Oxygenation Status of Gynecologic Tumors: What is the Optimal Hemoglobin Level?

Background:

Tumor hypoxia has been linked to the development of treatment resistance, tumor progression, and poor prognosis. Since anemia is a major causative factor for the development of hypoxia, the association between blood hemoglobin concentration (cHb) and tumor oxygenation was examined in this study.

Patients and Methods: Pretreatment O₂ tension (pO₂) measurements were performed in 59 primary carcinomas of the uterine cervix in which a stringent histopathologic examination of the electrode tracks was mandatory in order to exclude measurements in necrotic, stromal or normal cervical tissue. In addition, pO₂ readings in twelve primary cancers and 17 local recurrences of vulvar cancers were included in this study. cHb was determined at the time of pO₂ measurements.

Results: Data presented clearly show that an optimal Hb level with regard to the median pO₂ values of cervical and vulvar cancers should prevail at cHb values of between 12 and 14 g/dl (7.45–8.60 mmol/l). In anemic patients (cHb < 12 g/dl), the deterioration of the tumor oxygenation status can be explained by a reduced O₂ transport capacity. At cHb values > 14 g/dl, a worsening of the tumor oxygenation is apparent, most probably due to a drop in perfusion following a drastic increase in viscous resistance to flow. This patogenetic mechanism is thought to counteract and finally to abrogate the high O₂ transport capacity in this cHb range.

Conclusions: This study suggests that cHb values of between 12 and 14 g/dl are optimal with regard to the oxygenation status in the tumor entities investigated, a finding which may have far-reaching implications in the clinical setting.

Hintergrund:

Hypoxie trägt ursächlich zur Therapieresistenz und Tumorprogression bei und ist ein aussagekräftiger, unabhängiger Prognoseparameter in lokal fortgeschrittenen Zervixkarzinomen. Ein wesentlicher pathogenetischer Faktor für das Auftreten einer Hypoxie ist die tumorassoziierte und/oder therapieinduzierte Anämie. Deshalb wurde die Abhängigkeit der Tumoroxygenierung von der Hämoglobin-(Hb-)Kozentration untersucht.

Patienten und Methodik: In 59 Zervixkarzinomen wurden prätherapeutisch O₂-Drücke (pO₂) in histologisch gesichertem, vitalem Tumorgewebe gemessen. Darüber hinaus konnte der Oxygenierungsstatus von Vulvakarzinomen (zwölf Primärtumoren, 17 Lokalrezidive) erfasst werden. Die Bestimmung der Hb-Konzentration erfolgte zur Zeit der pO₂-Messung.

Ergebnisse: Die Studie zeigt eindeutig, dass bei Hb-Konzentrationen zwischen 12 und 14 g/dl (7,45–8,69 mmol/l) sowohl in Zervix- als auch in Vulvakarzinomen die höchsten medianen pO₂-Werte auftreten. In anämischen Patientinnen (cHb < 12 g/dl) verschlechtert sich aufgrund der eingeschränkten O₂-Transportkapazität der Oxygenierungsstatus in beiden Tumorentitäten. Bei Hb-Konzentrationen > 14 g/dl tritt ebenfalls eine Verschlechterung der O₂-Versorgung auf, die im Wesentlichen auf einer Perfusionsstörung infolge eines extrem gesteigerten viskösen Strömungswiderstandes des Blutes beruht. Diese Perfusionseinschränkung kann demnach nicht durch die mit höheren Hb-Konzentrationen einhergehende Steigerung der O₂-Transportkapazität kompensiert werden.

Schlussfolgerungen: Hb-Konzentrationen zwischen 12 und 14 d/gl scheinen für den Oxygenierungsstatus von lokal fortgeschrittenen Zervix- und Vulvakarzinomen “optimal” zu sein. Sowohl höhere als auch niedrigere Hb-Werte haben eine Verschlechterung der O₂-Versorgung zur Folge. Aufgrund dieses Befundes ergibt sich eine Reihe von klinisch relevanten Konsequenzen.