Anästhesiologie und perioperative Immunreaktivität

Das Immunsystem reagiert auf operative Eingriffe oder invasive Prozeduren mit einer komplexen Immunantwort. Klinisch manifestiert sich eine systemische inflammatorische Entzündungsreaktion (SIRS). Neben günstigen Effekten, wie der verbesserten Wundheilung oder Geweberegeneration, können aber auch ungünstige komplexe immunsuppressive Wirkungen bis hin zur Immunparalyse hervorgerufen werden. Die Folge ist ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von postoperativen Komplikationen (Wundinfektionen, Sepsis, Delir, pulmonale Infektionen). Gewebetrauma und Zellzerstörung während eines operativen Eingriffs sind unvermeidbare Faktoren und zwangsläufig mit einer komplexen Immunantwort verbunden (Boehm et al. 2015; Lord et al. 2014). Zudem beeinflussen weitere Faktoren wie z. B. die mechanische Beatmung, Medikamente, Anästhetika, Opioide, Transfusionen von Blutprodukten oder die Verwendung einer extrakorporalen Zirkulation die perioperative Immunreaktivität (von Dossow et al. 2008a). Die Immunantwort wird über Rezeptor-vermittelte spezifische intrazelluläre Moleküle vermittelt, die aus den geschädigten Gewebszellen stammen, die sogenannten Alarmine (Chan et al. 2012): Alarmine sind in der Regel intrazelluläre Proteine, die bei einer Zellnekrose passiv in den Extrazellularraum gelangen. Des Weiteren können sie auch aktiv durch Immunzellen freigesetzt werden. Sie führen nicht nur zu einer Inflammation, sondern fördern unter anderem auch die Reparatur des geschädigten Gewebes. Hingegen kann eine exzessive Gewebeschädigung im Rahmen großer operativer Eingriffe sich ungünstig für den Patienten auswirken und im schlimmsten Fall mit einer anhaltenden Immunparalyse assoziiert sein. Die Gruppe der Alarmine wird auch als damage-associated molecular pattern (DAMP) Moleküle bezeichnet (Vénéreau et al. 2015). DAMP-Moleküle sind eine divergente Gruppe strukturell diverser Moleküle, die nach einem entstandenen Zellschaden ausgeschüttet werden, aber auch gleichzeitig aktiv Mediatoren ausschütten (Rossaint und Zarbock 2018). Sie fungieren als Alarmierungssystem und induzieren auch die adaptive Immunantwort, indem sie die antigen-präsentierenden Zellen (APC), die dendritischen Zellen und die Monozyten aktivieren (Bianchi und Manfredi 2007). Gleichzeitig beeinflussen die Zytokine IL-1, Tumor Nekrose Faktor-alpha, IL-33 und High-mobility-group-box 1 (HMGB-1) indirekt die zelluläre Immunantwort, indem sie die Makrophagen, dendritischen Zellen und die vaskulären endothelialen Zellen aktivieren (Schuster et al. 2013; Bertheloot und Latz 2017). Die Folge ist eine Zytokinproduktion und -ausschüttung aus den Mastzellen und gleichzeitige Aktivierung der T-Zellen in Richtung Th2-Zellen mit Expression von E-Selectin, P-Selectin und interzellulärem Adhäsionsmolekül 1 auf vaskulären Endothelzellen (Phillipson und Kubes 2011). Die protektive Immunreaktivität bildet die Grundlage für ein intaktes Immunsystem und ist abhängig von einer adäquaten T-Zell-Reaktivität, einer intakten Makrophagen/Monozyten-T-Zell-Interaktion sowie einer angemessenen Zytokinbalance in der unmittelbar postoperativen Phase (Koerner et al. 2008; Kimura et al. 2006b). Der operative Eingriff bedingt eine Störung dieses Interaktionsgleichgewichts und verursacht somit eine Auflösung des komplexen Regulationssystems. Die Folge ist eine veränderte Immun-Reaktivität. Eine prolongierte Imbalance der Immunreaktivität, z. B. erhöhte IL-6-, IL-8- und IL-10-Konzentrationen unmittelbar postoperativ, kann mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer Infektion einhergehen (Lin et al. 2000; Loisa et al. 2003; Matsuda et al. 2007; Miyaoka et al. 2005; Rossaint et al. 2012). So zeigte sich zum Beispiel in einem tierexperimentellen Modell im Sinne einer „Second-hit-Theorie“ eine vierfach erhöhte Letalität bei Tieren mit Operation und Pneumonie im Vergleich zu Tieren mit Pneumonie ohne vorherige Operation (Manderscheid et al. 2004).