Mechanical ventilation in circulatory failure: Effects on biventricular function and on tissue oxygenation

Zusammenfassung

In der vorliegenden Übersicht werden die Wirkungen der mechanischen Ventilation (MV) mit oder ohne positiven endexspiratorischen Beatmungsdruck (PEEP) bei Patienten mit myokardialer Dysfunktion oder Insuffizienz zusammengefaßt. Besonders hervorgehoben werden die Wirkungen der MV auf: a) die Myokardfunktion bei Insuffizienz des rechten oder linken Ventrikels, b) die Sauerstoffversorgung des Myokards und c) der Sauerstoffverbrauch der Atemmuskulatur und deren Folgen für die Sauerstoffversorgung anderer Gewebe. Publizierte klinische Studien auf diesem Gebiet haben ergeben, daß die Wirkungen der MV auf die Herz-Kreislauffunktion bei lebensbedrohlich erkrankten Patienten weder einfach noch vorhersagbar sind, weil die Größenordnungen der klassischen hämodynamischen Effekte der MV substantiell durch das Vorliegen bereits bestehender Veränderungen der respiratorischen Mechanik, der Funktion beider Ventrikel, der sympathisch-adrenalen Aktivität und des Status der intravaskulären Hydratation des Patienten eingeschränkt sein können. Insbesondere bei Patienten mit Kreislaufinsuffizienz und ungenügender Sauerstoffversorgung der Gewebe können auf Kosten eines starken Sauerstoffverbrauchs bei der Atmung der Rest des Organismus unter der so dringend benötigten Energie oder einen anaeroben Metabolismus leiden und schließlich ein Versagen der Atemmuskulatur auslösen. Die Atemmuskulatur durch eine richtig eingestellte MV ruhig zu stellen, scheint im Falle der Kreislaufinsuffizienz die beste Lösung zu sein. Wir sind zu der Überzeugung gekommen, daß beim mechanisch beatmeten Patienten die vielschichtige Art der an der Interaktion zwischen Herz und Lunge beteiligten Mechanismen ein individuelles Vorgehen erfordert, und daß es die Evolution des hämodynamischen Profils bei der Therapie eher erfordert als einzelne Maßnahmen, die zu einer Diagnose führen.

Summary

This review summarizes the cardiocirculatory effects of mechanical ventilation (MV) with or without a positive end-expiratory pressure (PEEP) in patients with myocardial dysfunction or failure. Special emphasis is given on the effects of MV on: a) myocardial function in case of left or right ventricular failure, b) myocardial oxygenation, and c) on oxygen consumption of the respiratory muscles and their consequence to oxygen delivery to other tissues. According to the clinical studies published in this field, the effects of MV on cardiocirculatory function are neither simple nor predictable. In critically ill patients, the magnitude and the consequences of the classical hemodynamic effects of MV may be substantially modulated by the presence of preexisting alterations in respiratory mechanics, biventricular function, sympathetic-adrenal activity, vasomotor tone and state of intravascular hydration of the patient. Especially in patients with circulatory failure and inefficient oxygen delivery to the tissues, a high oxygen cost of breathing may either deprive the rest of the body of desperately needed energy supplies or induce anaerobic metabolism and eventually fatigue of the respiratory muscles. Placing the respiratory muscles at rest by appropriately adjusted MV appears to be the best solution in case of circulatory failure. We conclude that, in mechanically ventilated patients the multifactorial nature of the mechanisms involved on heart lung interaction makes an individualized approach necessary and indicates that it is the evolution of the hemodynamic profile with treatment, rather than single measurements, that should lead to a diag-nosis.