Narkose mit Xenon

Xenon ist ein inertes Edelgas, das viele Eigenschaften eines idealen Anästhestikums aufweist. Es wurde schon 1951 experimentell an Patienten eingesetzt. Xenon verfügt sowohl über hypnotische als auch analgetische Eigenschaften, wird nicht metabolisiert und flutet schnell an und ab. Anders als konventionelle Anästhetika ist Xenon weder vasodilatierend noch negativ inotrop.

Xenon (Xe) wirkt ähnlich wie Lachgas nicht kompetitiv inhibitorisch am NMDA-Rezeptor. Es bindet an der Glycin-Bindungsstelle. Zusätzliche Effekte an anderen Rezeptoren (TREK1) sind nachgewiesen. (1–3) Die MAC liegt bei je nach Untersuchung und Patientenkollektiv bei 50–70 %. (4–6) Xenon verfügt über analgetische Eigenschaften, die denen von Lachgas überlegen sind. (7–9) Neuere Ansätze sehen ein Potenzial von Xenon in der Behandlung von Schmerzzuständen einschließlich Hyperalgesie. (10, 11) Es gibt sowohl tierexperimentelle Daten als auch klinische Anhaltspunkte dafür, dass Xenon organprotektive Eigenschaften in Bezug auf Gehirn (12–15) und Herz (16–21) und sogar protektive Effekte in Bezug auf den Ischämie-Reperfusionsschaden aufweist (Tab. 1). (22)

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Obwohl Xenon über viele für ein Anästhetikum einzigartige Eigenschaften verfügt und seit 2005 in Deutschland sowie seit 2007 in 11 weiteren europäischen Ländern zugelassen ist, konnte es sich im täglichen Narkosebetrieb nicht durchsetzen. Dies liegt vor allem an den im Vergleich zu anderen inhalativen Anästhestika hohen Kosten. Zudem benötigt man spezielle Narkosegeräte, die im Betrieb ohne Xenon bisher meist Nachteile aufwiesen.

TECHNIK UND GERÄTE
Xenon ist als natürlich in der Luft vorkommendes Edelgas inert und trägt anders als die Fluorkohlenwasserstoffe Sevofluran und Desfluran nach bisherigen Erkenntnissen direkt weder zur Ozonloch noch zum Treibhauseffekt bei. Die Gewinnung von Xenon erfolgt in einem mehrschrittigen Verfahren in einer Luftzerlegungsanlage. Xenon ist dabei ein Nebenprodukt der Gewinnung von Sauerstoff. Die Jahresproduktion liegt weltweit geschätzt bei ca. 10 Mio. Litern, dies wäre ausreichend für ca. 600.000 Narkosen. Auch aufgrund der relativ hohen Kosten von Xenon, ist idealerweise ein geschlossenes Narkosesystem zu verwenden. Das Angebot der Hersteller ist in diesem Bereich begrenzt. Die benötigte Xenonmenge ist nicht linear abhängig von der OP-Dauer.
Nach der Xenon-intensiven Einwaschphase ist der Gasverbrauch im geschlossenen Sys tem nur noch niedrig. Die Kosten liegen bei ca. € 10 pro Liter, für eine typische Allgemeinanästhesie werden 10–20 Liter benötigt.

ANWENDUNGSSPEKTRUM
Der Umgang mit Xenon ist auch an einer Ausbildungsklinik sicher erlernbar, benötigt aber ausreichend Schulung der Mitarbeiter. (29) Xenon sollte auf keinen Fall als Alternative für herkömmliche inhalative Anästhetika für alle Patienten angesehen werden. Vielmehr erscheint es als sinnvolle Ergänzung des Portfolios, das man überwiegend bei multimorbiden oder alten Patienten einsetzt, die ebenfalls abhängig vom Eingriff von besonders schonenden Allgemeinanästhesien profitieren. Dies trifft geschätzt auf 1–3 % aller Patienten zu.

BARIATRISCHE CHIRURGIE
In der bariatrischen Chirurgie kann Xenon vorteilhaft eingesetzt werden. Adipöse Patienten profitieren pulmonal von einem „Fast-Track“ Konzept mit Xenon.23 Sogar ein benefizieller Einfluss auf proinflammatorische Parameter wird diskutiert.24 Eindeutige klinische Daten dazu fehlen allerdings.

GERIATRISCHE PATIENTEN
Neben den kardial positiven Eigenschaften gibt es uneinheitliche Hinweise in Bezug auf eine Verminderung des postoperativen kognitiven Defizits (POCD). Tierexperimentell gab es Hinweise für Vorteile für Xenon. (25, 26) Im klinischen Setting konnte in mehreren Studien kein Vorteil in der postoperativen kognitiven Performance gezeigt werden. (27, 28) Durchgehend war jedoch die Zeitdauer bis zum Aufwachen verkürzt.

BESONDERE INDIKATIONEN

Xenon erwies sich sicher bei Patienten mit verschiedenen Erkrankungen, die eine Allgemeinanästhesie sonst erschwert bis unmöglich gemacht hätte. Es lässt sich sicher bei stillenden Müttern anwenden. (29) Es wurde erfolgreich bei Patienten mit Multiple Chemical Sensitivity (MCS) angewendet werden.30 Auch bei Patienten mit maligner Hyperthermie stellt Xenon eine sichere Alternative dar. (31) Bei einem Patient mit vorbestehender Eisenmenger-Reaktion konnte unter Xenon-Anästhesie erfolgreich eine Laparoskopie durchgeführt werden. (32) Auf die potentiellen Vorteile der Verwendung von Xenon in der Kardioanästhesie soll hier nicht weiter im Detail eingegangen werden. (33–35)

XENON BEI VISZERALCHIRURGISCHEN PATIENTEN
Neben der schon erwähnten bariatrischen Chirurgie ist die Anwendung von Xenon sowohl bei laparoskopischen als auch offenen chirurgischen Eingriffen sicher möglich. Es ist allgemein bekannt, dass Patienten mit fortgeschrittenem Leberversagen, die zum Teil sogar zur Lebertransplantation anstehen, mannigfaltige anästhesiologische und chirurgische Probleme aufweisen. Zu den Komorbiditäten gehören chronisches Nierenversagen, Kardiomyopathie und schwere Koagulopathien. Vorbestehende Vasoplegie und relative Hypovolämie erfordern bei hohem intraoperativem Blutverlust die Gabe von großen Mengen Volumen und Blutprodukten. Auch die Gabe von Vasokonstriktiva zur Kreislaufstabilisierung ist häufig erforderlich, wohlwissend, dass dies die Perfusion von Nieren und Splanchnikusgebiet kompromittieren kann. Der Sauerstoffgehalt in den Lebervenen war im Schweinemodell erhöht, während alle anderen Parameter unbeeinflusst blieben. (36) Die Organperfusion der Leber wurde durch Xenon nicht beeinflusst. (37, 38) Iber et al. fanden im Tierexperiment unter Xenonanästhesie einen reduzierten Pfortaderfluss, die Perfusion der A. hepatica blieb unbeeinflusst. (39) Die klinische Relevanz dieser Ergebnisse ist unklar. Xenon bietet gegenüber anderen Anästhetika den nachgewiesenen Vorteil der außerordentlichen kardialen und hämodynamischen Stabilität. An einer Fallserie von 4 konsekutiven Patienten, die eine Lebertransplantation erhielten, konnte die sichere Durchführbarkeit einer balanzierten Allgemeinanästhesie mit Xenon gezeigt werden. (40) Trotz hoher Morbidität und großen Volumenverschiebungen, konnte bei allen Patienten ein fast-track-Konzept durchgeführt werden. Weitergehende Aussagen zu Organprotektion und postoperativem Outcome lassen sich daraus nicht ableiten.

XENON UND PATIENT BLOOD MANAGEMENT
Während der Olympischen Winterspiele 2014 wurde der Vorwurf erhoben, dass russische Sportler systematisch durch Inhalation eines Gemisches aus 50 % Xenon und 50 % Sauerstoff Doping betrieben hätten. Dies basiert auf einer Studie an Mäusen, bei denen nach Präkonditionierung mit Xenon eine Up-Regulation von HIF-1α und Erythropoietin (22) nachgewiesen werden konnte. Ob dieser Effekt sich möglicherweise zur Reduktion postoperativer Transfusionen im Sinne des „Patient Blood Managements“ nutzen lässt, bleibt zu untersuchen.

AUSBLICK ZUKUNFT XENON
Xenon kann als etabliertes Anästhetikum mit bekanntem Wirkprofil angesehen werden. Nach fast einem Jahrzehnt seit der Zulassung in Deutschland konnte es sich aber bisher noch nicht im klinischen Alltag etablieren. Mit neuer Gerätetechnologie wird die Schwelle zur Einführung an Kliniken möglicherweise reduziert werden können. Für einzelne Patientengruppen, beispielsweise in der Leberchirurgie, könnte es bisher nicht ausgeschöpfte Potenziale bieten. Die sichere Durchführbarkeit großer Operationen unter Xenonnarkose bis hin zur Lebertransplantation wurde bewiesen. Weitere klinische Daten sind notwendig, um zu klären, ob die auf physiologischen und theoretischen Überlegungen sowie vorhandene tierexperimentellen Daten beruhenden Ansätze, auch zu einer relevanten Verbesserung des klinischen Managements führen können. Es gilt die Patienten zu identifizieren, die von einer Xenonanästhesie durch ein verbessertes Outcomes profitieren.

Autoren:
Dr. med. Gösta Lotz, DESA, M.A., Oberarzt, Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie.
Prof. Dr. Dr. Kai Zacharowski, FRCA, Direktor der Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie, Universitätsklinikum Frankfurt, Theodor-Stern-Kai 7, 60590 Frankfurt am Main.

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