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Zusammenhang zwischen Herzzeitvolumen, Herzfrequenz und Mikrozirkulation bei Patienten mit Multiorgandysfunktionssyndrom

Relationship between cardiac output, heart rate and microcirculation in patients with multiorgan dysfunction syndrome

Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund

Das Multiorgandysfunktionssyndrom (MODS) gehört zu den Hauptursachen für das Versterben von Patienten auf Intensivstationen. Es finden sich Hinweise darauf, dass die Mikrozirkulation in der Sepsis und im koronaren Schock getrennt von der Hämodynamik reguliert wird. Diese Studie untersucht den Zusammenhang zwischen der Herzfrequenz (HF), dem Herzzeitvolumen (HZV) und der Mikrozirkulation bei Patienten mit MODS.

Methodik

Hier handelt es sich um eine Teilauswertung der „MODIFY-Studie“ (Reducing Elevated Heart Rate in Patients With Multiple Organ Dysfunction Syndrome [MODS] by Ivabradine). Im Zeitraum 05/2010–09/2011 wurde bei 46 Patienten mit septischem und koronarem MODS die Mikrozirkulation mittels Sidestream-Dark-Field-Technik am Tag des Einschlusses und 96 h später gemessen. Die Patienten wurden randomisiert in eine Kontroll- und eine Ivabradin-Behandlungsgruppe.

Ergebnisse

Insgesamt zeigt sich eine deutliche Verbesserung der Mikrozirkulation im Zeitverlauf:„small perfused vessels“, SPV, in %, an Tag 0, d0: 56,5 ± 34,2; d4: 73,2 ± 22,1 (p = 0,03); „perfused vessel density“, PVDsmall, 1/mm2, d0: 7,5 ± 5,0; d4: 9,8 ± 3,4 (p = 0,04); „proportion of perfused vessels“, PPVsmall, in %, d0: 51,6 ± 31,6; d4: 66,7 ± 21,8 (p = 0,04); „microcirculatory flow index“, MFI d0: 1,7 ± 1,0; d4: 2,2 ± 0,7 (p = 0,05). Die Gabe von Ivabradin zeigt keinen Einfluss. Bei den Patienten mit koronarem MODS zeigt sich eine relevante Korrelation zwischen Mikrozirkulationsparametern und dem HZV (SPV, in %: r = 0,98; p = 0,004). Bei den Patienten mit koronarem MODS zeigen sich bessere Mikrozirkulationswerte bei hohen Herzfrequenzen (> 100 bpm), bei den Patienten mit septischem MODS findet sich ein gegenläufiger Zusammenhang.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass bei kritisch kranken Patienten in Abhängigkeit von der Genese des MODS unterschiedliche Zusammenhänge zwischen HF bzw. HZV-Werten einerseits und den Parametern der Mikrozirkulation andererseits bestehen.

Abstract

Background

Multiple organ dysfunction syndrome (MODS) is one of the main causes of death in intensive care units. There is evidence that microcirculation in sepsis and coronary shock is regulated separately from hemodynamics. This study investigates the relationship between heart rate (HR), cardiac output (CO) and microcirculation in patients with MODS.

Methods

This is a partial analysis of the “MODIFY study” (Reducing Elevated Heart Rate in Patients With Multiple Organ Dysfunction Syndrome [MODS] by Ivabradine). During the period 05/2010–09/2011, the microcirculation of 46 patients with septic and coronary MODS was measured using the sidestream dark field technique on the day of inclusion and 96 h later. Patients were randomized into a control and ivabradine treatment group.

Results

Overall, there is a relevant improvement in microcirculation over time small perfused vessels, SPV [%] on day 0, d0:56.5 ± 34.2/d4:73.2 ± 22.1 (p = 0.03); perfused vessel density, PVDsmall [1/mm2] d0:7.5 ± 5.0/d4:9.8 ± 3.4 (p = 0.04); proportion of perfused vessels, PPVsmall [%] d0:51.6 ± 31.6/d4:66.7 ± 21.8 (p = 0.04); microcirculatory flow index, MFI d0:1.7 ± 1.0/d4:2.2 ± 0.7 (p = 0.05). Administration of ivabradine shows no effect. In patients with coronary MODS, there is a relevant correlation between microcirculatory parameters and cardiac output (SPV [%]: r = 0.98, p = 0.004). Patients with coronary MODS show better microcirculation values at high heart rates (> 100 bpm), while patients with septic MODS show an opposite relationship.

Conclusion

The results indicate that in critically ill patients, depending on the genesis of the MODS, there are different relationships between HF or CO values, on the one hand, and the parameters of the microcirculation, on the other.

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Danksagung

Für die Zusammenarbeit bei der Erfassung der Rohdaten danke ich N. Reich, I. Heinze, J. Judin, S. Bagger und R. Wimmer.

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Correspondence to Wiebke Supthut.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

K. Werdan erhielt Stipendien für experimentelle und klinische Forschung, Honorare für das Halten von Vorträgen und das Schreiben von Manuskripten und finanzielle Unterstützung für die Teilnahme an Kongressen durch Servier und Novartis. S. Nuding erhielt finanzielle Unterstützung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (Roux-Programm, FKZ 21/19) für klinische Forschung im Bereich der Intensivmedizin. W. Supthut, A. Wienke, U. Müller-Werdan und H. Ebelt geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Bei der Durchführung der Untersuchungen im Rahmen der MODIFY-Studie gelten die dort angegebenen ethischen Richtlinien [8, 9]. Die Durchführung der Untersuchungen im Rahmen der MODIFY-Studie erfolgte nach den dort angegebenen ethischen Richtlinien. Es wurden die ethischen Standards entsprechend der Deklaration von Helsinki und deren späterer Abänderungen gewahrt. Das Studienprotokoll wurde vom Ethikkomittee geprüft und bestätigt (siehe: Nuding S, Schröder J, Presek P, Wienke A, Müller-Werdan U, Ebelt H, Werdan K (2018) Reducing elevated heart rate in patients with multiple organ dysfunction syndrome by the I (f) (funny channel current) inhibitor ivabradine: MODI (f)Y trial. Clin Res Cardiol 100(10):915–23).

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Redaktion

Michael Buerke, Siegen

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Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

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Supthut, W., Nuding, S., Wienke, A. et al. Zusammenhang zwischen Herzzeitvolumen, Herzfrequenz und Mikrozirkulation bei Patienten mit Multiorgandysfunktionssyndrom. Med Klin Intensivmed Notfmed (2023). https://doi.org/10.1007/s00063-023-01086-9

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00063-023-01086-9

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