In einer neuen Metaanalyse aus dem Jahr 2025, veröffentlicht in Anästhesie & Analgesie Von Gu et al. untersuchten Forscher eine dringende Frage in der Intensivmedizin: Beeinflusst eine hohe arterielle Sauerstoffkonzentration (Hyperoxie) während der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) die Überlebensergebnisse?

Da der Einsatz von ECMO in den letzten Jahren, insbesondere während der COVID-19-Pandemie, stark zugenommen hat, ist es von größter Bedeutung zu verstehen, wie die Sauerstoffversorgung dieser schwerkranken Patienten sicher gesteuert werden kann. Diese Analyse mit über 17,000 Patienten liefert wichtige Erkenntnisse, die die klinische Praxis auf Intensivstationen weltweit erheblich beeinflussen könnten.

Was ist ECMO und warum ist der Sauerstoffgehalt wichtig?

Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) ist eine Form der erweiterten Lebenserhaltung, die bei Patienten mit schwerem Herz- oder Atemversagen eingesetzt wird. ECMO funktioniert, indem Blut außerhalb des Körpers des Patienten zu einer Maschine gepumpt wird, die Kohlendioxid entfernt und Sauerstoff hinzufügt. Anschließend wird das sauerstoffreiche Blut wieder in den Körper zurückgeführt.

Es gibt zwei Haupttypen:

• Venoarterielle ECMO (VA-ECMO): unterstützt sowohl die Herz- als auch die Lungenfunktion.
  
• Venovenöse ECMO (VV-ECMO): unterstützt nur die Lungenfunktion.

Hyperoxie bezeichnet einen übermäßig hohen Sauerstoffgehalt im Blut. Sauerstoff ist zwar überlebenswichtig, supraphysiologische Sauerstoffwerte können jedoch schädlich sein. Unter ECMO tritt Hyperoxie häufig auf, da die Sauerstoffzufuhr, insbesondere in lebensbedrohlichen Situationen, aggressiv kontrolliert wird.

Die wichtigsten Ergebnisse der Studie

Diese systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse umfasste 13 Beobachtungsstudien, die zwischen 2017 und 2023 veröffentlicht wurden. An diesen Studien nahmen insgesamt 17,766 Patienten teil, was sie zu einer der bislang umfassendsten Auswertungen zu diesem Thema macht.

Wichtige Ergebnisse:

• Konsistenter Zusammenhang zwischen Hyperoxie und erhöhter Mortalität:
  

  • Pao₂ ≥ 300 mmHg: 56 % höhere Sterbewahrscheinlichkeit
    
  • Pao₂ ≥ 200 mmHg: 43 % höhere Wahrscheinlichkeit
    
  • Pao₂ ≥ 150 mmHg: 51 % höhere Wahrscheinlichkeit
    
  • Pao₂ ≥ 100 mmHg: 44 % höhere Wahrscheinlichkeit
    
    

• Die Ergebnisse waren über alle Altersgruppen hinweg robust:
  

  • Erwachsene: erhebliches Sterberisiko bei allen Schwellenwerten
    
  • Pädiatrie: besonders starker Zusammenhang bei ≥ 200 mmHg
    
    

• Der ECMO-Typ war entscheidend:
  

  • VA-ECMO und ECPR: Hoher Sauerstoffgehalt stark mit Sterblichkeit verbunden
    
  • VV-ECMO: kein statistisch signifikanter Zusammenhang, möglicherweise aufgrund begrenzter Daten

Wie Hyperoxie Schaden anrichtet

Physiologische Mechanismen:

• Oxidativer Stress: Übersauerstoffzufuhr führt zur übermäßigen Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die Zellbestandteile wie DNA, Proteine ​​und Lipide schädigen.
  
• Entzündung: Hyperoxie löst die Freisetzung entzündungsfördernder Zytokine aus und trägt zu einer systemischen Entzündung bei.
  
• Mitochondriale Schäden: Längerer Kontakt mit Giftstoffen schädigt die Funktion der Mitochondrien und beeinträchtigt dadurch die Energieproduktion der Zellen.
  
• Neurologische Verletzung: Ein hoher Pao₂-Wert wurde mit einer erhöhten Rate akuter Hirnverletzungen bei ECMO-Patienten in Verbindung gebracht.
  
• Auswirkungen auf die Lunge: Es kann Atelektase, Alveolarkapilläre Leckage und Lungenfibrose bei Patienten mit ARDS verschlimmern.

Klinische Implikationen und bewährte Verfahren

Angesichts des Zusammenhangs zwischen Hyperoxie und schlechten Ergebnissen werden Kliniker dringend gebeten, die aktuellen Sauerstoffstrategien bei ECMO-Patienten zu überdenken.

Klinische Empfehlungen:

1. Vermeiden Sie es, supraphysiologische Pao₂-Werte anzustreben.
   
2. Verwenden Sie konservative Sauerstoffstrategien, Titration auf den niedrigsten Wert, der zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Sauerstoffversorgung des Gewebes erforderlich ist.
   
3. Überwachen Sie den Sauerstoffgehalt genau mit häufigen arteriellen Blutgasanalysen.
   
4. Nehmen Sie individuelle Sauerstoffziele an basierend auf dem Zustand des Patienten, der Art der ECMO und der Reaktion auf die Therapie.
   
5. Schulung von Intensivpflegeteams über die möglichen Schäden einer Hyperoxie und die Bedeutung eines gezielten Sauerstoffmanagements.

Diese Ansätze stehen im Einklang mit der Vorläufige ELSO-Richtlinien, die empfehlen, sowohl Hypoxie als auch Hyperoxie bei ECMO-unterstützten Herzpatienten zu vermeiden.

Fazit

Diese wegweisende Metaanalyse unterstreicht die Bedeutung eines sorgfältigen Sauerstoffmanagements bei Patienten mit ECMO-Therapie. Arterielle Hyperoxie ist mit einer höheren Mortalität verbunden, insbesondere bei Werten über 200 mmHg, und betrifft sowohl Erwachsene als auch Kinder. Zwar sind weitere Studien erforderlich, um den Kausalzusammenhang zu klären, doch reichen die vorliegenden Erkenntnisse aus, um die Praxis heute zu unterstützen.

In der Intensivpflege ist weniger manchmal mehr; auch wenn es um Sauerstoff geht.

Referenz: Gu W. et al. Zusammenhang zwischen arterieller Hyperoxie und Mortalität bei pädiatrischen und erwachsenen Patienten, die sich einer extrakorporalen Membranoxygenierung unterziehen: Eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Anästhesie & Analgesie. 2025; 140: 1367-1376.

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