Faulgas für die Chirurgie

Forscher am Massachusetts General Hospital (MGH) in Boston wollen Schwefelwasserstoff dazu einsetzen, Patienten bei komplizierten Operationen länger in einem Dämmerzustand zu halten, in dem der Sauerstoffbedarf gesenkt wird. Das in hohen Konzentrationen eigentlich giftige Faulgas wurde bereits an Mäusen erfolgreich getestet - ohne negative Folgen.

In seltenen chirurgischen Fällen, beispielsweise bei der Rekonstruktion einer massiv verletzten Aorta oder der Korrektur schwerer angeborener Herzfehler müssen Chirurgen den Blut- und Sauerstofffluss im Körper unterbrechen - das Gehirn ist davon ebenfalls betroffen. Wenn die Hirnzellen keinen Sauerstoff erhalten, sterben sie eigentlich ab. Um den Tod des Patienten abzuwenden, müssen die Chirurgen seinen Körper daher auf rund 15 Grad Celsius herunter kühlen. Dadurch sinkt der Sauerstoffbedarf des Gehirns und Schäden lassen sich so minimieren.

Doch eine so extreme Kühlung hat auch Nachteile, wie der Herz-Anästhesist Fumito Ichinose sagt, der das Schwefelwasserstoff-Experiment am MGH leitete. So wird die Blutgerinnung behindert, was Transfusionen nach der Operation zwingend notwendig macht. Die Kühlung des Körpers verhindert Hirnschäden außerdem nur für rund 45 Minuten - die Chirurgen müssen sich also reichlich beeilen.

Das MGH-Team glaubt, dass die Verwendung von Faulgas den Sauerstoffbedarf während solcher Operationen deutlicher reduzieren könnte, als die aktuell verwendete Kühlung. Im Experiment gaben die Forscher bei Raumtemperatur Mäusen eine geringe Konzentration Schwefelwasserstoff (rund 80 Millionstel). Innerhalb von fünf Minuten reduzierte sich der Sauerstoffbedarf der Nager um die Hälfte. Herzfrequenz und Atem verlangsamten sich. Insgesamt sechs Stunden verharrten die Tiere in diesem Zustand. Nachdem sie zwei Stunden lang wieder normalen Sauerstoff atmen durften, kehrten die Körperfunktionen auf Normalniveau zurück, bereits einen Tag später verhielten sich die Tiere wieder ganz normal. Mit dem Faulgas ließ sich so der Sauerstoffbedarf für Stunden senken statt nur für 45 Minuten, ohne augenscheinliche negative Auswirkungen.

Eine frühere Studie am Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle aus dem vergangenen Jahr kam zu ähnlichen Ergebnissen. Damals kombinierten die Forscher allerdings das Faulgas mit dem Herunterkühlen des Körpers. Die Mäuse wurden ebenfalls mit normaler Atemluft "erweckt", auch hier verhielten sie sich später wieder ganz normal.

Ichinose und sein Team hoffen, dass es eines Tages möglich sein wird, Patienten bei komplizierten Herzoperationen das Gas zu verabreichen, anstatt sie herunterzukühlen, oder beide Methoden hintereinander anzuwenden. Dadurch könnten die Chirurgen deutlich länger an einem vom Blut befreiten Herz operieren.

Jeffrey Pearl, Herzchirurg am Kinderkrankenhaus von Cincinnati, hätte gerne mehr Zeit im Operationssaal: "Das würde schon einen großen Unterschied machen." Am offenen Herzen in nur 45 Minuten zu operieren, benötige "sehr genaue Planung". Man müsse gut trainiert sein und nahezu perfekt vorgehen: "Es gibt keine Zeit zu verschenken."

Doch bevor die Faulgas-Methode am Menschen verwendet werden kann, müssen noch zahlreiche Fragen geklärt werden. So sind Nagetiere natürlich deutlich kleiner als Menschen und könnten anders auf den Stoff reagieren. In den Experimenten hatten die Versuchstiere außerdem keine Herzfehler und wurden auch nicht operiert. Auch wurden mögliche Veränderungen im Hirn noch nicht lange genug nach der Prozedur untersucht. Es habe sich gezeigt, so Pearl, dass bei Kindern, die nach der Operation unter Einsatz der Kühlmethode ganz normal wirkten, im späteren Leben Lernprobleme auftreten könnten.

"Der Einsatz von Schwefelwasserstoff-Gas beim Menschen ist ein interessantes Konzept - mehr aber bislang noch nicht." Gleichzeitig arbeiten viele Herzspezialisten an Methoden, derart komplizierte Operationen durchführen zu können, ohne den Blutfluss zum Gehirn zu stoppen, was wohl die beste Variante wäre.

Ichinose und sein Team planen nun weitere Experimente, um herauszufinden, wie lange Mäuse dem Gas tatsächlich ausgesetzt sein können, ohne dass es zu Schädigungen an Körper, Gehirn oder Verhalten kommt. Auch müssen noch verschiedene Konzentrationen genauer getestet werden. Danach folgen Versuche an größeren Säugetieren wie Schweinen und Schafen. "Sollte die Methode dort nicht funktionieren, müssten wir sie begraben", meint Ichinose.

Übersetzung: Ben Schwan. (nbo)