Reizgasinhalationsschäden sind die Folge des Einatmens von Gasen, die sich beim Einatmen im Wasser der Atemwegsschleimhaut lösen und eine Entzündungsreaktion hervorrufen. Reizgasexposition betrifft überwiegend die Atemwege und verursacht Tracheitis, Bronchitis und Bronchiolitis manifestiert sich durch Husten, Hämoptysen, Keuchen, Würgen und Dyspnoe. Einige weniger lösliche Gase werden absorbiert und haben systemische Wirkungen. Die Diagnose wird durch die Identifizierung des eingeatmeten Gases, die Dauer der Exposition und die Ergebnisse der Thoraxröntgenaufnahme und der Bewertung der Oxygenierung gestellt. Die Behandlung umfasst die Vermeidung der Exposition, unterstützende Pflege und zusätzliche Maßnahmen, die von dem jeweiligen Schadstoff und dem Schweregrad abhängen.
(Siehe auch Lungenwirksame chemische Kampfstoffe und Übersicht über umwelt- und berufsbedingte Lungenerkrankungen.)
Potenziell gefährliche Substanzen können als Gase, Dämpfe, Nebel, Aerosole und Rauch eingeatmet werden. Giftstoffe in der Luft können die Atemwege verletzen (lokale Auswirkungen) und auch systemische Schäden verursachen. Die meisten Reizgase sind wasserlöslich und verursachen an den Schleimhäuten, mit denen sie in Berührung kommen, plötzlich auftretende Reizsymptome. Diese Symptome, zu denen Tränenfluss, Schnupfen und Brennen im Mund und im Gesicht gehören, können als Warnzeichen dienen, sich möglichst von der Exposition zu entfernen. Gase, die in Wasser weniger löslich sind, haben schlechte Warneigenschaften.
Neben der Exposition am Arbeitsplatz sollten sich Ärzte auch der möglichen Exposition in anderen Bereichen bewusst sein. Eine häufige potenzielle Exposition im Haushalt ist die Vermischung von Haushaltsammoniak mit Reinigungsmitteln, die Bleichmittel enthalten, was zur Freisetzung des Reizgases Chloramin führt.
Akute Exposition gegenüber Reizgas
Eine akute Exposition gegenüber hohen Konzentrationen toxischer Gase über einen kurzen Zeitraum ist charakteristisch für Industrieunfälle, wie sie beispielsweise durch ein defektes Ventil oder eine defekte Pumpe in einem Gastank oder beim Gastransport entstehen. Die Exposition kann sich auf bestimmte Arbeitnehmer auf einer Baustelle beschränken oder eine größere Gruppe von Menschen betreffen. Bemerkenswerte Beispiele für Unfälle, die zu einer weit verbreiteten Exposition führten, waren die Freisetzung von Methylisocyanat aus einem Chemiewerk in Bhopal, Indien, im Jahr 1984, die Tausende von Todesopfern forderte, und die Zugentgleisung in East Palestine, Ohio, im Jahr 2023, bei der Chlorwasserstoff, Phosgen und andere Chemikalien in der Kleinstadt freigesetzt wurden.
Die Schädigung der Atemwege hängt von der Konzentration des Gases, seiner Wasserlöslichkeit und der Dauer der Exposition ab. Hochintensive Expositionen können je nach der tatsächlichen Expositionsdosis innerhalb von Sekunden, Minuten oder Stunden zu klinischen Auswirkungen führen. Neben den akuten Auswirkungen kann es auch zu Langzeitfolgen kommen.
Leicht wasserlösliche Gase (z. B. Chlor, Ammoniak, Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff), die sich in den oberen Atemwegen lösen, verursachen eine sofortige Reizung der Schleimhäute, die die Menschen alarmieren kann, aus der Gefahrenzone zu fliehen. Höhere Expositionswerte, z. B. wenn das Entweichen aus der Gasquelle behindert wird, können die oberen Atemwege dauerhaft schädigen und Husten und Kehlkopfkrämpfe verursachen, sowie die unteren Atemwege, was zu Lungenödemen und akutem Atemnotsyndrom (ARDS) führt.
Weniger lösliche Gase (z. B. Stickstoffdioxid, Phosgen) verschonen im Allgemeinen die oberen Atemwege. Bei diesen Stoffen ist es weniger wahrscheinlich, dass sie Frühwarnzeichen verursachen; bei Verletzungen der unteren Atemwege dauert es oft mehrere Stunden, bis sich Symptome entwickeln.
Komplikationen
Kurzfristige, hochintensive Exposition gegenüber bestimmten Reizgasen kann auch zu längerfristigen Auswirkungen führen, wie z. B. zur Entwicklung des reaktiven Atemwegsdysfunktionssyndrom (RADS).
Bei schweren Expositionen ist die schwerste unmittelbare potenzielle Komplikation akutes Atemnotsyndrom (ARDS), die sich in der Regel schnell nach einer signifikanten Exposition der unteren Atemwege entwickelt, kann aber bis zu 24 Stunden verzögert sein.
Patienten mit signifikanter Beteiligung der unteren Atemwege können eine bakterielle Infektion entwickeln.
Bronchiolitis obliterans ist eine weniger häufige Komplikation bei Exposition gegenüber bestimmten toxischen Gasen (z. B. Stickstoffdioxid sowie Ammoniak und Schwefeldioxid), die 1–3 Wochen nach der ersten Verletzung auftritt. Eine Bronchiolitis obliterans mit organisierender Pneumonie (BOOP) kann resultieren, wenn sich im Rahmen der körpereigenen Reparaturmechanismen Granulationsgewebe in den terminalen Atemwegen und den Alveolengängen sammelt. Eine Minderheit dieser Patienten entwickeln späte Lungenfibrose.
Symptome und Anzeichen einer akuten Exposition gegenüber Reizgas
Die Schwere der Symptome hängt vom Ausmaß der Exposition sowie von den Eigenschaften des spezifischen Reizgases ab.
Lösliche Reizgase verursachen schwere Verätzungen und andere Manifestationen der Reizung von Augen, Nase, Rachen, Trachea und großen Bronchien. Starker Husten, Hämoptysen, Keuchen, Würgen und Dyspnoe sind häufig. Die oberen Atemwege können durch Ödem, vermehrte Sekretproduktion oder Laryngospasmus obstruiert sein.
Nichtlösliche Gase verursachen weniger unmittelbare Reizsymptome in den oberen Atemwegen, können aber verzögerte Wirkungen haben, wenn sie in die unteren Atemwege eindringen.
Diagnose der akuten Exposition gegenüber Reizgas
Expositionsanamnese
Röntgenthorax
Die Anamnese reicht in der Regel aus, um eine Reizgasexposition als Ursache der respiratorischen Symptome und Beschwerden zu identifizieren. Zu den relevanten Merkmalen der Anamnese gehören der spezifische Giftstoff bzw. die spezifischen Giftstoffe, die bei der Exposition verwendet wurden (falls verfügbar), die Dauer der Exposition, die Beschreibung des Raums, in dem die Exposition stattfand, und ob ein Bewusstseinsverlust auftrat.
Bei der Erstuntersuchung sollten die Patienten einen Röntgenthorax und eine Beurteilung der Oxygenierung mit Pulsoximetrie erhalten. Der Röntgenthorax hat eine geringe Sensitivität für Inhalationsverletzungen, obwohl Befunde einer fleckigen oder konfluierenden alveolären Konsolidierung in der Regel auf ein Lungenödem hindeuten und mit schwereren Verletzungen assoziiert sind.
Inhalationsverletzungen können überall entlang der Atemwege auftreten und können basierend auf dem primären Bereich der Verletzung klassifiziert werden, wie z. B. obere Atemwege, das Tracheobronchialsystem oder das Lungenparenchym. Eine direkte Visualisierung der Atemwege kann helfen, die Schwere der Verletzung zu bestimmen und die Diagnose zu bestätigen.
Wenn nach der Exposition erhebliche anhaltende Symptome auftreten, können Lungenfunktionstests und ein Thorax-CT hilfreich sein.
Lungenfunktionstests werden in der Regel in der Akutsituation nicht durchgeführt, können aber hilfreich sein, wenn die Symptome fortbestehen. Obstruktive Anomalien sind am häufigsten, aber restriktiv Anomalien können nach der Exposition gegenüber hohen Dosen von Chlor überwiegen.
Behandlung der akuten Exposition gegenüber Reizgas
Entfernung aus der Expositionszone
Unterstützende Beatmung
Mechanische Beatmung, wenn indiziert
Die Behandlung hängt von der Art und Schwere der Exposition ab. Die supportive Beatmung ist ein Eckpfeiler der Behandlung. Die Patienten sollten zunächst an die frische Luft gebracht und mit zusätzlichem Sauerstoff versorgt werden. Die Behandlung zielt darauf ab, eine angemessene Oxygenierung und Ventilation in einer geeigneten Umgebung sicherzustellen. Patienten, die einer hochintensiven Exposition ausgesetzt sind, werden häufig zunächst von Ersthelfern betreut und dann zur weiteren Untersuchung und Behandlung in ein Krankenhaus transportiert.
Bronchodilatatoren und Sauerstofftherapie können bei Patienten mit weniger schwerer Exposition verwendet werden.
Schwere Luftstrombehinderung wird mit inhaliertem racemischem Epinephrin, endotracheaer intubation oder Tracheostomie, und mechanischer Beatmung behandelt.
Patienten mit Verdacht auf eine Beteiligung der unteren Atemwege aufgrund einer hochdosierten Exposition oder einer Exposition gegenüber einem nicht wasserlöslichen Gas sollten auf die Entwicklung von ARDS beobachtet werden. Hochwertige Daten über die Wirksamkeit von Kortikosteroiden bei ARDS, das durch Inhalationsverletzungen ausgelöst wurde, liegen nicht vor.
Nach der Behandlung der akuten Phase sollten Patienten mit anhaltenden Symptomen auf die Entwicklung eines reaktiven Atemwegsdysfunktionssyndrom, einer Bronchiolitis obliterans mit oder ohne organisierte Pneumonie und einer pulmonalen Fibrose überwacht werden.
Prognose bei akuter Exposition gegenüber Reizgas
Die Prognose hängt von der Art und Schwere der Exposition ab. Die meisten Patienten mit einer weniger schweren Exposition erholen sich vollständig, aber die Patienten können eine anhaltende Lungenschädigung mit reversibler Atemwegsobstruktion (reaktives Atemwegsdysfunktionssyndrom) oder, seltener, Bronchiolitis und/oder Bronchiektasie entwickeln.
Bei Patienten mit schwerer Exposition, die zu ARDS führt, ist die Sterblichkeit hoch.
Prävention der akuten Exposition gegenüber Reizgas
Die wichtigste Präventionsmaßnahme ist die sorgfältige Lagerung, Handhabung und Transport von Gasen und Chemikalien.
Die Verfügbarkeit eines angemessenen Atemschutzes (z. B. Gasmasken mit unabhängiger Luftzufuhr) für die Retter ist ebenfalls sehr wichtig; Retter ohne Schutzausrüstung, die zur Rettung eines Patienten eilen, der einem Reizgas ausgesetzt ist, verletzen sich häufig selbst.
Chronische Exposition gegenüber Reizgas
Neben akuten Expositionen, wie z. B. bei Unfällen, kann auch eine wiederholte Exposition gegenüber niedrigeren Konzentrationen gesundheitsschädliche Auswirkungen haben.
Chronische Expositionen in geringerer Konzentration treten häufiger auf als schwere Unfälle. Die Exposition gegenüber reizenden Gasen, wie z. B. Chlor aus Bleichmittel, kann zu reizmittelinduziertem Asthma führen.
In Ermangelung einer eindeutigen Exposition kann die Diagnose einer chronischen Exposition ein höheres Maß an klinischem Verdacht erfordern, um sie zu erkennen. Die Anamnese sollte eine Überprüfung des häuslichen und beruflichen Umfelds umfassen.
Die Behandlung umfasst die Beseitigung der Exposition und eine symptomatische Behandlung für reizende Symptome der oberen Atemwege.
Exposition gegenüber Rauch
Rauch ist ein komplexes Gemisch aus Gasen und Partikeln. Faktoren, die die Bestandteile des Rauchs beeinflussen, sind die Art des Materials oder der Materialien, die vom Feuer verbrannt werden, die Verbrennungstemperatur und die Menge des vorhandenen Sauerstoffs. Reizende Gase sind häufig im Rauch enthalten, aber auch andere Gase wie Kohlenmonoxid und Feinstaub. Siehe Rauchvergiftung für Einzelheiten zu Diagnose und Behandlung.
Wichtige Punkte
Ort und Ausmaß der Inhalationsverletzung hängen in erster Linie von der Wasserlöslichkeit des Gases und dem Ausmaß der Exposition ab.
Die Diagnose einer akuten Exposition basiert in erster Linie auf der Anamnese, wobei weitere Tests vom klinischen Schweregrad abhängen.
Die Behandlung hängt von der Art und Schwere der Exposition ab. Geringfügige Expositionen können oft mit einfachen Mitteln behandelt werden, wohingegen schwere Fälle eine Notfallbehandlung und kritische Pflege erfordern können.
