Ralf Stuck
Dr. med.
Beobachtungsstudie zur Wirkungsweise der hochdosierten Glucose-Insulin-Kalium
Therapie bei herzchirurgischen Patienten
Geboren am 23.07.1963 in Mosbach
Reifeprüfung am 07.06.1983 in Mosbach
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS 1984 bis SS 1991
Physikum am 26.08.1986 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Mosbach und Lachen/Schweiz
Staatsexamen am 07.05.1991 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Anaesthesiologie
Doktorvater: Prof. Dr. med. E. Martin
Aufgrund des immer häufigeren Einsatzes der PTCA bei Patienten mit koronarer
Herzkrankheit werden der aortokoronaren Bypass-Operation zunehmend Patienten mit bereits
präoperativer ausgeprägter myokardialer Dysfunktion zugeführt. Eine weitere Möglichkeit zur
myokardialen Protektion während des kardiopulmonalen Bypass besteht neben der gekühlten
Kardioplegie, allgemeinen Hypothermie sowie Oberflächenkühlung des Herzens in der
intravenösen Infusion von GIK.
Zielsetzung dieser Arbeit war es anhand der über GIK vorliegenden Literatur und wegen des
zum Teil noch unklaren Wirkungsmechanismus den Versuch der allgemeinen Darstellung der
Methode der GIK-Therapie zu unternehmen, wegen der in der Methode begründeter
komplexer Gefahren die Frage nach der Sicherheit der Methode zu klären und ausgehend von
den beiden vorab genannten Zielsetzungen GIK anhand von klinischen Fallbeispielen
einzusetzen und zu überprüfen.
Eingesetzt wurde GIK bei Operationen am offenen Herzen unter Einsatz der Herz-Lungen-
Maschine, in der frühen Phase nach einem Herzinfarkt und beim Low-Output-Syndrom nach
Herzinfarkt sowie in der Therapie des schweren Schockes insbesondere beim
Verbrennungsschock und beim septischen Schock. Präoperativ vor dem kardiopulmonalen
Bypass als zusätzliche Maßnahme zur Myokardprotektion appliziert bewirkt GIK eine
Verschiebung der Energiegewinnung von den Lipiden zu den Kohlenhydraten bei
gleichzeitiger Erhöhung des Kohlenhydratstoffwechsels. Diese primär metabolischen
Wirkungen bewirken sekundär eine Steigerung der myokardialen Leistungsfähigkeit.
Zusätzlich bewirkt die Applikation von Kalium eine membranstabilisierende Wirkung und
somit eine verminderte Inzidenz von Arrhythmien.
Gefahren bei der Therapie mit GIK sind das Auftreten einer hypoglykämischen
Stoffwechsellage, einer hyperglykämischen Stoffwechsellage, Störungen des
Kaliumhaushaltes sowie eine erhöhte Kohlendioxidproduktion. Diese erhöhte
Kohlendioxidproduktion muß über eine Erhöhung des Ventilationsvolumens ausgeglichen
werden und kann zu mechanischen Problemen im Thorax mit negativen Auswirkungen auf
die Hämodynamik und die Bypassgefässe führen. Ausgehend von der vorliegenden Literatur
konnten zur Behandlung dieser Komplikationen ausführliche Empfehlungen erarbeitet
werden. Zur Vermeidung dieser Komplikationen hat sich folgendes Infusionsregime als
optimal erwiesen: Kontinuierliche Dauerinfusion über einen zentralen Weg mit initialer
Infusionsgeschwindigkeit von 0,66 g/kg/h für Glucose vom Narkosebeginn bis zum Angehen
an die EKZ wobei das Verhältnis der Primärdosierung 1 g Glucose zu 2 IE Insulin betragen
sollte. Zusätzliche Gaben von Glucose und Kalium im weiteren Verlauf des Eingriffes wobei
die Blutzuckerwerte 100 mg/dl nicht unterschreiten und 250 mg/dl nicht überschreiten sollten.
Die Kaliumwerte sollten sich dabei um 4,5 mval/l bewegen. Als Kontraindikationen für eine
Therapie mit GIK gelten eine renale Dysfunktion, Lebensalter über 75 Jahre, eine bereits
vorbestehende Elektrolytentgleisung, ein bereits durchgemachtes akutes vaskuläres zerebrales
Geschehen sowie ein manifester insulinpflichtiger Diabetes mellitus.
GIK wurde bei 9 eigenen Patienten mit eingeschränkter linksventrikulärer Funktion
eingesetzt. Als Kontrollgruppe, in welcher nach dem für aortokoronare Bypass-Operationen
üblichen Schema verfahren wurde, befanden sich 7 Patienten. Zur Bestimmung der
linksventrikulären Funktion diente die LVEDP, die EF oder die Funktionsbeschreibung des
Kardiologen aus dem Ventrikulogramm beziehungsweise der Echokardiographie. Die
längeren Zeiten für die Narkosedauer, die Operationsdauer, die Aortenabklemmzeit und die
Reperfusionszeit sowie die höhere Anzahl der bereits durchgemachten Herzinfarkte sprechen
für eine höhergradige koronare Herzkrankheit in der GIK-Infusionsgruppe wobei noch
zusätzlich in der GIK-Infusionsgruppe von der Anzahl her mehr aortokoronare Bypässe
angelegt wurden als in der Kontrollgruppe. Der bei einigen Patienten erhöhte Bedarf an
Glucose und Insulin beziehungsweise unverhältnismäßig hohe Blutzuckerspiegel könnten
durch die Bildung von instabilen Insulin-Antikörper Komplexen, das Bestehen einer bereits
präoperativ manifesten Streßsituation beziehungsweise eine pathologische Glucosetoleranz zu
erklären sein. Bei 3 Patienten kam es zu den zu erwartenden und in der Methode begründeten
Kalium-Rebound Phänomenen, welche allerdings unter Beachtung der der bei der Frage nach
der Sicherheit der Methode gewonnenen Erkenntnisse problemlos therapiert werden konnten.
Es war weder bei den hämodynamischen noch bei den laborchemischen Parametern ein
signifikanter Unterschied zwischen der GIK-Infusionsgruppe und der Kontrollgruppe zu
sichern. Lediglich beim Atemminutenvolumen und bei dem in der Methode begründeten
Kaliumbedarf bestand ein signifikanter Unterschied.
Durch die aufgrund der vermehrten Kohlendioxidproduktion nötige signifikante Erhöhung des
AMV konnten keine negativen Auswirkungen auf die aortokoronaren Bypassgefässe
festgestellt werden. Hierfür wären allerdings auch Arbeiten, welche akute myokardiale
Ischämien z.B. durch die Bestimmung von Troponin beziehungsweise langfristig die
Wiederverschlussraten der aortokoronaren Bypassgefässe besser erfassen könnten, nötig.
Bisher wurden Patienten mit manifestem Diabetes mellitus wegen der instabilen
Stoffwechsellage und der Gefahr neurologischer Defizite aus der Studie ausgeschlossen. Es
sollte allerdings möglich sein bei Etablierung der Methode und somit zunehmender Erfahrung
im Umgang mit GIK diese Kontraindikationen zu relativieren.
