Perioperative L-Carnitin-Supplementierung bei kardiochirurgischen Eingriffen angeborener Herzfehler im Säuglingsalter

Abstract

Ein intakter zellulärer Energiestoffwechsel ist essentielle Voraussetzung derstrukturellen und funktionellen Integrität des Myokards. Durch mitochondrialeOxidation von Fettsäuren und Glukose sowie Glykolyse und Glykogenolyse deckt dieHerzmuskelzelle ihren zellulären Energiebedarf. L-Carnitin als Carrier für den mitochondrialen Transport aktivierter Fettsäuren undCarnitin-abhängige Acyl-Transferasen und Translokasen sind unabdingbare Bestandteileder Fettsäureoxidation und modulieren zusätzlich die oxidative Glukose-Utilisation.Grundlage der vorliegenden Arbeit war eine vorausgegangene Studie, die erniedrigtePlasmaspiegel für Gesamt-Carnitin und freies Carnitin fand und einen signifikantenVerlust von freiem Carnitin, kurzkettigen Acylcarnitinen und energiereichen Phosphatenum 28 - 56 % im Myokardstoffwechsel bei kardiochirurgischen Eingriffen imKindesalter beschrieb, wobei der Carnitinverlust bei Kindern unter 1 Jahr größer war. Der Wert einer perioperativen Carnitinsupplementierung bei kardiochirurgischenEingriffen angeborener Herzfehler im Säuglingsalter wurde in der vorliegenden Studieevaluiert. Bei gleichen Ausgangswerten für alle Carnitinfraktionen im Plasma zeigte sich bereitsnach oraler Supplementierung mit L-Carnitin ein Anstieg für Gesamtcarnitin im mittelum 100 % auf 123,55 µmol/l, für freies Carnitin um 50 % auf 75,24 µmol/l und fürkurzkettige Acylcarnitine um 250 % auf 46,03 µmol/l (Angabe jeweils und imfolgenden als Mittelwert). Nach intravenöser Applikation präischämisch stiegen die Werte für Gesamtcarnitin umdas 28fache auf 1768,23 µmol/l, für freies Carnitin um das 31fache auf 1556,95 µmol/l,für kurzkettige Acylcarnitine um das 17fache auf 211,27 µmol/l und für langkettigeAcylcarnitine um das 4fache auf 9,09 µmol/l. Diese Erhöhung blieb auch über die gesamte postoperative Phase im Gruppenvergleichbestehen. Die Werte für das supplementierte Kollektiv lagen im Vergleich zumPlacebokollektiv im gesamten Beobachtungszeitraum um das mindestens 3fache höherbei Gesamtcarnitin, um mindestens 3,5 mal höher bei freiem Carnitin, knapp oberhalbbei den kurzkettigen Acylcarnitinen und um das mindestens 1,9fache höher bei denlangkettigen Acylcarnitinen. Die perioperative Supplementierung mit L-Carnitin führte im präischämischen Myokard zu signifikant erhöhten Spiegeln an freiem Carnitin (um 80 % auf 3,52 µmol/g NCP)und zu deutlich erhöhten Konzentrationen von ATP (um 80 % auf 43,38 µmol/g NCP)und CP (um 150 % auf 40,49 µmol/g NCP) in der Verumgruppe im Vergleich zurPlacebogruppe. Auch postischämisch blieb in der supplementierten Gruppe die signifikante Erhöhungder Gewebespiegel an freiem Carnitin bestehen. Der Myokard-Stoffwechsel während intraoperativer Ischämie, Kardioplegie undReperfusion war zwar durch einen signifikanten Verlust an freiem Carnitin(Placebogruppe: 25 %, Verumgruppe: 25 %) sowie durch einen deutlichen Verlust anATP (um 50 %) und CP (um 60 %) in der Verumgruppe gekennzeichnet, wodurch sichder Endgehalt an Kreatinphosphat und ATP postischämisch in beiden Gruppen nichtsignifikant unterschied. Trotzdem waren nach Ischämie unter Carnitinsupplementierungnoch signifikant höhere myokardiale Konzentrationen an freiem Carnitin zu verzeichnen(2,45 µmol/g NCP versus 1,45 µmol/g NCP). Klinisch fand sich in der Verumgruppe ein signifikant reduzierter Bedarf positivinotroperMedikamente 48 Stunden nach Ischämie sowie eine niedrigereBeatmungsdauer als Ausdruck einer rascheren Erholung des Myokards. Die erhobenen Befunde weisen auf einen protektiven Effekt von Carnitin imMyokardstoffwechsel bei kardiochirurgischen Eingriffen im Säuglingsalter hin,erkennbar an signifikant höheren Gewebespiegeln von freiem Carnitin im Myokard,verbunden mit einer rascheren myokardialen postoperativen Erholung.