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Nach Einführung eines neuen, kommerziell erhältlichen Fortifiers auf der neonatologischen Intensivstation der Universitätsklinik Greifswald wurde ein gehäuftes Auftreten metabolischer Azidosen beobachtet. Ein unausgeglichenes Anionen-Kationen-Verhältnis des neuen Fortifiers wurde in der Vorläuferstudie von Korinekova et al. als Ursache der hohen Rate metabolischen Azidosen diskutiert und die Komposition des Fortifiers modifiziert. Ziel der vorliegenden Dissertation war die Inzidenz metabolischer Azidosen, die Gewichtsentwicklung und die Knochendichte von Frühgeborenen unter der Ernährung mit dem modifizierten Fortifier im Vergleich zum Standardfortifier in einer doppelblinden, randomisierten Studie zu untersuchen. Es lag kein signifikanter Unterschied zwischen der Inzidenz der metabolischen Azidose beider Studiengruppen vor. Dennoch zeigten die Studiendaten, dass metabolische Azidosen bei bei 27% der VLBW, die mit supplementierter Muttermilch ernährt wurden, auftraten. Die studienübergreifende Analyse der Daten aus der Vorläuferstudie von Korinekova et al. und der vorliegenden Studie zeigten eine deutlich negative Beeinflussung von Gewichtsentwicklung und Knochenmineralgehalt durch die Säure-Basen-Imbalance. Wachstumsrate und Knochendichte waren bei den Frühgeboren mit metabolischer Azidose im Vergleich zu den Frühgeborenen ohne Azidose signifikant vermindert. Eine optimale Gewichtsentwicklung stellte sich bei ausgeglichenem Säure-Basen-Haushalt ein. Die bestehende hohe Rate metabolischer Azidosen unter Verwendung von Muttermilchsupplementen in der Neonatologie erfordert eine weitere Optimierung der Frühgeborenennahrung.
Innerhalb eines Jahres wurden 55 Frühgeborene der perinatologischen Abteilung des Zentrums für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Greifswald der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald hinsichtlich der Antikörperbildung auf hexavalente Impfstoffe untersucht. Die Einteilung erfolgte in drei Gruppen mit einer Zuordnung entsprechend dem Geburtsgewicht. Die Grundimmunisierung begann gemäß kalendarischem Alter nach vollendetem zweiten Lebensmonat und umfasste drei Impfstoffgaben des Priming. Es erfolgten Antikörper-Bestimmungen vor Beginn der ersten Impfung und vier Wochen nach der dritten hexavalenten Impfung. Nach Abschluss der ersten drei Impfungen im Rahmen der Grundimmunisierung mit einem hexavalenten Kombinationsimpfstoff erreichten mehr als 94 % der Frühgeborenen einen ausreichenden Impfschutz gegen Tetanus, Diphtherie, Hepatitis B, FHA und Poliomyelitis Typ 1, 2 und 3. Etwa ein Fünftel der Impflinge bildete keine ausreichenden PRP-Antikörper im Langzeitschutz und ein Zehntel keine ausreichenden PT-Antikörper. Frühgeborene sollten wie reife Neugeborene ab vollendetem zweiten Lebensmonat mit Kombinations-Impfstoffen geimpft werden. Für alle Frühgeborenen wäre eine zusätzliche hexavalente Impfung innerhalb des ersten Lebensjahres zu empfehlen, um einen ausreichenden Impfschutz gegen Hämophilus influenzae Typ b im Langzeitschutz, Pertussis und bei sehr kleinen Frühgeborenen mit einem sehr niedrigen Gestationsalter und Geburtsgewicht auch gegen Hepatitis B zu erreichen.
Vergleichende Analyse des Wachstums frühgeborener Kinder mit einem Geburtsgewicht </= 1500g, die in den Zeiträumen Juni 2001 bis Januar 2005 und Mai 2005 bis Dezember 2007 nach unterschiedlichen Standards ernährt wurden. Fragestellung: Wie hat sich das postnatale Wachstum der Frühgeborenen nach Einführung eines neuen, intensivierten Ernährungsstandard im Vergleich zu dem herkömmlichen Ernährungsstandard bzgl. des initialen Gewichtsverlustes/des Wiedererlangen des Geburtsgewichtes/ der Entwicklung von Körpergewicht, Körperlänge und Kopfumfang/der Körperzusammensetzung verändert? Nach Einführung des neuen, intensivierten Ernährungsstandard zeigte sich ein höheres Wachstum der frühgeborenen Kinder. Die Kinder erreichten die Phase des stabilen Wachstums früher und zeigten infolge dessen im postmenstruellen Alter von 36 Wochen ein signifikant höheres Wachstum bezüglich Körpergröße und Kopfumfang, nicht jedoch bezüglich Körperlänge. Die Inzidenz einer Sepsis sank tendenziell ab und die Körperzusammensetzung der Kinder bei Entlassung unterschied sich im Vergleich der beiden Ernährungsstandards nicht voneinander.
Lipidemulsionen spielen eine wichtige Rolle bei der parenteralen Ernährung von Frühgeborenen zur Energieversorgung. Die bislang in der Pädiatrie üblicherweise eingesetzten Fettemulsionen bestehen überwiegend aus langkettigen bzw. aus einer Mischung von mittel- und langkettigen Triglyceriden im Verhältnis 1:1. Der Gehalt an omega-3-Fettsäuren von 2,5 - 5,5 g/l in MCT/LCT-Emulsionen ist für Frühgeborene nicht ausreichend. Innerhalb von zwei Jahren führten wir auf den neonatologischen Intensivstationen der Universitätsmedizin Greifswald sowie im Dr. von Haunerschen Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München an Frühgeborenen eine prospektiv, randomisiert doppelblinde Studie zum Vergleich einer 20%igen MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus) mit einer 20%igen MCT/LCT-Emulsion (Lipofundin) zur parenteralen Ernährung von Frühgeborenen durch. Die zu prüfende neue Fettemulsion weist einen erhöhten Anteil an omega-3-Fettsäuren > 8,55 g/l auf. Es werden 10% der LCT durch Fischöl beigetragen. Es kam dabei zur erstmaligen Anwendung der fischölhaltigen Lipidemulsion in dieser Patientengruppe (Frühgeborene unter 1500g). Im Rahmen dieser klinischen Prüfung wurden Sicherheit und Wirksamkeit dieser parenteralen Lipidemulsion untersucht. 48 Frühgeborene konnten in diese Studie eingeschlossen und randomisiert werden, wovon 37 die Studie beendeten. Die beiden Gruppen waren hinsichtlich der klinischen Daten und der Ernährung vergleichbar. Es konnte gezeigt werden, dass die Gabe einer MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus® 20%) in Dosen von 0.25 – 3.68 g/kg/d eine gleichwertige Sicherheit für die parenterale Ernährung von Frühgeborenen hat wie die bereits etablierte Fettemulsion mit MCT/LCT (Lipofundin® MCT 20%). Dieses Produkt schließt dabei die Lücke der Defizite in der Zufuhr von Fetten. Die omega-3-Fettsäuren in Lipoplus® führen zu keiner Beeinträchtigung der Leberfunktion, zu keinem Mangel an essentiellen omega-6-Fettsäuren und zu keinen nachweisbaren Störungen des Blutgerinnungssystems. Die signifikant erhöhte Verfügbarkeit von Eicosapentaensäure ist Voraussetzung für verbesserte Streßkompliance und eine verminderte systemische Inflammationsaktivität. Die bewiesene Sicherheit und Wirksamkeit in dieser Population kann als Basis für die Dosisempfehlung bei allen anderen Kindern dienen.
Für frühgeborene Kinder ist Muttermilch die empfohlene enterale Ernährung mit vielen bereits gut untersuchten positiven Effekten. Jedoch ist der Gehalt an Makronährstoffen zu niedrig, um die Bedürfnisse von Frühgeborenen zu decken. Zusätzlich zeigt native Muttermilch eine hohe inter- und intraindividuelle Variabilität der Makronährstoffe. Die Effizienz der allgemein verbreiteten Standardfortifizierung mit kommerziell erhältlichen Fortifiern ist durch diese Variabilität beeinträchtigt und kann so in einem Großteil der Muttermilchproben zu einer inadäquaten Nährstoffzufuhr führen, die zu niedrig, jedoch auch zu hoch ausfallen kann. Unzureichende Ernährung kann einen negativen Einfluss auf das Wachstum und die Körperzusammensetzung sowie Folgeerkrankungen im Erwachsenenalter haben.
Diese Studie zeigt anhand eines Datensatzes mit realen Messwerten zur Zusammensetzung der Muttermilch in über 3300 Proben, dass die Messung der Makronährstoffe in nativer Muttermilch und die anschließende, darauf basierende Targetfortifizierung mit der individuellen Ergänzung der fehlenden Makronährstoffen zu adäquaten Nährstoffeinträgen führt. Mit diesem Ansatz kann auf die Variabilität der nativen Muttermilch reagiert und die Variation der Makronährstoffeinfuhr signifikant verringert werden. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene optimierte Standardfortifier entwickelt. Deren Zusammensetzung erhöht den Makronährstoffeintrag bereits unter Standardfortifizierung, aber noch mehr bei ein oder zwei Muttermilchanalysen pro Woche.
Weiterhin wurde in dieser Arbeit der Einfluss der durch die verschiedenen Fortifizierungsstrategien erzeugten Nährstoffzufuhren auf die Wachstumsraten berechnet, die für Standardfortifizierung ungenügende und für Targetfortifizierung hauptsächlich zufriedenstelle Ergebnisse zeigt.
Verschiedene Kombinationen von Pooling mit bis zu drei Proben oder von Pooling einer größeren Anzahl wie in einer Milchbank zu Verfügung stehenden Proben verringerten nicht die Variabilität der Nährstoffzufuhr. Ebenso zeigte die Gefriertrocknung keine zufriedenstellenden Ergebnisse für alle Makronährstoffkonzentrationen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass standardfortifizierte Muttermilch trotz verschiedener Poolingstrategien keine adäquate Makronährstoffzufuhr für frühgeborene Kinder sicherstellt. Für den klinischen Alltag wird die Bedeutung der Targetfortifizierung deutlich, die mit regelmäßiger Muttermilchanalyse und unter Anwendung optimierter Standardfortifier zufriedenstellend gelingen kann und so zu physiologischen Wachstumsraten führen kann.
In dieser Studie haben wir die Volumina definierter Hirnkompartimente und -Gewebeklassen frühgeborener Kinder am Geburtsterminäquivalent basierend auf MRT-Aufnahmen des Gehirns bestimmt und deren Korrelationen zu klinischen Parametern und therapeutischen Interventionen im Rahmen des Verlaufs auf der neonatologischen Intensiv- und Nachsorgestation untersucht. Anschließend erfolgte eine Fragebogenstudie im Sinne einer entwicklungsneurologischen Follow-up-Untersuchung.
Entsprechend unserer Fragestellungen konnten wir in unserer Studie Korrelationen zwischen dem Gestationsalter und den Volumina verschiedener Hirnkompartimente nachweisen. Insbesondere konnte eine Zunahme der Volumina von kortikaler grauer und myelinisierter weißer Substanz mit zunehmendem Gestationsalter aber auch mit zunehmendem Alter am Untersuchungszeitpunkt gezeigt werden. Letzteres ist hinweisgebend darauf, dass bei Frühgeborenen ex utero das zerebrale Wachstum im Sinne einer Volumenzunahme voranschreitet. Bei den Kindern mit geringerem Gestationsalter (23-27 SSW) ist das Wachstum der kortikalen grauen Substanz bezogen auf das Gesamtparenchym der dominierende Wachstumsprozess bis zum errechneten Termin.
Wir konnten zeigen, dass nicht nur das Gestationsalter allein, sondern insbesondere das Eintreten pathologischer Prozesse die Hirnentwicklung beeinflusst. Auffällig ist ein geringeres Kortexvolumen bei Kindern mit intrauteriner Wachstumsretardierung mit einem GA von 31-36 SSW. In dieser Gruppe ist – invers zu den Frühgeborenen geringerer Schwangerschaftswochen – die Zunahme der nicht-myelinisierten weißen Substanz dominierend.
Das Volumen der subkortikalen grauen Substanz ist negativ mit der Beatmungsdauer und Dauer der Sauerstofftherapie korreliert. Das Auftreten intraventrikulärer Blutungen war entsprechend der Pathophysiologie (Hydrocephalus internus/malresorptivus) mit einer Erweiterung des Ventrikelsystems, nicht jedoch aber der äußeren Liquorräume, assoziiert. Bei diesen Kindern zeigt sich außerdem eine beeinträchtigte quantitative Entwicklung der myelinisierten weißen Substanz.
Unter Berücksichtigung unserer Studiendaten liegt die Schlussfolgerung nahe, dass es im Rahmen der Hirnentwicklung vulnerable Perioden hinsichtlich der Reifung und des Wachstums spezifischer Hirnregionen gibt.
Außerdem haben wir gezeigt, dass unser gewähltes manuelles Segmentierungs-/Volumetrieverfahren – die „Point-Counting-Methode“ in Verbindung mit dem „Cavalieri-Prinzip“ – ein valides Verfahren ist. Dies zeigte sich bei der Anwendung auf unser Kalibrations-Phantom sowie auch in der direkten Anwendung auf die MRT-Datensätze. Die Ergebnisse dieser Methode sind vergleichbar mit denen (semi-) automatischer Verfahren.