Medizinisch-wissenschaftliches Projekt

Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Friedrich Grimminger

Dr. med. Ardeschir Ghofrani

Dr. med. Eike Mrosek

Dr. med. Frank Reichenberger

Dr. med. Markus Kohstall

Dr. med. Peter Becker

Timon Seeger

Ärzte der Universität Giessen werden die internationale Bergsteigergruppe auf der Jubiläumsexpedition zum Mount Everest begleiten (50 Jahre Erstbesteigung durch Edmund Hillary). Unter der Leitung des Giessener Pneumologen und Intensivmediziners Professor Friedrich Grimminger werden Dr. Ardeschir Ghofrani, Dr. Eike Mrosek, Dr. Frank Reichenberger und Dr. Markus Kohstall vom Zentrum für Innere Medizin der Justus-Liebig-Universität, sowie Dr. Peter Becker aus Bad Tölz Veränderungen der Herz- und Lungenfunktion in extremen Höhen untersuchen. Sowohl bei Bergsteigern und Höhen-Rettungsteams als auch bei Bewohnern größer Höhen kommt es zu Fehlfunktionen dieser beiden Organsysteme, die nur zum Teil durch Akklimatisation kompensiert werden können.

Der dort herrschende Sauerstoffmangel bewirkt dramatische Reaktionen der Lungengefäße, welche bei nicht-akklimatisierten Personen bis hin zum akuten Kreislauf- und Lungenversagen, mit teils tödlichem Ausgang führen können. Die Akklimatisation bedeutet unter anderem, dass der Muskel der rechten Herzkammer sich den erhöhten Drucken im Lungenkreislauf allmählich durch eine Zunahme seiner Muskelmasse und Pumpkraft anpasst. Dennoch kann es bei längerem Aufenthalt in großen Höhen bei zunehmender Verdickung der Lungengefäßwände (Abbildung 1) zu einer schleichenden Überlastung des rechten Herzens und Abnahme der körperlichen Belastbarkeit kommen. Ein längerer Aufenthalt in Höhen über 5500 m kann auf Dauer nicht überlebt werden. In der Todeszone ab 7000 m ist ein Überleben ohne Hilfsmittel sogar nur für wenige Stunden bis Tage möglich. Die durch Sauerstoffmangel bedingten Veränderungen bei Extrembergsteigern und Höhenbewohnern haben nach Ansicht der Giessener Mediziner Modellcharakter für eine Vielzahl von Herz- und Lungenerkrankungen (z.B. Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung, Lungenfibrose, Lungenhochdruck, angeborene Herzfehler, chronisches Linksherzversagen, akute und chronische Lungenembolien). Bei den genannten Erkrankungen kommt es ebenfalls zu chronischen Umbauvorgängen der Lunge mit Auswirkungen auf die rechte Herzkammer. Hieraus resultiert für die betroffenen Patienten eine dauerhafte Einschränkung der Leistungsfähigkeit, der Lebensqualität und der Lebenserwartung. Sowohl für die in eine Notlage geratenen Bergsteiger, als auch für die immense Zahl von Patienten mit den genannten Erkrankungen soll eine gezielte Therapie des Lungenhochdrucks entwickelt werden.

Die Giessener Spezialisten sind auf der Suche nach einem optimierten Medikament, das in der Lage ist, die übersteigerte Lungengefäßreaktion abzuschwächen und die Sauerstoffnahme durch eine gezielte Gefäßerweiterung der Lunge zu verbessern.

Ziel der Untersuchungen ist es, die Wirksamkeit geeigneter Maßnahmen an einer Gruppe von gesunden Leistungssportlern aufzuzeigen, die sich unter den extremen Bedingungen einer Mount Everest Expedition befinden. Sie setzen sich freiwillig einem durch den Sauerstoffmangel provozierten Lungenhochdruck aus. Innerhalb weniger Wochen werden wie im Zeitraffer Reaktionen im Gefäßsystem ausgelöst, die sich bei Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen über Jahre und Jahrzehnte entwickeln. Glücklicherweise erholen sich die Organe bei den Bergsteigern aufgrund der nur vorübergehenden Exposition, wohingegen die Krankheitsprozesse bei den Patienten wegen des Fehlens einer gezielten Therapie bislang unumkehrbar sind. Der wissenschaftliche Teil der Expedition liefert somit möglicherweise Erkenntnisse, die nicht nur von höhenmedizinischer, sondern vor allem auch von allgemeinmedizinischer Bedeutung sind.

Abbildung 1: Zur Darstellung kommen Schnittbilder aus einer gesunden Lunge (a) sowie einer Lunge nach Langzeit Hypoxie-Exposition (b). Die Pfeile markieren jeweils eine kleine Arterie aus dem Bereich der sogenannten Widerstandsgefäße. Sichtbar ist die zarte Struktur des normalen Lungengefäßes (a) im Gegensatz zum erheblich wandverdickten Gefäß unter Bedingungen der Sauerstoffarmut (b).

Abbildung 2: Schematische Darstellung von Gefäßquerschnitten des Lungenkreislaufs. Unter Bedingungen des akuten Sauerstoffmangels kommt es zu einer Gefäßverengung (Gefäßquerschnitte linker und mittlerer Bildausschnitt), der bei Normalisierung des Sauerstoffgehalts wieder umkehrbar ist. Unter dem Einfluss chronischer Sauerstoffarmut kommt es zusätzlich zu einer aktiven Gefäßengstellung auch zu einer Zunahme der Gefäßwanddicke, die in einem chronischen Lungenhochdruck resultiert (Gefäßquerschnitt rechter Bildausschnitt).

News:

16. März 2003: Ein Schritt auf dem Weg zum Everest ist vollbracht. Die Untersuchungen der Expeditionsteilnehmer in Giessen, sozusagen auf Niveau des Meeresspiegels, sind abgeschlossen.
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24. März 2003: Das Forschungsprojekt kommt in die Endphase der Vorbereitungen. Die Geräte für die "mobile Intensivstation" sind auf dem Weg zum Berg.
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15. April 2003: Auf dem Weg ins Basislager: Zwei Tage medizinische Untersuchungen in Namche Bazar
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05. Mai 2003: Hauptteil der medizinischen Studie abgeschlossen
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