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Ökotoxizität und Optimierung moderner Anästhesieverfahren

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Zusammenfassung

Das ideale Anästhesieverfahren sollte den Spagat zwischen höchster Patient:innensicherheit, ökonomischer Effizienz und fehlender ökologischer Belastung meistern. Dabei stehen uns nach wie vor drei Grundverfahren, die Inhalationsanästhesie, die totale intravenöse Anästhesie (TIVA) und die Regionalanästhesie zur Verfügung. Deren ökologischen Stärken und Schwächen unter Berücksichtigung der ersten beiden Punkte werden in diesem Artikel beleuchtet.
Die Autoren S. Hammer und T. Kole teilen sich die Erstautorenschaft.

Fortbildungsanbieter

Österreichische Gesellschaft für Anästhesiologie, Reanimation und Intensivmedizin, ÖGARI

Lecture Board

Dr. Stephanie Snyder-Ramos, Fachärztin für Anästhesiologie, Klimamanagerin, Krankenhaus Salem, Heidelberg, Deutschland
OA Dr. Sebastian Gibb, Klinik für Anästhesiologie, Intensiv‑, Notfall- und Schmerzmedizin, Universitätsmedizin Greifswald, Deutschland

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

Inhalationsanästhesie, AGFS und Recycling

Volatile Anästhetika wie Sevofluran, Isofluran und Desfluran gehören weltweit zu den am häufigsten verwendeten Medikamenten der Allgemeinanästhesie. Trotz ihrer klinischen Vorteile sind sie als fluorierte Kohlenwasserstoffe hochpotente Treibhausgase, wobei Desfluran von den volatilen Anästhetika am längsten in der Atmosphäre verbleibt und den mit Abstand höchsten Treibhausgaseffekt („global warming potential“, GWP) hat (Tab. 1). Weltweit wurden allein im Jahr 2014 rund drei Millionen Tonnen CO2-Äquivalente (CO2e) durch volatile Anästhetika emittiert, wovon etwa 80 % auf Desfluran entfielen [1]. In den meisten Kliniken Österreichs wurden Desfluran und Lachgas daher bereits aus dem Betrieb genommen [2]. Gemäß der EU-Verordnung 2024/573 über fluorierte Treibhausgase vom Februar 2024 wird der Einsatz von Desfluran ab 1. Januar 2026 in der EU verboten sein, jedoch wurde für eine medizinisch alternativlose Verwendung dieses Verbot mittels einer dokumentationspflichtigen Begründung aufgeweicht [3].
Tab. 1
Ökologische Kennzahlen von Inhalationsanästhetika [4, 5, 6, 7, 8]a
 
GWP1
GWP20
GWP100
RE
Verweildauer in der Atmosphäre
Sevofluran
4285
702–795
144–216
0,308
1,1–5,2
Isofluran
6600
1800–1930
195–539
0,426
2,6–5,9
Desfluran
8526
6840–7020
2590
0,464
9–21
Lachgas
210
263–273
273
0,0032
109–114
CO2
1
1
1
1,33 × 10−5
5–200
GWP „global warming potential“ relativ zu CO2, RE „radiative efficiency“, Strahlungseffizienz in W m−2 ppb−1
aDiese Werte unterliegen gewissen Unsicherheiten und variieren je nach Quelle und Methodik
Hinsichtlich der Frage, welcher Parameter ausschlaggebend für den Treibhauseffekt eines Narkosegases ist, werden verschiedene Zeithorizonte vom GWP1 (1 Jahr) – GWP100 (100 Jahre) oder die „radiative efficiency“ (RE, Strahlungseffizienz) herangezogen. Die RE beschreibt, wie viel Wärmezuwachs ein bestimmtes Gas auf der Erdoberfläche bei einer bestimmten atmosphärischen Konzentration erzeugen kann. So ist die RE von Sevofluran 23.158-mal höher als die von CO2, was aber nicht bedeutet, dass Sevofluran einen 23.158-mal so großen Treibhauseffekt wie CO2 hat [9]. Hier kommen die Konzentration der Gase in der Atmosphäre und die zentrale Rolle der atmosphärischen Lebensdauer ins Spiel. Narkosegase werden nach einer Kinetik 1. Ordnung exponentiell aus der Atmosphäre durch photochemischen Abbau und Oxidation eliminiert. Die Verweildauer der Anästhetika ist deutlich kürzer als die von CO2 (Tab. 1; [4]). Durch die hohe RE, aber die kürzere Lebensdauer der Moleküle erklären sich die Unterschiede der verschiedenen GWP.
Eine primäre Strategie zur Reduktion dieser Emissionen und des Narkosegasverbrauchs ist die konsequente Anwendung von Niedrigflussnarkosen, insbesondere der Minimal-Flow- (0,5 l/min Frischgasfluss, FGF) oder Metabolic-Flow-Anästhesie (FGF angepasst an den Patient:innen‑O2-Verbrauch und Narkosegasuptake, oft < 0,3 l/min).
Die Narkosegaseffizienz einer Inhalationsanästhesie, definiert als Quotient aus der von Patient:innen aufgenommenen Gasmenge (uptake) und der insgesamt zugeführten Menge (consumption), steigt bei Reduktion des FGF deutlich an [10, 11]. Während bei hohem FGF (z. B. 4–6 l/min) der Großteil der Anästhesiegase ungenutzt als Überschussgas über die Absaugung Abluft und das Anästhesiegas-Fortleitungssystem (AGFS) in die Umwelt bzw. in allenfalls angewandte Auffangsysteme gelangt, nähert sich die Effizienz bei Metabolic-Flow-Techniken und leckagefreien Kreissystemen dem Idealwert von 100 % [10]. Eine hundertprozentige Effizienz ist nicht möglich, denn der tatsächliche Gasverbrauch wird immer höher als die Aufnahme sein, da eine gewisse Gasmenge zum Füllen des Kreissystems des Anästhesiegerätes benötigt wird und insbesondere Sevofluran vom CO2-Absorber aufgenommen werden kann [12]. Ein Aspekt, der Skepsis bei Anwendenden auslöst, ist die Befürchtung, den Sauerstoffverbrauch (VO2) der Patient:innen bei Flussraten < 300 ml/min nicht decken zu können. Der Ruhesauerstoffverbrauch liegt im Durchschnitt bei ca. 3,6 ml/kg/min. Ein Body-Mass-Index über 25 kg/m2, höheres Alter [13] als auch Anästhesiebedingungen [14] können zu deutlichen Reduktionen der VO2-Werte unter 3 ml/kg/min führen [15]. Die geräteseitige Anzeige eines adäquat gefüllten Kreissystems mit einem entsprechenden inspiratorischen Sauerstoffanteil sichern das ausreichende Sauerstoffangebot. Die pulsoxymetrische Messung der Sauerstoffsättigung ermöglicht die lückenlose Überwachung der patient:innenseitigen Oxygenierung. Dementsprechend wären sogar FGF-Raten unter 200 ml/min theoretisch möglich, sofern das Anästhesiegerät dies technisch zulässt.
Die konsequente Anwendung von Minimal- und Metabolic-Flow-Verfahren führt somit zu einer signifikanten Reduktion des Anästhetikaverbrauchs um 55–75 % oder mehr im Vergleich zu High-Flow-Techniken, was auch erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Als Nebeneffekt führen Minimal- und Metabolic-Flow-Verfahren zu einer stärkeren Belastung des CO2-Absorbers durch Reduktion des CO2-haltigen Überschussgases und damit zu häufigerem Wechsel des CO2-Absorbers. Sowohl für Sevofluran als auch für Desfluran konnte allerdings gezeigt werden, dass die Gesamtkosten (Gasverbrauch + CO2-Absorber) als Surrogatparameter für den Ressourcenverbrauch und Umwelteintrag bei Metabolic-Flow-Konstellationen am niedrigsten sind [16].
Als klinischer Nebeneffekt verbessert die hohe Rückatmung die Konditionierung des Inspirationsgases hinsichtlich Feuchtigkeit und Wärme [10, 17, 18]. Speziell in dieser Technik geschulte Anwender:innen können bereits nach Sicherung des Atemweges direkt auf „minimal flow“ wechseln und mit maximaler Verdampferkonzentration (z. B. Sevofluran 8 %) das Anästhetikum anfluten. Dieser Prozess dauert naturgemäß länger als mit „high flow“, erweist sich aber in Zeiten moderner Anästhesieführung mit Narkosetiefeüberwachung als sicher durchführbar und kann in der Phase bis zum Beginn der Chirurgie sogar als sinnvoll betrachtet werden.
Limitierender Faktor bei der Anflutung ist, dass die Dosierung des volatilen Anästhetikums vom eingestellten FGF, welcher über den Verdampfer geleitet wird, abhängt. Neuere Dosierprinzipien wie beispielsweise eine elektrisch gesteuerte Direkteinspritzung ins Kreissystem könnten die Anästhesiegasdosierung vom FGF entkoppeln und zukünftig zur weiteren Effizienzsteigerung beitragen.
Hilfreich bei der Durchführung von Minimal‑/Metabolic-Flow-Narkosen kann der Einsatz moderner Anästhesiegeräte mit automatischer Gaskontrolle (AGC) sein [17]. Diese Systeme gewährleisten eine präzise Steuerung und hohe Stabilität der eingestellten Zielkonzentrationen der Anästhetika bei akzeptablem Verbrauch [17, 19]. Speziell in der An- und Abflutungsphase oder bei notwendigen Konzentrationsänderungen intraoperativ erhöht die AGC-Funktion jedoch den FGF kurzzeitig, was die Effizienz schmälern kann.
Voraussetzung für die sichere Durchführung von Metabolic-Flow-Narkosen sind moderne, technisch einwandfreie Anästhesiearbeitsplätze mit dichten Kreissystemen, präziser Gasdosierung auch im niedrigen FGF und umfassendem Monitoring (FiO2, fi + etCO2, fi + etAgent) [10, 18, 19]. Ebenso ist die Wahl moderner CO2-Absorber (vorwiegend Calciumhydroxid mit z. B. Zeolith für ausreichend Feuchtigkeit), die keine toxischen Nebenprodukte wie Compound A oder Kohlenmonoxid bilden, entscheidend [10, 11, 20].
Zum Schutz der Anwender:innen wird laut Norm DIN EN 60601-2-13 beim Einsatz volatiler Anästhetika ein AGFS vorgeschrieben. Dabei wird ein kontinuierlicher Sog durch Druckluft erzeugt (Venturi-Prinzip), der das Exspirat aus dem Anästhesieventilator absaugt [21]. Der Energiebedarf entsteht v. a. durch die Kompression der medizinischen Druckluft. Für einen einzigen Anästhesiearbeitsplatz sind bis zu – 14.000 kWh Energieverbrauch für Herstellung der Druckluft pro Jahr bei 24/7-Betrieb möglich, was bei österreichischen Durchschnittsstrom ca. 3,2 t CO2e entspricht. Auch im Regelbetrieb (10 h/Tag, 250 Tage/Jahr) entstehen noch 1,6 t CO2e [21, 22, 23, 24].
Der entscheidende Punkt: Druckluft wird allein durch die Konnektion des AGFS-Schlauchs am Wandanschluss verbraucht, auch wenn der Ventilator nicht in Betrieb ist. Durch konsequentes Abstecken außerhalb des Regelbetriebs können laut Studien bis zu 75 % des Stromverbrauchs und der Emissionen der AGFS vermieden werden [11, 21, 22]. In einem mittelgroßen Krankenhaus entspräche dies einer Einsparung von ca. 25.000 € jährlich allein für Energie der AGFS. Am LKH Feldkirch führte das Ausschalten der AGFS zu einer Druckluftverbrauchsreduktion im Zentral-OP um 95 % von 500 m3/Tag auf 5 m3/Tag [21, 22].
Eine weitergehende Möglichkeit besteht in der Nutzung von Narkosegasfiltern, die fluorierte Gase direkt im Abgasstrom des Anästhesiegerätes binden. Aktuell befinden sich 4 Systeme auf dem Markt, wovon jedoch nur das Gerät der Firma ZeoSys Medical GmbH für eine Nutzung ohne AGFS zugelassen ist [25]. Der Filter enthält Aktivkohle mit selektiver Porengröße für Flurane und wird mit einem Sensorsystem überwacht. Die Anwendung sollte im sogenannten passiven Betrieb ganz ohne AGFS erfolgen, wobei keine Druckluft und keine zusätzliche Energie mehr verbraucht wird. Dies führt zu entsprechenden Einsparungen bei den Emissionen (bis zu 14.000 kWh entsprechend 3,2 t CO2e pro Arbeitsplatz) [21, 22, 26], was bei Berichten zur „corporate sustainability reporting directive“ (CSRD) von großer Relevanz ist. Bei entsprechender Sorgfalt ist der Einsatz dieses Narkosegasfilters klinisch sicher und effektiv. Das österreichische Arbeitsinspektorat genehmigte in einer rezenten Verfahrensanweisung die Verwendung ohne AGFS bei rechtzeitigem Filterwechsel, ausreichendem Filterlagerbestand, Einhaltung der Betriebsanleitung und einer entsprechenden Verfahrensanweisung. Bei Betrieb ohne AGFS ist der Filter nicht für Lachgasanwendung geeignet [27]. Laut Herstellerangaben werden über 99 % der Narkosegase aus dem Überschussgas gebunden. Bezüglich der Filtereffizienz zeigen zwei Untersuchungen, dass 25–45 % des insgesamt aufgewendeten Narkosegases adsorbiert werden können [28, 29]. Aufgrund der überwiegend bariatrischen Patient:innen und bestimmter technischer Gegebenheiten während der Studien wurde viel darüber diskutiert. Eine internationale Multicenterstudie zu diesem Thema ist gerade in der Datenauswertung. Die Auffangrate wird jedoch immer deutlich unter 100 % bleiben, da nach Extubation ein Teil des Gases in den Patient:innen bleibt und verzögert abgeatmet wird [26]; weitere Teile gehen über Leckagen verloren oder werden metabolisiert (Sevofluran 4–5 %) [30, 31]. Es gibt Hinweise, dass es bei höheren Frischgasflows und bereits hoher Beladung des CONTRAfluranTM Filters wieder zu Desorption von Sevofluran kommen kann [25, 29, 31, 32]. Für andere Hersteller gibt es derzeit keine Daten.
Mit der Narkosegasfilterung eröffnet sich die Möglichkeit der Wiedergewinnung (nur Firma ZeoSys Medical GmbH): Die Kanister mit der gesättigten Aktivkohle werden gesammelt, in Deutschland aufbereitet und recyceltes Sevofluran wird in Österreich wiederverwendet. Wissenschaftliche Studien zum Life Cycle Assessment (LCA) von recyceltem Sevofluran fehlen bislang. Ein von einem Narkosegashersteller zur Verfügung gestelltes LCA zeigt: Bei Wiederverwertung liegt die CO2-Einsparung bei bis zu 87 %. Größter Einflussfaktor bleibt die Produktion der Filterkartuschen, wobei auch hier bereits eine Recyclinglösung in Umsetzung ist, der Transport vom Hersteller zur Klinik und retour fällt kaum ins Gewicht [33].
In einer Masterthese an der Hochschule für Agrar- und Umweltpädagogik Wien aus dem Jahre 2024 wurde mittels LCA die bisherige Vorgehensweise im AKH Wien (jährlicher Verbrauch von 652 l Sevofluran, permanent betriebene Narkosegasabsaugung) mit einer fiktiven Variante verglichen, bei der zwar der Gesamtgasverbrauch unverändert blieb, aber alle Arbeitsplätze mit recyclebaren Aktivkohlefiltern ausgestattet wurden. Es wurde eine Rückgewinnungsrate des verwendeten Narkosegases von 47 % angenommen. Sämtliche LCA-relevanten Prozesse wie Transportwege, Filterproduktion, Extraktionsprozess, Neuabfüllung, AGFS-Abschaltung etc. wurden berücksichtigt. Es könnte eine jährliche Reduktion der Treibhausemissionen von ca. 55 % erreicht werden [34].
Ein weiterer großer Vorteil für das Auffang- und Recyclingverfahren ist, dass deutlich weniger volatile Anästhetika in die Umwelt gelangen. Dort werden diese zu Trifluoressigsäure (TFA) und Hexafluorisopropanol (HFIP) abgebaut, welche als perfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) zu den Ewigkeitschemikalien gezählt werden [35, 36]. Sie sind sehr gut wasserlöslich und werden als relevant reproduktionstoxisch eingestuft. In fast allen Gewässern weltweit und in Getränken wie Mineralwasser, Bier, Limonaden und Wein wird TFA nachgewiesen [36, 37, 38].
Auch unter Berücksichtigung aller bislang erwähnten Optimierungsmaßnahmen bleibt es kritisch abzuwarten, ob aus ökologischer Sicht intravenöse Anästhetika wie Propofol den volatilen Anästhetika wie Sevofluran überlegen sind. Aktuelle Daten, die die Aufrechterhaltung einer Anästhesie mit Propofol oder Sevofluran unter Berücksichtigung des CO2-Abdrucks bei Produktion und Entsorgung vergleichen, zeigen auch bei FGFs von 300–500 ml immer noch ein um ca. 27-fach höheres CO2e für Sevofluran gegenüber Propofol, dies allerdings noch ohne Berücksichtigung eines Recyclings. Die gegen Propofol angeführte Belastung des Abwassers (siehe zweiter Abschnitt) steht der Umweltverschmutzung durch Degradationsprodukte der volatilen Anästhetika wie TFA gegenüber [35]. Ob das aus ökologischer Sicht kaum toxische Remimazolam [39, 40] in Zukunft in Teilbereichen eine Alternative darstellen kann, müssen Studien zeigen.
In Anbetracht des Treibhauseffektes von Lachgas (GWP100 273) und des sinkenden klinischen Einsatzes kann es für viele Kliniken sinnvoll sein, die oft aufgrund von Leckagen auch ohne Anästhesiebetrieb verbrauchsintensive Lachgasleitung stillzulegen. An Bedarfsstellen, z. B. im Sectio-OP und im Kreißsaal, können, wenn gewünscht und technisch möglich, Lachgasflaschen vorgehalten werden. Diesbezüglich gibt es von verschiedenen Herstellern auch mobile Geräte zur Lachgasspaltung (in Stickstoff und Sauerstoff, mobile „destruction units“), wobei der Energiebedarf für diesen Prozess noch nicht gegen den Vorteil der Spaltung von Lachgas aufgerechnet wurde. In einigen Ländern werden diese Geräte aufgrund des sonst unzureichenden Arbeitsplatzschutzes angewandt. Allgemeingültige Daten der Ökobilanz fehlen derzeit.

Intravenöse Medikamente in der Anästhesiologie

Die Auswahl anästhesiologischer Medikamente stellt für Anästhesist:innen eine Möglichkeit dar, nachhaltige Praktiken zu implementieren. Insbesondere im Hinblick auf den Klimawandel ist relevant, dass Pharmaka derselben Wirkstoffklasse variable Treibhausgasemissionen aufweisen können, die primär während der Herstellung entstehen.
Parvatker et al. quantifizierten die CO2e für die Produktion von 20 intravenös (i.v.) verabreichten anästhesiologischen Medikamenten. Obwohl die direkte Übertragbarkeit dieser Daten auf tägliche klinische Entscheidungen limitiert sein mag, liefert die Studie relevante Einblicke. Beispielsweise verursacht die Herstellung von Fentanyl und Remifentanil pro Milligramm vergleichbare CO2e‑Emissionen [41]. Diese Kalkulation berücksichtigt jedoch nicht den zusätzlichen Materialverbrauch (z. B. Perfusorspritzen, Infusionssysteme, Aufziehkanülen), der bei der kontinuierlichen Infusion von Remifentanil im Vergleich zur Bolusgabe von Fentanyl anfällt. Ein weiterer signifikanter Unterschied zeigt sich bei langwirksamen Opioiden für die postoperative Schmerztherapie: Morphin weist bei vergleichbarer klinischer Wirksamkeit und Verträglichkeit eine über fünffach höhere CO2e-Bilanz auf als Hydromorphon [42].
Es ist zu beachten, dass die Berechnungen von Parvatker et al. ausschließlich den Wirkstoff umfassen und Hilfsstoffe sowie Verpackungsmaterialien exkludieren. Generell ist die intravenöse Applikation im Vergleich zur oralen Gabe mit höheren Emissionen assoziiert. Dies wird am Beispiel von Paracetamol deutlich: Die orale Gabe von 1 g (durch Verabreichung von 2 Tabletten) verursacht ca. 38 g CO2e, während flüssiges, in Glasflaschen abgefülltes Paracetamol für die i.v.-Gabe mit 628 g CO2e zu Buche schlägt [43]. Eine frühzeitige Umstellung auf orale Medikation und/oder die orale Prämedikation könnten angesichts der hohen Verbrauchszahlen somit signifikante Emissionseinsparungen ermöglichen.
Auch die Wahl der Primärverpackung beeinflusst die Klimabilanz; Produkte in Kunststoffbehältnissen scheinen gegenüber Glasverpackungen tendenziell geringere CO2e‑Emissionen aufzuweisen [44].
Ein häufig geäußerter Kritikpunkt hinsichtlich der Umweltbelastung der totalen intravenösen Anästhesie (TIVA) im Vergleich zur Inhalationsanästhesie ist der erhöhte Einsatz von Einwegplastik, insbesondere in Form von Perfusorspritzen und -leitungen. Diese bestehen häufig aus Polyvinylchlorid (PVC), dessen gesamter Lebenszyklus mit 6 kg CO2e pro Kilogramm verbunden ist – davon entfallen jeweils 3 kg CO2e auf die Produktion und die Entsorgung durch Verbrennung. Dabei können mitunter hoch toxische Abfallprodukte (Dioxine) entstehen. Auch Medikamentenverpackungen und andere Reststoffe werden verbrannt, wobei 1 kg Papier zwischen 2,1 und 2,6 kg CO2e freisetzt [45, 46].
Nachhaltigkeit in der Anästhesie beschränkt sich jedoch nicht auf die Klimabilanz. Zunehmend rückt die Ökotoxizität verwendeter Pharmaka in den Fokus. Studien haben anästhesiologisch relevante Substanzen wie Propofol, Diclofenac und Fentanyl in Kläranlagenabflüssen und Oberflächengewässern, beispielsweise im Ostseeraum, nachgewiesen [47]. Insbesondere Propofol wird häufig hinsichtlich seiner potenziellen Schädlichkeit für aquatische Organismen diskutiert. Es gilt als schwer abbaubar, im menschlichen Körper wird es über Glucuronidierung lediglich renal ausscheidbar gemacht. Aktuelle Risikobewertungen deuten jedoch trotz eines erwarteten Anstiegs des Verbrauchs (bedingt durch die Reduktion inhalativer Anästhetika) auf ein geringes Risiko für aquatische Ökosysteme hin [48]. Ein kritischer Aspekt bleibt jedoch die fehlende Elimination von Propofol in konventionellen Kläranlagen (Waste Water Treatment Plants; WWTPs). Eine schwedische Studie weist sogar auf eine mögliche Konzentrationszunahme im Klärprozess hin, vermutlich durch Deglucuronidierung der Propofolmetaboliten mit Freisetzung von Propofol im Abwasser [49]. Eine groß angelegte Studie wies daher auch Propofol als das am fünfhöchsten konzentrierte Medikament in der Ostsee nach [47]. Die ökologische Relevanz dieses Phänomens ist derzeit noch unklar.
Eine neue EU-Richtlinie (3019/2024 Überarbeitung der kommunalen Abwasserrichtlinie) fordert die Implementierung einer vierten Reinigungsstufe (Ozonierung und Aktivkohlefilter) für größere Kläranlagen, die potenziell auch kleinmolekulare Schadstoffe wie Propofol und viele andere Medikamente effektiver eliminieren könnte. Diese Regelung greift jedoch erst gestaffelt bis 2045 und betrifft initial nur Anlagen ab einer bestimmten Ausbaugröße (≥ 150.000 Einwohner:innen).
Eine vollständig emissionsfreie oder ökotoxikologisch unbedenkliche Anästhesie ist derzeit nicht realisierbar. Anästhesist:innen stehen somit vor der Herausforderung, innerhalb der verfügbaren Optionen die relativ umweltverträglichere Alternative abzuwägen. Im Hinblick auf Treibhausgasemissionen ist die intravenöse Anästhesie mit Propofol gegenüber volatilen Anästhetika wie Sevofluran vorteilhaft und wird so auch von der European Society of Anaesthesiology and Intensive Care (ESAIC) empfohlen. Bezüglich der Ökotoxizität weisen jedoch beide Substanzgruppen Nachteile auf: Propofol birgt die beschriebenen Risiken bezüglich aquatischer Persistenz, Toxizität und unzureichender Klärung, während die Produktion und der Abbau von Sevofluran zur Freisetzung bzw. Bildung persistenter PFAS beiträgt, die als problematische „Ewigkeitschemikalien“ gelten [35]. Bei den nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR) weist Diclofenac im Vergleich zu Ibuprofen ein höheres ökotoxikologisches Risikopotenzial für aquatische Systeme auf, weshalb Ibuprofen unter Nachhaltigkeitsaspekten präferiert werden sollte [50]. Die Wahl erfordert somit eine differenzierte Betrachtung der jeweiligen Umweltauswirkungen.

Regionalanästhesie und ihr ökologischer Nutzen

Die Kombination aus Regionalanästhesie oder lokoregionalen Blockaden mit und ohne Allgemeinanästhesie bietet aus ökologischer Sicht vielversprechende Ansätze, dürfte jedoch ebenfalls eine erhebliche CO2-Bilanz aufweisen. Durch die Blockade afferenter neuronaler Signale unterdrücken sie die chirurgische Stressreaktion und verhindern die Schmerzübertragung zum zentralen Nervensystem. Die daraus resultierende Schmerzlinderung trägt maßgeblich zur Verbesserung der Erholungsqualität und zur Wiederherstellung der normalen Funktion bei, was wiederum den Opioidverbrauch sowie die perioperative Morbidität erheblich reduziert [51, 52].
Auch die Regionalanästhesie hat einen ökologischen Fußabdruck, da sie den Einsatz steriler Materialien erfordert, die meist Einwegprodukte sind. Zudem wird während des Eingriffs bei reiner Regionalanästhesie häufig mehr Sauerstoff verabreicht als bei der Allgemeinanästhesie (2–6 l/min vs. „metabolic flow“). Die Herstellung medizinischen Sauerstoffs ist energetisch aufwendig und trägt je nach Energiequelle stark zur Ökobilanz bei. Der erhöhte Verbrauch an Einwegmaterialien sowie der gesteigerte Sauerstoffbedarf führen zu einer zusätzlichen Umweltbelastung, wodurch der potenzielle ökologische Vorteil der Regionalanästhesie gegenüber der Allgemeinanästhesie möglicherweise relativiert wird [53, 54]. Lokalanästhetika scheinen nach derzeitigem Kenntnisstand wenig umweltproblematisch.
Anhand eines konkreten Beispiels, bei dem der gleiche Eingriff (totale Kniegelenkersatzoperation) mit Sevofluran, TIVA oder ausschließlich mit Regionalanästhesie durchgeführt wurde, lassen sich die möglichen CO2-Einsparungen der verschiedenen Anästhesieverfahren anschaulich darstellen (Tab. 2).
Tab. 2
Vergleich von CO2-Emissionen verschiedener Anästhesieverfahren für eine totale Kniegelenkersatzoperation bei einem 80 kg schweren Mann über eine Dauer von 2 h [41, 55]
 
Verbrauch in kgCO2e
Material
Sevofluran
TIVA
Regionalanästhesie
Narkosegas und Sauerstoff
3,66
0,03
0,15
Andere Medikamente
0,03
0,66
0,005
Anreise des Patient:innen
1,4
1,4
1,4
Energieverbrauch durch Anästhesie
2,89
2,94
2,89
Einwegartikel
2,74
2,94
1,97
Gesamt
10,72
7,97
6,415
TIVA totale intravenöse Anästhesie
Neben den geringeren CO2e und ökotoxikologischen Risiken bietet die Regionalanästhesie weitere Vorteile. Dazu gehören eine reduzierte postoperative Übelkeit und Erbrechen, eine verbesserte Schmerztherapie, finanzielle Einsparungen für das Krankenhaus durch weniger Medikamente und verkürzte Aufenthaltszeiten sowie die Förderung der Tageschirurgie [56]. Bis belastbare wissenschaftliche Daten für diese Empfehlungen vorliegen, ist jedoch Vorsicht geboten. Es braucht präzise LCAs für alle pharmazeutischen und medizinischen Produkte und mehr Informationen, um eine bessere Beurteilung der tatsächlichen ökotoxikologischen Unterschiede zwischen den Anästhesieverfahren vornehmen zu können. Es sollten nicht nur die CO2-Emissionen, sondern auch ökotoxikologische Risiken betrachtet werden, um einen ausgewogenen Vergleich der Anästhesieverfahren zu ermöglichen [57].

Fazit

Die Wahl des Anästhesieverfahrens hängt von der individuellen Situation jedes:r Patient:in ab und erfordert von den Anästhesist:innen ein hohes Maß an situativer Wahrnehmung. Dennoch wird es in Zukunft zunehmend wichtiger, neben der klinischen Indikation, ökonomische Erfordernisse als auch die ökologischen Auswirkungen jeder Narkose individuell zu berücksichtigen.
Regionalanästhesie ohne zusätzliche Sedierung und Sauerstoffgabe scheint zum jetzigen Zeitpunkt sowohl aus ökonomischer als auch ökologischer Sicht ein zu bevorzugendes Anästhesieverfahren zu sein. Bei der Inhalationsanästhesie sollte das Ziel sein, einen niedrigen Narkosegasverbrauch mit „metabolic flow“ und sparsamer „minimum alveolar concentration“ (MAC) sowie ein möglichst effizientes Auffangen und Recyceln der Anästhesiegase zu erreichen. Die TIVA scheint zu weniger CO2-Emissionen zu führen, ökotoxikologische Effekte sind derzeit unzureichend untersucht. Postoperative Schmerzmedikamente sollten soweit möglich bevorzugt per os verabreicht werden, Hydromorphon bevorzugt vor Morphin.
Klinischer Alltag und ökologische Verantwortung sind vereinbar. Durch einfache Änderungen lassen sich relevante Beiträge zur Dekarbonisierung und Minderung der Ökotoxizität der modernen Anästhesie leisten, ohne auf die gewohnte Sicherheit und Versorgungsqualität verzichten zu müssen und es kommt gleichzeitig zu relevanten Kosteneinsparungen.

Interessenkonflikt

S. Hammer, T. Kole, A. Stern, L. Kuster, R. Germann und J. Kreutziger geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.
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Titel
Ökotoxizität und Optimierung moderner Anästhesieverfahren
Verfasst von
Dr. med. univ. Sascha Hammer
Dr. med. univ. Thomas Kole
Dr. med. Alexander Stern
DGKP Lucas Kuster
Primar Doz. Dr. med. Reinhard Germann
Ass. Prof. PD Dr. Janett Kreutziger, DESA
Publikationsdatum
01.08.2025
Verlag
Springer Vienna
Erschienen in
Anästhesie Nachrichten / Ausgabe 3/2025
Print ISSN: 2617-2127
Elektronische ISSN: 2731-3972
DOI
https://doi.org/10.1007/s44179-025-00318-x
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