Am frühen Morgen des 30. Dezember 2007 verließ ein betrunkener 41-jähriger Mann eine Party in der Stadt Stokmarknes in Nordnorwegen. Kurz darauf rutschte er aus und stürzte in einen steilen Graben. Halstief in das eiskalte Wasser getaucht, konnte er nicht herauskommen und verbrachte fast eine Stunde im Graben, bevor Passanten ihn entdeckten und herauszogen.
Trotz aller Bemühungen, ihn aufzuwärmen, fror der Mann stark, vor allem dank der Lufttemperatur von beißenden -2°C. Kurz nach Eintreffen der Sanitäter wurde er bewusstlos, hörte auf zu atmen und erlitt einen Herzstillstand. Es würde sieben Stunden dauern, bis sein Herz wieder richtig zu schlagen begann, und für fünf davon war er technisch gesehen tot. Irgendwie hatte die extreme Kälte – genau die Ursache für den Herzinfarkt des Mannes – sein Leben gerettet.
Bei gesunden Menschen hält der Körper eine Kerntemperatur zwischen 36,5 und 37,5 °C – alles darunter ist ein gefährlicher Zustand, der als Hypothermie bezeichnet wird. Wenn der Körper einer Person in einen unterkühlten Zustand gerät, verlangsamt sich ihr Stoffwechsel, ihre Herzfrequenz verlangsamt sich, Organe beginnen herunterzufahren und schließlich hört ihr Herz auf zu schlagen. Innerhalb weniger Minuten nach dem Herzstillstand sind die Sauerstoffreserven des Körpers erschöpft und die Zellen beginnen, giftige Chemikalien zu produzieren. Dies führt schnell zu irreversiblen Schäden an den empfindlichen Geweben des Gehirns. Selbst wenn die Wiederbelebung erfolgreich ist, ist die Gefahr nicht gebannt:Die meisten Herzstillstandspatienten, deren Herz wieder zum Leben erweckt wird, sterben am Ende im Krankenhaus an den Schäden, die durch den Rückfluss von sauerstoffreichem Blut durch den Körper verursacht werden; bis zu 30 Prozent erleiden bleibende Hirnschäden.
Allerdings gibt es ein altes medizinisches Sprichwort:„Niemand ist tot, bis er warm und tot ist“. Bei einem durch extreme Kälte verursachten Herzstillstand kann etwas Außergewöhnliches passieren:Durch das Absinken der Körpertemperatur sinkt der Sauerstoffbedarf des Gehirns. Wenn die Abkühlung schnell genug erfolgt, kann dies dazu beitragen, die Ansammlung giftiger Chemikalien zu verhindern, während das Herz stillsteht, und das Gehirn weiterhin schützen, wenn sauerstoffreiches Blut zurückkehrt.
Der Norweger kam um 5 Uhr morgens mit einer Temperatur von nur 25,5 ° C in einem nahe gelegenen Krankenhaus an – leicht in der schwersten Kategorie der Unterkühlung. Nachdem Versuche, ihn zu wärmen, fehlgeschlagen waren, riefen Mediziner einen Hubschrauber vom Universitätskrankenhaus von Nordnorwegen (UNN), einem besser ausgestatteten medizinischen Zentrum, über 250 km entfernt. Die Ärzte fuhren fort, den Mann wiederzubeleben, aber als der Hubschrauber UNN mit dem Patienten an Bord erreichte, war es fast 9 Uhr morgens. Er war seit fast fünf Stunden technisch tot.
Um 11.37 Uhr, nach stundenlanger Arbeit von Teams von UNN-Mitarbeitern, wurde der Mann, der aus dem eisigen Graben geholt wurde, endlich wiederbelebt und von Maschinen entwöhnt, die künstlich Blut durch seinen Körper gepumpt hatten. Seit seinem Herzstillstand waren fast sieben Stunden vergangen – eine der längsten Reanimationsperioden, die jemals aufgezeichnet wurden. Wie durch ein Wunder erholte er sich vollständig, ohne jegliche Anzeichen von Hirnschäden.
„Sein Stoffwechsel war um 60 bis 70 Prozent zurückgegangen“, sagt Lars Bjertnaes, Professor für Intensivpflege an der Arctic University of Norway, der den Fall eingehend untersuchte. „Sein Sauerstoffbedarf könnte wahrscheinlich durch ein Herzzeitvolumen von etwa einem Viertel des Normalwerts gedeckt werden.“
Zurück zur kalten Schule
Geschichten wie diese haben eine Reihe von medizinischen Behandlungen inspiriert, die bei Patienten absichtlich Kältezustände hervorrufen. Es wird als hochmoderne Behandlung angesehen, aber Berichte von Ärzten, die extreme Kälte einsetzen, um Menschen am Leben zu erhalten, reichen tatsächlich Jahrhunderte zurück. Eine Abhandlung über „die russische Methode der Wiederbelebung“ aus dem Jahr 1803 beschreibt, wie Patienten mit Herzstillstand mit Schnee bedeckt werden, um ihre Überlebenschancen zu erhöhen. In der Zwischenzeit, im Jahr 400 v. Chr., befürwortete der griechische Arzt Hippokrates, verwundete Soldaten beim Transport in Eis und Schnee zu packen.
Seit den 1990er Jahren ist das Versetzen von Patienten in einen Zustand der Hypothermie Standardpraxis in der Operation am offenen Herzen und bei der Behandlung von Babys, die mit Herzfehlern geboren wurden. Hier müssen Ärzte den Kreislauf „ausschalten“, um am Herzen operieren zu können; Durch die Reduzierung der Körpertemperatur können sie dies über lange Zeiträume tun, ohne Gewebeschäden zu verursachen.
In den letzten zehn Jahren hat sich die Anwendung der „therapeutischen Hypothermie“ – auch bekannt als gezieltes Temperaturmanagement (TTM) – bei der Behandlung von Herzinfarkten und Schlaganfällen weit verbreitet. Das Konzept ist das gleiche:Verwenden Sie niedrige Temperaturen, um sich vor den schädlichen Zellreaktionen zu schützen, die auftreten, wenn die Sauerstoffzufuhr unterbrochen wird, und, was vielleicht noch wichtiger ist, verhindern Sie Schäden, wenn Blut und Sauerstoff nach der Behandlung zurückkehren.
„Wir versuchen, so schnell wie möglich eine Unterkühlung zu erreichen“, sagt Gladys Janssens, eine Kardiologieforscherin an der VU-Universität Amsterdam, die verschiedene Methoden zur Kühlung von Herzinfarktpatienten untersucht hat. „Nach Erreichen der Unterkühlung versuchen wir, die Temperatur für 12 bis 24 Stunden so nah wie möglich an der Zieltemperatur zu halten. Niedrigere Temperaturen können ein Risiko für Blutungskomplikationen und Herzrhythmen darstellen, und höhere Temperaturen können die Schutzwirkung zunichte machen.“
Während die Idee, kritisch kranke Patienten zu kühlen, inzwischen weithin akzeptiert ist, wird die optimale Temperatur, auf der sie gehalten werden sollen, und die Methode, sie kalt zu bekommen, immer noch diskutiert. Ältere Methoden haben Herzinfarktpatienten auf 33 °C gekühlt, aber neuere Studien haben gezeigt, dass eine Kühlung um nur ein Grad auf 36 °C genauso effektiv sein könnte, mit weniger Risiken. Es gibt auch eine Reihe verschiedener Methoden, um Patienten kalt zu machen – die einfachsten sind wassergekühlte Decken oder Klebepads, die auf den Körper gelegt werden, mit fortgeschritteneren Techniken, die das Einführen von Kathetern in den Körper und Ballons umfassen, die eiskalte Kochsalzlösung zirkulieren lassen. Beide haben ihre Vor- und Nachteile.
„Die Decken sind billig, schnell und weniger arbeitsintensiv. Aber eine schnelle Anwendung bedeutet nicht automatisch, dass Patienten schneller eine Unterkühlung erreichen“, sagt Janssens. „Der Nachteil der Katheter ist, dass sie von einem geschulten Arzt eingeführt werden müssen.“
Während der gesamten Behandlung müssen auch Medikamente verabreicht werden, um das natürliche Zittern der Patienten zu stoppen. Häufige Komplikationen einer so langen Kälte sind schweres Fieber, Infektionen und Hautschäden. Nach Ablauf der Gefahrenperiode müssen die Patienten langsam aufgewärmt werden – nicht schneller als 0,5 °C pro Stunde. Es ist eine Tortur für den Körper, aber TTM ist die einzige Post-Reanimationstechnik, die das Risiko einer Hirnschädigung nach einem Herzstillstand signifikant verringern kann.
Feuer und Eis
Da Kühlgeräte in medizinischen Zentren immer häufiger eingesetzt werden, untersuchen Ärzte nun, welche anderen Erkrankungen durch Hypothermie bei der Behandlung hilfreich sein können. Dr. Sam Tisherman, ein Chirurg und Professor für Intensivmedizin in Baltimore, hat mit Versuchen begonnen, Patienten, die in seiner Notaufnahme ankommen und verbluten – oft mit mehreren Schusswunden – drastisch zu kühlen.
„Traumapatienten geraten normalerweise in einen Herzstillstand, weil sie so viel Blut verloren haben, dass das Herz einfach nicht mehr arbeiten kann“, sagt Tisherman. „Das Problem ist, dass wir sie einfach nicht schnell genug nähen können – bei schwerem Blutverlust liegen ihre Überlebenschancen bei etwa 5 bis 7 Prozent.“
Tishermans experimentelle Technik besteht darin, eiskalte Kochsalzlösung direkt in den Körper zu pumpen, um verlorenes Blut zu ersetzen, wodurch ein sehr tiefer Unterkühlungszustand – bis zu 15 °C – herbeigeführt wird, ähnlich dem Zustand, der in der Science-Fiction als „suspendierte Animation“ bekannt ist. Das ist keine Abkühlung um ein paar Grad nach einer kontrollierten Herzwiederbelebung; Es ist eher so, als würde man jemanden einfrieren und ihn operieren, während er technisch tot ist.
„Das Problem für uns ist die Zeit“, sagt Tisherman. „Das unterscheidet sich stark von Teams, die jemanden mit Herzstillstand wiederbelebt haben und versuchen, das Gehirn vor Schäden zu schützen. Wir haben jemanden ohne Puls, der so viel Blut verliert, dass CPR nicht effektiv ist. Wir versuchen nur, Zeit zu gewinnen.“
Jemand, bei dem kein Blut das Gehirn erreicht, könnte normalerweise damit rechnen, innerhalb von fünf Minuten zu sterben oder irreversible Hirnschäden zu erleiden. Tisherman sagt, seine Technik habe es Menschen ermöglicht, nach einer Operation von bis zu einer Stunde zu überleben, bevor sie langsam erwärmt und wiederbelebt würden. "Im Labor haben wir sogar zwei oder drei Stunden gesehen", sagt er.
Tisherman glaubt, dass es möglich sein könnte, Kühlung zur Behandlung einer Reihe anderer Erkrankungen einzusetzen, sogar am Ort eines Notfalls. „Es gibt jetzt Teams, die versuchen werden, die Kühlung außerhalb des Krankenhauses zu starten“, sagt er. „Im Internet wird ein Bild von Sanitätern in Deutschland geteilt, die sich in einem Lebensmittelgeschäft um einen Mann mit Herzstillstand kümmern. Sie stapelten Tüten mit gefrorenen Pommes Frites auf ihm, um ihn abzukühlen.“
Eine Reihe von Studien untersucht nun die Kühlung als Möglichkeit zum Schutz vor Schäden durch so unterschiedliche Erkrankungen wie Kopfverletzungen, Meningitis, Rückenmarksverletzungen und Leberversagen. In den USA wurde eine Frau, die klinisch hirntot ins Krankenhaus eingeliefert wurde, nachdem sie sich mit einem Cocktail aus Beruhigungsmitteln und Frostschutzmitteln das Leben genommen hatte, erfolgreich 36 Stunden lang mit therapeutischer Hypothermie „behandelt“, während Ärzte an ihr arbeiteten. Sie erwachte innerhalb von 48 Stunden nach dem Aufwärmen und erholte sich vollständig.
Die Macht der Kälte, den Tod abzuwehren, könnte sogar bedeuten, dass wir unsere Definition des Todes neu bewerten müssen. Forscher wie Dr. Sam Parnia, Professor für Intensivmedizin, haben angedeutet, dass Techniken wie therapeutische Hypothermie es schwierig machen zu sagen, was „tot“ wirklich bedeutet. In seinem Buch Erasing Death , argumentiert Parnia, dass der Punkt, an dem medizinisches Personal aufhört, Patienten wiederzubeleben und sie für tot zu erklären, derzeit völlig willkürlich ist.
In naher Zukunft hofft Tisherman, dass die wundersamen Wirkungen kalter Temperaturen durch ein praktischeres medizinisches Äquivalent nachgebildet werden könnten. „Wir verwenden den Begriff ‚Hypothermie‘ nicht, weil wir hoffen, dass wir eines Tages ein Medikament finden könnten, das Gehirn und Körper davon abhält, wie Kälte Sauerstoff zu benötigen“, sagt er. „Das wäre viel einfacher.“
- Dieser Artikel wurde erstmals im April 2018 des BBC Focus Magazine veröffentlicht.
Wie therapeutische Hypothermie funktioniert
- Innerhalb der ersten 20 Sekunden nach einem Herzstillstand beginnen die Gewebe, ihre Sauerstoffreserven zu erschöpfen, und im Gehirn sammeln sich Giftstoffe an.
- Wenn der Blutfluss wiederhergestellt wird, setzt sich die Gewebeschädigung im Gehirn fort. Es wird angenommen, dass eine solche „Reperfusionsschädigung“ durch die Produktion freier Radikale verursacht wird, wenn das Blut in sauerstoffarme Zellen zurückkehrt.
- Das Abkühlen des Körpers nach einem Herzstillstand reduziert die Stoffwechselrate des Gehirns und verlangsamt Reaktionen, die Zellschäden verursachen. Für jede Senkung der Kerntemperatur um 1 °C sinkt die Stoffwechselrate des Gehirns um 6–7 %.
- Ärzte verwenden Kühldecken, Pads oder eiskalte Instrumente, um die Körpertemperatur auf 33-36°C zu senken. Es wurden auch gröbere vorübergehende Maßnahmen wie das Anbringen von Tüten mit Tiefkühlkost angewendet.
- Nach der Wiederbelebung werden die Patienten für 12-24 Stunden kalt und bewusstlos gehalten. Dies verhindert Hirnschäden, wenn Patienten wiederbelebt werden. Medikamente verhindern das Zittern, das die Körpertemperatur erhöht.
- Je früher Patienten gekühlt werden können, desto besser, obwohl die Kühlung von Patienten nach der Reanimation immer noch von Vorteil sein kann.
- Sobald die Temperatur stabil ist, wird der Patient langsam erwärmt – manchmal um nur 0,1 °C pro Stunde.
- Nach ausreichender Erwärmung wird der Patient wiederbelebt. Patienten, die viele Stunden lang unterkühlt waren, zeigen oft Anzeichen von Fieber oder entwickeln Atemwegsinfektionen.