Verbrennung

Eine Verbrennung (Combustio, Brandverletzung, Verbrennungstrauma) ist in der Medizin eine Schädigung durch übermäßige Hitzeeinwirkung. Diese kann durch heiße Flüssigkeiten (Verbrühung), Dämpfe oder Gase, Flammeneinwirkung und Explosionen, starke Sonneneinstrahlung (Sonnenbrand), elektrischen Strom oder Reibung entstehen. Bei der Verbrennung werden primär Haut und Schleimhaut geschädigt. Davon abzugrenzen ist die Kälteverbrennung, eine Sonderform der Erfrierung, die lokal mit der Verbrennung vergleichbare Schäden verursacht.


Eine Verbrennungsverletzung, die ein bestimmtes Maß überschreitet, hat für den betroffenen Organismus nicht nur örtlich begrenzte Konsequenzen. In Abhängigkeit vom Ausmaß der unmittelbaren Schädigung kann es sekundär zu Kreislaufschock und entzündlichen Allgemeinreaktionen des Körpers (SIRS, Sepsis) kommen, die im schlimmsten Fall mit Funktionsverlust anfänglich unbeteiligter Organe (z. B. akutes Nierenversagen) verbunden sind. Die Gesamtheit dieser systemischen Störungen bezeichnet man als Verbrennungskrankheit.

Ursachen und Häufigkeit

Verbrennungen können anhand ihrer Ursache unterschieden werden in solche, die durch Flammen verursacht werden, sie machen mit 55% der Fälle einen Großteil aus, in Verbrühungen, hervorgerufen durch Flüssigkeiten und Dämpfe, und elektrische und chemische Brände, mit einer Häufigkeit von 40% beziehungsweise 5%.

Leichte Verbrennungen treten mit einer jährlichen Inzidenz von 600/100.000 Einwohner auf, schwere Verbrennungen mit 2-5/100.000 Einwohner.

Das Alter der Patienten spielt eine große Rolle bei der Art der Verletzung. Bei Kleinkindern bis vier Jahre machen Verbrühungen 70% aller Verletzungen aus. Dies begründet sich zum Einen durch die lebhafte motorische Entwicklung und den Drang zum Erkunden (Herunterreißen von Flüssigkeitsbehältern von Herd und Tisch), zum Anderen aber auch in Sorglosigkeit der Aufsichtsperson (z.B. zu heißes Badewasser). Bei älteren Kindern und Jugendlichen liegt die Ursache häufig im unsachgerechten Umgang mit Feuer und brennbaren Flüssigkeiten (z.B. Benzin) oder in Elektrokution. Bei Erwachsenen zwischen 15 und 64 Jahren treten Flammverbrennungen am häufigsten auf; bei einem Drittel der Unfälle handelt es sich um Arbeitsunfälle.

Bestimmung der verbrannten Fläche

Zur Bestimmung der Verbrennungsfläche bei Erwachsenen bedient man sich der Neunerregel nach Wallace. Bei Kindern muss wegen der im Vergleich zum Erwachsenen anderen Körperproportionen ein an jedes Lebensalter angepasstes Verfahren mit modifizierten Werten angewendet werden (z. B. nach Wichmann). Mit diesen Methoden kann man ungefähr ermitteln, wie viel Prozent der Körperoberfläche verbrannt sind.

Eine weitere Möglichkeit ist die Berechnung anhand der Faustregel, dass die Handfläche einschließlich der Finger des Patienten ca. 1 % der Körperoberfläche beträgt.

Körperteil Erwachsener Kind Säugling
Kopf/Hals 9 % 16 % 20 %
Rumpf 4 x 9 (36) % 32 % 30 %
Arme 2 x 9 (18) % 2 x 9 % 2 x 9 %
Beine 2 x 2 x 9 (36) % 2 x 16 % 2 x 15 %
Genitalien 1 % 2 % 2 %

Schweregradeinschätzung

Primär entscheidend für den Verlauf der Verbrennungskrankheit ist das Ausmaß der Haut- und Gewebeschädigung. Dabei sind der Anteil an der Körperoberfläche (Ausdehnung) und der Schweregrad der lokalen Schädigung wichtig.

Gemessen an der Ausdehnung werden 15% verbrannte Körperoberfläche bei Erwachsenen und 10% verbrannte Körperoberfläche bei Kindern bzw.: 7,5% verbrannte Körperoberfläche bei Erwachsenen mit Inhalationstrauma und 5% verbrannte Körperoberfläche bei Kindern mit Inhalationstrauma als lebensbedrohlich angesehen (schwere Brandverletzung).

Die Einteilung in die Schweregrade gibt erste Hinweise auf die Bedrohlichkeit der Verbrennung, Verätzung etc. für das Leben der geschädigten Person. Sehr oft sind weitere Verletzungen oder Vorerkrankungen bei dieser Einschätzung zu berücksichtigen. Bereits zwischen 10 und 20 Prozent geschädigter Hautoberfläche kann das Risiko so hoch sein, dass die Behandlung möglichst in einer Spezialklinik, das sind in Deutschland die wenigen Berufsgenossenschaftlichen Unfallkliniken, erfolgen sollte. Die drohenden Folgeerscheinungen können nur in einer personell und apparativ extra darauf eingerichteten Abteilung erfolgreich versorgt werden. Die leitenden Ärzte der Intensivabteilung für Schwerbrandverletzte benötigen einen speziellen plastisch-intensivmedizinischen Qualifikationsnachweis. Die Abteilung braucht einen eigenen OP-Trakt. Die mit der Verlegung verbundenen Risiken werden fast immer geringer sein als die in einem Allgemeinkrankenhaus auch bei der dort bestmöglichen Versorgung drohenden Komplikationen.

Pathophysiologie

Dauerhafte Temperatureinflüsse von über 40° C können die Kompensationsfähigkeit des Organismus überfordern [3]. Übersteigt die zugeführte Wärmemenge ein bestimmtes Maß, so kann die Hitze nicht durch die normalen Wärmeaustauschvorgänge, wie Abstrahlung oder Abtransport der Wärme durch das Blut, abgeleitet werden. Auf molekularer Ebene kommt es ab 40° C zur Degeneration zellulärer Eiweiße mit temporärem Funktionsverlust. Ab 45° C führt der thermische Stress zur Denaturierung und damit zum endgültigen Struktur- und Funktionsverlust der Bau- und Funktionseiweiße. Die örtlichen Veränderungen werden im klinischen Bild als Koagulationsnekrosen bezeichnet. Die veränderten molekularen Strukturen wirken toxisch, antigen und immunmodulatorisch.

Bei partieller Wärmeeinwirkung tritt eine Hautschädigung nach folgenden Wärmeeinwirkzeiten ein:

  • zwischen 45°C und 51°C innerhalb von Minuten
  • zwischen 51°C und 70°C innerhalb von Sekunden
  • über 70°C in Sekundenbruchteilen

Verbrennungsgrad Verbrennungen werden in Schweregrade eingeteilt, die sich auf die Tiefe und die Ausdehnung der Verbrennung beziehen. Es gibt vier Verbrennungs-Grade.

Verbrennung ersten Grades: Bei Temperaturen über 45 Grad C° oberflächliche Verbrennung Rötung und Schwellung der Haut, schmerzhaft
Verschwindet innerhalb weniger Tage

Verbrennung zweiten Grades: Bei Temperaturen über 55 Grad C° oberflächlich oder tief verbrannt Rötung und Blasenbildung mit feuchtem oder trockenem Wundgrund Verbrannte Hautstelle ist stark schmerzhaft
Regenerationsfähigkeit der Haut noch vorhanden – normalerweise keine Narbenbildung

Verbrennung dritten Grades:
Bei Temperaturen über 60 Grad C° Gewebezerstörung Grauweiße oder tiefrote trockene lederartige Wunde, starke Schmerzen Narbenbildung, Verkürzung der Haut

Verbrennung vierten Grades: Meist durch Starkstrom oder offenes Feuer verursachte Zerstörung bis in Fettgewebe und Muskulatur.
Nerven und Sehnen können betroffen sein.

Wirkung auf den Gesamtorganismus

Aus dem geschädigten Gebiet (Stasezone) werden Mediatorsubstanzen freigesetzt, die eine generalisierte Immunreaktion des Organismus auslösen und unterhalten. Diese Erscheinungen, die schon im frühen Verlauf der Verbrennungskrankheit sichtbar werden, bewirken nach 

  • Aktivierung der Gerinnungskaskade
  • Aktivierung des Komplementsystems
  • Thrombozytenaktivierung und -aggregation (Blutplättchen)
  • Direkte und indirekte Endothelschädigung (Schaden der Innenhaut von Blutgefäßen)
  • Granulozyteneinwanderung und -aktivierung
  • Makrophageneinwanderung (Fresszellwanderung)
  • Immunmodulation durch Interleukine

Für die ersten Minuten und Stunden nach der Verletzung scheint die Endothelschädigung von besonderer Bedeutung zu sein. Dabei wird von der Ausbildung eines kapillären Lecks gesprochen (capillary leak), das den unkontrollierten Austritt von Wasser aus dem Blut-Gefäßsystem in das umgebende Gewebe ermöglicht.

Das zirkulierende Blutvolumen sinkt somit. Die Flüssigkeitsverschiebungen bewirken derartig hohe Volumenverluste in den Blutgefäßen, dass es unbehandelt zu Kreislaufreaktionen (sinkender Blutdruck, Erhöhung der Herzfrequenz) und im schwersten Fall zum Kreislaufschock kommt. So fällt zum Beispiel das Plasmavolumen bei 40 % verbrannter Körperoberfläche auf 25 % des Ausgangwertes.

Die Besonderheit beim Volumenverlust durch das kapilläre Leck besteht darin, dass lediglich Blutplasma (Wasser mit gelösten Stoffen, wie Eiweiße) in das Gewebe abgegeben wird, die festen Bestandteile des Blutes (Blutzellen) verbleiben im Gefäßsystem. Das hat zwei Folgen:

1. Es erhöht sich der Anteil der festen Blutbestandteile (der Hämatokritwert erhöht sich), was zu einer höheren Viskosität des Blutes führt.
2. Dem zirkulierenden Blut gehen gelöste Eiweiße verloren (der onkotische Druck sinkt). Dieser Vorgang führt zu weiterem Flüssigkeitsverlust aus den Gefäßen.

Durch die Erhöhung der Viskosität werden die Fließeigenschaften des Blutes besonders im Kapillargebiet verschlechtert. Volumenmangel und Erhöhung des Hämatokrits sind wichtige Ursachen für Organversagen (hier besonders wichtig: akutes Nierenversagen) und Kreislaufschock.

Die Einlagerung der Flüssigkeit in das Gewebe führt zu Schwellungen von lockerem Gewebe (Weichteilödem). Dieser Vorgang findet im gesamten Organismus statt. Nicht selten werden nach entsprechender Behandlung (siehe unten) 20–30 Liter eingelagert. Die resultierende Druckerhöhung im Gewebe fördert aber ihrerseits auch Durchblutungsstörungen und Lymphabflussstörungen, was die Ernährung der betroffenen Gewebe stört.

Bei der schweren Verbrennungskrankheit hat man schon auf der Grundlage der entzündlichen Reaktion und Freisetzung von Entzündungsmediatoren von einer Entwicklung eines SIRS auszugehen. Die Keimbesiedlung (Infektion) der verbrannten Gebiete und die Penetration der Erreger in den Organismus führt zu einer Sepsis.

Therapie 

Da die Therapie der schweren Verbrennungskrankheit extrem aufwändig und schwierig ist, haben sich in Deutschland einige Zentren auf die Behandlung spezialisiert. Siehe oben.

Die Therapie kann in fünf Bereiche eingeteilt werden:

  • Kühlung
  • Infusion
  • Therapie von Sepsis und Multiorganversagen
  • Chirurgische Verfahren
  • Ernährung

Unter Umständen ist eine Umkehrisolierung notwendig.

Erste Hilfe, Kühlung

Die Verbrennung sollte unmittelbar (maximal 5 Minuten) nach Entfernen der Hitzequelle gekühlt werden, um die Schmerzen des Betroffenen zu lindern und ein Ausbreiten des betroffenen Areals durch heiße Gewebeteile zu vermeiden. Zur Kühlung kleinflächiger Verbrennungen verwendet man kühles, nicht jedoch kaltes Leitungswasser (~20 °C). Das Kühlen mit Eis birgt das Risiko, Erfrierungen zu verursachen und ist daher nicht ratsam. Auch sollte man nur keimarmes Wasser (ideal: Leitungswasser) verwenden, um Infektionen vorzubeugen.

Verbrannte Kleidung oder sonstige auf der Haut eingebrannte Gegenstände werden in Fachkliniken entfernt und sollten bis dahin am Betroffenen verbleiben.

Sollte der Betroffene bewusstlos werden, gelten die Basismaßnahmen der Ersten Hilfe (Stabile Seitenlage, Wiederbelebung). Die Brandwunde sollte nach dem Kühlen (ebenfalls höchstens 5 Minuten) mit einer sterilen, nicht flusenden Wundauflage (im Idealfall einem Verbandtuch) abgedeckt und dem Arzt vorgestellt werden. Auf die Brandwunde dürfen weder Öl noch Mehl oder andere Hausmittel aufgebracht werden. Spezielle Gel- oder Salbenversorgungen sollten nur bei kleineren erstgradigen Verbrennungen angewandt werden, bei höhergradigen Verbrennungen verbietet sich jegliche Anwendung.

Eine Kühlung ist nur bei unter 20–30% verbrannter Körperoberfläche indiziert, darüber würde der Körper zu viel Wärme verlieren, was prognostisch sehr ungünstig ist. Die Studienlage zum Thema Kühlung ist sehr vage, es gibt kaum kontrollierte Studien die einen positiven Effekt nachgewiesen haben. Einzige gesicherte positive Folge von Kühlung ist ein analgetischer (schmerzlindernder) Effekt, der das Kühlen bei kleinflächigen Verbrennungen sinnvoll erscheinen lässt.

Volumenersatz

Ab einer verbrannten Körperoberfläche von 20 % (10 % bei Kindern) spielt die Wirkung des kapillären Lecks die entscheidende Rolle für den anfänglichen Verlauf der Verbrennungskrankheit (siehe Abschnitt „Wirkung auf den Gesamtorganismus“).

Die wichtigste Zielsetzung in den ersten Minuten und Stunden der Therapie ist die Anhebung des Blutvolumens durch Infusion von Flüssigkeit. Die Einschätzung der Menge und der Art der Mittel verlangt eine kurze Vorüberlegung: Zum Zeitpunkt dieser therapeutischen Maßnahmen muss davon ausgegangen werden, dass das kapilläre Leck durch aktive Immunvorgänge unterhalten wird. Es geht ständig eiweißreiches Blutplasma im Gewebe verloren, da das geschädigte Epithel keine wirksame Barriere für die großen Eiweißmoleküle darstellt. Auf der einen Seite steht damit ein erheblicher Verlust an Blutvolumen, der gerade in den ersten Minuten und Stunden nach der Verletzung durch die Gabe erheblicher Mengen an Wasser ausgeglichen werden muss. Auf der anderen Seite kommt es zu einer wesentlichen Anhebung des kolloidosmotischen Druckes im Gewebe und damit zur Perpetuierung des Vorganges, da der hohen kolloidosmotische Druck Wasser im Gewebe bindet.

Dabei sind kristalloide Infusionslösungen wie Ringer-Laktat das Mittel der Wahl. Kristalloide Lösungen haben dabei zunächst den Nachteil, dass sie sehr schnell in das Gewebe übertreten. Da sie aber im Gewebe keinen zusätzlichen Druck aufbauen und das Wasser nach Heilung des Epithels schnell in das Gefäßsystem mobilisiert werden kann, haben sie entscheidende Vorteile im Verlauf der Therapie. Kolloidale Lösungen sind kontraindiziert, da sie den kolloidosmotischen Druck im Gewebe erhöhen, die Ödembildung beschleunigen und dem Körper Flüssigkeit entziehen (Rebound-Effekt).

Nach der Parklandformel (oder auch Baxterformel genannt) sind in den ersten 24 Stunden nach der Verletzung 4 ml kristalloide Flüssigkeit je kg Körpergewicht je Prozent der verbrannten Körperoberfläche zu infundieren (4 ml x kgKG x % verbr. KOF). Davon wird die Hälfte in den ersten 8 Stunden und je ein Viertel in den nächsten 8 Stunden und in den folgenden 8 Stunden gegeben.

Die Berechnung anhand dieser Formel stellt einen Anhaltspunkt dar, sollte aber an den Einzelfall angepasst werden. Die Menge der zu infundierenden Mittel wird anhand von Parametern der Körperfunktion orientiert. Dazu gehören der Herzindex, das Sauerstoffangebot im Blut, der Gefäßwiderstand und die Harnproduktion.