ArchivDeutsches Ärzteblatt40/2014Akzidentelle Kohlenmonoxidintoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum

MEDIZIN: Kasuistik

Akzidentelle Kohlenmonoxidintoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum

Carbon monoxide poisoning following use of a water pipe/hookah

Dtsch Arztebl Int 2014; 111: 674-9; DOI: 10.3238/arztebl.2014.0674

Rappard, Joscha von; Schönenberger, Melanie; Bärlocher, Lorenz

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Hintergrund: Der Wasserpfeifenkonsum ist insbesondere unter Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit einer Lebenszeitprävalenz von bis zu 68,8 % in Deutschland 2011 weit verbreitet. Ähnliche Tendenzen werden auch in anderen europäischen Ländern beobachtet. Beim Wasserpfeifenkonsum entstehen die gleichen gesundheitsschädigenden Substanzen wie beim Zigarettenrauchen. Die aufgenommene Menge an Kohlenmonoxid (CO) kann sogar bis zu zehnfach höher sein. CO-Intoxikationen führen durch Carboxyhämoglobinbildung und direkte Schädigung auf zellulärer Ebene zur Hypoxie sowie zu unspezifischen neurologischen Symptomen. Während über CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum weltweit nur zehn Kasuistiken vorliegen und kein Todesfall bekannt ist, gehören akzidentelle CO-Intoxikationen zu den häufigen Vergiftungen und sind mit einer hohen Mortalität und Morbidität vergesellschaftet.

Falldarstellung und Verlauf: Es wird eine Fallserie von vier jungen Erwachsenen im Alter von 16 bis 21 Jahren beschrieben, in der in drei Fällen eine vorübergehende Bewusstlosigkeit zur Krankenhauseinweisung führte. Bei den symptomatischen Patienten wurde ein Carboxyhämoglobingehalt (CO-Hb) von 20,1 % bis 29,6 % nachgewiesen. Eine asymptomatische Patientin wies einen CO-Hb-Gehalt von 16,7 % auf. Bei allen Patienten stellte Wasserpfeifenkonsum die Ursache der CO-Intoxikation dar. Unter einer hochdosierten Sauerstoffgabe waren die CO-Hb-Werte rückläufig, so dass alle Patienten beschwerdefrei entlassen werden konnten.

Schlussfolgerung: Die Fallserie zeigt, dass akzidentelle CO-Intoxikationen infolge des Rauchens einer Wasserpfeife unterschätzt werden. Daher sollte das Personal der Notfallaufnahme veranlassen, bei unspezifischen neurologischen Symptomen gezielt den Wasserpfeifenkonsum zu erfragen.

LNSLNS

Das Rauchen einer Wasserpfeife erfreut sich bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen auch im westlichen Kulturkreis einer steigenden Beliebtheit (1). Lebenszeitprävalenzen von bis zu 68,8 % bei deutschen jungen Erwachsenen sind für das Jahr 2011 dokumentiert (1).

Die Gründe für die Zunahme sind vielfältig und umfassen unter anderem Migrationsbewegungen (1), Phänomene einer Jugendsubkultur (2) bis hin zu dem weitverbreiteten Missverständnis, durch Wasserpfeifenrauchen eine im Vergleich mit Zigaretten vermeintlich gesündere Nikotinapplikation zu erlangen (3).

Synkopen sind eine häufige Ursache notfallbedingter Hospitalisationen und haben eine breite Palette an Differenzialdiagnosen (4, 5). Obwohl der Begriff Synkope genau definiert ist (6), herrscht sowohl in der Praxis als auch in der internationalen Literatur eine große Unsicherheit bei der Verwendung des Begriffes hinsichtlich Intoxikationen. Um eine Synkope im Sinne der Definition abgrenzen zu können, wird im Folgenden der Begriff „vorübergehende Bewusstlosigkeit“ verwendet.

Es wird eine Fallserie von vier Patienten mit durch Wasserpfeife induzierter Kohlenmonoxidvergiftung (CO-Intoxikation) dokumentiert, die sich in drei von vier Fällen durch eine vorübergehende Bewusstlosigkeit manifestierte.

Nach Aufnahme über die Lunge führt Kohlenmonoxid (CO) zur Bildung von Carboxyhämoglobin und einer Linksverschiebung der Sauerstoffdissoziationskurve. Hierdurch kommt es zu einer Hypoxie, die aufgrund einer Interaktion von CO mit Cytochromen der mitochondrialen Atmungskette verstärkt wird (7).

Da das Wasserpfeiferauchen weit verbreitet ist, aber nur eine geringe Anzahl von Fallberichten in der medizinischen Literatur vorliegt, wird eine hohe Dunkelziffer vermutet.

Die Fallserie orientiert sich an der CARE-Leitlinie für medizinische Fallberichte (8). Zum einen soll der Mythos vom unschädlichen Wasserpfeifenkonsum widerlegt und zum anderen das Bewusstsein der Ärzte in der Notfallaufnahme erhöht werden, so dass diese bei jungen Erwachsenen mit rezidivierender, vorübergehender Bewusstlosigkeit die Möglichkeit einer Kohlenmonoxidvergiftung in Betracht ziehen.

Fallbeschreibungen

Fall 1:

Ein 16-jähriger Patient wurde nach einer vorübergehenden Bewusstlosigkeit durch den Rettungsdienst in die Notfallaufnahme gebracht. Seine medizinische Vorgeschichte war unauffällig. Sowohl die Frage nach Drogenkonsum als auch nach Medikamenteneinnahme wurde verneint.

Zwei Stunden zuvor hatte der Patient mit Freunden Wasserpfeife geraucht. Im Anschluss daran wurde ihm übel. Er empfand ein Hitzegefühl und atmete schneller. Auf dem Heimweg kollabierte er und wurde für kurze Zeit bewusstlos.

Fremdanamnestisch ergaben sich keine Hinweise auf ein epileptogenes Geschehen, die klinische Untersuchung war unauffällig und es wurden keine fokal neurologischen Defizite nachgewiesen. Laborchemisch zeigten sich keine Auffälligkeiten. Im EKG ließ sich ein inkompletter Rechtsschenkelblock erkennen.

Die arterielle Blutgasanalyse zeigte einen FCOHb-Wert von 20,1 % (Normwerte 0–5 %, max. 10 % bei starken Rauchern). Mittels Reservoirmaske wurde hochdosiert Sauerstoff (> 10 L/min) appliziert. Nach zwei Stunden stellte sich ein FCOHb-Wert von 4,8 % ein, so dass der Patient beschwerdefrei nach Hause entlassen werden konnte.

Fall 2:

Eine 18-jährige Patientin wurde nach einer vorübergehenden Bewusstlosigkeit durch den Rettungsdienst in die Notfallaufnahme gebracht. Die medizinische Vorgeschichte war unauffällig, die Frage nach Drogen- und/oder Medikamenteneinnahme wurde verneint.

Vor dem geschilderten Ereignis hatte die Patientin mit Freunden in einer Shisha-Bar über den Zeitraum von circa einer Stunde Wasserpfeife geraucht. Als sie die Bar verließ, verspürte sie starke Kopfschmerzen und Kribbelparästhesien am ganzen Körper. Zudem konnte sie nur noch verschwommen sehen, kollabierte schließlich und wurde bewusstlos.

Als der Rettungsdienst eintraf, war die Patientin kreislaufstabil und wurde nach dem Glasgow-Coma-Scale (GCS) mit einem Punktewert von drei eingestuft. Die dokumentierte Bewusstlosigkeit umfasste einen Zeitraum von circa 15 Minuten. Bei Eintreffen in der Notfallaufnahme ergab sich nach der GCS für die Patientin ein Punktewert von 15. Sie war kreislaufstabil und sowohl ihr klinischer als auch neurologischer Status erschienen unauffällig. Es zeigten sich keine Hinweise auf ein epileptogenes Geschehen. Das EKG wies keine Auffälligkeiten auf. Durch eine craniale Computertomographie (cCT) konnte eine Blutung ausgeschlossen werden.

Da die arterielle Blutgasanalyse einen FCOHb-Wert von 25,7 % nachwies, wurde Sauerstoff hochdosiert (> 10 L/min) mittels Reservoirmaske verabreicht. Als der FCOHb-Wert nach vier Stunden bei 7 % lag, wurde die Patientin im beschwerdefreien Zustand nach Hause entlassen.

Fall 3:

Die 17-jährige Patientin begleitete ihre Freundin (Fall 2) in die Notfallaufnahme. Sie hatte in der Shisha-Bar ebenfalls Wasserpfeife geraucht. Obwohl sie beschwerdefrei war, befürchtete sie ebenfalls eine CO-Vergiftung zu haben, nachdem die Diagnose ihrer Freundin verkündet wurde.

Es wurde eine arterielle Blutgasanalyse durchgeführt, die einen FCOHb-Wert von 16,7 % aufwies. Trotz fehlender Beschwerden wurde ebenfalls eine hochdosierte Sauerstoffgabe (> 10 L/min) mittels Reservoirmaske eingeleitet. Nach vier Stunden lag der FCOHb-Wert bei 5 % und die Patientin konnte im weiterhin asymptomatischen Zustand nach Hause entlassen werden.

Fall 4:

Ein 21 jähriger Patient wurde nach rezidivierender, vorübergehender Bewusstlosigkeit durch den Rettungsdienst in die Notfallaufnahme gebracht. Die medizinische Vorgeschichte war unauffällig, die Frage nach Drogen- und/oder Medikamenteneinnahme wurde verneint.

Der Patient war bei Freunden zu Gast gewesen und hatte dort über mehrere Stunden Wasserpfeife geraucht. Im Anschluss klagte er über Übelkeit und Kopfschmerzen. Da er auf dem Heimweg kollabierte und dreimal in Folge bewusstlos wurde, alarmierten seine Freunde den Rettungsdienst.

In der Notfallaufnahme präsentierte er sich kreislaufstabil und wurde nach dem GSC mit einem Punktewert von 15 eingestuft. Während der Anamneseerhebung wirkte der Patient verlangsamt und lethargisch. Als führendes Symptom gab er Kopfschmerzen an. Die klinische und neurologische Untersuchung ergab keine Auffälligkeiten, das EKG war normal. Hinweise auf ein epileptogenes Geschehen zeigten sich nicht.

Nachdem die arterielle Blutgasanalyse einen FCOHb-Wert von 29,6 % aufwies, wurde hochdosiert Sauerstoff (> 10 L/min) mittels Reservoirmaske appliziert. Nach zwei Stunden lag der FCOHb-Wert bei 8,4 % und neben den Kopfschmerzen war auch die Lethargie zurückgegangen. Der Patient konnte somit im beschwerdefreien Zustand nach Hause entlassen werden.

Die wesentlichen Befunde sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Wesentliche Befunde der Fallserie von CO-Intoxikaktionen nach Wasserpfeifenkonsum
Tabelle 1
Wesentliche Befunde der Fallserie von CO-Intoxikaktionen nach Wasserpfeifenkonsum

Diskussion

Kohlenstoffmonoxid (CO) ist ein farb- und geruchloses Gas, das bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entsteht. CO-Intoxikationen stellen in Deutschland mit circa 3 700 Klinikeinweisungen und circa 370 Todesfällen pro Jahr die Hauptursache von akzidentellen Vergiftungen dar (9). Während das Rauchgasinhalationstrauma die häufigste Erscheinungsform darstellt, wird aber auch über akzidentelle CO-Intoxikationen durch Heizkamine, Heiswasserboiler und kohlebetriebene Tischgrills berichtet (9).

CO diffundiert nach Inhalation rasch durch die Alveolarmembran und bindet – mit einer 240-fach höheren Affinität als Sauerstoff – reversibel an das zweiwertige Häm-Eisen, wobei Carboxyhämoglobin (CO-Hb) gebildet wird. Durch eine allosterische Konformationsänderung verschiebt sich die Sauerstoffdissoziationskurve nach links. Auf zellulärer Ebene führt die Bindung von CO an die Cytochrome zu einer Funktionsstörung der Atmungskette in den Mitochondrien. Durch die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies entstehen neuronale und myokardiale Nekrosen und Apoptosen (10, 11).

Die Symptome der akuten CO-Vergiftung korrelieren nur geringgradig mit der Konzentration an CO-Hb, sondern eher mit der Dauer der Exposition. Neben unspezifischen Symptomen wie Müdigkeit, Übelkeit sowie Kopfschmerzen können jedoch Bewusstlosigkeit, Krampfanfälle, Herzrhythmusstörungen, myokardiale Ischämien und Tod auftreten (7). Des Weiteren wird das Ausmaß der toxischen Wirkung wesentlich von bestehenden Vorschädigungen (Herz- und Gefäßerkrankungen, Lungenerkrankungen, Anämien) und vom Lebensalter bestimmt, wobei ein Alter von über 65 Jahre mit der höchsten Mortalität einhergeht (12).

Die unmittelbar einsetzenden neurologische Symptome sind von neuropsychologischen Spätfolgen zu unterscheiden, die sich ebenfalls nach einer symptomfreien Latenzphase von mehreren Wochen entwickeln und zum Teil dauerhaft sein können (13, 14). Die beschriebenen Symptome reichen von milden kognitiven Beeinträchtigungen (Gedächtnisstörungen, Konzentrationsstörungen) über affektive Störungen (Depression, Angststörungen) bis – seltener – hin zu Gang- und Gleichgewichtsstörungen, Tremor und Hörverlusten (15).

Weltweit rauchen circa 100 Millionen Menschen Wasserpfeife, vor allem in Nordafrika und im arabischen Kulturraum (16). Aber genauso in Deutschland erfreut sich die Wasserpfeife – auch Narghileh, Arghileh, Hookah, Shisha oder Hubble Bubble genannt – bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen einer steigenden Beliebtheit. Dies liegt an der im Vergleich mit Zigaretten vermeintlich „gesünderen“ Nikotinexposition (1, 3). Das veränderte Konsumverhalten und eine Vielzahl von neuen Designerdrogen, bei deren Herstellung durch Derivatisierung bekannter Substanzen (zum Beispiel synthetische Canabinoide, alias „Spice“) rechtliche Schlupflöcher ausgenutzt werden, bilden neue Herausforderungen für die Ärzteschaft (17).

Das Prinzip der Wasserpfeife besteht aus einem wassergefüllten Glasgefäß, einem Ton- oder Metallgefäß für den Tabak, einer Rauchsäule und einem Schlauch mit Mundstück. Auf das mit Tabak gefüllte Ton- oder Metallgefäß wird eine durchlöcherte Aluminiumfolie und darauf ein Stück glühende Holzkohle gelegt. Wenn man an dem Schlauch saugt, wird der entstehende Rauch durch den Wasserbehälter gesogen und gelangt anschließend in den Mund des Rauchers (Grafik).

Schematische Darstellung einer Wasserpfeife
Grafik
Schematische Darstellung einer Wasserpfeife

Tatsächlich entstehen beim Wasserpfeifenkonsum die gleichen gesundheitsschädigenden Substanzen wie beim Zigarettenrauchen (insbesondere Teer, Nikotin und Kohlenmonoxid) (19). Neben der Art des verwendeten Tabaks und den Temperaturunterschieden in der Glutzone ergeben sich quantitative und qualitative Unterschiede der aufgenommenen Giftstoffe vor allem aufgrund der unterschiedlichen Inhalationsdauer (Zigarette circa 5 Minuten, Wasserpfeife circa 50 Minuten). Hervorzuheben ist, dass sich sowohl bei der Verwendung herkömmlicher Tabakmischungen als auch bei der Verwendung von alternativen, nikotinfreien Kräutermischungen zwar die Nikotinmenge, jedoch nicht die inhalierten Mengen an sonstigen toxischen Substanzen (Kohlenmonoxid, Teer, polyzyklische Kohlenwasserstoffe) unterscheiden (18, 20). Durch die Verbrennung der Holzkohle nimmt der Wasserpfeifenraucher im Vergleich zum Zigarettenraucher mehr als die zehnfache Menge an Kohlenstoffmonoxid zu sich (19).

Eine Übersicht aller bis Juli 2014 in Pubmed veröffentlichten Fallberichte über CO-Intoxikationen im Zusammenhang mit Wasserpfeifenkonsum gibt Tabelle 2.

Publizierte Fallberichte über CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum
Tabelle 2
Publizierte Fallberichte über CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum

Der zeitliche Verlauf und die geografische Verteilung der Fallberichte (vor 2009: keine Fälle, 2009: zwei Fälle, 2010: ein Fall, 2011: zwei Fälle, 2012: zwei Fälle, 2013: drei Fälle; mittlerer Osten/Südostasien: sechs Fallberichte, Europa/USA: vier Fallberichte) könnte sowohl die Prävalenz und die zunehmende Inzidenz des Wasserpfeiferauchens als auch die zunehmende ärztliche Sensibilisierung widerspiegeln. Die am häufigsten geschilderten Symptome sind unspezifisch und umfassen Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit und Erbrechen, wobei auch fünf Fälle von vorübergehender Bewusstlosigkeit im Zusammenhang mit Wasserpfeiferauchen dokumentiert sind. Bis auf einen Fall wurden alle Patienten mit normobarem Sauerstoff über eine Reservoirmaske behandelt.

Nachuntersuchungen wurden in keinem der Fälle durchgeführt. Allerdings wurde in einem Fall von prolongierten neurologischen Beschwerden wie Schwindel und Kopfschmerzen über einen Zeitraum von mehreren Wochen berichtet (30).

Wenngleich es noch keinen dokumentierten Fall einer tödlichen CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum gibt, zählen CO-Intoxikationen zu den weltweit häufigsten Todesursachen bei akzidentellen Vergiftungen (31). Aufgrund der breiten und unspezifischen Palette an klinischen Symptomen erfolgt die Diagnose mit einer relevanten Verzögerung.

Da die fotometrische Absorption des CO-Hb der des Oxyhämaglobins ähnelt und der CO-Hb damit durch gebräuchliche Pulsoximeter nicht detektierbar ist, lässt sich eine CO-Intoxikation nur durch eine venöse oder arterielle Blutgasanalyse feststellen.

Als therapeutische Optionen stehen die hochkonzentrierte Sauerstoffapplikation mittels Reservoirmaske und die hyperbare Sauerstofftherapie mittels Druckkammer zur Verfügung. Ersteres erlaubt mittels „high flow“ (10–15 L/min) die Verabreichung von 90 % FiO2, wobei auf dichten Sitz der Maske zu achten ist (32). Die Halbwertszeit von COHb reduziert sich von drei bis vier Stunden bei Raumluft (21 % O2) über 40–80 Minuten bei Reservoirmaske bis zu 15–30 Minuten bei hyperbarer Beatmung (2,5 bar) (33).

Aufgrund der bereits erwähnten niedrigen Korrelation des initial gemessenen CO-Hb Gehalts sowohl mit dem Schweregrad der Symptomatik als auch mit den neurologisch/neuropsychiatrischen Spätfolgen und wegen unterschiedlicher Ein-und Ausschlusskriterien, ergibt die aktuelle Studienlage ein heterogenes Meinungsbild bezüglich der zu favorisierenden Therapie (34, 35). Da die hochprozentige Sauerstoffapplikation sicher, allseits verfügbar und kostengünstig ist, die hyperbare Beatmung dahingegen potenziell komplikationsträchtig sein kann (Barotrauma, Trommelfellrisse, Krampfanfälle, Luftembolien), sollte die hyperbare Therapie schwer symptomatischen Patienten und Intoxikationen während der Schwangerschaft vorbehalten sein (13, 35).

Fazit

Der vorliegende Fallbericht lässt aufgrund der großen Verbreitung des Wasserpfeiferauchens und des kurzen Beobachtungszeitraums (vier Fälle in sechs Monaten) eine hohe Dunkelziffer von CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum vermuten. Dabei kommt es wahrscheinlich bei der Mehrheit der Betroffenen aufgrund der unspezifischen Symptome nicht zur Krankenhauseinweisung. Die Gefahr und Unberechenbarkeit der akzidentellen CO-Intoxikation wird darüber hinaus durch die Tatsache unterstützt, dass auch hohe Werte bei völlig asymptomatischen Patienten beobachtet werden können (siehe Fall 3).

In der vorliegenden Fallserie wiesen 75 % der Patienten einen Migrationshintergrund auf. Ein möglicher Zusammenhang wurde schon in der Literatur beschrieben (1, 36) und könnte auf unterschiedliche Rauchgewohnheiten in den jeweiligen Kulturen zurückzuführen sein.

Im Rahmen eines Telefoninterview, das im Juli 2014 durchführt wurde, wurden alle Patienten bezüglich eventueller Spätfolgen befragt. Insbesondere wurde nach neurologisch/neuropsychologischen Symptomen wie Kopfschmerzen, Schwindel, Sehstörungen, Konzentrationsstörungen, Vergesslichkeit und Depressionen gefragt. Bis auf Patientin zwei, die noch einige Wochen an Atemschwierigkeiten gelitten hatte, gaben alle Patienten an, im Anschluss an das Ereignis völlig beschwerdefrei gewesen zu sein.

Wenngleich sich in der vorliegenden Fallserie keine Hinweise auf neurologische Spätfolgen ergaben, ist eine rasche Erkennung und Therapie der CO-Intoxikation von größter Bedeutung.

Die Behandlung mit normobarem Sauerstoff scheint eine kostengünstige, sichere und effektive Therapie für die Notfallversorgung darzustellen.

Die vorliegende Fallserie gibt Hinweise darauf, dass akzidentelle CO-Vergiftungen im Zusammenhang mit dem Rauchen einer Wasserpfeife unterschätzt werden. Dies sollte das Personal von Notfallaufnahmen veranlassen bei unspezifischen neurologischen Symptomen gezielt nach Wasserpfeifenkonsum zu fragen.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Manuskriptdaten
eingereicht: 22. 4. 2014, revidierte Fassung angenommen: 4. 8. 2014

Anschrift für die Verfasser
Med. prakt. Joscha von Rappard
Kantonsspital Sankt Gallen
Rorschacherstraße 95
9000 Sankt Gallen
Schweiz
von.rappard@gmail.com

Zitierweise
von Rappard J, Schönenberger M, Bärlocher L: Case report: Carbon monoxide poisoning following use of a water pipe/hookah. Dtsch Arztebl Int 2014; 111: 674–9. DOI: 10.3238/arztebl.2014.0674.

@The English version of this article is available online:
www.aerzteblatt-international.de

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Schematische Darstellung einer Wasserpfeife
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Schematische Darstellung einer Wasserpfeife
Wesentliche Befunde der Fallserie von CO-Intoxikaktionen nach Wasserpfeifenkonsum
Tabelle 1
Wesentliche Befunde der Fallserie von CO-Intoxikaktionen nach Wasserpfeifenkonsum
Publizierte Fallberichte über CO-Intoxikationen nach Wasserpfeifenkonsum
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  • Eigener Fall
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    Stangl, Robert
  • Schlusswort
    Dtsch Arztebl Int 2015; 112: 221; DOI: 10.3238/arztebl.2015.0221b
    Rappard, Joscha von

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