NERDfall Nr. 23 – Teil 2: Kohlenstoffmonoxidvergiftung

Die Kohlenstoffmonoxid (CO) – Intoxikation – ein wirklich spezielles Thema, was schon viel diskutiert und aufgearbeitet wurde. Dennoch ist es ein Thema, das nicht unterschätzt werden darf und auch in der nächsten kalten Jahreszeit vielleicht wieder aktuell wird.

Ich, Kristin, möchte mich bei euch für diese wunderbare Diskussion über meinen ersten NERDfall bedanken, es war wunderbar den Verlauf und die verschiedensten Differentialdiagnosen mitzuverfolgen!

Gliederung:

1. Fallauflösung 
2. CO-Intoxikation – was ist das denn eigentlich?
3. Better safe than sorry – Eigenschutz
4. Der aufgearbeitete Fall
5. Endlich Feierabend!
6. Take-Home-Message
7. Quellen

1. Fallauflösung

Im RTW wird der Zustand des Patienten noch einmal reevaluiert. Der Blutdruck ist mittlerweile wieder gut messbar und liegt bei 100/75 mmHg. Auch der Puls (110 BPM) ist peripher wieder besser tastbar, das EKG zeigt einen Sinusrhythmus. Auf Schmerzreiz reagiert der Patient mittlerweile mit gezielter Abwehr an allen Extremitäten. 

Der Notarzt hat in der Zwischenzeit mit Kolleg:innen einer Druckkammer telefoniert. Sofern es irgendwie möglich ist, sollen sie den Patienten möglichst nicht intubieren, damit der Druckausgleich selbstständig erfolgen kann.

Im RTW beginnt das Team damit den Patienten an die nicht-invasive Beatmung zu gewöhnen – bereits nach wenigen Minuten bessert sich die Situation und der Patient wird vigilanter. Leider teilt die Leitstelle mit, dass der im Anflug befindliche Hubschrauber auf Grund der schlechten Wetterverhältnisse nicht landen kann und wieder zum Standort zurückfliegt. 

Auf Grund der fehlenden Transportmöglichkeit mittels Hubschrauber, aber symptomatischen Besserung des Patienten, beschließt die Besatzung den Patienten bodengebunden in die 100km entfernte Zielklinik zu transportieren. 

Mit einer GCS von 14 und unauffälligen Vitalparametern erreicht der Patient die Klinik. Er verbleibt drei Tage auf Intensivstation mit Intervallen in der Druckkammer und wird nach einer Woche ohne neurologisches Defizit nach Hause entlassen.

2. CO-Intoxikation – was ist das denn eigentlich?

CO Intoxikationen entstehen vor allem dort, wo es zu einer unvollständigen Verbrennung kommt. Natürlich ganz klassisch bei Wohnungsbränden. Hier handelt sich aber meistens nicht nur um eine Monointoxikation mit Kohlensoffmonoxid, sondern eben auch um Vergiftungen durch andere verbrannte Stoffe.

Fakten zu Kohlenstoffmonoxid

• geruch-, geschmack-, farbloses Gas
• ähnliche Dichte wie Luft → CO-Melder daher auf Kopf/Thorax-Höhe
• nicht korrosiv (nicht-zersetzend, wirkt nicht bei Kontakt mit der Haut)
• brennbar und explosiv (untere Explosionsgrenze von 10,9 Vol.-% obere Explosionsgrenze von 75,6 Vol.-%)
• geringe molekulare Größe → diffundiert durch Wände/Bauteile

CO hat eine 230-300-fach höhere Affinität an das Hämmolekül im Erythrozyten als Sauerstoff – das steht überall. Aber was muss man sich denn genau darunter vorstellen? 

Erythrozyten, also die roten Blutkörperchen, haben die Aufgabe, Sauerstoff in das Gewebe zu transportieren. Hierfür befindet sich in ihnen der rote Blutfarbstoff, das Hämoglobin. Jedes Hämoglobinmolekül im Erythrozyten kann bis zu vier Sauerstoffmoleküle binden. Sobald das erste Sauerstoffteilchen an das Hämoglobin gebunden hat, verändert sich das Molekül sodass die anderen drei Bindungsstellen leichter durch den Sauerstoff besetzt werden können. 

Jetzt ist es aber im aktuellen Fall so, dass der Patient in seiner Hütte rauen Mengen CO ausgesetzt war. Das CO konkurriert mit dem O₂ um die Bindungsstellen am Hämoglobin. Die viel höhere Affinität bedeutet dabei, dass sich das CO gegenüber dem O₂ jedoch viel erfolgreicher durchsetzt und den Sauerstoff somit vom Hämoglobin verdrängt. In den Erythrozyten entsteht eine zunehmende Menge CO-Hämoglobin (CoHb), worunter die Fähigkeit zum Sauerstofftransport  leidet. Wegen der hohen Affinität reichen schon kleinste Mengen (10ppm – parts per million) in der Umgebungsluft, um  einen COHb- Anteil von 2% am Gesamt-Hb zu erzielen. 

CO schadet aber auch der mitochondrialen Atmungskette. Auch hier hat CO eine höhere Affinität an die Bindungsstelle des Sauerstoffs des Komplex IV (Cytochrom-c-Oxidase) der Atmungskette. Der Komplex IV ist für den Aufbau des Protonengradienten mit zuständig. Dieser Gradient sorgt für die Energiebereitstellung und den Antrieb der nachfolgenden ATP-Synthase, die wiederum ATP freisetzt. Ist die Bindungsstelle durch CO blockiert, kommt es zu einer reduzierten oder gar aufgehobenen Synthese von ATP. Die Zellen müssen auf einen anaeroben Stoffwechsel wechseln. Das schadet vor allem in erster Linie den Organen, die den Sauerstoff dringend benötigen, wie Gehirn oder Herz und führt ebenfalls zu einer Gewebehypoxie.

Die Hypoxämie, die sowohl durch Blockade der Atmungskette, als auch durch Bindung an Hämoglobin entsteht, kann, insbesondere bei vorliegen einer (nicht diagnostizierten) KHK, auch zu myokardialer Hypoxie führen. Hinweisend können hier diffuse T-Negativierungen, ST-Senkungen und -Hebungen sein.

3. Better safe than sorry – Eigenschutz

In der Präklinik steht Sicherheit an erster Stelle. In der praktischen Ausbildung der Rettungsdienstmitarbeiter:innen wird mit Scene, Safety, Situation, Support (SSSS) die Einsatzstelle erstmal beurteilt. Ich möchte hier einmal eventuelle Hinweise einer CO-Intoxikation zusammen fassen. 

Auffallend können in Bezug auf CO Intoxikation mehrere Patient:innen am Einsatzort sein, die über ähnliche, unspezifische Symptome wie Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen oder sogar Bewusstseinsstörungen klagen. Gerade wenn Patient:innen in suizidaler Absicht handeln, gibt es oft Hinweisschilder, die vor dem Betreten der Wohnung oder des Hauses warnen sollen. Auch beim Betreiben von Shishas in schlecht belüfteten Räumen (Shishabar & Privaträume) können erhöhte Konzentrationen entstehen. Bei Verdacht auf CO am Einsatzort oder bei Auslösen des CO-Melders, muss die Feuerwehr nachalarmiert werden.

Der vorliegende NERDfall zeigt aber auch die Relevanz von guter
(Fremd-) anamnese. Natürlich gehört oft auch eine Portion Glück und fundiertes Wissen dazu, eine solche Lage und den Patienten richtig einzuschätzen. CO-Intoxikationen sind im Krankheitsbild jedoch diffus und können einen zu falschen Diagnosen verleiten. Daher ist es ratsam, den Verdacht auf eine CO-Intoxikationen niederschwellig mit in die Differentialdiagnosen aufzunehmen.

CO-Melder

Der ideale Platz für den CO-Melder ist direkt an der Jacke – sofern sie auch getragen wird. Ansonsten sollte der Melder am Notfallrucksack befestigt sein, welcher alleine deswegen immer mit in den Einsatz genommen werden sollte. CO-Melder brauchen Kontakt zur Umgebungsluft, um exakt messen zu können, in der Hosentasche sind sie nicht von Vorteil.

Die DGUV (Deutsche Gesetzliche UnfallVersicherung) hat klare Empfehlungen für das Verhalten bei entsprechenden CO Konzentrationen.

4. Die Aufbereitung des Falls

Symptome

Grundsätzlich sollte man wissen, dass die Höhe des CoHb Wertes nicht mit der Schwere der Intoxikation korreliert. Wie schnell der Anteil an CO-Hämoglobin im Blut ansteigt, ist vor allem davon abhängig, wie lange man wie viel Gas ausgesetzt war. 

Mögliche Symptome der CO Intoxikation

• Kurzatmigkeit
• Kopfschmerzen
• Verwirrtheit
• Schwindel, Übelkeit, Erbrechen
• Beeinträchtigung des Sehens
• Kollaps bis hin zur Bewusstlosigkeit
• Herzrhythmusstörungen
• Krampfanfälle

Im Rahmen der CO-Intoxikation wird auch immer darauf hingewiesen, dass Patient:innen keine Zyanose aufweisen und ein besonders rosiges Hautkolorit haben. Dies trifft aber, wie auch in diesem Fall nicht immer zu.

Diagnostik

Ebenso wie die Symptome, ist die Diagnostik in der Präklinik recht dürftig. Natürlich gilt hier neben primary- und secondary-survey die Erhebung der Vitalwerte, um eventuelle Differentialdiagnosen auszuschließen.

In der Präklinik stehen wir vor der Herausforderung, dass die ohnehin oft sehr diffuse Symptomatik auf eingeschränkte diagnostische Möglichkeiten trifft. Mancherorts stehen zwar POC-BGA zur Verfügung, das ist jedoch nicht die Regel.

Präklinische SpCO-Messgeräte sind dahingegen mittlerweile fast überall in Deutschland verfügbar. Genau wie die SpO2-Messgeräte sind sie jedoch teils ungenau. Insbesondere für den Ausschluss einer CO-Intoxikation sind sie daher nicht geeignet.

Grundsätzlich gilt: Exposition und Symptome reichen aus, um eine Therapie einzuleiten.

Ab 3-4% gelten die Werte als erhöht (bei Rauchern dementsprechend später). 

Des weiteren empfiehlt die Leitlinie zur exakten Beurteilung des CoHb Gehalts im Blut eine frühe Blutentnahme vor der Therapie. Dies kann bereits im Rettungsdienst erfolgen.
Spätestens in der Notaufnahme sollte durch eine Blutgasanalyse pH-Wert und Laktat ermittelt werden. Das Laktat gilt als Indikator für die Schwere des Verlaufs und für die Gewebehypoxie. Ebenso sollten labordiagnostisch herzspezifische Parameter, wie Troponin und CK-MB erhoben werden.

Alle mit ins Krankenhaus?

Vermutlich haben wir es alle schon einmal mit erlebt – Patient:innen, die vielleicht gerade Brandgasen oder eventuell auch unbewusst CO ausgesetzt waren, verweigern gelegentlich die Mitfahrt ins Krankenhaus. Aber wie damit umgehen?

Symptomatische Patient:innen sollen immer ins Krankenhaus. Wenn die Symptome der Patient:innen mild sind oder die Klinik mit hyperbarer Sauerstofftherapie zu weit entfernt ist, wird hier keine spezielle Klinik mit der Möglichkeit zu hyperbaren O₂-Therapie benötigt.

Bleiben Patient:innen zu Hause und verweigern eine eventuell nötige Therapie, dann ist die Aufklärung mit guter Dokumentation und auch die Unterschrift bei Mitfahrtverweigerung notwendig.

Mit Betrachtung des gemessenen CoHbs können asymptomatische Patient:innen mit bis zu 5 % CoHb (Nichtraucher) und 10 % (Raucher) zu Hause belassen werden. (Wobei der Ausschluss mit den präklinisch verfügbaren Geräten entsprechend unsicher ist). Als Risikogruppen zählen Schwangere und Kinder, die grundsätzlich nach jeder Exposition mit CO in die Klinik gebracht werden sollen.

Eine Exposition mit CO kann auch nach erfolgreicher Behandlung zu kardialen und/oder neurologischen Langzeitschäden führen. Patient:innen sollen darüber aufgeklärt und eine Verlaufsuntersuchung nach 4-6 Wochen empfohlen werden. Bei Beschwerden sollten sie sich jederzeit wieder in eine medizinische Einrichtung begeben.

Therapie 

Sobald der Verdacht einer Intoxikation mit Kohlenstoffmonoxid besteht und Symptome vorhanden sind, wird die Therapie mit hochdosierter Sauerstoffgabe eingeleitet. Auf Grund der hohen Affinität des CO an das Hämoglobin ergibt sich die Notwendigkeit, für ein maximales Sauerstoffangebot zu sorgen. Nur so hat der Sauerstoff die Chance, mit dem hoch-affinen CO um das Hämoglobin zu konkurrieren.

Hier kommt es natürlich darauf an, welche Therapiemöglichkeiten vorhanden sind. Wie im NERDfall ist es bei der unklaren Lage und den engen Räumlichkeiten sinnvoll, mit 15/l O₂ mit Reservoir-Maske zu starten. Sollte eine zweite Flasche in greifbarer Nähe sein, kann Sauerstoff zusätzlich über eine Nasenbrille unter der Maske ergänzt werden.

Weitere Möglichkeiten wäre die Anwendung einer nicht-invasisve Beatmung oder Highflow-Sauerstoff-Therapie. Beide Verfahren können die Halbwertszeit von CO deutlich verringern. Die toxdocs haben hierzu einen guten Artikel veröffentlicht. Als Ultima ratio bei nicht vorhanden Schutzreflexen und drohender Aspiration sollen Patient:innen endotracheal intubiert werden.

Die Therapie soll fortgeführt werden, bis sich die Symptome verbessern und das CoHb aus dem Blut eliminiert werden konnte.

Hyperbare Sauerstofftherapie (HBO)

Auch mit der neuen Leitlinie zur CO-Intoxikation bleibt die Entscheidung die Patient:innen einer hyperbaren Sauerstofftherapie zuzuführen eine individuelle Entscheidung. Mögliche Symptome, die für eine HBO-Therapie sprechen können, sind schwere Bewusstseinsstörungen, respiratorische Insuffizienz oder kardiale Ischämien. Einige Fachgesellschaften sehen die normobare Therapie mit NIV oder high-flow als gleichwertig an, während die Leitlinie gerade für schwere Intoxikationen oder Risikogruppen die Therapie mit hyperbarem Sauerstoff empfiehlt. Steht die Indikation zur Therapie im Raum, dann sollte sie innerhalb von 6 Stunden nach Exposition begonnen werden. Sind mehr als 24 Stunden vergangen, wird der Beginn der Therapie mit HBO nicht mehr empfohlen.

5. Endlich Feierabend!

Wer kennt diese Situation nicht, die in dem NERDfall beschrieben ist? Der ganzen Tag wird damit verbracht, die Zeit zu vertrödeln, man wartet auf den einen Einsatz oder fährt bereits seit mehreren Stunden ununterbrochen durch die Gegend, so dass der Ruf nach dem eigenen Sofa lauter wird. Da passiert es schon mal, dass gerade der letzte Einsatz einfach ‘mal schnell’ abgearbeitet werden will.

Die diffusen Symptome in dem Fall, die im ersten Moment nicht so wirklich zusammenpassen und auch die Tatsache, dass CO-Intoxikationen häufig nur mit warnenden Meldern, Bränden oder offenem Feuer in Verbindung gebracht werden, lassen einen eher erstmal an klassischere Krankheitsbilder denken.

Es wurde schon oft besprochen, wie Fixierungsfehler entstehen und wie gefährlich sie sein können. Und auch wir können nur noch einmal darauf hinweisen, wie wichtig es ist, mit ‘situational awareness’ durch solche Einsätze zu gehen: Die klare Kommunikation des Rettungsassistenten, dass es sich um einen kritischen Patienten handelt, hat die Situation nicht eskalieren lassen. Ebenso hilft es in Momenten der Ahnungslosigkeit und bei fehlenden, klaren Zusammenhängen einmal einen Schritt zurück zu treten und die Situation von außen zu betrachten. Oder sich im Team-Time-Out die nötigen Informationen und Gedanken von seinen Kolleg:innen einzuholen. Gerade in Situationen, in denen sich Kopf und Gedanken bereits zu Hause befinden, sollte uns klar sein, dass wir unserer erhöhten Fehleranfälligkeit mit noch mehr Aufmerksamkeit entgegenwirken sollten.

6. Take-Home-Message

Hier habt neulich eine Fall erlebt, aus dem ihr was mitgenommen habt? Oder ihr bekommt einen interessanten Fall, der schon länger zurückliegt nicht mehr aus dem Kopf? Dann schickt ihn uns doch zu! (egal, ob präklinisch oder klinisch) und der Fall muss auch gar nicht hoch-komplex oder ultra-nerdig sein. Wir freuen uns über alles, was ihr für richtig haltet!

Und hier geht es direkt zum Diskutieren in die Telegramgruppe!

Zum Schluss möchte ich mich zum einen für die herzliche Aufnahme und für die großartige Unterstützung im Team bedanken. Vielen Dank, dass ihr alle meine unzähligen Fragen beantwortet habt!

7. Quellen

Neben den bereits oben genannten und verlinkten Quellen hier noch einmal alle zusammen:

• hier nochmal die bereits häufig geteilte S2k-Leitlinie zum CO-Intox
• Die Gefahrstoffdatenbank – speziell für CO
• Da schön klar formuliert, hier die Verhaltensempfehlung für den CO-Einsatz in Hessen
• Da das Thema ein paar Mal aufkam – die Cyanidvergiftung, präsentiert von den ToxDocs: Cyanide
• Nerdfallmedizin-FreshUp für die NIV Therapie: Video & Shownotes und Infografik

Quellen:

Rassow J. et al, Duale Reihe Biochemie, 5. Auflage, Stuttgart: Thieme-Verlauf; 2022, doi:10.1055/b000000425

Mehta S, Das S, Singh SK, , Carbon Monoxide Poisoning. Med J Armed Forces India. 2007; doi:10.1016/S0377-1237(07)80017-7