D2 Arterielle Gase und Säure-Basen-Haushalt

Thema

Die Analyse arterieller Blutgase ermöglicht die Bestimmung des Blut-pH-Werts, des Kohlendioxid- und Sauerstoffpartialdrucks sowie, basierend auf diesen Werten, der Bicarbonatkonzentration anhand einer arteriellen Blutprobe. Dies liefert gleichzeitig Informationen über den Säure-Basen-Haushalt und die Atmungsfunktion.

Der Zusammenhang zwischen pH-Wert, Bicarbonat und Kohlendioxid wird durch die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschrieben. Bicarbonat und Kohlendioxid bilden ein Puffersystem, das abrupte Veränderungen des Säure-Basen-Haushalts begrenzt. Die Lunge reguliert den Kohlendioxidgehalt innerhalb von Minuten durch Anpassung der Ventilation, während die Nieren den Bicarbonatgehalt langsamer, aber über Tage hinweg, regulieren.

Dieser Zusammenhang ermöglicht die Unterscheidung von vier primären Störungen. Bei der metabolischen Azidose sinkt der Bicarbonatspiegel, und der Körper kompensiert dies durch eine Steigerung der Ventilation, um den Kohlendioxidgehalt zu senken. Die Winter-Formel ermöglicht die Berechnung dieser Senkung bei ausreichender respiratorischer Kompensation. Bei der metabolischen Alkalose steigt der Bicarbonatspiegel, und die Kompensation besteht in der Retention von Kohlendioxid durch Hypoventilation. Bei der respiratorischen Azidose steigt primär der Kohlendioxidgehalt, und die Nieren reagieren mit der Retention von Bicarbonat. Bei respiratorischer Alkalose sinkt der Kohlendioxidspiegel, und die renale Bicarbonatausscheidung steigt. Entspricht die beobachtete Kompensation nicht der für eine einzelne Störung zu erwartenden, kann eine gemischte Säure-Basen-Störung vorliegen.

Die arterielle Blutgasanalyse ermöglicht zudem die Beurteilung des Gasaustauschs durch Messung der Differenz zwischen dem für die Alveolen berechneten Sauerstoffpartialdruck und dem im arteriellen Blut gemessenen. Bei Hypoxämie, aber normaler alveolär-arterieller Differenz, liegt die Ursache möglicherweise primär in einer Hypoventilation. Eine erhöhte Differenz deutet auf Anomalien in der Lunge hin, wie z. B. eine Störung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses, eine Umleitung des Blutes in die belüfteten Alveolen oder Diffusionsstörungen über die Alveolarmembran. Daher ist der alveolär-arterielle Gradient ein sensitiver Indikator für einen gestörten Gasaustausch.

Ein weiterer Parameter ist der Basenüberschuss, der versucht, die metabolische Komponente des Säure-Basen-Haushalts unabhängig vom respiratorischen Beitrag des Kohlendioxids zu isolieren. Werte unterhalb von etwa −2 mEq/L deuten auf ein Basendefizit hin, das mit einer metabolischen Azidose vereinbar ist, während Werte oberhalb von etwa +2 mEq/L einen Basenüberschuss anzeigen, der mit einer metabolischen Alkalose vereinbar ist. In bestimmten klinischen Situationen kann das Ausmaß des Defizits zusammen mit dem Patientengewicht zur Abschätzung der zu verabreichenden Bicarbonatmenge herangezogen werden.

Die Beurteilung der Sauerstoffsättigung kann durch Co-Oximetrie ergänzt werden, die die Lichtabsorption des Blutes bei verschiedenen Wellenlängen analysiert. Im Gegensatz zur Pulsoximetrie, bei der das Gerät am Finger angebracht wird, ermöglicht sie die Unterscheidung verschiedener Hämoglobinformen, darunter an Sauerstoff und Kohlenmonoxid gebundenes Hämoglobin sowie veränderte Formen, die keinen Sauerstoff transportieren können. Daher spiegelt eine mittels Pulsoximetrie ermittelte Sättigung bei Vorliegen abnormaler Hämoglobine möglicherweise nicht die tatsächliche Situation wider.

Darüber hinaus gibt die Sättigung allein keinen Aufschluss darüber, wie viel Sauerstoff das Blut tatsächlich transportiert. Der größte Teil des Sauerstoffs zirkuliert an Hämoglobin gebunden, nur ein geringer Anteil ist direkt im Plasma gelöst. Daher hängt der arterielle Sauerstoffgehalt primär von der Hämoglobinkonzentration und -sättigung ab. Ein Patient mit schwerer Anämie kann eine Sättigung von nahezu 100 % aufweisen und dennoch deutlich weniger Sauerstoff transportieren als eine Person mit normalen Hämoglobinwerten.

Zusammenfassend liefern arterielle Blutgase Informationen über Stoffwechsel und Atmung. Das Verhältnis von pH-Wert, Bicarbonat und Kohlendioxid ermöglicht die Identifizierung primärer Störungen und die Beurteilung ihrer Kompensationsmechanismen; der alveolär-arterielle Gradient hilft, Hypoventilation von pulmonalen Störungen des Gasaustauschs zu unterscheiden; der Basenüberschuss charakterisiert die metabolische Komponente; und die Co-Oximetrie ermöglicht die direkte Bestimmung verschiedener Hämoglobinformen. Schließlich ermöglicht die Betrachtung des gesamten Sauerstoffgehalts und nicht nur der Sättigung die Erkennung von Erkrankungen wie schwerer Anämie, bei denen der Sauerstofftransport trotz scheinbar normaler Sättigung deutlich reduziert sein kann.

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