Einfluss eines zeitlich befristeten Höhenaufenthalts auf system. Kreislauf

Übersetzung mit DeepL

Der Einfluss eines vorübergehenden Aufenthalts in großer Höhe auf das Kreislaufsystem

Karolina Mikołajczak, Karolina Czerwińska, [...], und Małgorzata Poręba

Zusätzliche Informationen zum Artikel
Zusammenfassung

In letzter Zeit halten sich viele Menschen vorübergehend in großen Höhen auf. Das hängt vor allem mit der wachsenden Beliebtheit von regelmäßigen Flugreisen zusammen, aber auch mit vorübergehenden Reisen in Bergregionen. Die variablen Umweltbedingungen, einschließlich Druck- und Temperaturschwankungen, haben einen Einfluss auf den menschlichen Körper. In dieser Arbeit werden die physiologischen Veränderungen analysiert, die während des Aufenthalts in großer Höhe bei gesunden Menschen und bei Menschen mit kardiovaskulären Erkrankungen wie arteriellem Bluthochdruck, pulmonaler Hypertonie, Herzinsuffizienz, ischämischen Herzerkrankungen oder Arrhythmien auftreten können. Mögliche ungünstige Veränderungen wurden hervorgehoben. Derzeit anerkannte Behandlungsempfehlungen oder mögliche Behandlungsmodifikationen für Patienten, die einen Aufenthalt in großen Höhen planen, wurden ebenfalls diskutiert.
Schlüsselwörter: Umweltgesundheit, große Höhe, Kreislaufsystem
1. Einleitung

Überall auf der Welt bewohnen Menschen verschiedene Lebensräume, die sich in unterschiedlichen Höhen über dem Meeresspiegel befinden. Es wird geschätzt, dass etwa 140 Millionen Menschen dauerhaft oberhalb von 2500 m über dem Meeresspiegel (m ü. NN), d. h. in großen Höhen, leben [1,2,3]. Bis zu 40 Millionen Menschen halten sich pro Jahr vorübergehend an solchen Orten auf [2]. Außerdem reisen jedes Jahr viele Menschen mit Flugzeugen, im Jahr 2019 waren es zum Beispiel sogar 4,543 Milliarden Passagiere [4]. Passagierflugzeuge fliegen in einer Höhe von über 10.000 m über dem Meeresspiegel [5]. Trotz Kabinendruckbeaufschlagung kommt es insbesondere bei längeren Flügen zu einem allmählichen Absinken des Kabinensauerstoffdrucks, was zu einer Abnahme der Sauerstoffsättigung im menschlichen Blutkreislauf führt. Verkehrsflugzeuge sind nur bis zu einer Kabinenhöhe von 1800-2500 m druckbeaufschlagt und es ist zu bedenken, dass bei 2438 m der Sauerstoffpartialdruck abfällt, was selbst bei gesunden Passagieren zu einem Abfall der arteriellen Sauerstoffspannung auf 8,0 bis 10kPa (60-75 mm Hg) und der mittels Pulsoxymetrie gemessenen Sauerstoffsättigung (Spo2) auf 89-94 % führt [6]. Folglich wird sie physiologisch durch eine leichte bis mäßige Hyperventilation, die gleichzeitig durch den Abfall der arteriellen Kohlendioxidspannung (Paco2) begrenzt wird, und eine mäßige Tachykardie kompensiert [6]. Die Beziehungen zwischen steigender Höhe und Druck sowie Sauerstoffpartialdruck sind in Abbildung 1 dargestellt, basierend auf Samuels [7].
Abbildung 1
Abbildung 1
Beziehungen zwischen Druck und Sauerstoff mit steigender Höhe basierend auf Samuels 2004 [7].

Die Definition eines Berggebiets variiert von Land zu Land. Nach einigen europäischen Vorschriften gelten als Berggebiete Orte >2500 m oder eine Kombination aus Höhe und Neigung für niedrigere Gebiete, z. B. eine Mindesthöhe von 1500 m und eine Neigung über 2° oder eine Höhe von mindestens 1000 m und eine steilere Neigung als 5° oder eine Mindesthöhe von 300 m innerhalb eines Mindestabstands von 7 km [8,9,10].

Basierend auf der oben genannten Definition kann davon ausgegangen werden, dass Berggebiete 33 % von Eurasien, 19 % von Südamerika, 24 % von Nordamerika und 14 % von Afrika bedecken, was zusammen 24 % der Erdoberfläche ausmacht [11]. In der Europäischen Union bedecken Gebirgsgebiete mehr als 39 % der Fläche; in einigen Ländern wie der Schweiz und Norwegen ist dieser Anteil jedoch viel höher und beträgt >70 % [8].

Die Standardbedingungen auf Meereshöhe sind ein Druck von 760 mmHg, eine Temperatur von 15 °C und ein Sauerstoffanteil von 0,21 [12] in der Luft. Mit zunehmender Höhe nimmt der barometrische Druck ab und führt zu niedrigeren Werten des Sauerstoffpartialdrucks. Der barometrische Druck nimmt mit zunehmender Höhe allmählich ab. Auch die Temperatur nimmt ab [12]. Das Gleiche geschieht mit der absoluten Luftfeuchtigkeit, die niedrige Werte erreicht. Es besteht jedoch eine hohe Exposition gegenüber Sonnenstrahlung [2,13]. Der Hauptfaktor, der die Funktion des Organismus unter solchen Bedingungen beeinflusst, ist der niedrige atmosphärische Druck und die proportionale Reduzierung des Sauerstoffpartialdrucks in der eingeatmeten Luft [13,14,15]. Der menschliche Körper hat bis zu einem gewissen Grad die Fähigkeit, sich an die veränderten Umweltbedingungen anzupassen, und das Kreislaufsystem ist an diesem Prozess weitgehend beteiligt.

In diesem Beitrag werden die physiologischen Veränderungen analysiert, die während eines Aufenthalts in großer Höhe bei gesunden Menschen und bei Menschen mit kardiovaskulären Erkrankungen wie arterieller Hypertonie, pulmonaler Hypertonie, Herzinsuffizienz, koronarer Herzkrankheit und Arrhythmien auftreten können. Auch mögliche Behandlungsmodifikationen vor dem geplanten Höhenaufenthalt wurden berücksichtigt. Die vorgestellten Daten betreffen die akute (3 Tage) und subakute (bis zu 14 Tage) Exposition [3]. Die Arbeit geht nicht auf die Frage der chronischen Exposition ein.

Fundierte Untersuchungen, die den Zusammenhang zwischen Höhenaufenthalt und kardiovaskulären Problemen nicht nur bei gesunden Reisenden, sondern auch bei Menschen mit vorbestehenden Herz- und Gefäßerkrankungen analysieren, sind bisher kaum vorhanden und das Ziel dieses Artikels ist es, die Lücke in diesem Bereich zu schließen.


2. Methoden

Die Literaturanalyse wurde unter Verwendung der Datenbanken PubMed und Google Scholar durchgeführt und umfasste die Jahre Juli 1977 bis Februar 2021. Es wurden alle Arten von Artikeln eingeschlossen, wie z. B. Reviews, Meta-Analysen, Fallberichte und randomisierte kontrollierte Studien; es sollte jedoch betont werden, dass aus der letzten Gruppe der randomisierten klinischen Studien nur wenige in diesem Bereich gefunden wurden. Die folgenden Schlüsselwörter wurden verwendet: Höhe; akute Höhenkrankheit, Kreislaufsystem, Parameter in der Höhe, arterielle Hypertonie in der Höhe, pulmonale Hypertonie in der Höhe, Herzversagen in der Höhe, koronare Herzkrankheit in der Höhe, Arrhythmie in der Höhe und ischämischer Schlaganfall in der Höhe.
3. Physiologie und Pathophysiologie bei Gesunden in großer Höhe
3.1. Normale physiologische Anpassung

Der menschliche Körper muss sich an die Bedingungen in großer Höhe anpassen. Dieser Prozess wird als Akklimatisierung bezeichnet. Er besteht aus einer Reihe von physiologischen Prozessen, die in Tieflandgebieten auftreten und in einer hypoxischen Umgebung von Vorteil sind [12].

Die Erhöhung der Ventilation ist der erste Akklimatisierungsmechanismus [13]. Sie wird durch die Stimulation peripherer Rezeptoren und eine Erhöhung der Aktivität des sympathischen Systems verursacht [16]. Die Hyperventilation führt zu einer Abnahme der CO2-Konzentration in den Alveolen und damit im Blut. Hypokapnie zusammen mit Alkalose beeinflussen das Atemzentrum und hemmen es, was eine übermäßige Ventilation verhindert [13]. Die Nieren tragen ebenfalls zur Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts bei, indem sie überschüssiges Bikarbonat entfernen und Wasserstoffionen konservieren [13].

Als Folge des Aufenthalts in großer Höhe steigt der Druck in den Lungenarterien deutlich an [17]. Dies ist auf eine hypoxische pulmonale Vasokonstriktion zurückzuführen. Infolgedessen steigt die Nachlast im rechten Ventrikel, was wiederum das in den linken Ventrikel zurückfließende Blutvolumen reduziert [18].

Zu den anfänglichen Veränderungen des systemischen Kreislaufs in der Höhe gehören Tachykardie und ein Anstieg des Herzzeitvolumens; das Schlagvolumen ändert sich jedoch nicht; die wichtigsten physiologischen und pathophysiologischen Veränderungen unter Höhenbedingungen sind in Tabelle 1 dargestellt [17].
Tabelle 1
Tabelle 1
Wichtigste physiologische und pathophysiologische Veränderungen unter Höhenbedingungen.

Nach 3-5 Tagen ist die Herzfrequenz immer noch erhöht, aber das Herzzeitvolumen kehrt auf den Normalwert zurück, was eine Folge der Abnahme des Schlagvolumens ist [14,17,18,28]. Der Mechanismus der Schlagvolumenreduktion ist nicht vollständig geklärt [18,28]. Einer der wahrscheinlichen Faktoren ist die Reduktion des enddiastolischen Volumens, verursacht durch das reduzierte Plasmavolumen; dies wurde jedoch nicht bestätigt [14,18]. Bei akklimatisierten Personen ist das Herzzeitvolumen bei einer gegebenen Arbeitsbelastung sowohl in der Höhe als auch auf Meereshöhe gleich [18,28]. Allerdings ist das maximale Herzzeitvolumen reduziert [17,18].

Bei der Frage der ventrikulären Kontraktion gehen die Meinungen auseinander. Nach Naeije R. ist die ventrikuläre systolische Funktion zunächst erhöht und wird dann beibehalten oder leicht reduziert [17]. Nach Bilo G. et al. gibt es jedoch keine größeren Veränderungen in der linksventrikulären Kontraktilität; allerdings gibt es Veränderungen in der Mechanik, die möglicherweise auf eine verminderte Sauerstoffversorgung der subendokardialen Schichten des Herzmuskels zurückzuführen sind [14].

Ein schneller Aufstieg in große Höhen ist bei gesunden Probanden, wie kürzlich berichtet, mit einer erhöhten rechtsatrialen Kontraktilität verbunden, die eine Folge der erhöhten rechtsventrikulären Nachlast ist [29]. Es wurde berichtet, dass die Exposition in großer Höhe die Funktion beider Vorhöfe, aber insbesondere die kontraktile Funktion des rechten Vorhofs beeinträchtigt [30].

Während der ersten Tage des Aufenthalts in der Höhe steigt der Blutdruck an [3,17]. Der Anstieg kann 24 h am Tag spürbar sein, in sehr großen Höhen (>5400 m ü. NN) tritt er jedoch hauptsächlich nachts auf [14]. Sie ist das Ergebnis des Zusammenspiels verschiedener Mechanismen, einschließlich der erhöhten Aktivität des Sympathikus, der Freisetzung von Endothelin, der erhöhten Aortensteifigkeit, der beeinträchtigten Endothelfunktion und der erhöhten Blutviskosität [3,14]. Darüber hinaus kann der Anstieg der Erythropoetin-Konzentration nach 16 h in großer Höhe einer der Faktoren sein, die zum Anstieg des Blutdrucks beitragen [3]. Ein weiterer Mechanismus, der zur Anpassung beiträgt, ist das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS). Angiotensin wirkt auf die Skelettmuskulatur und das Herz und bewirkt eine Natrium- und Flüssigkeitsretention, was zu einem Anstieg des Blutdrucks führt [31]. Es wurde gezeigt, dass der Angiotensinspiegel mit zunehmender Höhe ansteigt und mit abnehmender Höhe abnimmt [32]. Interessanterweise scheint sich bei körperlicher Aktivität unter hypoxischen Bedingungen die enge Beziehung zwischen Renin und Aldosteron aufgrund einer Abnahme der Aktivität des Angiotensin-konvertierenden Enzyms (ACE-Angiotensin-converting Enzyme) zu verringern [33]. In der Anfangsphase der körperlichen Aktivität kommt es zu einem Anstieg der Plasma-Renin-Aktivität (PRA) und der Plasma-Aldosteron-Konzentration (PAC), die ACE-Aktivität bleibt konstant [33]. Mit der Fortsetzung der körperlichen Betätigung und zunehmender Hypoxie scheint es jedoch zu einem weiteren Anstieg der PRA, aber zu einer Abnahme von PAC und ACE zu kommen [33]. Dies könnte auf die Aktivierung von Angiotensin-II-abbauenden Enzymen und/oder eine Abnahme der Dichte von Angiotensin-II-Rezeptoren in der Nebennierenrinde zurückzuführen sein, die vor einem übermäßigen Anstieg der Aldosteronkonzentration und folglich einem übermäßigen Anstieg des Blutdrucks als Reaktion auf PRA schützt [34].
3.2. Akute Höhenkrankheiten

Das Hauptproblem, das beim Aufstieg in große Höhen ohne ausreichende Akklimatisierung auftreten kann, sind akute Höhenkrankheiten. Sie betrifft sowohl Kranke als auch solche, die als gesund gelten [35]. Die ersten Symptome treten in der Regel nach 6-12 h Aufenthalt über 2500 m ü.d.M. auf [36]. In einer solchen Situation können Menschen, die der Höhe und den damit verbundenen extremen Bedingungen ausgesetzt sind, Dyspnoe sowohl während der Belastung als auch in Ruhe entwickeln, außerdem Husten, Übelkeit, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schlafprobleme und Veränderungen des mentalen Zustands [37]. Über eine verminderte Schlafqualität während der ersten Tage in der Höhe wurde berichtet; dieses Problem bedarf jedoch weiterer Untersuchungen [38]. Darüber hinaus wurde im neuen Scoring der akuten Höhenkrankheit die Frage nach dem Schlaf eliminiert, da dies die Diagnose der echten AMS verbessert [39].

In der Folge kann die Erkrankung eine von drei Formen annehmen: akute Bergkrankheit, Höhen-Hirnödem (HACE) oder Höhen-Lungenödem (HAPE) [37,40].

Die initiale Ursache ist Hypoxie. Die Hypoxie führt zu einer Hypoxämie, die folgende Reaktionen hervorruft: erhöhter Kapillardruck (als Folge des erhöhten zerebralen Blutflusses), erhöhtes zerebrales Blutvolumen und erhöhte Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke [41]. Dies führt zu einer Schwellung des Gehirns und damit auch zu einer unzureichenden Pufferung durch den Liquor [41]. Dies kann zu einer AMS führen, die zu einer HACE fortschreiten kann [41].

Kürzlich wurde vorgeschlagen, dass es genomische Assoziationen mit der Anfälligkeit für Höhenkrankheiten bei einigen Individuen geben könnte, wobei vorgeschlagen wurde, dass Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) an der Entstehung von AMS beteiligt sind; außerdem wurde festgestellt, dass EPAS1- und VEGFA-Genvarianten einen solchen Zusammenhang haben [42]. Darüber hinaus schlagen die Autoren vor, dass dieses Instrument in Zukunft für das Screening anfälliger Populationen und die Vorhersage klinischer Symptome nützlich sein könnte [42].

Alveoläre Hypoxie zusammen mit sympathischer Überaktivität, endothelialer Dysfunktion, Kälte und Bewegung führt zu einer erhöhten pulmonalen Hypertonie, die wiederum einen erhöhten Kapillardruck verursacht, der endothelialen Stress auslöst [41]. Der endotheliale Stress führt dann zusammen mit der Entzündung und der verminderten alveolären Clearance von Natrium und Wasser zu kapillarem Leckage [41]. Wahrscheinlich führt Kapillarleckage im Gehirn zu AMS und HACE oder wenn es in der Lunge ist zu HAPE [40]. Dennoch ist die Pathophysiologie dieser Phänomene noch nicht gut verstanden.

AMS kann in einer von drei Formen auftreten: leicht, mittelschwer oder schwer. Die Symptome, die diesen Zustand charakterisieren, werden in vier Gruppen eingeteilt: Kopfschmerzen,

Kürzlich wurde vorgeschlagen, dass es genomische Assoziationen mit der Anfälligkeit für Höhenkrankheiten bei einigen Individuen geben könnte, wobei vorgeschlagen wurde, dass Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) an der Entstehung von AMS beteiligt sind; außerdem wurde festgestellt, dass EPAS1- und VEGFA-Genvarianten eine solche Beziehung haben [42]. Darüber hinaus schlagen die Autoren vor, dass dieses Instrument in Zukunft für das Screening anfälliger Populationen und die Vorhersage klinischer Symptome nützlich sein könnte [42].

Alveoläre Hypoxie zusammen mit sympathischer Überaktivität, endothelialer Dysfunktion, Kälte und Bewegung führt zu einer erhöhten pulmonalen Hypertonie, die wiederum einen erhöhten Kapillardruck verursacht, der endothelialen Stress auslöst [41]. Der endotheliale Stress führt dann zusammen mit der Entzündung und der verminderten alveolären Clearance von Natrium und Wasser zu kapillarem Leckage [41]. Wahrscheinlich führt Kapillarleckage im Gehirn zu AMS und HACE oder wenn es in der Lunge ist zu HAPE [40]. Dennoch ist die Pathophysiologie dieser Phänomene noch nicht gut verstanden.

AMS kann in einer von drei Formen auftreten: leicht, mittelschwer oder schwer. Die Symptome, die diesen Zustand charakterisieren, werden in vier Gruppen eingeteilt: Kopfschmerzen, gastrointestinale Art (Übelkeit, Erbrechen, je nach Schweregrad), Müdigkeit und/oder Schwäche und Schwindel/Leichtsinn [39]. Bei der leichten Form hat ein Patient 3-5 Punkte aus dem Scoringsystem und bei der schweren Form das Ergebnis von 10-12 Punkten [39].

HACE kann sich aus AMS entwickeln. Sie kann von Symptomen wie Rumpfataxie, vermindertem Bewusstsein, leichtem Fieber und Schläfrigkeit begleitet sein. [43]. HAPE hingegen ist gekennzeichnet durch unangemessene Dyspnoe bei Belastung, trockenen Husten bei Anstrengung, verminderte körperliche Leistungsfähigkeit, rosa Sputum und Schläfrigkeit [43].

In einer neuen, relativ groß angelegten Fall-Kontroll-Studie wurde gezeigt, dass die Abnahme des Schlagvolumenindexes, die mit dem veränderten linksventrikulären Füllungsmuster korreliert, mit dem Auftreten und dem Schweregrad von AMS zusammenhängt [44].
3.3. Klinische Empfehlungen

Die wirksamste Behandlung besteht darin, sofort abzusteigen und Sauerstoff zuzuführen [45]. Bei akuter Höhenkrankheit kann Acetazolamid oder Dexamethason eingesetzt werden, bei Hirnödemen Dexamethason und bei Lungenödemen Nifedipin [43,45]. Die einfachste Methode der Prophylaxe ist langsames Klettern in höher gelegene Gebiete [37]. Die empfohlene Klettergeschwindigkeit beträgt 300 bis 500 m pro Tag, getrennt durch einen Ruhetag alle 3-4 Tage [43]. Die Verabreichung von Acetazolamid und Dexamethason kann bei der Prophylaxe von AMS und HACE ebenfalls wirksam sein [43,45]. Acetazolamid kann in den Dosierungen 125, 250 und 375 mg/bid eingesetzt werden [46]. Ibuprofen kann zur Prophylaxe von AMS bei Allergie oder Unverträglichkeit gegenüber Acetazolamid oder Dexamethason oder bei Personen, die diese Medikamente nicht einnehmen möchten, eingesetzt werden [45]. Die Verabreichung von Budesonid ist theoretisch auch eine wirksame Prophylaxe zur Verhinderung von leichtem AMS, aber nicht wirksam bei der Verhinderung von schwerem AMS [47]. Allerdings unterstützen nicht alle Autoren die Idee der günstigen Rolle von Budesonid in diesem Fall [48]. Beide Arbeiten stimmen darin überein, dass seine Anwendung keine Nebenwirkungen verursacht [47,48]. Es ist jedoch Vorsicht geboten, da weitere Forschung in diesem Bereich erforderlich ist [47]. Zur Vermeidung von HAPE können potenziell Nifedipin, Tadalafil oder Sildenafil eingesetzt werden [45].
4. Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen in höheren Lagen
4.1. Arterielle Hypertonie

4.1.1. Physiologie und Pathophysiologie

Die Prävalenz der arteriellen Hypertonie in der Welt variiert, liegt aber bei etwa 1,13 Milliarden der erwachsenen Bevölkerung [49]. In Polen lag der Anteil der Patienten unter den Erwachsenen je nach Studie bei 29 % (NATPOL PLUS) bzw. 45 % (WOBASZ II) und unter den älteren Menschen (65 Jahre und älter) bei 75 % (PolSenior) [50]. Viele dieser Patienten entscheiden sich für eine Flugreise oder einen Aufenthalt in großer Höhe, was sie veränderten Umweltbedingungen aussetzt.

Bei Menschen, die nicht mit einer arteriellen Hypertonie belastet sind, steigen sowohl der systolische als auch der diastolische Blutdruck nach einem mehrstündigen Aufenthalt in großer Höhe an (Tabelle 1) [17]. Bilo G. et al. weisen darauf hin, dass bei Patienten mit arterieller Hypertonie dieser Anstieg noch höher ist [1,51]. Daher scheint es, dass diese Patienten ein höheres Risiko für potenzielle kardiovaskuläre Komplikationen haben und eine angemessene Blutdruckkontrolle benötigen. Interessanterweise stellten Duke et al. fest, dass das Vorhandensein von Bluthochdruck keinen Einfluss auf das AMS-Risiko hat und sogar mit einer Verringerung dieses Risikos einhergehen kann, obwohl zu diesem Thema noch weitere Untersuchungen erforderlich sind [52].

.1.2. Klinische Empfehlungen

Einige Medikamente, die in niedrigen Höhenlagen eingesetzt werden, sind bei Patienten, die sich in großen Höhen aufhalten, möglicherweise nicht voll wirksam. Dies gilt für solche Medikamentengruppen wie: nicht-selektive Betablocker und Angiotensin-Rezeptorblocker (ARB) [53,54]. Der Nachteil der Anwendung von nicht-selektiven Betablockern ist, dass sie die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins reduzieren und damit die Belastbarkeit einschränken. Der Einsatz von selektiven Betablockern erzeugt keine solchen Effekte; die klinischen Empfehlungen sind in (Tabelle 2) dargestellt [53]. Der Nachteil der Verwendung von lang wirksamen ARBs, z. B. Telmisartan, in einer Höhe von 5400 m ü. NN ist die Einschränkung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems. In Höhenlagen unter 3400 m ü. NN scheint Telmisartan seine Wirksamkeit zu behalten [54]. Es wurde auch gezeigt, dass es unter Hochgebirgsbedingungen vorteilhaft ist, eine leichte Hypertonie mit einer Kombination aus einem Kalziumkanalblocker (CCB) und ARBs zu behandeln [51]. Caravita et al. führten eine doppelblinde, randomisierte Studie mit Patienten mit leichter Hypertonie durch. Die Patienten erhielten Placebo oder 80 mg Telmisartan und 30 mg Nifedipin mit langsamer Wirkstofffreisetzung. Die Einnahme dieser Medikamente reduzierte die hypoxiebedingte Aufwärtsverschiebung und Versteilerung der Blutdruckreaktion bei Belastung und verbesserte die Sauerstoffversorgung der Muskeln [55]. Bei Personen, die beruflich mit der Fliegerei zu tun haben (z.B. Piloten), erwies sich außerdem Altaktazid (Spironolacton in Kombination mit Hydrochlorothiazid) als wirksam bei der Behandlung der arteriellen Hypertonie [56]. Als Nebenwirkungen traten ein moderater Verlust an Körpergewicht und Plasmavolumen sowie eine leichte Verschlechterung der Nierenfunktion auf. Dieses Arzneimittel ist als sicheres und wirksames Zweitlinienmedikament für Flugzeugbesatzungen anerkannt [56]. Das Wichtigste ist, dass die Patienten ihren Blutdruck regelmäßig kontrollieren und, falls erforderlich, die Behandlung auf die zuvor mit dem Arzt vereinbarte umstellen [1,57].

4.2. Pulmonale Hypertonie

4.2.1. Physiologie und Pathophysiologie

Für Menschen mit pulmonaler Hypertonie kann der Aufenthalt in großen Höhen gefährlich sein. Unter solchen Bedingungen mit niedrigem Druck als Reaktion auf Hypoxie verengen sich die pulmonalen Blutgefäße [6]. Die Folge ist eine Überlastung des rechten Herzens [19]. Der Druck in der Flugzeugkabine wird reguliert, so dass gesunde Reisende keinen Unterschied spüren sollten, aber Passagiere mit pulmonaler Hypertonie können einen Anstieg des Drucks in der Lungenarterie feststellen [6].

4.2.2. Klinische Empfehlungen

Die Sicherheit von Flugreisen bei Patienten mit pulmonaler Hypertonie hängt von der zugewiesenen NYHA-Klasse ab - der Klasse der Herzinsuffizienz gemäß der New York Heart Association [19]. Personen mit den Funktionsklassen I und II können ohne Sauerstoffzufuhr reisen, während Patienten mit NYHA III und IV diese zur Verfügung gestellt bekommen sollten [19]. Die Notwendigkeit, den Zugang zu Sauerstoff sicherzustellen, gilt auch für alle Patienten mit einem PaO2 unter 60 mmHg [1]. Schwere pulmonale Hypertonie ist eine der Kontraindikationen für Flugreisen (Pneumothorax und Bronchialzysten sind andere) [58]. Bei diesen Patienten ist der Aufstieg in große Höhen mit einem größeren Risiko verbunden als bei Menschen, die an Krankheiten wie Bluthochdruck, koronarer Herzkrankheit oder Asthma bronchiale leiden [36]. Menschen mit pulmonaler Hypertonie sollten sowohl während des Fluges als auch bei Reisen in Höhen über 1500-2000 m ü.d.M. Zugang zu Sauerstoff haben [1,19]. Im Moment ist es jedoch nicht möglich, zu sagen, welche der Patienten ihn während der Reise benötigen werden [19].
4.3. Herzinsuffizienz

4.3.1. Physiologie und Pathophysiologie

In Polen leiden etwa 1,39 Millionen Menschen an Herzinsuffizienz [59]. In den USA sind es sogar 6,2 Millionen Erwachsene [60]. Weltweit betrifft das Problem 64,3 Millionen Menschen [61]. Viele wissenschaftliche Studien weisen darauf hin, dass der Aufenthalt in großen Höhen für diese Patienten als sicher angesehen werden kann, allerdings mit einigen Vorbehalten [1,62,63].

Es sollte bedacht werden, dass bei Menschen mit Herzinsuffizienz die Abnahme der körperlichen Leistungsfähigkeit mit zunehmender Höhe größer ist als bei gesunden Menschen [63]. Diese Abnahme erreicht 4 % (bei leicht reduzierter körperlicher Leistungsfähigkeit) bzw. 10 % (bei deutlich reduzierter körperlicher Leistungsfähigkeit) pro 1000 m [63]. Bei Gesunden beträgt sie 8% für jede weiteren 1000 Höhenmeter über 700 m ü. NN bis 6300 m ü. NN [64]. Auch Patienten sollten Hypoxie vermeiden, da es bei ihnen aufgrund der erhöhten neurohormonellen Aktivität zu einer Verschlimmerung der Symptome kommen kann [6]. Ein wesentliches Problem ist die häufige Koexistenz anderer Erkrankungen, wie z. B. pulmonale Hypertonie, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) oder ischämische Erkrankungen, die die adaptiven Fähigkeiten reduzieren [63]. Laut Furian et al. erfahren Patienten mit mittelschwerer bis schwerer COPD auf 2590 m eine 54%ige Reduktion der körperlichen Leistungsfähigkeit im Vergleich zu 490 m, was die Aktivitäten des täglichen Lebens in der Höhe behindern kann [65].

4.3.2. Klinische Empfehlungen

Die Frage der Flugreisen für Menschen mit kardiovaskulären Erkrankungen wird durch die Empfehlungen der Canadian Cardiovascular Society (CCS) geregelt [25]. Patienten, die als NYHA I und II klassifiziert sind, können den Lufttransport ohne Einschränkungen nutzen. Bei Patienten, die als NYHA III klassifiziert sind, kann Sauerstoff erforderlich sein [25]. Die Richtlinien der British Thoracic Society (BTS) vertreten eine etwas andere Auffassung. Demnach können Patienten mit NYHA I, II und III ohne Sauerstoff reisen, für Patienten mit NYHA IV, die nur in Ausnahmesituationen reisen können, ist er jedoch notwendig. Dann sollte eine Dosis von 2 mL/min verwendet werden [6]. Bei Patienten mit Hypoxämie auf Meereshöhe oder mit koexistierenden Lungenerkrankungen sollte vor dem Flug ein hypoxischer Challenge-Test (HCT) durchgeführt werden [6].

Es ist jedoch zu bedenken, dass dies nicht die einzigen Richtlinien sind und es weitere, oft widersprüchliche gibt [66]. Eine von der CCS abweichende Position wird von der Aerospace Medical Association (AsMA), der Aviation Health Unit (AHU) der UK Civil Aviation Authority, dem American College of Cardiology/American Heart Association (ACC/AHA) und der British Cardiovascular Society (BCS) vertreten [66]. In diesem Beitrag wird jedoch hauptsächlich die Position von CCS und BTS dargestellt.

Eine unzureichend gewählte Behandlung kann für den Patienten schädlich sein. Die Medikamentenklassen der Betablocker, ACEI (Angiotensin-Converting-Enzym-Inhibitoren) und ARB sind wirksam bei der Kontrolle der Herzinsuffizienz auf Meereshöhe. Leider sind die Nebenwirkungen ihrer Anwendung in großen Höhen viel ungünstiger [1,63]. Das liegt daran, dass sie die physiologische Anpassung des Organismus an die Bedingungen im Hochgebirge einschränken. ACEI und ARB reduzieren die renale Sekretion von Erythropoetin und begrenzen den Hämatokritanstieg. ACEI und nicht-selektive Betablocker reduzieren durch ihre Wirkung auf adrenerge Rezeptoren (hauptsächlich β2) sowohl die Gasdiffusion in den Alveolen als auch die durch Hypoxie verursachte Hyperventilation [1,63]. Aus diesem Grund ist es ratsam, bei einem vorübergehenden Aufenthalt in großer Höhe nicht-selektive Betablocker (wie Carvedilol) durch selektive β1-Blocker (wie Nebivolol und Bisoprolol) zu ersetzen [63]. Darüber hinaus können bei Patienten, die sich in großen Höhen aufhalten, Karbonatanhydrasehemmer, z. B. Acetazolamid, verwendet werden, aber ihre Kombination mit anderen

Das liegt daran, dass sie die physiologische Anpassung des Organismus an die Bedingungen im Hochgebirge einschränken. ACEI und ARB reduzieren die renale Sekretion von Erythropoetin und begrenzen das Hämatokritwachstum. ACEI und nicht-selektive Betablocker reduzieren durch ihre Wirkung auf adrenerge Rezeptoren (hauptsächlich β2) sowohl die Gasdiffusion in den Alveolen als auch die durch Hypoxie verursachte Hyperventilation [1,63]. Aus diesem Grund ist es ratsam, bei einem vorübergehenden Aufenthalt in großer Höhe nicht-selektive Betablocker (wie Carvedilol) durch selektive β1-Blocker (wie Nebivolol und Bisoprolol) zu ersetzen [63]. Darüber hinaus können bei Patienten, die sich in großen Höhen aufhalten, Karbonatanhydrasehemmer, z. B. Acetazolamid, verwendet werden, aber ihre Kombination mit anderen Gruppen von Diuretika wird nicht empfohlen, da sie das Risiko einer Dehydratation und von Elektrolytstörungen erhöht [1].
4.4. Koronare Arterienerkrankung (KHK)

4.4.1. Physiologie und Pathophysiologie

Die Anpassung an große Höhen kann bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit schwierig sein. In einer hypoxischen Umgebung erhöht sich das Herzzeitvolumen, um eine konstante Versorgung des Gewebes mit Sauerstoff aufrechtzuerhalten. Bei KHK-Patienten verhindern atherosklerotische Plaques in den Arterien deren Dilatation, was zu einer verminderten Sauerstoffversorgung des Herzens führt und ein akutes Koronarsyndrom auslösen kann [1]. Bei der Analyse der Auswirkungen der Höhe auf Patienten mit KHK sollten jedoch zahlreiche Mechanismen nicht vergessen werden, wie z. B.: die Möglichkeit der Verschlimmerung der Symptome durch die reduzierte Sauerstoffverfügbarkeit, die Auswirkungen der Hypoxie und anderer damit verbundener Umweltbedingungen, einschließlich körperlicher Anstrengung, Dehydrierung, thermischem Stress, emotionalem Stress, die theoretisch akute koronare Ereignisse auslösen können, und schließlich kann in Fällen, in denen der Patient älter und unfit ist und keine ausreichende Akklimatisierung hatte, auch Angina auftreten [67].

4.4.2. Klinische Empfehlungen

Eine koronare Herzkrankheit ist keine absolute Kontraindikation für einen Aufenthalt in großen Höhen [36]; allerdings sollte jeder Fall individuell betrachtet werden. Die Sicherheit des Aufenthaltes in großen Höhen bei dieser Patientengruppe hängt von mehreren Faktoren ab. Personen, die bei leichter Anstrengung auf Meereshöhe eine Angina entwickeln, sollten nicht in große Höhen aufsteigen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die Symptome in der hypoxischen Umgebung verschlimmern können [68]. Ebenso sollten sich Patienten nach einem frischen Herzinfarkt nicht in großen Höhen aufhalten. Andererseits scheint es, dass Patienten mit stabiler Angina pectoris und mit einem asymptomatischen Myokardinfarkt (MI) in der Vorgeschichte ohne erhöhtes Risiko in großen Höhen bleiben können [68]. Nach Schmid JP. et al. ist bei einem Myokardinfarkt

Es gab Fälle von asymptomatischer Hypoxie unter den transportierten Patienten, die jedoch mit Sauerstoffgabe korrigiert werden konnten. Es gab auch Fälle von Angina pectoris unter den Patienten, aber die Symptome klangen nach sublingualer Verabreichung von Nitroglycerin ab. In der oben erwähnten Studie wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen der Sicherheit des Transports von Patienten nach ST-Hebungsinfarkt (STEMI) und Nicht-ST-Segment-Hebungsinfarkt (NSTEMI) festgestellt. Auch die Tatsache, dass vor dem Flug eine Revaskularisation durchgeführt wurde, schien die Sicherheit des Transports nicht zu beeinflussen. Der Lufttransport scheint für die Patienten sicher zu sein, sofern ihr klinischer Zustand stabil ist und theoretisch eine medizinische Versorgung während des Fluges gewährleistet ist [70].
4.5. Herzrhythmusstörungen

4.5.1. Physiologie und Pathophysiologie

Zu den mit der Höhe assoziierten Faktoren, die zu einer myokardialen Ischämie und damit zu Arrhythmien prädisponieren, gehören eine erhöhte Aktivität des sympathischen Nervensystems, Hypoxie, rechtsventrikuläre Überlastung, Alkalose und Veränderungen im transmembranen Kaliumtransport [1,24]. Von den oben genannten Faktoren ist der am häufigsten diskutierte die sympathische Stimulation [20,21,22,23]. Sie erhöht das Risiko eines plötzlichen Herztodes, insbesondere bei Patienten nach MI [20]. Bis zu 30 % der Todesfälle bei der Ausübung von alpinen Sportarten werden durch den plötzlichen Herztod verursacht [24].

Kujaník S. et al. wiesen darauf hin, dass die Inzidenz von supraventrikulären vorzeitigen Schlägen (SVPB) und ventrikulären Schlägen (VEB) bei gesunden Personen in der gemäßigten Höhe (1350 m ü.d.M.) um das Doppelte höher ist und ihre Periodizität im Vergleich zur niedrigen Höhe von 200 m ü.d.M. verschoben ist [22]. So gesehen ist zu vermuten, dass bei Patienten mit vorbestehenden kardiovaskulären Erkrankungen das Auftreten verschiedener Arten von Arrhythmien in größerer Höhe deutlicher sein könnte, auch wenn uns groß angelegte Studien in diesem Bereich fehlen.

Es gibt jedoch wissenschaftliche Berichte, die gegenteilige Ergebnisse präsentieren. Woods DR. et al. weisen darauf hin, dass das Risiko für gefährliche Arrhythmien bei Menschen, die bereit sind, in großen Höhen zu trainieren, gering ist [24]. Allerdings sind Tachykardien, die mit der Höhe zunehmen, häufig [24]. Mit zunehmender Höhe kann es bei Patienten zu Palpitationen kommen, nicht nur bei Belastung, sondern seltener auch in Ruhe [24].

Bezüglich der QTc-Intervall-Verlängerung sind die Befunde ebenfalls nicht schlüssig. Nach der Studie von Carta et al. verändert sich die QTc-Zeit während des Aufstiegs nicht signifikant [71]. Im Gegensatz dazu weisen die Ergebnisse von Bisang auf eine signifikante Verlängerung der QTc-Zeit bei nächtlichen Messungen hin [72]. Beide genannten Studien wurden an unterschiedlichen Patientengruppen durchgeführt; alle hatten jedoch eine mittelschwere bis schwere COPD [71,72]. Darüber hinaus blieb in einer anderen Studie beim 24-Holter-Monitoring eines nicht akklimatisierten 65-jährigen Mannes ohne vorbestehende Herzerkrankung während eines Anstiegs auf 5895 m QT unverkettet, es traten lediglich ventrikuläre Arrhythmien in Form von Anfällen von ventrikulärer Bigeminie auf [73].

4.5.2. Klinische Empfehlungen

Bei Patienten, bei denen bereits eine Arrhythmie diagnostiziert wurde, muss die Frage des Reisens in die Höhenlagen stärker berücksichtigt werden. Es scheint, dass Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern sicher in große Höhen reisen können [16]. Es gibt keine Einschränkungen für Patienten mit gut kontrollierten supraventrikulären Arrhythmien, die als NYHA I oder NYHA II klassifiziert sind [25]. Es ist jedoch kontraindiziert bei Personen mit instabiler Arrhythmie und ventrikulären Arrhythmien, die in der alten Lown-Skala als 4b klassifiziert sind, was das Vorhandensein von nicht anhaltenden ventrikulären Tachykardien unterschiedlicher Dauer bedeutet [16]. Personen mit unkontrollierten hämodynamisch signifikanten ventrikulären Arrhythmien, die als NYHA III oder NYHA IV klassifiziert sind, sollten nicht mit kommerziellen Fluggesellschaften reisen [25].

Das Auftreten von Herzrhythmusstörungen ist einer der wichtigsten Ausschlussfaktoren für den Pilotenberuf in Westeuropa [74]. Personen, die als Flugzeugpersonal arbeiten wollen, müssen u. a. eine 12-Kanal-Elektrokardiographie (EKG) und eine Serumlipidmessung durchführen lassen. Weitere Tests, die angezeigt sein können, sind: 24-h-Holter-EKG, myokardiale Perfusionsbildgebung, MRT, Koronarangiographie und viele andere. Wenn beim Bewerber eine Anomalie des kardiovaskulären Systems festgestellt wird, die die Flugsicherheit beeinträchtigen könnte, ist eine kardiologische Konsultation und eine entsprechende Bewertung erforderlich. Die häufigsten behindernden Arrhythmien sind vorzeitige ventrikuläre Schläge, ventrikuläre Tachykardien und paroxysmales Vorhofflimmern [74].

4.6. Periphere Durchblutungsstörungen

4.6.1. Physiologie und Pathophysiologie

Ödeme der unteren Gliedmaßen sind die häufigsten Beschwerden, mit denen Patienten bei Langstreckenflügen (über 7 h) konfrontiert werden [75]. Dieses Problem kann sogar 86 % der Reisenden betreffen [76]. Die Ursachen für die Ödembildung sind eine erhöhte kapillare Filtration, ein verminderter Kabinendruck, eine eingeschränkte Räumlichkeit und Beweglichkeit sowie eine Veränderung des Flüssigkeitshaushalts während des Fluges. Die genannten Veränderungen sind physiologisch und unterscheiden sich in ihrer Ausprägung von Patient zu Patient [25].

Sowohl Flugreisen als auch das Bergsteigen sind Risikofaktoren für venöse Thromboembolien (VTE). Im Hochgebirge ist man einigen Faktoren ausgesetzt, die die Hyperkoagulabilität des Blutes beeinflussen; dazu gehören Hypoxie, Dehydrierung, niedrige Temperatur und das Tragen von eng anliegender Kleidung [77]. Was die Häufigkeit von Symptomen einer tiefen Venenthrombose betrifft, so liegt sie zwischen 0,0 % und 0,28 %, und ist zwischen 0,0 % und 10,34 % asymptomatisch [78]. In einer anderen Studie wurde ein ähnliches Ergebnis erzielt, es lag bei 0,3 % [79]. Lange Flugreisen von mehr als 8 Stunden sind mit dem Risiko assoziiert, eine VTE in Form einer tiefen Venenthrombose (DVT) oder einer Lungenembolie (PE) zu entwickeln [80]; Flugreisen von weniger als 8 Stunden scheinen jedoch keinen Einfluss auf das Risiko einer DVT zu haben [78,81]. Zu den VTE-Risikofaktoren gehören kürzlich durchgeführte Operationen, eine VTE in der Vorgeschichte, Schwangerschaft, Wochenbett, Hormonersatztherapie, aktive neoplastische Erkrankungen, Adipositas, die Verwendung oraler Kontrazeptiva, neoplastische Erkrankungen und thrombotische Zustände [80,81,82]. Die Meinungen und Empfehlungen darüber, ob ein Aufenthalt in großer Höhe die Entwicklung von VTE beeinflusst, sind oft widersprüchlich [77]. Nach Cancienne JM. et al. gibt es einen Zusammenhang zwischen Höhenaufenthalt und VTE. In der von ihnen durchgeführten Fall-Kontroll-Studie fanden sie heraus, dass bei Patienten, die sich einer elektiven Schulterarthroskopie in einer Höhe von mehr als 1219 m ü. NN unterzogen, die Inzidenz von VTE höher war als bei Patienten, die sich demselben Eingriff unterhalb von etwa 30 m ü. NN unterzogen (OR, 2,6; p < 0,0001) [83]. Es sollten jedoch weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um diesen Punkt zu klären.

4.6.2. Klinische Empfehlungen

Die orale Gabe von o (beta-Hydroxyethyl)-Rutosiden hat sich als wirksame Methode zur Bekämpfung dieser Beschwerden erwiesen [75,76]. Sie verhindern Veränderungen in der Hautperfusion (vermindern die erhöhte Kapillarfiltration) und hemmen so die Entwicklung von Ödemen [74,75]. Je höher die Dosis, desto geringer ist die Schwellung [75]. Einigen Berichten zufolge können sie aus ökonomischen Gründen und wegen des geringen Nebenwirkungsrisikos auch bei gesunden, zu Ödemen neigenden Menschen eingesetzt werden. Auch die Kompressionstherapie ist ein häufig empfohlenes Verfahren [75].

Nach den Leitlinien der American Society of Hematology sollten Menschen ohne VTE-Risikofaktoren bei langen Reisen (über 4 h) keine antithrombotische Prophylaxe anwenden [80]. Bei Patienten mit erhöhtem Thromboserisiko wird die Verwendung von abgestuften Kompressionsstrümpfen oder niedrigmolekularem Heparin in Standarddosis vorgeschlagen, und wenn dies nicht möglich ist, wird die Verwendung von Acetylsalicylsäure (ASS) empfohlen (Tabelle 2) [80].

Ein Biomarker, der in Zukunft zur Untersuchung von Patienten, die eine tiefe Venenthrombose in großer Höhe entwickeln, verwendet werden könnte, ist lncRNA (long non-coding RNAs), wie in neuen Studien von Jha et al. vorgeschlagen [84].

4.7. Ischämischer Schlaganfall

4.7.1. Physiologie und Pathophysiologie

Es besteht kein Konsens über den Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von Schlaganfällen und dem Aufenthalt in großen Höhen. Einige wissenschaftliche Studien weisen darauf hin, dass Schlaganfälle bei Menschen, die sich in großen Höhen aufhalten, häufiger auftreten [26,27]. Dies könnte auf Hypoxie und Dehydration zurückzuführen sein [26]. Andere weisen jedoch darauf hin, dass bei Patienten nach Schlaganfall, unabhängig von der Höhenlage, die Adhäsionskraft der Thrombozyten bei Aufenthalten in Höhen unter 1000 m ü. NN und über 3000 m ü. NN gleichermaßen erhöht ist [85]. Polyzythämie ist ein wichtiger Risikofaktor, der die Wahrscheinlichkeit eines Schlaganfalls erhöht [27]. Interessanterweise besteht auch bei Patienten mit symptomatischer Stenose der Halsschlagader und daraus resultierender zerebraler Durchblutungsstörung keine Kontraindikation zum Fliegen [86].

4.7.2. Klinische Empfehlungen

Vorsicht ist jedoch geboten bei der Diagnose eines Schlaganfalls bei Patienten ohne Risikofaktoren, die gerade von einer alpinen Expedition zurückgekehrt sind und charakteristische neurologische Symptome aufweisen. Ähnliche klinische Symptome können im Rahmen eines Höhenhirnödems (HACE) auftreten, das bei der Differentialdiagnose berücksichtigt werden muss. Dies ist wichtig, da der Schlaganfall mit Thrombolyse und das HACE mit Dexamethason behandelt wird. Wenn eine entsprechende Behandlung schnell genug erfolgt, besteht die Chance auf eine vollständige Heilung des Patienten [87].

Eine Limitation der Studie ergibt sich aus der verständlichen Tatsache, dass trotz der Anwendung zahlreicher Publikationen die randomisierten Studien in diesem Bereich, wie bereits erwähnt, eher spärlich sind. Die verfügbaren Daten wurden diskutiert; es ist jedoch mehr Forschung notwendig, um einige medizinische Empfehlungen stärker zu unterstützen, vor allem wenn man weiß, dass derzeit viele Menschen regelmäßig reisen und Orte in großen Höhen besuchen, auch häufig Flugzeugflüge als Transportmittel nutzen. In dieser Hinsicht sollten die klinischen Empfehlungen, obwohl sie von den prominenten medizinischen Vereinigungen erstellt wurden, individuell für jeden Patienten behandelt werden und die Ärzte sollten besser immer offen bleiben, um in Zukunft neue Erkenntnisse zu erlangen.
5. Schlussfolgerungen

Beim Aufenthalt in großen Höhen finden im menschlichen Körper zahlreiche physiologische Veränderungen statt. Diese Veränderungen sind wesentlich für die Anpassung und das Funktionieren in der Umgebung der hypobaren Hypoxie. Einige von ihnen können jedoch ein Risiko für Patienten mit chronischen Krankheiten, insbesondere des kardiovaskulären Systems, darstellen. Bis heute fehlt das Wissen, ob Behandlungen in niedriger Höhe wirksam sind, um eine höhenbedingte Verschlechterung krankheitsspezifischer Symptome zu verhindern. Vor der geplanten Reise an einen Ort in großer Höhe oder einer Flugreise sollten solche Patienten einen Arzt konsultieren, um festzustellen, ob eine Änderung der Behandlung erforderlich ist. Ähnlich verhält es sich mit Patienten, die eine Reise in die Berge planen und zusätzlich über die Regeln der Behandlung im Falle der akuten Höhenkrankheit aufgeklärt werden sollten.


übersetzt mit DeepL, ohne Gewähr, wenn was falsch ist oder fehlt, bitte selbst übersetzen, danke