchialschleimhaut und die bronchiale Hyperreaktivität. Zu den wichtigsten als Aerosol eingesetzten Substanzen gehören die mit kurzer Halbwertszeit (HWZ) von 4-6 h (Fenoterol, Salbutamol, Terbutalin, Reproterol) und jene mit langer HWZ von [8] [9] [10] [11] [12] Formoterol, Salmeterol) . Die Gruppe der lang wirkenden β-Sympathomimetika ist für die Akuttherapie der Atemwegsobstruktion ungeeignet, hat aber deutliche Vorteile in der Dauertherapie (morgendliche und abendliche inhalative Anwendung) und beim nächtlichen Asthma bronchiale (Durchschlafschutz) und sollte in Kombination mit inhalativen Kortikoiden eingesetzt werden. Nebenwirkungen: Tremor, Tachykardien und bei Überdosierung Rhythmusstörungen. Methylxanthine (Theophyllin) Sie haben einen geringeren bronchospasmolytischen Effekt (Hemmung der Phosphodiesterase) als β-Sympathomimetika. Gleichzeitig wird die Entzündungsreaktion in der hyperreagiblen Bronchuswand beeinflusst. Theophyllin kann nur oral oder intravenös angewendet in ausreichend hohen Konzentrationen die Bronchialwand erreichen. Es hat eine geringe therapeutische Breite mit einem angestrebten Blutspiegel von 10-20 mg/l. Bei Überdosierung kommt es zu Übelkeit, Tremor, Schlaflosigkeit, psychotischen Veränderungen und tachykarden Herzrhythmusstörungen (wiederholte Spiegelbestimmungen erforderlich). Theophyllin gilt als Mittel 2. Wahl, wenn inhalative Steroide und β-Sympathomimetika die Erkrankung nicht kontrollieren. Alternativ zu lang wirkenden β-Sympathomimetika kann es aufgrund der langen HWZ bei nächtlichen Asthmaanfällen eingesetzt werden. Als intravenös verabreichtes Medikament hat Theophyllin einen Stellenwert in der Behandlung des obstruktiven Notfalls. Neue Phosphodiesterase-Inhibitoren mit weniger Nebenwirkungen sind in Entwicklung. Inhalative Anticholinergika Hierzu zählen Ipratropiumbromid und Oxitropiumbromid. Da nicht in jedem Fall eine relevante Beteiligung des Parasympathikus an der obstruktiven Reaktion vorliegt, werden sie nur im Einzelfall und in Kombinationsbehandlung eingesetzt. Weitere Pharmaka Oral verfügbare Leukotrienantagonisten können eine Alternative zur niedrig dosierten inhalativen Kortikoidtherapie beim milden Asthma darstellen. Sie scheinen auch eine gute Wirkung beim Analgetika-Asthma zu besitzen. Die subkutane Gabe des Anti-IgE-Antikörpers kann bei Patienten helfen, die auf eine ausgebaute Therapie nicht ansprechen. Sogenannte Mukolytika wie Acetylcystein, Bromhexin oder Ambroxol können in Einzelfällen, bei sehr zähem Schleim, hilfreich sein, gehören aber nicht zur Standardtherapie. Bei nächtlichen Beschwerden oder zusätzlichem gastroösophagealem Reflux können Protonenpumpenhemmer Abhilfe schaffen (› Kap. 15.4.6) . Nichtpharmakologische Ansätze Sie beruhen auf Atemschulung und Klimabehandlung (Höhenaufenthalt). Bedarfsmedikation (akut) Keine Inhalative β-Sympathomimetika (kurze HWZ) Inhalative Steroide Alternativ "Zytoprotektiva" Ggf. Leukotrien-Antagonisten Verlauf und Prognose 50-80% der Asthmapatienten haben -z. Diagnose: infektexazerbierte, chronisch-obstruktive Bronchitis mit Pneumonie im rechten Unterlappen und Cor pulmonale. Therapie: i.v. mit Kortikosteroiden, Theophyllin, inhalativ β 2 -Sympathomimetika/Parasympatholytika und Antibiotika. Zur Anhebung des arteriellen pO 2 wird eine Sauerstofftherapie mit 1,5 l/min und Kontrolle des arteriellen pCO 2 begonnen (Cave: Zunahme der Hyperkapnie bei Sauerstoffüberdosierung aufgrund sinkenden Atemantriebs). Die Rekompensation des Patienten gelingt innerhalb von 2 Tagen, der pCO 2 stabilisiert sich bei 45 mmHg, O 2 -Supplementation und medikamentöse Therapie werden zunächst beibehalten. II Definition Vorliegen einer persistierenden Entzündung des Tracheobronchialbaums über mind. je 3 Monate in 2 aufeinanderfolgenden Jahren, mit Husten und Auswurf (mukös oder purulent) verbunden. Im weiteren Verlauf meist Übergang in eine chronisch-obstruktive Bronchitis, eine chronischobstruktive Lungenerkrankung (COPD). Kriterium hierfür ist eine auch unter optimaler antiobstruktiver Therapie nicht voll reversible Dauerobstruktion (chronische Obstruktion). Epidemiologie Ca. 20% der erwachsenen Männer leiden an chronischer Bronchitis, wobei sich eine gesundheitliche Beeinträchtigung erst schleichend, meist im höheren Lebensalter, entwickelt. 50% der Raucher über 40 Jahre erkranken, Männer sind häufiger betroffen als Frauen (3:1). In England sterben ca. 30 000 Menschen/Jahr an den Folgen der chronischen Bronchitis. Sie beeinträchtigt erheblich Berufs-und Erwerbsfähigkeit. Im Mittel führt die Erkrankung zu einer um 10 Jahre vorgezogenen Invalidität. Aktuell ist die COPD die vierthäufigste Todesursache weltweit mit steigender Tendenz. Ätiologie und Pathogenese Multifaktoriell: Eine Vielzahl exogener Schädigungsfaktoren sowie virale und bakterielle Infektionen können auf der Basis einer genetisch verankerten Prädisposition oder eines erworbenen Defekts der bronchopulmonalen Abwehr zur Manifestation des Krankheitsbildes führen. Häufigste Ursache unter den exogenen Faktoren ist das Inhalationsrauchen. Rauchen begünstigt über Schleimhautirritation und Lähmung des Zilientransports Atemwegsinfektionen und chronische Entzündungen. Es besteht eine direkte Proportionalität zur Menge und Dauer des täglichen Zigarettenkonsums. Insgesamt ist das Rauchverhalten für 80-90% des Risikos, eine chronische Bronchitis zu entwickeln, verantwortlich. Bei Rauchern fällt die Lungenfunktion beschleunigt ab (gemessen als FEV 1 -Abfall pro Jahr; › Abb. 10.8). Passivrauchen führt insbesondere bei Kindern zur höheren Prävalenz von akuten Atemwegserkrankungen und zur geringen, aber messbaren Einschränkung der Lungenfunktion. Bislang ist nicht belegt, ob Passivrauchen als Kind auch die Entwicklung einer chronischen Bronchitis im höheren Lebensalter beeinflusst. Bei Erkrankten kann die Luftverschmutzung durch Nitrosegase, Schwefeloxide und Ozon zu einer erheblichen Verschlechterung des Krankheitsbildes beitragen. Diese ist gegenüber dem Inhalationsrauchen in ihrer ätiologischen Relevanz aber untergeordnet. Inhalationsnoxen am Arbeitsplatz (z. B. chemische Dämpfe, Gase, Industriestäube wie Isocyanate, Ammoniak, Chlorgasverbindungen, Lösungsmitteldämpfe, Kohle-und Metallstäube) stellen weitere Risikofaktoren dar. Eine konstitutionelle Prädisposition kann bislang nur in den wenigsten Fällen genau definiert werden: Beeinträchtigte bronchopulmonale Abwehrreaktionen begünstigen chronische bronchiale Entzündungsreaktionen. Die chronische Irritation der Bronchialschleimhaut führt zu Hypertrophie und Hyperplasie der Schleim produzierenden Zellen. Es kommt zum Bronchialwandödem und zur chronischen Infiltration mit inflammatorischen Zellen. Diese Veränderungen werden von einer Hyperplasie und Metaplasie des Bronchialepithels begleitet, die durch weitgehenden Verlust des Zilienbesatzes und Verlangsamung des Zilienschlages die mukoziliare Clearance beeinträchtigen. Dies bewirkt gemeinsam mit der Mukushypersekretion die pathologischen Schleimmengen (Dyskrinie) mit Obstruktion der Bronchien. Eine Kontraktion der "chronisch irritierten" Bronchialmuskeln kommt hinzu. Im chronischen Verlauf beeinträchtigen die Entzündungsprozesse die Stabilität der Bronchien und Bronchiolen, die bis zu einem exspiratorischen Bronchialkollaps führen kann. Bei Erweiterung der Lufträume distal der terminalen Bronchiolen, Destruktion und Rarefizierung von Alveolarsepten spricht man von Emphysembildung. Chronische Bronchitis und Emphysem kommen häufig gemeinsam vor, sind aber formal klar zu trennen (› Abb. 10.9). Symptome Über viele Jahre morgendlich gehäuft auftretender produktiver Husten als einziges Symptom, schleichender, aber auch in rezidivierenden Krankheitsschüben erfolgender Übergang zu körperlicher Beeinträchtigung und irreversibler Invalidität. Ausgelöst werden die Schübe meist durch Atemwegsinfektionen (Infektexazerbation). Das Spektrum der klinischen Erscheinungsform reicht vom Patienten mit prädominant obstruktiver Bronchitis ("Blue Bloater") bis hin zum Patienten mit überwiegender Emphysemsymptomatik ("Pink Puffer"): Zwischen diesen prägnanten Typen (› Tab. 10.9) gibt es vielfältige Übergänge. • Art der Beschwerden (Belastungs-, Ruhedyspnoe, Husten, Sputumbeschaffenheit) • Rauchgewohnheiten (Pack Years = Anzahl der Raucherjahre × gerauchte Zigarettenschachteln/d) Das nichtproportionale Diagramm zeigt die Überschneidungen der Patientenkollektive. Die chronisch-obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD) (4) (5) (6) (7) (8) (9) repräsentieren ein Mischkollektiv, bei dem eine irreversible Atemwegsobstruktion auch unter optimalen Therapiemaßnahmen chronisch persistiert. Asthma bronchiale (10) ist charakterisiert als Atemwegserkrankung mit Perioden reversibler Atemwegsobstruktion. Asthmapatienten mit zwar weitgehend reversibler akuter Obstruktionskomponente, jedoch lungenfunktionell nachweisbarer dauerhafter Restobstruktion werden einem Asthma-COPD-Mischkollektiv zugeordnet (7, 8, 9) . Chronische Bronchitis und Lungenemphysem mit Atemwegsobstruktion liegen oft gleichzeitig vor (5) . Die klinischen Extremvarianten sind "Blue Bloater" (chronischer Bronchitistyp, 4) und "Pink Puffer" (Emphysemtyp, 6) . Patienten mit chronischer Bronchitis und/oder Emphysem ohne Obstruktionen werden bis zur Ausbildung einer messbaren Atemwegsverengung nicht als COPD-Patienten klassifiziert (1, 2, 3 • regelmäßige Immunisierung gegen Influenza (1 ×/Jahr) und Pneumokokken (alle 5 Jahre) zur Vermeidung von Infekten. Bei deutlicher arterieller Hypoxämie (pO 2 < 55 mmHg in der infektfreien stabilen Phase) muss zur Verhinderung einer pulmonalen Hypertonie eine O 2 -Langzeittherapie durchgeführt werden. Da beim Blue Bloater aufgrund der Gewöhnung an chronisch erhöhtes pCO 2 das pO 2 -Sensing der entscheidende Regulator der Atemtätigkeit sein kann, muss hier initial eine engmaschige Kontrolle der Blutgase erfolgen, um einen pCO 2 -Anstieg mit CO 2 -Narkose zu vermeiden. Wiederholte Aderlässe sind zur Senkung der Blutviskosität indiziert bei deutlich erhöhten Hämatokritwerten (> 55%). Eine Indikation zur künstlichen Beatmung besteht bei akuter Dekompensation, die durch die genannten Maßnahmen nicht beherrschbar ist. Diese sollte als nichtinvasive Maskenbeatmung begonnen werden. Im chronisch-dekompensierten Stadium mit Erschöpfung der Atemmuskulatur können durch nächtliche Masken-Heimbeatmung (z. B. im BIPAP-Modus; › Kap. 10.8) eine Erholung der Atemmuskulatur und eine Besserung der respiratorischen Insuffizienz erreicht werden. Häufig besteht zusätzlich eine obstruktive Schlafapnoe (› Kap. 10.13.1). Ein speziell ausgerichtetes physiotherapeutisches Rehabilitationsprogramm kann die Folgen der Erkrankung auf die Muskulatur und die körperliche Leistungsfähigkeit bessern (Lungensport). Operative Therapie: › Kapitel 10.3.2 "Lungenemphysem". Verlauf und Prognose Ernährungsstörung (Kachexie bzw. Adipositas), Atrophie der Skelettmuskulatur, Knochenabbau, endotheliale Dysfunktion, Depressivität und Schlafstörungen können Auswirkungen der Erkrankung, aber auch Nebenwirkung der Therapie (Steroide) sein und die Symptomatik verstärken. Exposition zu inhalativen Noxen (Zigarettenrauchen) erhöht das Karzinomrisiko. Prognostisch limitierend sind die Entwicklung einer pulmonalen Hypertonie mit Cor pulmonale und zunehmende respiratorische Partial-und Globalinsuffizienz mit Hypoxämie und Hyperkapnie trotz optimaler Therapie. Allgemein ist die Prognose der chronischen Bronchitis statistisch eng mit dem Ausmaß der Atemwegsobstruktion verknüpft: Fällt das FEV 1 auf unter 30% der altersentsprechenden Norm in Verbindung mit chronisch erhöhtem pCO 2 , so liegt die 5-Jahres-Überlebensrate bei nur ca. 30%. • Traktionsemphyseme entstehen durch Dehnung von Lungengewebe bei schrumpfenden Lungenprozessen (Fibrose, Vernarbungen), bei Thoraxdeformitäten oder nach Lungenresektion. Trotz bevorzugter Kombination mit dem zentroazinären Emphysemtyp kann eine Atemwegsobstruktion bei allen Typen in Erscheinung treten. Es handelt sich um ein obstruktives Emphysem mit Überschneidungen innerhalb der Erkrankungen der COPD-Gruppe (› Abb. 10.9) . Das viel häufigere zentroazinäre Emphysem hat dieselbe Ätiologie wie die chronische Bronchitis (Hauptrisikofaktor Inhalationsrauchen, gefolgt von Umweltgiften und irritativen Arbeitsstoffen). Ferner werden auch hier bislang nicht näher identifizierte Antiproteasedefekte als endogene Faktoren vermutet. Antiproteasen schützen das Lungengewebe vor proteolytischem Abbau durch leukozytär oder bakteriell freigesetzte Enzyme (z. B. Elastase). "Protease-Antiproteasen-Imbalance-Konzept": Die Aktivität der leukozytären Proteasen nach getätigter Abwehrfunktion im Rahmen von (manifesten oder latenten) Infektionen wird durch absoluten/relativen Mangel an Inhibitoren nicht gehemmt. Durch die Proteolyse von extrazellulärer Matrix kommt es dann zur Zerstörung der Alveolenarchitektur. In Übereinstimmung mit diesem Konzept tritt beim seltenen (1-2% der Emphyseme) schweren hereditären α 1 -Pi-Mangel (s. u.) schon im 3. und 4. Lebensjahrzehnt ein schweres Lungenemphysem auf. • extrahepatische Manifestationen: evtl. C-ANCA-positive Vaskulitis und nekrotisierende Pannikulitis. Eine Assoziation mit Pankreaserkrankungen oder Gefäßaneurysmata kann aktuell nicht bestätigt werden. Diagnostik Diagnosekriterien: • verminderte Serumkonzentration des α 1 -Antitrypsins < 0,9 g/l • Nachweis der Phänotypen PiZZ/PiMZ/PiSZ mit isoelektrischer Fokussierung oder Identifizierung des Z-Allels durch Restriktionsanalysen • histologischer Nachweis von PAS-positiven, proteaseresistenten hepatozellulären Einschlusskörperchen, die immunhistochemisch α 1 -Antitrypsin-Ablagerungen entsprechen. Ein Patient mit α 1 -Antitrypsin-Mangel und dessen Geschwister sollten regelmäßig auf das Vorliegen einer hepatischen oder pulmonalen Manifestation untersucht werden (› Kap. 10.3.2 "Lungenemphysem" bzw. › Kap. 15.7.7). • Lungenerkrankung: keine kausale Therapie, Vorgehen siehe › Kap. 10.3.2, "Chronische Bronchitis und chronisch obstruktive Bronchitis". Nikotinabstinenz (α 1 -Antitrypsin wird durch Oxidanzien des Zigarettenrauchens inaktiviert), bei fieberhaften Infekten sofortige Behandlung, um die Produktion von Akute-Phase-Proteinen und die intrazelluläre α 1 -Antitrypsin-Aggregation gering zu halten, Pneumokokken-und jährliche Grippeschutzimpfung zur Prophylaxe respiratorischer Infekte, physiotherapeutische Rehabilitation. Bei ausgeprägtem Lungenemphysem durch α 1 -Antitrypsin-Mangel: evtl. Lungenvolumenreduktionschirurgie • Substitutionstherapie: bei progressivem Lungenemphysem oder nekrotisierender Vaskulitis mit Serumkonzentration < 2% (meist homozygoter ZZ-Status) parenterale Gabe von gepooltem, virusinaktiviertem humanem α 1 -Antitrypsin. Dabei werden α 1 -Antitrypsin-Spiegel > 0,8 g/l angestrebt. Beginn der Substitution bei FEV 1 < 65% des Sollwertes oder Abfall um > 120 ml/Jahr, bei reiner Leberbeteiligung keine Indikation, da die Hepatozytenschädigung auf endoplasmatischer Akkumulation des pathologischen α 1 -Antitrypsins, nicht auf proteolytischen Prozessen beruht. • Lungen-bzw. Lebertransplantation: bei fortgeschrittener Erkrankung. Letztere beseitigt weitgehend den metabolischen Defekt des α 1 -Antitrypsin-Mangels. Nach Lungentransplantation ist die Prognose der Patienten durch transplantationsbedingte Komplikationen limitiert, eine Substitionstherapie muss nicht mehr regelmäßig erfolgen. Verlauf und Prognose Beim homozygoten Phänotyp können bereits Säuglinge und Kinder an chronischer Hepatitis erkranken, wobei sich bei 3-10% Leberfibrose und -zirrhose entwickeln, während es bei ²⁄₃ zur Normalisierung der Leberfunktion kommt. Bei Erwachsenen wird das Fortschreiten des Lungenemphysems durch adäquate und rechtzeitige Therapie und Nikotinstopp verhindert. Bei Lebermanifestation: Vermeidung zusätzlicher Leberschädigung (Alkohol, Hepatitis C, Immunisierung gegen Hepatitis A und B), Tumorscreening. Bei Ausbreitung der Entzündung in der Lunge muss diese trotzdem den Gasaustausch meist durch Vasokonstriktion (nicht wie sonst bei Entzündungen durch Vasodilatation!) in den betroffenen Bezirken (Euler-Liljestrand-Mechanismus) sicherstellen. Versagt dieser, z. B. aufgrund der Wirkung vasoaktiver Entzündungsmediatoren, kommt es zur dramatischen Zunahme des Shuntflusses mit der Folge schwerer arterieller Hypoxämie. Diese tritt auch auf, wenn durch starke Ausbreitung der Entzündung die Gasaustauschfläche kritisch reduziert wird. Hier kommt es zunächst zur sog. Erfordernishyperventilation, die Patienten können in der akuten respiratorischen Insuffizienz versterben (sog. parapneumonisches ARDS). Über die sehr große Gefäßoberfläche der Lunge werden evtl. Bakterien, mikrobielle Toxine und inflammatorische Mediatoren in den Blutkreislauf mit der Folge einer Sepsis freigesetzt, was trotz intensivmedizinischer Maßnahmen tödlich verlaufen kann. Einteilung der Pneumonien: Logisch erscheint eine Orientierung am Erreger (Bakterien, Viren, Mykoplasmen, Chlamydien, Pilze). Im klinischen Alltag ist diese Einteilung jedoch nicht praktikabel, da eine schnelle Keimidentifikation unmöglich ist. Außerdem muss wegen der Komorbidität der Patienten und des besonderen Infektionsspektrums im Krankenhaus mit z. T. sehr unterschiedlichen Erregern gerechnet werden › Tabelle 10.14. Die Therapie erfolgt mit Makroliden oder Fluorchinolonen. Bei schweren Verläufen der Legionellenpneumonie wird zusätzlich Rifampicin empfohlen, Therapeutikum der Wahl beim Q-Fieber ist Doxycyclin. Die Therapiedauer bei den beiden letztgenannten Erkrankungen sollte 3 Wochen betragen. Hierzu zählen Pneumonien durch Viren der Herpesgruppe (siehe oben) und folgende: Pneumocystis-Pneumonie Die interstitielle Pneumonie wird durch Pneumocystis jirovecii (früher: carinii) insbesondere bei HIV-Infizierten verursacht. Kommt es im fortgeschrittenen Stadium zur Beatmungspflichtigkeit, ist die Letalität hoch. Daher muss der Erreger so früh wie möglich mittels mikroskopischer Untersuchung der durch Bronchoskopie gewonnenen Lavage (Standardvorgehen) oder des "provozierten Sputums" (nach vorausgehender Inhalation hypertoner Kochsalzlösung) nachgewiesen werden. Therapie und Prophylaxe: Co-trimoxazol, bei schweren Erkrankungsfällen zusätzlich hochdosierte Cortisongabe. • bei weiter progredientem Verlauf: schwere konsumierende Erkrankung mit hohem Gewichtsverlust ("Schwindsucht"). Anamnese Familien-und Arbeitsplatzumgebung, Angaben über frühere "Lungen-" oder "feuchte Rippenfellentzündung", Klagen über Nachtschweiß, Abgeschlagenheit, Gewichtsabnahme und subfebrile Temperaturen deuten auf eine Tuberkuloseinfektion hin. Körperliche Untersuchung Je nach Befall u.U. veränderter Auskultations-und Perkussionsbefund der Lunge sowie Halslymphknotenschwellung. Die begleitende körperliche Untersuchung aller Organe ist Pflicht. Labor Abhängig von der Ausprägung der Entzündung finden sich beschleunigte BSG, CRP-Erhöhung, Leukozytose mit Linksverschiebung, Vermehrung der α 2 -Globuline in der Elektrophorese und evtl. erniedrigtes Hämoglobin ("Infektanämie"). Als interstitielle, diffus parenchymatöse oder auch fibrosierende Lungenerkrankungen werden nichtinfektiöse, nichtmaligne, chronische Erkrankungen des Lungenparenchyms bezeichnet, die auf der Basis entzündlicher und/oder fibrosierender Prozesse eine Vermehrung der Zellularität und der Extrazellularmatrix, oft gepaart mit einem progredienten Umbau des Alveolargerüstes, hervorrufen. Dies führt zum Verlust regulärer Gasaustauschfläche und der damit verbundenen Gasaustauschstörung, zur Fibrosierung und so zur verminderten Lungendehnbarkeit (Compliance). Die Prävalenz aller ILD beträgt ca. 60-80/100 000 Einwohner. Auslösung durch chronische Entzündung Einige Formen (z. B. exogen allergische Alveolitis) sind primär entzündlich getriggert. Der initialen Aktivierung der inflammatorisch kom-petenten Zelle (› Abb. 10.14) folgen Rekrutierung, Transmigration und Aktivierung weiterer Entzündungszellen in das alveoläre Kompartiment, dann eine Wechselwirkung mit dem alveolären Epithel, deren funktionelle Konsequenzen derzeit nur fragmentarisch bekannt sind, und darauf die Aktivierung von Fibroblasten mit der Folge einer Expansion des Fibroblastenpools der Lunge und gesteigerter Deposition von Extrazellularmatrix. Tierexperimentell kann durch selektive Überexpression einzelner inflammatorischer Zytokine (z. B. IL-1 oder IL-13) oder Chemokine eine Lungenfibrose ausgelöst werden. Als Chemokine erscheinen v. a. MCP-1 und MIP-1α bedeutsam, als Zytokine TNF-α, IL-1, IL-4, IL-5, IL-8 und IL-13. Klinische und experimentelle Daten legen ferner nahe, dass auch ein Ungleichgewicht zwischen T-Helferzell-Typ 2(Th-2)-Zytokinen und T-Helferzell-Typ1(Th-1)-Zytokinen in der Lunge eine Rolle spielt: Während Th-2-Zytokine (IL-4, IL-5, IL-9, IL-13) Fibroblasten aktivieren und die Produktion extrazellulärer Matrix induzieren, supprimieren Th-1-Zytokine (u. a. Interferon-γ = IFN-γ) die Fibroblastenproliferation und die extrazelluläre Matrixproduktion (› Abb. 10.14). Auslösung durch chronisch epitheliale Schädigung Auch für einige idiopathische interstitielle Pneumonien, hier vor allem die idiopathische pulmonale Fibrose (IPF), wurde in der Vergangenheit ein primär entzündlicher Triggermechanismus angenommen. Allerdings existieren diesbezüglich bereits aus klinischer Sicht Zweifel, da bei diesen Patienten durch die kombinierte Anwendung von Steroiden und Immunsuppressiva meist keine Beeinflussung des progredienten Verlaufs möglich ist. Auch aus zell-und molekularbiologischer Sicht existieren gute Gründe für die Annahme eines anderen Triggermechanismus der Fibroseantwort bei der IPF/NSIP, nämlich einer repetitiven, primären Schädigung des Alveolarepithels, z. B. durch fehlgefaltete Proteine des Surfactantsystems oder im Rahmen von Lipidspeichererkrankungen (› Abb. 10.14). Gemeinsame Endstrecke der Lungenfibrosen: Wachstumsfaktoraktivierung und gestörte Matrixregulation Der Wa chstumsfaktor (TGF)-β fördert in Fibroblasten die Chemotaxis, Proliferation und Transdifferenzierung in Myofibroblasten und steigert die Kollagensynthese erheblich (› Abb. 10.14 Untersuchung Typisch, aber uncharakteristisch sind Zyanose, Trommelschlägelfinger und Uhrglasnägel. Die Auskultation bringt im Bereich der basalen Lungenabschnitte häufig ein charakteristisches Knisterrasseln (Sklerophonie; endinspiratorisch betonte feinblasige Nebengeräusche als Ausdruck der Entfaltung peripherer Alveolarbezirke) zu Gehör. Es sollte auch gezielt nach Symptomen einer möglicherweise zugrunde liegenden systemischen Bindegewebserkrankung (z. B. Gelenkbeschwerden, verdicktes Zungenbändchen, Mikrostomie) gesucht werden. Lungenfunktion Eine restriktive Ventilationsstörung, mit Reduktion von RV, IGV, eine Abnahme der Compliance und ein erniedrigter CO-Transfer-Faktor zeigen den Schweregrad der Erkrankung an, differenzieren jedoch nicht zwischen den verschiedenen Ursachen einer ILD. Die Blutgasanalyse ergibt meist eine arterielle Hypoxämie, akzentuiert unter körperlicher Belastung, begleitet von einer Hypokapnie als Zeichen der kompensatorischen Hyperventilation (erst im Endstadium Hyperkapnie bei atemmuskulärer Erschöpfung). Die Spiroergometrie kann bei eingeschränkter Belastbarkeit zwischen wesentlich pulmonaler und wesentlich kardialer Ursache oder einer Kombination aus beiden diskriminieren. Als Ausdruck der körperlichen Belastbarkeit findet auch der 6-Minuten-Gehtest Anwendung. Eine normale Spirometrie schließt das Vorliegen einer ILD im Frühstadium keinesfalls aus, im Zweifelsfall ist mind. eine CO-Diffusionsmessung oder eine Blutgasanalyse unter kontrollierter Belastung durchzuführen. Gesamtzellzahl (meist erhöht) und Differentialzytologie in der Lavage geben entscheidende Hinweise auf die Art der ILD (" alveolärer Fingerabdruck") (› Tab. 10.17). Bei entzündlich getriggerten Formen spiegelt die relative Höhe der einzelnen Leukozytenpopulationen (Neutrophile, Eosinophile, Lymphozyten) den Aktivitätsgrad der Erkrankung wieder. Im Endstadium ist oft keine ursächliche Zuordnung mehr möglich. Transbronchiale (bronchoskopische) Biopsien beinhalten meist nur wenig alveoläres Lungengewebe und sind daher diagnostisch oft nur eingeschränkt verwertbar. Bei granulomatösen ILD können sie neben den Schleimhautbiopsien aber wegweisend sein. Angesichts der begrenzten Aussagekraft transbronchial gewonnener Biopsien ist in unklaren Fällen eine videoassistierte offene Lungenbiopsie anzustreben. Idealerweise sollten auf 3 Etagen mind. 2 cm 3 Gewebeproben entnommen werden, deren histologische Untersuchung mit radiologischen und klinischen Angaben meist eine definitive Diagnose erbringt (pneumologisch-radiologisch-pathologische Konferenzen zur Diagnostik fibrosierender Lungenerkrankungen). Eine differentialdiagnostische Abwägung zwischen verschiedenen Formen der ILD basiert auf ausführlicher Anamnese, umfassender klinischer Untersuchung, qualitativ hochwertigem HR-CT und Ergebnissen invasiver Verfahren (Bronchoskopie mit BAL, VATS). Diese Pneumonitis beschränkt sich meist auf das bestrahlte Areal. Veränderungen außerhalb des Bestrahlungsfeldes sind mö glich und deuten auf einen klinisch schwergradigen Verlauf hin. Symptome Viele Patienten mit radiologischen Zeichen der Strahlenreaktion bleiben symptomlos, manche entwickeln einen trockenen Reizhusten, Schwäche und Dyspnoe. Diagnostik Die Diagnose ist aufgrund des zeitlichen Zusammenhangs leicht. Radiologisch finden sich nach Ablauf der akuten Phase streifige Verdichtungen, die mit Schrumpfungen einhergehen. Lungenfunktionell bestehen eine restriktive Störung und eine ausgeprägte Hypoxämie. Therapie Diese besteht in der Gabe von Glukokortikoiden (1 mg/kg Körpergewicht), mit jedoch häufig unbefriedigendem Effekt. Bei akuter Manifestation und großer Ausdehnung der Strahlenpneumonitis kann bei realistischer Prognose eine Intubation mit Beatmung notwendig werden. Die medikamenteninduzierten ILD werden vermutlich zu selten diagnostiziert. Zahlreiche Medikamentengruppen kommen in Frage (www.pneumotox.com): Der systemische Lupus erythematodes geht in 60% mit pulmonaler Beteiligung einher; neben der akuten bzw. chronischen Lupuspneumonitis (≈ 20%) sind Pleuraergüsse häufig. Bei der Sklerodermie treten bei ca. 50-70% lungenfunktionelle Veränderungen im Sinne einer Fibrose auf; das Spektrum der zu beobachtenden Veränderungen reicht von der initialen Alveolitis mit Milchglastrübungen bis zur massiven Fibrosierung mit entsprechendem retikulärem Zeichnungsmuster und Honey Combing. Die rheumatoide Arthritis (pulmonale Mitbeteiligungsrate von ca. 25-60%, initial oft klinisch stumm) geht bildgebend mit Bronchiektasien, Milchglastrübungen, retikulären Zeichnungsvermehrungen, Honigwaben und irregulären Linien einher; als Besonderheit können jedoch, auch ausschließlich, nekrotische Rundherde im Lungenparenchym nachweisbar sein. Weitere potenziell zur Lungenfibrose führende Kollagenosen sind die Dermatomyositis (Begleitkonstellation: Atemmuskelschwäche) sowie das Sharp-und Sjögren-Syndrom (› Kap. › 14.2.6). Praxisfall II Ein gesunder, sehr sportlicher 35-Jähriger wird notfallmäßig mit einem Schrittmacher versorgt, nachdem wegen zunehmender Einschränkung der körperlichen Belastbarkeit ein EKG mit Nachweis eines drittgradigen AV-Blockes abgeleitet wurde. Das zuerst angefertigte Cardio-MRT ergibt Hinweise auf entzündliche Veränderung im Myokard. In der Lungenfunktion zeigt sich eine leichte Diffusionsstörung bei normaler Spirometrie, im HR-CT finden sich eine mediastinale und bihiläre Lymphadenopathie sowie perilymphatische, kleinknotige Veränderungen, subpleurale Knötchen am Lappenspalt (› Abb. 10.17, Pfeil) und verdickte Peribronchialmanschetten. Bei der Bronchoskopie fällt bereits in den Bronchien ein feinhöckriges Schleimhautrelief auf. In der BAL können eine lymphozytäre Alveolitis mit CD4-Dominanz (CD4/CD8 = 4,1), in den Biopsien epitheloidzellige Granulome nachgewiesen werden. Ferner werden im Rahmen der klinisch-chemischen Analytik eine Hyperkalzämie und eine Hyperkalzurie festgestellt. Es wird die Diagnose "Sarkoidose, Stadium II, mit extrapulmonalem Befall" gestellt. Eine orale Steroidtherapie in einer Dosierung von 50 mg Prednisolon wird begonnen. Innerhalb von 8 Wochen wird der Patient beschwerdefrei und die klinisch-chemischen und radiologischen Veränderungen sind rückläufig. II 060 Abbildung: Weitere Abbildungen zur Sarkoidose. Definition Erkrankung unbekannter Ätiologie, gekennzeichnet durch nicht verkäsende Epitheloidzellgranulome in zahlreichen Organen. Im Vordergrund stehen meist Hiluslymphknotenschwellung und die interstitielle Lungenerkrankung. Epidemiologie Die Prävalenz liegt in der westlichen Welt bei 10-30/100 000. Afroamerikaner sind in den USA etwa 3bis 4-mal häufiger betroffen als Weiße; in Europa besteht v. a. in Skandinavien eine hohe Prävalenzrate. Das Haupterkrankungsalter liegt bei 20-40 Jahren, Frauen erkranken etwas häufiger als Männer. Ätiologie und Pathogenese Die Ursache der Erkrankung ist noch immer unbekannt. Möglicherweise handelt es sich um ei-ne überschießende, T-Zell-vermittelte Immunantwort auf ein nicht identifiziertes Antigen, das eliminiert wird (akute Sarkoidose) oder persistiert und zur chronischen Sarkoidose führt. Als Ursache der überschießenden T-Zell-Antwort konnten jüngst Mutationen im Butyrophilin-2(BTNL2)-Gen identifiziert werden, die möglicherweise mit einem Verlust der BTLN2vermittelten Inhibition der T-Zell-Proliferation einhergehen. In den betroffenen Organen ist die Zahl der aktivierten Makrophagen und Lymphozyten deutlich gesteigert und -im Falle der Lunge -durch die BAL leicht zugänglich. Charakteristischerweise ist bei der Lymphozytenpopulation das CD4/CD8-Verhältnis in der Lavage (ca. 1,7 bei Gesunden) zu Gunsten der CD4-Zellen verschoben. Aktivierte Leukozyten setzen inflammatorische Zytokine frei, die bei der Granulombildung pathogenetisch bedeutsam sind. Diese Granulome bestehen aus Langerhans-Riesenzellen und einem Lymphozytenwall, zeigen im Gegensatz zur Tuberkulose aber keine zentrale Nekrose. • Stadium IV ist durch eine ausgedehnte (end stage) Fibrosierung des Organs charakterisiert mit entsprechenden retikulären, teils auch zystischen Veränderungen und einem deutlichen Volumenverlust v. a. der apikalen Lungenabschnitte. Im HR-CT können neben der mediastinalen und hilären Lymphadenopathie verdickte bronchovaskuläre Bündel, Knötchen entlang der Bronchien, Gefäße und der subpleuralen Regionen, ein perilymphatisches oder auch "miliares", fein disseminiertes mikronoduläres Muster, Bronchialwandverdickungen, Milchglastrübungen, Konsolidierungen, zystische Veränderungen und Traktionsbronchiektasien mit End-Stage-Fibrosierungen auftreten. Die bronchoalveoläre Lavage zeigt auch im Stadium 1 eine lymphozytäre Alveolitis mit Überwiegen der CD4-Lymphozyten (CD4/CD8-Quotient > 3,5; hoch spezifisch). Bei der Bronchoskopie fällt häufig eine auffällig gemusterte, feinhöckrige Bronchialschleimhaut auf. Mittels Schleimhaut-sowie transbronchialer Lungenbiopsie können nicht verkäsende, epitheloidzellige Granulome nachgewiesen werden. Im Blut wird die Aktivität des Angiotensin konvertierenden Enzyms (ACE) bestimmt, das ein Marker der Granulomlast des Körpers ist, da ACE von Epitheloidzellen freigesetzt wird; allerdings ist ACE nicht in allen Fällen der Sarkoidose erhöht. Der zirkulierende IL-2-Rezeptor gilt als ein Maß für die Aktivierung der T-Lymphozyten. Lysozym (aus Monozyten) kann als unspezifischer Parameter ebenfalls erhöht sein. Es wird auch nach einer Hyperkalzämie und Hyperkalzurie gefahndet, die bei 10% durch das von den Granulomzellen gebildete 1,25-Dihydroxy-Vitamin D ausgelöst wird. Parameter der Lungenfunktionsprüfung korrelieren nur gering mit der radiologischen Befundausdehnung. Erst bei zunehmender Parenchymbeteiligung bzw. Fibrosierung wird zunächst die Diffusionsstörung, später das restriktive Syndrom nachweisbar. Der Tuberkulintest ist auffällig häufig negativ, so dass immer wieder ein nicht erkannter Zusammenhang mit der Tuberkulose vermutet wurde. Lungenfunktionell bestehen eine restriktive Ventilationsstörung und (gelegentlich vorher) Zeichen der Gasaustauschstörung (eingeschränkte CO-Diffusion, erniedrigte kapilläre pO 2 - Werte teils schon in Ruhe, akzentuiert aber unter Belastung, und erhöhter alveolär-arterieller Sauerstoffgradient). Bei der Bronchoskopie findet sich meist ein unauffälliger Schleimhautbefund; in den transbronchialen Biopsien können die relevanten histologischen Veränderungen meist nicht dargestellt werden, weshalb im Zweifelsfall eine offene Lungenbiopsie (VATS) erfolgen sollte. In der BAL findet sich das Bild einer prädominant neutrophilen Alveolitis, oft begleitet von einem leichteren Anstieg der Eosinophilen oder der Lymphozyten. Im konventionellen Röntgenbild des Thorax fällt ein basal und subpleural akzentuiertes retikuläres Zeichnungsmuster auf. Im HR-CT zeigen sich ebenso beidseits symmetrische, basal und subpleural betonte, retikuläre Zeichnungsvermehrungen. Oft finden sich v. a. in den betroffenen Bezirken Traktionsbronchiektasen und pleuraständig bereits frühzeitig ein Honigwabenmuster. Nicht oder nur selten finden sich Milchglastrübungen, noduläre Veränderungen, Verdickungen der bronchovaskulären Bündel und eine mediastinale Lymphadenopathie, obgleich einzelne, leicht vergrößerte mediastinale LK regelmäßig beobachtet werden. In der Hand des erfahrenen Radiologen/ Pneumologen ist die Spezifität des HRCT relativ hoch, die Sensitivität dagegen niedrig. Das in den per VATS gewonnenen Biopsien histologisch zu beobachtende UIP-Muster ist gekennzeichnet durch eine ausgeprägte Inhomogenität des Geschehens, das Alter und die Verteilung der Veränderungen betreffend. Nebeneinander finden sich regulär aufgebaute Alveolen, Fibroblasten-"Nester" und Regionen mit bestenfalls milder, interstitieller Entzündungsreaktion. Laborchemisch können eine leicht erhöhte LDH, eine beschleunigte Senkung und in Einzelfällen sogar antinukleäre Antikörper oder Rheumafaktoren in niedrigen Titerstufen nachweisbar sein (10-20%) . NSIP-Muster weist ein weites Spektrum auf, von einer Prädominanz einer chronischen interstitiellen Entzündung ("zelluläre NSIP") bis hin zur Prädominanz einer interstitiellen Fibrosierung ("fibrosierende NSIP"). Es findet sich auch bei anderen Erkrankungsbildern außerhalb der IIP, so z. B. bei Kollagenosen, medikamenteninduzierter Lungenfibrose und EAA. Ein gleichzeitiges Auftreten von UIP-und NSIP-Mustern in ein und derselben Lunge ist möglich, dann ist definitionsgemäß eine IPF zu diagnostizieren. Prognose Patienten mit einer prädominanten Fibrosierungsreaktion weisen im Vergleich zu Patienten mit prädominanter Entzündungsreaktion die deutlich schlechtere Prognose auf. Die Begriffe COP (cryptogenic organizing pneumonitis) und BOOP (bronchiolitis obliterans organizing pneumonia) bezeichnen dasselbe Krankheitsbild, das histologisch durch intraluminale Granulationsknospen im Bereich der Alveolen (organisierende Pneumonie) bzw. in variablem Umfang auch im Bereich der Bronchiolen (Bronchiolitis obliterans) wie auch eine interstitielle Entzündungsreaktion gekennzeichnet ist. Männer und Frauen sind gleichermaßen betroffen, das mittlere Erkrankungsalter beträgt 55 Jahre. Nichtraucher sind ca. doppelt so oft wie Raucher betroffen. Symptome Als initiales Beschwerdebild geben die meisten die Symptome eines respiratorischen Infektes, die unter mehrfachem Antibiotikawechsel persistieren, an; Fieber, Gewichtsverlust, Nachtschweiß und Myalgien sind häufig. Diagnostik Laborchemisch lassen sich oft erhöhte Werte für die Blutsenkung, das CRP und die neutrophilen Granulozyten beobachten. Auskultatorisch findet sich umschrieben oder eher ubiquitär Knisterrasseln. Lungenfunktionell steht eine restriktive Ventilationsstörung im Vordergrund, bei einigen Patienten finden sich auch Zeichen einer obstruktiven Ventilationsstörung. Es besteht eine variabel ausgeprägte Gasaustauschstörung, mit einer entsprechend eingeschränkten CO-Diffusionsstörung und einer arteriellen Hypoxämie. Bildgebend ist die COP durch bi-oder unilaterale, überwiegend fleckförmige, alveoläre Konsolidierungen, mit entsprechendem Nachweis eines positiven Bronchopneumogramms, gekennzeichnet. Im CT zeigt sich eine subpleurale oder peribronchioläre Verteilung in 50%. Milchglasartige Trübungen sind ebenso häufig wie kleine Knötchen von < 10 mm Durchmesser entlang der bronchovaskulären Bündel. Oft findet sich das Tree-in-Bud-(Blütenzweig-)Phänomen. Die zelluläre Differenzierung der BAL ergibt das Bild einer CD8-dominanten Lymphozytose, oft auch mit erhöhten Zellzahlen für neutrophile und eosinophile Granulozyten. Die Alveolarmakrophagen sind oft schaumartig verändert. Histopathologisch kann auch bei transbronchialen Biopsien nicht selten das BOOP-Muster, mit Nachweis von Granulationsknospen in den distalen Atemwegen oder in den Alveolen, gefunden werden. Therapie Kortikosteroide (initial 1 mg/kg KG, über einen langen Zeitraum: mind. 1 Jahr) mit in der Regel exzellenter Ansprache (bis zur Restitutio ad integrum). Die Dosis sollte nur sehr langsam deeskaliert werden. Rezidive können dennoch auftreten. Vermehrte interstitielle und alveoläre Flüssigkeitseinlagerung der Lunge durch meist kardial verursachte Erhöhung des kapillären Filtrationsdrucks oder erhöhte Durchlässigkeit der pulmonalen Gefäßschranke (verschiedene Ursachen). Da es unterschiedliche Auslöser gibt, liegen keine genauen Zahlen zur Inzidenz vor, eine linkskardial verursachte pulmonale Stauung ist ein häufiges Krankheitsbild. Flüssigkeitsansammlung = K fc [(P c -P i )δ (π plπ i )] -Q lymph K fc = kapillärer Filtrationskoeffizient (Wasserdurchlässigkeit der Gefäßwand) P c = mittlerer Kapillardruck P i = mittlerer interstitieller Druck δ = Reflexionskoeffizient für Makromoleküle (Proteinundurchlässigkeit der Gefäßwand; Bereich 0-1) π pl = onkotischer Druck des Plasmas π i = onkotischer Druck des Interstitiums Q lymph = Lymphabfluss Zudem bewirken epitheliale Pumpensysteme (z. B. apikaler Na + -Kanal in Verbindung mit laterobasaler Na + -K + -ATPase) eine Rückresorption von Flüssigkeit aus dem Alveolarraum, jedoch ist deren pathophysiologische Bedeutung noch nicht definiert. Ein Ödem entsteht, wenn die filtrierte Menge den mehrfach steigerbaren Lymphabfluss übertrifft. Besonderheiten der Lunge sind: • Es gibt nicht eine, sondern zwei evtl. unabhängig voneinander veränderte Schranken (Endothel und Epithel). • P i ist in der Lunge negativ und stark atemabhängig. • P c in der Pulmonalisstrombahn ist niedrig (6-8 mmHg), jedoch pulsatil. • δ des pulmonalen Endothels liegt deutlich < 1, d.h., der onkotische Gradient ist nur partiell wirksam. Interstitielles und alveoläres Ödem Initial findet sich der erhöhte Flüssigkeitsgehalt (Norm: 300-400 ml) im Interstitium (interstitielles Ödem), sekundär im Alveolarraum (alveoläres Ödem), mit nachfolgendem Abfluss in den Bronchialbaum. Im Extremfall kann die Lunge > 2 l Ödemflüssigkeit aufnehmen. Kardiogenes Lungenödem Die häufigste Ursache pulmonaler Ödembildung ist ein Anstieg des mikrovaskulären Drucks (P c ) durch Stauung des Blutes vor dem linken Herzen (pulmonalvenöse Stauung) bei Vitien oder myokardialer Insuffizienz: kardiogenes Ödem. In seltenen Fällen kann eine Thrombosierung der Pulmonalvenen ebenfalls zur Erhöhung des mikrovaskulären Drucks mit Ödembildung führen. Ein Abfall von π pl (Proteinmangel) reicht dagegen als alleinige Ursache pulmonaler Ödembildung nicht aus. Ebenso kommt es bei totaler Blockade der Lymphdrainage nicht zu diffuser pulmonaler Ödembildung, auch wenn sie regional (z. B. karzinomatöser Befall des Lymphsystems) nachgewiesen werden kann (Lymphangiosis carcinomatosa). Nichtkardiogenes Lungenödem Bei erhöhter Permeabilität der Endothelschranke (Schrankenstörung; K fc ↑, δ↓, π i ↑durch vermehrten Proteinübertritt in das Interstitium) als Ursache pulmonaler Ödembildung ist die austretende Flüssigkeit proteinreich (> 50% des Plasma-Proteingehalts). Das Lungenödem bei gesteigerter alveolokapillärer Permeabilität kann z. B. infektiös-toxisch, posttranfusionell (Leukozytenagglutinine), inhalativ durch Reizgase oder nach Aspiration von Mageninhalt, Meer-oder Süßwasser ausgelöst werden. Diese Formen werden nach Ausschluss einer linkskardialen Genese in Abhängigkeit von der resultierenden Oxygenierungsstörung als "acute lung injury" (ALI) oder "adult respiratory distress syndrome" (ARDS) bezeichnet (› Kap. 10.8) . Beim akut auftretenden Lungenödem, z. B. durch kardiogene Ursache, provoziert die interstitielle und alveoläre Flüssigkeitseinlagerung Diffusionsstörungen und Ventilations-Perfusions-Verteilungsstörungen bis zum erhöhten Shuntfluss. Begleitend kann sich ein Bronchialwandödem ausbilden: Durch die Verdickung der Bronchialschleimhaut und -speziell bei vorbestehend erhöhter Atemwegsreagibilität -begleitende Bronchokonstriktion kann sich der Atemwegswiderstand er-höhen (bei kardiogener Verursachung spricht man von Asthma cardiale). Symptome Schwere Luftnot bis hin zur Erstickungsangst, begleitend Husten, beim manifesten Lungenödem mit schaumigem Auswurf, der bei kardiogener Verursachung und ausgeprägter Schrankenstörung durch kleine Mengen übergetretenen Blutes blutig tingiert sein kann. • Anamnese: häufig typische auslösende Konstellationen eines kardiogenen Lungenödems (› Tab. 10.25). • Körperliche Untersuchung: Tachypnoe, Orthopnoe, flache Atmung durch Abnahme der Compliance bei interstitieller Flüssigkeitseinlagerung, Zyanose und Schwitzen. Auskultatorisch feuchte, basale Rasselgeräusche (nicht im interstitiellen Stadium), beim ausgeprägten Lungenödem auch ohne Stethoskop wahrnehmbar, evtl. begleitet von verlängertem Exspirium und bronchospastischen Geräuschen (Asthma cardiale). • Röntgen-Thorax: weite zentrale Gefäße, peribronchiale Ödemmanschetten (Unschärfe der zentralen Bronchien), beidseits vom Hilus ausgehende schmetterlingsförmige Verdichtungen. Die Stauung zeigt sich als Verdichtung zunächst bihilär, dann zunehmend beidseits basal, um mit zunehmender Intensität die mittleren und apikalen Abschnitte zu erreichen, und rechtfertigt so die Bezeichnung "weiße Lunge". Eine vergrößerte Herzsilhouette deutet auf eine kardiogene Ursache hin; begleitend kann sich ein Pleuraerguss zeigen. Durch Flüssigkeitseinlagerung in die Bindegewebssepten der Lobuli, die unterschiedlich ausgeprägt sind, entstehen typische Kerley-Linien: - Prävalenz ist bei chronisch-obstruktiver Bronchopneumopathie deutlich höher. In Sektionsstudien dieser Patienten weisen ca. 50% Zeichen des Cor pulmonale auf. Umgekehrt liegt dem chronischen Cor pulmonale bei mehr als 80% eine chronischobstruktive Lungenerkrankung zugrunde. Ätiologie und Pathophysiologie Hypoxische Vasokonstriktion, Inflammation und mechanische Obliteration sind die entscheidenden Auslöser einer pulmonalen Hypertonie. Sie induzieren eine chronisch-persistierende pulmonale Vasokonstriktion mit begleitenden strukturellen Veränderungen der Gefäßwände (Proliferation von glatten Muskelzellen und Fibroblasten in Intima, Media und Adventitia), die als Remodelling bezeichnet werden. Querschnitts-und Elastizitätsverlust der Gefäße werden hierüber z. T. "fixiert", jedoch ist eine Reversibilität nicht prinzipiell ausgeschlossen. Die Folgen für das Herz sind Rechtsherzhypertrophie mit z. T. extremen Ausmaßen (› Abb. 10.21) sowie Dilatation des rechten Ventrikels und Vorhofs, insbesondere im Stadium der Dekompensation (Cor pulmonale). Häufigste Ursache sind chronisch-obstruktive Lungenerkrankungen, unter denen ca. 20% der erwachsenen Männer leiden. Bis zu 1 ⁄3 davon entwickelt eine chronische respiratorische Insuffizienz mit progredienter Hyperkapnie. Nur Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Gelenkleiden haben in Bezug auf die vorgezogene Invalidität der Patienten eine größere sozialmedizinische Relevanz. Alle anderen Formen chronischer respiratorischer Insuffizienz sind seltener. Versagen der Atemmuskulatur Bei nahezu allen genannten Formen kommt es im protrahierten Verlauf zur zunehmenden Beanspruchung der Atemmuskulatur durch den Versuch, die erhöhte Atemarbeit zu überwinden bzw. die alveoläre Ventilation zur Kompensation der Gasaustauschstörung übermäßig zu steigern. Hierdurch treten Ermüdungserscheinungen der Atemmuskeln auf. Erholungszeiten für die Atemmuskeln entfallen zunehmend, da die Atemarbeit selbst in Ruhe grenzwertig groß wird. Eine Atemmuskelarbeit von > 40% der maximalen Atemmuskelleistung kann nicht chronisch aufrechterhalten werden, es kommt zum Circulus vitiosus aus atemmuskulärer Erschöpfung und zunehmender Dekompensation durch sinkende alveoläre Ventilation. Praxisfall II Eine 65-jährige Patientin ohne Vorerkrankungen erkrankt mit über Wochen anhaltenden atemabhängigen linksthorakalen Schmerzen; außerdem ungewollter Gewichtsverlust von 6 kg in 2 Monaten. Körperliche Untersuchung: leichte Dämpfung und Abschwächung des Atemgeräusches auf der linken Seite. Röntgen-und CT-Thorax: breitflächige pleurale Schwarte mit Ummantelung der gesamten linken Lunge, auch auf der mediastinalen Seite. Pleurabiopsie: malignes Pleuramesotheliom. Die Berufsanamnese ergibt eine signifikante Asbestexposition vor > 15 Jahre als Arbeiterin in einem Betrieb zur Herstellung von Bremsbelägen. Es ist nur eine palliative Therapie möglich, die Patientin stirbt 8 Monate nach Diagnosestellung. II Definition Die vorwiegend malignen Pleuratumoren wachsen auf den Pleurablättern, im Pleuraraum und ggf. in die benachbarten Strukturen ein. Es handelt sich meistens um Metastasen eines extrapleuralen Primärtumors (sog. Pleurakarzinose, z. B. bei Bronchial-, Mamma-, Ovarialkarzinom), seltener um primäre Pleuratumoren (Pleuramesotheliom). Dieses wächst meist von der Pleura parietalis ausgehend diffus und breitflächig oder in Form großer Tumorknoten. Der Tumor neigt dazu, Brustwand, Mediastinum und Zwerchfell zu infiltrieren und im weiteren Verlauf abdominelle Organe durch lokal fortschreitendes Wachstum zu befallen oder zu verdrängen. Fernmetastasen sind ungewöhnlich. Epidemiologie Bei Pleuramesotheliomen findet sich in ca. ¾ d.F. in der Anamnese eine meist viele Jahre zurückliegende Asbestexposition bei Berufen der asbestverarbeitenden Industrie (Isolier-, Metall-, Bau-, Kfz-Branche). Aufgrund der langen Latenzzeiten zwischen Einwirken der Noxe und Tumorentstehung wird die Inzidenz des Pleuramesothelioms von derzeit ca. 1000 Fällen/Jahr bis zum Jahr 2020 weiter ansteigen. Ätiologie und Pathogenese Die kanzerogenen Fasern des Asbests induzieren frustrane Phagozytoseversuche und "wandern" nach Inhalation über entzündliche Prozesse bis in den Pleura-raum. Dort können Pleurafibrose und "Pleuraplaques" (flächiggyriforme verkalkte Pleuraverdickungen) entstehen, und es kann sich nach 30-40 Jahren Latenzzeit ein Pleuramesotheliom entwickeln. Histologisch werden epitheliale (50%, lokalisiertes Wachstum), sarkomatöse (15%, schwartenartiges Wachstum) und gemischte Wachstumsformen (35%) unterschieden. Symptome Atemabhängige thorakale Schmerzen, Husten und Luftnot, bedingt durch die Reizung von Schmerzrezeptoren der parietalen Pleura und die Ausfüllung des Pleuraraumes durch die Tumormasse selbst sowie begleitende Ergüsse, evtl. Befall anderer seröser Häute (Peritoneum, Perikard). • Berufsanamnese • bildgebende Verfahren (Sonographie, Röntgen-Thorax, Thorax-CT): der Pleura aufsitzende knollige oder mehrflächige Raumforderungen, häufig begleitende Ergussbildung • Bronchoskopie: nachweisbare Asbestfasern in der Lavage (Eisenfärbung: Hantelform durch Eiweiß-und Eisenablagerung an den Faserenden) • perkutane Pleurastanzbiopsie (Trefferquote: ca. 50%), Thorakoskopie (Darstellung der Tumorknoten bzw. der fischlaichähnlichen Tumoraussaat in der Pleura mit gezielter Biopsie, Sensitivität 90-95%) • spezifische Tumormarker für das Pleuramesotheliom (serum mesothelin-related protein = SMRP, Osteopontin): zurzeit in klinischer Erprobung. Metastatische Pleuratumoren werden durch Nachweis des Primärtumors, meist histologisch, nachgewiesen. Die schwierige Abgrenzung zwischen Adenokarzinom und Pleuramesotheliom gelingt mit immunhistochemischen Markern (bei Mesotheliom positiver Nachweis für Epithelial Membrane Antigen = EMA, Calretinin und Zytokeratin 5, 6) . Therapie Pleuropneumektomie auf der betroffenen Seite als einziger kurativer Ansatz bei lokalisiertem Pleuramesotheliom, bei gutem Allgemeinzustand und ausreichender Lungenfunktion, jedoch in den meisten Fällen aufgrund eines lokal fortgeschrittenen Stadiums nicht mehr möglich. Evtl. palliative Bestrahlung bei starken, gegen Schmerzmittel resistenten Schmerzen durch ausgeprägtes Tumorwachstum, bei nachlaufendem Pleuraerguss Pleurodese; neuerdings Ansätze für eine palliative Chemotherapie (Antifolat Pemetrexed in Kombination mit Cisplatin). Verlauf und Prognose Die Prognose des Pleuramesothelioms ist mit einer mittleren Überlebensrate von 9-12 Monaten sehr schlecht und wird nur wesentlich verlängert, wenn eine radikale chirurgische Entfernung möglich ist. Die sarkomatöse Mesotheliom-Variante hat im Allgemeinen eine schlechtere Prognose als die epitheliale. Biopsie, Thorax-CT, Mediastinoskopie Therapie Therapie und Prognose hängen von der genauen Art der Diagnose ab, weniger von der Lokalisation. Für die Mehrzahl der Tumoren ist die Operation die eigentliche Therapie. Bei Tuberkulose, Sarkoidose und malignen Lymphomen erfolgt die Behandlung der Grundkrankheit. Bei kongenitalen Zysten erübrigt sich meistens der chirurgische Eingriff. Häufigkeit Kompression von Trachea oder Bronchien und der mediastinalen Gefäße Selten Z u s a m m e n f a s s u n g -"paradoxe" Zwerchfellbewegung oder "Waage-Balken-Phänomen": Beim sog. Schnupfmanöver (Ein-und Ausatmen mit zugehaltener Nase und geschlossenem Mund) tritt das Zwerchfell auf der gesunden Seite nach unten, auf der Seite der Lähmung nach oben. Therapie Therapie der Grundkrankheit (Myasthenia gravis, Polyneuroradikulitis Guillain-Barré). Atemgymnastik zum systematischen Training der atemmuskulären Reserven, physiotherapeutische Maßnahmen (Klopfmassage, Lagerungsbehandlung, aktives Absaugen) zur Verhinderung von Retentions-und Aspirationspneumonien, bei ausgeprägter akuter respiratorischer Insuffizienz evtl. intensivmedizinische Behandlung mit Beatmung; bei chronisch respiratorischer Insuffizienz intermittierende Selbstbeatmung zur Erholung der Atemmuskulatur, in Einzelfällen Schrittmacher zur Diaphragmastimulation. Häufig treten jedoch Elektrodendefekte oder -ausrisse auf, da die Diaphragmamuskulatur nur sehr dünn ist. Die Stimulation des N. phrenicus ist möglich. Große Erfahrungen existieren nicht. Abhängig von der jeweiligen Grundkrankheit. Traumatische oder idiopathische Phrenikusparesen können sich spontan zurückbilden. Atelektasen und Pneumonien stellen häufige Komplikationen dar. Therapie Bei anatomischen Veränderungen des Thoraxskeletts entscheiden die funktionellen Einbußen vor allen kosmetischen Gesichtspunkten über die operative oder konservativorthopädische Korrektur der Deformität, da eine wirkungsvolle kausale Behandlung nach Eintritt einer kardiorespiratorischen Insuffizienz nicht mehr möglich ist. Zur Behandlung der chronischen respiratorischen Insuffizienz › Kapitel 10.8.3. Diagnostik Im Rahmen eines diagnostischen Stufenkonzepts zunächst ambulante Voruntersuchung: Anamnese, körperliche Untersuchung, Screening mit portablen Geräten (Polygraphie) zum kontinuierlichen Monitoring kardiorespiratorischer Parameter im Schlaf unter häuslichen Bedingungen (› Abb. 10.37). Erfasst werden: • Atemfluss an Nase und Mund (Thermistor oder Staudruck- • thorakale und abdominelle Atembewegungen (induktionsplethysmographische Gürtel) • Sauerstoffsättigung (Pulsoxymetrie) • EKG. • oberes Atemwegs-Resistenz-Syndrom: Vorstufe der obstruktiven Schlafapnoe mit Schnarchen ("heavy snoring") und Tagesmüdigkeit, aber ohne nächtliche Atempausen und Sauerstoffentsättigungen. Auftreten inkompletter pharyngealer Obstruktionen mit evtl. vermehrten Atemanstrengungen und Weckreaktionen mit konsekutiver Schlaffragmentierung. Diagnostik: Erfassung der Flusslimitationen mittels nasaler Staudruckkanüle, meist kann auf die früher übliche Platzierung einer Ösophagusdruck-Messsonde zur Erfassung der erhöhten Atemanstrengungen verzichtet werden. Therapie: CPAP-Beatmung (s. u.) • Obesitas-Hypoventilationssyndrom (› Kap. 10.13.3) • zentrale Schlafapnoe (s. nächster Abschnitt) Therapie Basistherapie Gewichtsreduktion, Alkoholkarenz, Vermeidung von Schlafmitteln und sämtlicher Faktoren, die die Veranlagung zur Schlafapnoe verstärken, gute "Schlafhygiene" mit regelmäßigen Schlafgewohnheiten, evtl. Vermeidung der Rückenlage bei positionsabhängigen Apnoen. Medikamentöse Therapieansätze (z. B. Theophyllin) haben bisher enttäuscht. CPAP-Therapie Bei typischer klinischer Symptomatik in Verbindung mit einem Apnoe-Hypopnoe-Index > 10/h besteht die Standardtherapie in der nächtlichen Aufrechterhaltung eines kontinuierliches Überdrucks im Rachenraum mittels Druckgenerator und Nasen-bzw. Nasenmundmaske (continuous positive airway pressure, CPAP), um einen Oropharynxkollaps zu verhindern (Prinzip der pneumatischen Schienung). Die nebenwirkungsarme Therapie (Erfolgsrate bei 95%) wird meist mit starrem Druckprofil durchgeführt und verlangt Pathophysiology of cor pulmonale Haverich: Current status of lung transplantation: patients, indications, techniques and outcome Sildenafil for treatment of lung fibrosis and pulmonary hypertension: a randomized controlled trial Sildenafil citrate therapy for pulmonary arterial hypertension Pathophysiology of cor pulmonale in chronic obstructive pulmonary disease (part 1) Pulmonale Hypertonie . Uni-Med Aerosolized iloprost ramdomized study group . Inhaled iloprost for severe pulmonary hypertension Van der Wall: Evaluation of cardiac function with magnetic resonance imaging Chronic bronchitis, emphysema and cor pulmonale Ventilation, pharmacologic, supportive therapy, study design strategies and issues related to recovery and remodeling UK Guidelines for the use of nitric oxide therapy in a ICU Lehrbuch der Internistischen Intensivtherapie . 3 . Aufl PEEP in ARDS -how much is enough Köhler: Atemregulation und Kompensationsmechanismen bei ventilatorischer Insuffizienz Revisions in the international system for staging lung cancer Erlotinib in previously treated non-small-cell lung cancer Empfehlungen zur Therapie des Bronchialkarzinoms World Health Organization classification of Tumours . Pathology and Genetics of Tumours of the Lung, Pleura, Thymus and Heart Vinorelbine plus cisplatin vs . observation in resected non-small-cell lung cancer Seeger 10.10.1 Pneumothorax Synonym: Pneu Praxisfall II Herr Heinrich, 26 Jahre, Raucher (10 Zigaretten/Tag), verspürt plötzlich einen atemabhängigen stechenden Schmerz im Bereich des linken Hemithorax und starke Luftnot. Vorerkran Genese unterschiedlich • Wichtigstes Symptom: schleichender Verlauf mit Schmerzen und Husten • Wichtigste diagnostische Maßnahme: Thorax-CT • Wichtigste therapeutische Maßnahme: geneseabhängig LITERATUR Blossom Textbook of Respiratory Medicine Tumoren der Lunge und des Mediastinums . 6 . Aufl ., Tumorzentrum Tuberkulose, Pleuraempyem, Hämatothorax) oder Abdomen und nach operativen Eingriffen in der Thoraxhöhle. Polyserositiden bei Autoimmunerkrankungen und Kollagenosen sind sehr viel seltener. Meist sind die Verwachsungen asymptomatisch und Zufallsbefunde bei der Röntgen-Thoraxuntersuchung. Eine atemgymnastische Therapie zur Verbesserung der Zwerchfellbeweglichkeit ist sinnvoll; zur Dekortikation siehe › Kapitel 10.10.2. 10.12.2 Zwerchfellparesen und -hochstand Synonym: Zwerchfelllähmung Definition, Epidemiologie, Ätiologie und Pathogenese Parese Man unterscheidet inkomplette Zwerchfellparese (unioder bilateral) und komplette Paralyse. Ursachen sind: • idiopathische Phrenikusparese (selten): virusbedingt • traumatische Phrenikusparese (häufig): meist nach Operation oder Punktion der oberen Thoraxapertur • maligne Phrenikusparese (häufig): meist durch Einwachsen von Bronchialkarzinomen in den Nervenstrang • Phrenikusparese: durch Erkrankungen des Rückenmarks durch muskuläre Erkrankungen (z. B. Myasthenia gravis Hochstand Eine Relaxatio beschreibt den teilweise einseitigen Hochstand des Zwerchfells aufgrund einer muskulären Fehlanlage. Der Zwerchfellhochstand wird uni-oder bilateral durch mangelhafte Kontraktion aufgrund von Paresen oder Paralysen oder reflektorisch durch abdominelle Raumforderungen oder Entzündungen Schnarchgeräusche werden über ein Kehlkopfmikrofon erkannt. Bei Verdacht auf Schlafapnoe erfolgt stationär im Schlaflabor eine Polysomnographie zur Erfassung der Schlafstadien (Elektroenzephalographie, Elektrookulographie, Elektromyographie) und zur Überwachung während des Schlafes mit einer Infrarotkamera. Außerdem: HNO-ärztliche Untersuchung spontane Einschlafneigung • Erhöhte Unfallgefahr • Konzentrations-und Gedächtnisstörungen • Depressive Verstimmung, Persönlichkeitsstörungen Kardiovaskuläre Folgeerkrankungen • Systemarterielle Hypertonie • Pulmonale Hypertonie • Erhöhte Inzidenz von koronarer Herzkrankheit und Myokardinfarkt • Herzrhythmusstörungen (bevorzugt nachts, z. B. Sinusarrest, AV-Blöcke partielle Obstruktion (upper airway resistance syndrome komplette Obstruktion Ohne Obstruktion der oberen Atemwege • Primäre alveoläre Hypoventilation * (Undines Fluch) • Zentrale Schlafapnoe * Abgegrenzt werden die sehr viel häufigeren reaktiven (sekundären) Hypoventilationen bei akuten bzw Tachypnoe. Blutgasanalyse: Hypokapnie mit respiratorischer Alkalose Therapie Behandlung der Grundkrankheit, d.h. Beseitigung von Hypoxämie (linkskardialer, pulmonaler, neurologischer Genese), metabolischer Entgleisung, Vergiftung oder psychischer Belastungssituation, evtl. Beutelatmung (CO 2 -Rückatmung) bei psychisch verursachter Hyperventilation eine Vielzahl von Auslösern (kardial, pulmonal, metabolisch, neurologisch, psychisch, medikamentös, infektiös) • Wichtigstes Symptom: Hyperventilation • Wichtigste diagnostische Maßnahme: Blutgasanalyse • Wichtigste therapeutische Maßnahme: Behandlung der Grundkrankheit LITERATUR Disorders of the respiratory muscles Noninvasive ventilation Advances in sleep-disordered breathing Obstruktive Schlaf-Apnoe: ein wichtiger kardiovaskulärer Risikofaktor Pathogenesis of obstructive and central sleep apnea KEyWORDS alveolar hyperventilation central sleep apnea Hypoventilation noninvasive Beatmung obstructive sleep apnea Schlafapnoe sleep apnea upper airway resistance syndrome 258 Original IMPP-Prüfungsfragen Nennen Sie drei mögliche Typen der Atempumpenstörung (Lokalisation) und je ein Beispiel dazu Wie beeinflusst die Atemfrequenz die Totraumventilation? Welche 2 Aufgaben hat das Atemzentrum zu erfüllen? Was versteht man unter einer V/Q-Verteilungsstörung? Wodurch entsteht eine arterielle Hypoxämie? Wann entsteht eine respiratorische Azidose? Wie ist Dyspnoe definiert, und mit welchen objektivierbaren Parametern korreliert sie? Diese Symptome sind besonders ausgeprägt, seitdem der Patient aufs Land gezogen ist; sie kommen nur in den Sommermonaten vor, besonders während der Getreideernte Erläutern Sie die therapeutischen Möglichkeiten in diesem Fall Ein 55-jähriger Patient wird vom Hausarzt in die pneumologische Ambulanz überwiesen In den Wintermonaten klagt der Patient über hartnäckige und anhaltende Erkältungen, die teilweise auch mit Fieber einhergehen. Der Patient erzählt weiter, dass er seit dem 15. Lebensjahr stark rauche (ca. 40 Zigaretten/d) und dass sein Vater im Alter von 60 Jahren an einem Bronchialkarzinom verstorben sei Wenige Stunden nach dem Spiel wacht er zu Hause abrupt mit Thoraxschmerzen aus dem Schlaf auf. Gleichzeitig klagt er über eine progrediente Dyspnoe, weshalb ihn seine Eltern sofort in die Klinik fahren. Hier zeigt der Patient eine erhebliche Ruhedyspnoe mit einem deutlich erniedrigten arteriellen Sauerstoffpartialdruck von 50 mmHg, eine ausgeprägte Tachykardie mit einer Herzfrequenz von 140/min sowie prall gefüllte Halsvenen als klinisches Zeichen der Rechtsherzbelastung. a. Welche Verdachtsdiagnose stellen Sie? b Welche Therapieoptionen erwägen Sie? Wenige Wochen nach der Entbindung ihres ersten Kindes verspürt eine 27-jährige Patientin zunehmende Belastungsdyspnoe Symptome Überwiegend zentrales Tumorwachstum in den Atemwegen mit:• Hustenanfällen ohne Auswurf (als "asthmatisch" oder "bronchitisch" fehlgedeutet)• evtl. Hämoptysen • Husten mit Auswurf und Fieber bei Entwicklung einer Retentionspneumonie • Belastungsluftnot.Selten (ca. 2%) sind Karzinoidtumoren vom Karzinoidsyndrom begleitet, das durch die von den Tumoren gebildeten humoralen Substanzen (Serotonin, Histamin, Bradykinin, 5-Hydroxytryptophan, Prostaglandine, ACTH, Katecholamine u. a.) hervorgerufen wird. Typische klinische Zeichen: Flush, Diarrhöen, kolikartige Bauchschmerzen, Gewichtsverlust, "Asthmaanfälle", Hypotonie, Tachykardien und Ödemneigung.Diagnostik Wichtigste Maßnahme: Bronchoskopie. Bildgebende Basisverfahren (Röntgendiagnostik, Computertomographie, Sonographie) zur Lokalisation des Primärtumors und Sicherung von Metastasen. Zusätzlich, besonders bei multilokaler Manifestation: PET und Somatostatin-Rezeptor-Szintigraphie mit dem Indium-111-markierten Somatostatinanalogon Octreotid. Die Analyse von 5-Hydroxyindolessigsäure (Abbauprodukte des Serotonins) im Urin fällt selbst bei manifestiertem Karzinoidsyndrom nicht immer positiv aus. Ausschlussmaßnahmen COPDAnamnese (