Dieses Kapitel ist relevant für Abschnitt G4(ii) des CICM-Primärlehrplans 2017, der vom Prüfungskandidaten erwartet, dass er „die Verteilung des Blutvolumens und -flusses in den verschiedenen regionalen Kreisläufen … einschließlich der Autoregulation … beschreibt. Dazu gehören unter anderem der zerebrale und rückenmarksnahe Kreislauf, der hepatische und splanchnische Kreislauf, der koronare Kreislauf, der renale Kreislauf und der utero-plazentare Kreislauf“. Der Leberkreislauf wurde in den letzten Arbeiten fünfmal erwähnt (im Vergleich zu viermal für den zerebralen Kreislauf, was ihn um 25% wichtiger macht). Zu den historischen SAQs gehören:

  • Frage 13 aus der zweiten Arbeit von 2016
  • Frage 3 aus der zweiten Arbeit von 2015
  • Frage 18 aus der ersten Arbeit von 2013
  • Frage 11 aus der ersten Arbeit von 2012
  • Frage 4(S.2) aus dem ersten Papier von 2008

Zusammenfassend:

  • Hepatische Blutversorgung:
    • Aus der Leberarterie (ein Ast des Truncus coeliacus)
      • Unter Aortendruck (MAP ~65-90 mmHg)
      • 30-40% des Blutflusses (SvO2= 95%; 40-50% des DO2)
    • Aus der Pfortader
      • Zusammenfluss von Mesenterial- und Milzvenen
      • Klappenloses Niederdruckvenensystem (8-10 mmHg)
      • 70% des gesamten Blutflusses (SaO2=85%; 50-60% des DO2)
    • Gesamtdurchblutung der Leber: 25% des gesamten Herzzeitvolumens oder 1200ml/min.
      • Das sind etwa 100ml/100g Gewebe/Minute
      • Der hepatische Sauerstoffverbrauch beträgt 6ml/100g/min
      • Die hepatische venöse Sauerstoffsättigung beträgt normalerweise ~ 65%
  • Hepatische Mikrozirkulation:
    • Besteht aus der Anastomose von Leberarteriolen und Pfortadervenen
    • Diese Gefäße vereinigen sich zu hepatischen Sinusoiden
    • Sinusoide sind stark modifizierte großkalibrige Kapillaren mit diskontinuierlichem Endothel
    • Besonderheiten:
      • Niedriger Druck, um den retrograden Fluss im ventillosen Portalsystem zu verhindern
      • Niedrige Flussgeschwindigkeit, um die Extraktion von Sauerstoff und anderen wichtigen Molekülen zu verbessern
  • Regulierung des hepatischen Blutflusses
    • Regulierung des portalen Venenflusses:
      • Die Flussrate wird hauptsächlich durch die splanchnische arterielle Flussrate bestimmt
      • Widerstandsänderungen als Reaktion auf:
        • Humorale Signale (z.B.. Katecholamine), bei Schock
        • Lokale endokrine Signale (z.B. VIP), die eine Vasodilatation nach einer Mahlzeit bewirken
    • Regulierung des arteriellen Blutflusses in der Leber:
      • Standardmechanismen zur Regulierung des Blutflusses in der Arterie: myogen, durch Fluss(scherung)-vermittelt, geleitete vasomotorische Reaktionen, immunologisch vermittelt durch Entzündungsmoleküle.
      • Hepatische arterielle Pufferreaktion: Der hepatische arterielle Fluss nimmt zu, wenn der portalvenöse Fluss abnimmt, und umgekehrt.
  • Externe Faktoren, die den hepatischen Blutfluss beeinflussen:
    • Venöser Rückfluss: beeinflusst die hepatische venöse Drainage (z. B. bei Überdruckbeatmung oder Herzinsuffizienz)
    • Herzleistung: beeinflusst den hepatischen arteriellen Fluss direkt und den portalen Fluss indirekt (z. B. bei Herzinsuffizienz)
    • Schockzustände und körperliche Anstrengung: vermindern den splanchnischen Blutfluss, sowohl den portalen als auch den hepatischen

Abshagen et al (2015) wäre ein hervorragender einziger Bezugspunkt für jemanden, der versucht, dieses Thema zu überarbeiten, wenn es nur nicht von Springer kostenpflichtig wäre. Für den Freigeist bieten Eipel et al. (2010) im Wesentlichen dasselbe Material, und das kostenlos. Und wie üblich taucht in einem Fachgebiet ein Autor auf, der für den Großteil der Literatur verantwortlich zu sein scheint, in diesem Fall W. Wayne Lautt von der University of Manitoba; so ziemlich alles von seinem Team scheint Gold wert zu sein.

Arterielle Blutversorgung der Leber

Die arterielle Versorgung der Leber erfolgt über die eigentliche Leberarterie, einen Ast der gemeinsamen Leberarterie (ein kurzer Ableger des Truncus coeliacus, aus dem auch die gastroduodenale und die rechte Magenarterie entspringen). Unter Auslassung der üblichen Klage über die Sinnlosigkeit, demjenigen, der sie nie sehen wird, die wahren anatomischen Verhältnisse zu zeigen, präsentiert der Autor dieses hübsche krakenartige Diagramm aus Chamberlain (2012):

Anatomie der gemeinsamen Leberarterie aus Chamberlain (2012)

In Lehrbüchern wird gesagt, dass diese Arterie etwa 350ml/min sauerstoffreiches Blut zur Leber transportiert, bei einem angemessenen arteriellen Druck mit einem MAP von etwa 65-90 mmHg. Bei einer Sättigung von 100 % und einem anämischen Hämoglobin von 100 g/L, wie es bei Intensivpatienten üblich ist, beträgt die hepatische arterielle DO2 also etwa 48 ml/min. Aufgrund ihrer Fähigkeit zur Selbstregulation wird die tatsächliche Durchflussrate in einer bestimmten Arterie jedoch recht unterschiedlich sein. Als Beispiel sei hier eine Tabelle von Tygstrup et al. (1962) angeführt. Die Autoren haben diese Werte direkt an kanülierten Lebergefäßen von Menschen gemessen. Der Durchschnittswert lag bei etwa 550 ml/min, das sind 35 % der gesamten Leberdurchblutung, aber dieser Wert lag innerhalb einer enormen Spanne (von 166 ml bis über 1 l/min):

Hepatische Blutversorgung - Aufschlüsselung der arteriellen und venösen Versorgungsanteile2

Portalvenöse Blutversorgung der Leber

Der portalvenöse Kreislauf ist im Grunde ein passiv fließender Abwasserkanal für eher toxisches, sauerstoffarmes Blut, der aus einem System von klappenlosen Gefäßen mit wenig glatter Muskulatur in den Wänden besteht. Die Vena mesenterica superior und die Vena splenica vereinigen sich hinter dem Pankreaskörper zur Pfortader, einem kurzen Fettgefäß mit einer relativ unaufregenden Wandstruktur. Die hier gezeigte vandalistische Anatomie stammt von anatomycorner.com:

Pfortaderanatomie der Leber von anatomycorner.com

Wie bereits erwähnt, handelt es sich um ein System venöser Gefäße, die keine Klappen haben. Warum, ist eine Frage, über die man streiten kann. Sicherlich ist das nicht die Art von Sache, für die man jemals hochwertige klinische Studien erwarten könnte, was bedeutet, dass wir nur die Spekulationen von Experten haben. Einige verweisen auf die Notwendigkeit, einen ungehinderten Fluss mit einem relativ niedrigen Druckgradienten aufrechtzuerhalten; angeblich würden Venenklappen das Lumen verstopfen und als Widerstand wirken, was kontraproduktiv wäre. Andere vermuten, dass es keine Ventile braucht, da es im Niederdruckbereich des Bauches lebt. In den Waden zum Beispiel ändert sich der Kompartmentdruck ständig und drückt auf die Venen – wären keine Klappen vorhanden, würde dies zu einem retrograden Fluss in den Fuß führen, was völlig kontraproduktiv wäre. Im Bauchraum ist der Kompartmentdruck konstant (und normalerweise niedrig), was bedeutet, dass die Pfortader einen zuverlässigen unidirektionalen Fluss ohne Ventile aufrechterhalten kann.

Der Fluss durch den portalen Kreislauf wird hauptsächlich durch den übertragenen Druck des Blutes angetrieben, das durch die splanchnischen Arteriolen nach oben gedrückt wird. Folglich ist dieser Fluss nicht pulsierend und steht unter geringem Druck. Balfour et al. (1954) haben bei gesunden Patienten direkt einen Pfortaderdruck von etwa 8-10 mmHg gemessen. Der Gefäßwiderstand führt hier zu einem Druckabfall von 8-10 mmHg in der Pfortader auf 2-4 mHg in den zentralen Venen, den Lautt at al (1967) auf kleine postsinusoidale Venolen (Gefäße jenseits der sinusoidalen Anastomose, die in die Lebervene entwässern und einen Durchmesser von etwa 2 mm haben) lokalisierten.

Druckgradienten im hepatischen Pfortaderkreislauf

Da der Gefäßwiderstand sehr gering ist, kann dieses System trotz des niedrigen Antriebsdrucks große Blutströme leiten. In den meisten Lehrbüchern wird ein Wert zwischen 800 und 1200 ml/min angegeben, wobei dieser Wert natürlich davon abhängt, wessen Leber man befragt. Brown et al. (1989) befragten fünfundvierzig normale kaukasische Lebern und kamen auf einen Mittelwert von 864 ml/min in Rückenlage, der auf 662 ml/min sank, wenn die Probanden aufrecht standen.

Die Sauerstoffsättigung des pfortaderförmigen Blutes beträgt nur etwa 85 % und sinkt nach einer Mahlzeit noch weiter ab. Hardin et al. (1963) kanülierten direkt die Pfortader von betäubten Hunden und maßen einen Mittelwert von 81 %, wobei die Werte in einigen Fällen bis zu 65 % reichten. Nach einer Mahlzeit sank dieser Wert sogar auf 69-76 %. Da der Blutfluss durch dieses System jedoch so groß ist, bleibt der Gesamtfluss der Sauerstoffzufuhr hoch. Mit den herkömmlichen Gleichungen kann man berechnen, dass ein Fluss von 800 ml/min bei einer Sättigung von 80 % und einem Hb von 100 einen DO2 von 88 ml/min ergibt. Das ist etwa das Doppelte dessen, was von der Leberarterie geliefert wird. Mit anderen Worten, die Leberarterie trägt nur etwa 30-40 % zur gesamten Sauerstoffversorgung der Leber bei, auch wenn in vielen Lehrbüchern von einer 50:50-Aufteilung mit der Pfortader die Rede ist (z. B. Dancygier, 2010). Der Ursprung dieses 50%-Wertes ist wahrscheinlich der alte Artikel von Tygstrup et al (1962). Sie berichteten über zahlreiche interessante Messungen am Menschen (z. B. mittlere Drücke in den Lebergefäßen, ihre Blutflüsse, ihr Widerstand usw.), was ihre Arbeit zu einer attraktiven Referenz für mehrere Generationen von Lehrbuchautoren gemacht hat.

Venöser Abfluss aus der Leber

Durch diese seltsame doppelte Blutversorgung erhält die Leber einen massiven Gesamtblutfluss von etwa 1200-1800 ml/min, was letztlich etwa 20-25 % des Herzzeitvolumens entspricht. Logischerweise ist der hepatische venöse Blutabfluss gleich diesem Zufluss, und die Lebervenen sind entsprechend groß. Normalerweise gibt es drei Lebervenen (die rechte, die mittlere und die linke), aber ihre Anatomie scheint von Mensch zu Mensch stark zu variieren, was für Anatomen, die diese Venen zur Abgrenzung der Lebersegmente verwenden wollen, ein Problem darstellt. Dort, wo die anatomische Anordnung dem Standard entspricht, dominiert in der Regel die rechte Lebervene, die den größten Teil des venösen Abflusses ausmacht.

Die Leber extrahiert etwa 6ml/100g/min Sauerstoff aus ihrer doppelten Blutversorgung, die durchschnittlich 16ml/100g/min Sauerstoff liefert (Lutz et al, 1975). Dies ergibt ein Sauerstoffextraktionsverhältnis von etwa 37 %. Daraus würde man eine hepatische venöse Sauerstoffsättigung von etwa 60 % erwarten, was fast genau dem entspricht, was von Finnnerty et al. (2019) gemessen wurde. Zumindest ist das die Art von Zahl, die man erwarten könnte, wenn alles in Ordnung ist. Wie weiter unten erläutert wird, variiert die Sauerstoffextraktion beträchtlich, abhängig von der Angemessenheit des Angebots und der Größe der Nachfrage.

Hepatische Mikrozirkulation

Dies verdient hier eine Erwähnung, weil es aus Sicht des Kreislaufs ziemlich einzigartig ist. Es wäre verlockend, hier tief in dieses Thema einzutauchen, aber vorläufig wird der Leser stattdessen auf ausgezeichnete kostenlose Artikel wie Wake & Kato (2015) verwiesen. Kurz gesagt: Portalvenolen und hepatische Arteriolen verschmelzen anastomotisch zu hepatischen Sinusoiden, die dann in post-sinusoidale Venolen entwässern.

Die endständigen Gefäße des Pfortadernetzes weisen bis auf ein sehr enges Kaliber einen geringen Widerstand auf, was bedeutet, dass der größte Teil des Drucks aus der Pfortader direkt auf die hepatischen Sinusoide übertragen wird. Diese Sinusoide könnten in jedem anderen Organ als „Kapillaren“ bezeichnet werden, sind aber strukturell ganz anders aufgebaut, da ihr Durchmesser viel größer ist als der einer normalen Kapillare und sie ein diskontinuierliches Epithel aufweisen. Das Druckgefälle in diesen Gefäßen ist relativ gering; nach Henriksen & Lassen (1988) beträgt es unter normalen Bedingungen nicht mehr als 3-5 mmHg. Bei einem so niedrigen Druck hat der Fluss hier eine ungewöhnlich niedrige Geschwindigkeit, was eine maximale Extraktion von Sauerstoff und anderen Molekülen ermöglicht. Der niedrige Druck trägt auch dazu bei, das Druckgefälle zwischen dem portalen Kreislauf und den Sinusoiden aufrechtzuerhalten, was dieses ventillose System vor retrograder Strömung schützt.

Die Leber als Blutreservoir

In Lehrbüchern wird viel über die Speicherfunktion der Leber geschrieben. Sie ist ein schweres, mit Blut gefülltes Organ, das zu etwa 25 % aus Blut besteht (Greenway & Stark, 1971), wie man an diesem Abguss des Pfortadersystems (Okudaira, 1991) erkennen kann, wobei das schwarz-weiße Original in grellem Rot eingefärbt wurde, vermutlich um einen blutähnlichen Effekt zu erzielen:

Lebermakrozikulation aus Okudaira 1991

Wenn man ein Kreislaufsystem für einen so aktiven und unfallträchtigen Organismus wie den Menschen entwerfen würde, könnte man versucht sein, dieses riesige Blutreservoir für den Körper bei Blutungen oder körperlichen Anstrengungen zugänglich zu machen. Das ist bei vielen Säugetieren der Fall. So konnten Guntheroth & Mullins (1963) beim Hund die Mobilisierung eines gespeicherten hepatosplenischen Volumens nachweisen, das 8 % des gesamten Kreislaufs entspricht und durch die Freisetzung von Katecholaminen ausgelöst wird. Andere Tierstudien kommen im Allgemeinen zu ähnlichen Ergebnissen, und obwohl es keine Daten vom Menschen zu geben scheint, die dies belegen, sind sich die Lehrbücher im Allgemeinen einig, dass dies wahrscheinlich auch beim Menschen geschieht, und beschreiben die Leber als wichtiges Speicherorgan.

Regulierung des Pfortaderblutflusses

Aus den obigen Ausführungen könnte man in die Falle tappen und denken, dass die Pfortader bei der Steuerung ihres eigenen Flusses kaum eine Rolle spielt. In diesem Fall wäre es natürlich scherzhaft, diesen Abschnitt mit „Regulierung des Pfortaderblutflusses“ zu betiteln, wenn er völlig unreguliert wäre. Die Pfortader würde also als ein dummes Organ betrachtet, das als passive Leitung für das Blut fungiert und nicht in der Lage ist, etwas Intelligenteres zu tun, als ein Gerinnsel zu bilden, um sich selbst zu blockieren. Das ist natürlich nicht der Fall.

Es stimmt, dass der Fluss in der Pfortader hauptsächlich durch den Fluss in den splanchnischen Arterien bestimmt wird, die die Menge des Blutes bestimmen, die dem Pfortadersystem zugeführt wird. Daraus folgt logischerweise, dass der Blutfluss in der Pfortader durch Veränderung des Gefäßwiderstandes des arteriellen Kreislaufs der Splanchnikusarterien beeinflussbar sein sollte. Dies scheint tatsächlich der Fall zu sein, da splanchnische Vasokonstriktoren (wie Terlipressin) den portalvenösen Fluss verringern. Tatsächlich verringerte eine Dosis von 2 mg Terlipressin in einer Studie von Baik et al. (2005) den Pfortaderfluss um fast 40 %, was die Grundlage für seine therapeutische Wirkung bei der Kontrolle von Varizenblutungen ist.

Die Pfortader verfügt also tatsächlich über glatte Muskulatur und Rezeptoren für alle wichtigen vasoaktiven Substanzen. Richardson & Withrington (1981) listet eine ganze Reihe von Vasopressoren auf, und Blei (1989) führt eine Vielzahl von Vasodilatatoren auf, von denen die folgende Liste eine konservative Kurzfassung ist:

Vasoaktive Medikamente, die auf die Pfortader wirken
Vasokonstriktoren Vasodilatatoren
  • Phenylephrin
  • Noradrenalin
  • Adrenalin
  • Dopamin
  • Serotonin
  • Histamin
  • Angiotensin
  • Vasopressin
  • CO2
  • GTN
  • Kalziumkanalblocker
  • α2-Agonisten
  • α1-Antagonisten
  • Serotoninblocker (z. B. Ketanserin)
  • Glucagon
  • Sekretin

Der portale Venenkreislauf reagiert also auf eine Vielzahl von Reizen, von denen einige seinen Widerstand verdoppeln oder halbieren können (was zugegebenermaßen nicht viel aussagt, da er von vornherein sehr niedrig ist). Die Reaktion auf endogene Vasopressoren hängt wahrscheinlich mit der offensichtlichen Rolle der Leber als Blutreservoir zusammen; in diesem Fall wäre es sinnvoll, das portalvenöse Volumen zu verringern und das zusätzliche Blut in den systemischen Kreislauf zu „spülen“. Der aufmerksame Leser wird in der obigen Liste auch einige splanchnische Hormone entdeckt haben, was auf eine Art verdauungsbezogener Regulationsmechanismen schließen lassen könnte. Dies ist in der Tat der Fall. Dauzat et al. (1994) konnten dies bei gesunden Probanden mit nicht-invasiven Messtechniken untersuchen und stellten fest, dass sich die Pfortader nach einer „Standardmahlzeit“ (das sind offenbar 470 ml Flüssigkeit) im Querschnitt um 40 % vergrößert, was mit einem massiven Anstieg des Flusses um 80 % einhergeht.

Regulation des hepatischen arteriellen Blutflusses

Die Leberarterie als muskuläres Glied des systemischen Kreislaufs unterliegt allen möglichen klar definierten Regulationsmechanismen. Müsste man sie klassifizieren, so würden sie in zwei unübersichtliche, sich überschneidende Kategorien fallen:

  • Intrinsische arterielle Autoregulationsmechanismen, die für alle Arterien im gesamten systemischen Kreislauf gelten
  • Die hepatische arterielle Pufferreaktion, die es nur im Leberkreislauf gibt.

Die arteriellen Autoregulationsmechanismen werden an anderer Stelle ausführlicher erörtert, da sie ziemlich allgemein sind und für alle arteriellen regionalen Kreislaufsysteme gelten. Diese allgemeinen Faktoren können weiter in lokale und systemische Faktoren eingeteilt werden:

  • Systemische Faktoren umfassen:
    • Arterielle Baroreflexkontrolle (erhöhter Blutdruck führt zu einer Abnahme der SVR)
    • Periphere und zentrale Chemorezeptoren (Hypoxie führt zu erhöhter SVR)
    • Hormone (z. B. Vasopressin und Angiogenese) Vasopressin und Angiotensin)
    • Temperatur (Hypothermie führt zu erhöhter SVR)
  • Lokale/regionale Faktoren umfassen:
    • Intrinsische myogene Regulierung (als Reaktion auf Dehnung)
    • Metabolische Regulierung (als Reaktion auf erhöhten Gewebebedarf)
    • Fluss- oder scherungsassoziierte Regulierung (als Reaktion auf erhöhten lokalen Fluss)
    • Geleitete vasomotorische Reaktionen von benachbarten Gefäßstellen
    • Lokale Abkühlung (die zunächst zu einer Vasokonstriktion führt, und dann wieder zur Vasodilatation führt)
    • Immunologische Modulation durch Entzündungsmediatoren

Die hepatisch-arterielle Pufferreaktion ist auch unter dem wohlklingenden Namen „hepatic arterial-portal venous semi-reciprocal interrelationship“ bekannt. Das Grundprinzip lässt sich sehr einfach zusammenfassen. Wenn der portalvenöse Fluss sinkt, steigt der hepatische arterielle Fluss an. Mit anderen Worten: Der hepatische arterielle Gefäßwiderstand ist proportional zum portalvenösen Blutfluss. Lautt et al. (1990) konnten zeigen, dass diese Beziehung über einen normalen Bereich von Flüssen relativ linear ist:

Hepatische arterielle Pufferreaktion von Lautt (1990)

Diese Beziehung funktioniert über einen ziemlich schnellen Zeitrahmen. Wenn die Pfortader intraoperativ abgeklemmt wird, steigt der hepatische arterielle Fluss fast sofort um etwa 30 % an (Jacab et al., 1995). Obwohl diese Beziehung oft als „semi-reziprok“ beschrieben wird, leistet, wie in den meisten Beziehungen, am Ende ein Partner die ganze Arbeit; wenn die Leberarterie abgeklemmt wird, tut die Pfortader nichts, um ihren Fluss zu erhöhen.

Wie kann das passieren? Die plausibelste Erklärung ist die „Adenosin-Washout-Hypothese“. Sie wurde von Lautt et al. (1985) vorgeschlagen und hat sich in der Literatur gehalten, obwohl die Beweise für diese Hypothese ziemlich wackelig sind. Zusammengefasst:

  • Adenosin wird in den Raum von Mall freigesetzt, einen periportalen Raum, der von der Pfortader, der Leberarterie und dem Gallengang eingenommen wird.
  • Es ist dann dort gefangen, weil der Raum von Mall von anderen Flüssigkeitskompartimenten getrennt ist. Kurz gesagt, es kann nirgendwo anders hin, als in die Gefäße zu diffundieren, um weggespült zu werden.
  • Die Pfortader in diesem Raum hat die höchste Flussrate, und wenn der Pfortaderfluss schnell ist, wird daher ein Großteil des Adenosins aus dem Raum von Mall herausgespült.
  • Da Adenosin ein Vasodilatator ist, führt sein Verlust zu einer Vasokonstriktion.
  • Da die Leberarterie das Einzige im Raum von Mall ist, das auch nur ein Fitzelchen glatte Gefäßmuskulatur besitzt, ist sie davon am meisten betroffen.
  • Ergo reguliert der Pfortaderfluß, indem er die Menge an Adenosin im Raum von Mall reguliert, den Gefäßwiderstand der Leberarterie.

Diese Idee scheint die Art von Langlebigkeit zu haben, die man von einer Theorie erwarten könnte, die tatsächlich korrekt ist, und die wichtigsten Herausforderer scheinen hauptsächlich die Art des ausgewaschenen Mediators zu bestreiten (d.h. einige behaupten, es müsse Stickstoffmonoxid, ATP, Kohlenmonoxid usw. sein). Der Vernunft des Lesers zuliebe werden diese Details am Ufer liegen gelassen, wo sie gefunden wurden.

Variable Sauerstoffextraktion durch die Leber

Aus den obigen Ausführungen könnte man korrekterweise schließen, dass die Blutversorgung der Leber zwar eindeutig einer gewissen Regulierung unterliegt, aber nicht besonders eng mit ihrer Stoffwechselrate verbunden zu sein scheint – jedenfalls nicht in dem Maße, wie beispielsweise der zerebrale Kreislauf mit dem zerebralen Stoffwechsel verbunden ist. Das ist einigermaßen richtig. Die wichtigsten Regulierungsmechanismen, wie die Erhöhung des portalen postprandialen Flusses oder die hepatische arterielle Pufferreaktion, sind nicht wirklich darauf ausgelegt, das Angebot an den Bedarf anzupassen – sie scheinen sich auf die

Die Leber muss sich daher auf andere Weise an die schwankende Sauerstoffzufuhr anpassen. Sie ändert nämlich ihr Sauerstoffextraktionsverhältnis. Lutz et al. (1975) fanden heraus, dass die Beziehung zwischen Sauerstoffextraktion und Blutfluss im Wesentlichen linear ist, d. h., wenn die Sauerstoffzufuhr zur Leber abnimmt, extrahiert sie immer mehr Sauerstoff, bis im Wesentlichen alles weg ist und das hepatische Venenblut schwarz vor Anoxie wird. Wie man in diesem Diagramm aus der Originalarbeit deutlich sehen kann, tendiert das Extraktionsverhältnis gegen 100 %.

Hepatisches Sauerstoffextraktionsverhältnis

Extrinsische Faktoren, die die Durchblutung der Leber beeinflussen

Der Grund, warum dies hier aufgenommen wurde, ist, dass die Prüfer in den Kommentaren des Kollegiums zu Frage 13 aus der zweiten Arbeit von 2016 eine gute Antwort erwarteten, die sich „darum dreht, wie der Blutfluss in der Leber gesteuert wird… …in Bezug auf intrinsische und extrinsische Faktoren“. Was sind diese extrinsischen Faktoren? Wenn man sich ansieht, wie sie an anderer Stelle dargestellt werden, kommt man zu dem Schluss, dass die Liste unmöglich breit sein muss und Faktoren wie „Schlag auf die Leber“ und „Kreislauftod“ umfassen könnte. Anstatt sie als „Kontrollmechanismen“ oder „regulatorische Faktoren“ zu bezeichnen, wäre es ehrlicher, sie als „äußere Einflüsse, die den Blutfluss in der Leber beeinflussen, oft dramatisch, und trotz derer die Leber noch irgendwie funktioniert“ zu beschreiben. Um sie zusammenzufassen:

  • Extrahepatische Faktoren, die die Leberdurchblutung erhöhen:
    • Erhöhter venöser Rückfluss
      • Spontanatmung (Inspiration)
    • Erhöhter arterieller Blutfluss
      • Alles, was die Herzleistung erhöht
    • Erhöhter portaler Blutfluss
      • Splanchnische Vasodilatation. z.B. nach einer Mahlzeit
  • Extrahepatische Faktoren, die die Leberperfusion vermindern
    • Verminderter venöser Rückfluss
      • Überdruckbeatmung
      • Herzinsuffizienz, insbesondere Rechtsherzinsuffizienz
      • Flüssigkeitsüberlastungszustände, z.B. zwischen regelmäßigen Dialysesitzungen
    • Verringerter arterieller Blutfluss
      • Alles, was das Herzzeitvolumen verringert, z. B. Herzinsuffizienz
      • Alles, was den splanchnischen Blutfluss umverteilt, z. B. Bewegung, Katecholaminausschüttung, Stress
    • Verringerter portaler Blutfluss
      • Splanchnische Vasokonstriktion, z. B. Schockzustände

Veränderungen des Arzneimittelstoffwechsels aufgrund von Veränderungen des Leberblutflusses

In Frage 13 der zweiten Arbeit von 2016 wurden die Auszubildenden ebenfalls gebeten, „die Veränderungen des Arzneimittelstoffwechsels zu erklären, wenn der Leberblutfluss abnimmt“. Dabei handelt es sich eigentlich um eine Frage zur hepatischen Clearance, die im Abschnitt Pharmakokinetik ausführlich behandelt wird. Um die Anzahl der Klicks bei der Prüfungsvorbereitung zu reduzieren, werden hier die wichtigsten Punkte in der kürzest möglichen Form wiedergegeben.

  • Die hepatische Clearance ist das Produkt aus dem hepatischen Blutfluss und dem hepatischen Extraktionsverhältnis:

    Gleichung der hepatischen Clearance

    wobei das hepatische Extraktionsverhältnis hier durch alles jenseits des Symbols „ד dargestellt wird.

  • Das hepatische Extraktionsverhältnis ist der Anteil des Arzneimittels, der mit dem Blut in die Leber gelangt und während einer Passage des Blutes durch die Leber irreversibel entfernt (extrahiert) wird.
  • Mit abnehmendem Leberblutfluss nimmt das hepatische Extraktionsverhältnis für alle Arzneimittel zu.

  • Was mit dem Arzneimittelmetabolismus bei abnehmendem Leberblutfluss geschieht, hängt von der intrinsischen hepatischen Clearance dieses Arzneimittels ab.
  • Je höher die intrinsische Clearance ist, desto stärker ist die Clearance des Medikaments vom Blutfluss abhängig.
  • Bei Medikamenten mit niedriger intrinsischer Clearance nimmt die hepatische Clearance daher mit steigendem Blutfluss nicht signifikant zu.
  • Bei Medikamenten mit hoher intrinsischer Clearance nimmt die hepatische Clearance im Verhältnis zum hepatischen Blutfluss ziemlich linear ab.