Wasser- und Elektrolythaushalt

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1 Einteilung der Flüssigkeitsräume Wasser- und Elektrolythaushalt Im menschlichen Organismus gibt es verschiedene Flüssigkeitsräume (Abb.1 und 2). Diese sind einerseits voneinander abgegrenzt, und die Zusammensetzung der darin enthaltenen Flüssigkeiten ist unterschiedlich. Andererseits finden zwischen den Räumen Flüssigkeitsübertritte statt. Wasser und kleine Ionen (Natrium, Kalium, Chlor) können schnell vom interstitiellen Raum (siehe unten) in den intravasalen Raum übertreten und umgekehrt. Die Grenze zwischen extrazellulärem und intrazellulärem Raum ist für kleine Ionen schwerer zu durchdringen. Wasser kann leicht die Grenze zwischen intravasalem und extravasalem Raum, sowie zwischen intrazellulärem und extrazellulärem Raum überschreiten. Für größere Moleküle (Eiweiße und künstliche Kolloide) stellt unter Normalbedingungen die Gefäßwand eine Barriere dar. Flüssigkeitsansammlungen im Dritten Raum" sind weitgehend abgegrenzt vom übrigen Organismus. Abbildung 1: Übersicht über die Flüssigkeitsräume 1

2 Abbildung 2: Flüssigkeitsräume Begriffe Flüssigkeiten befinden sich: intrazellulär: in den Körperzellen, extrazellulär: außerhalb der Körperzellen (Plasma, interstitielle Flüssigkeit, "Dritter Raum"), intravasal: in den Blutgefäßen. Darin findet sich sowohl extrazelluläres Wasser im Plasma, als auch intrazelluläres in den Erythrozyten (Abb.1 und 2). Für den Flüssigkeitsaustausch zwischen dem intravasalen Raum und dem Interstitium ist praktisch nur der extrazelluläre Anteil des Blutes von Bedeutung. Die Erythrozyten sind sehr formstabil und ändern ihr Volumen nur unter extremen Bedingungen. Der Hämatokritwert (Ht oder Hkt) gibt das Verhältnis des extrazellulären Raums (Plasma) zum intrazellulären Raum (Erythrozyten) im Blutgefäßsystem an (Abb.3). Der Hämatokritwert kann zur Abschätzung des extrazellulären Wassergehalts genutzt werden. Bei Wassermangel steigt der Ht-Wert, bei Überwässerung (und bei Blutungen, Erklärung weiter unten) fällt er. Abbildung 3: Hämatokrit interstitiell: Im interstitiellen Raum oder "Interstitium" (= Raum zwischen den Körperzellen; Abb.2). Eine krankhafte Vermehrung der interstitiellen Flüssigkeit heißt Ödem. transzellulär = "Dritter Raum": Damit bezeichnet man sonstige Flüssigkeitsräume wie z. B. Pleuraspalt, Peritonealraum, Liquor. Der transzelluläre Raum ist vor allem in krankhaften Situationen wichtig. Sein normalerweise geringer Flüssigkeitsanteil kann dann unter Umständen gewaltig zunehmen. Beispiele für krankhafte Flüssigkeitsansammlungen im "Dritten Raum" sind Pleuraergüsse, Aszites, und Perikarderguß. Veränderungen des Flüssigkeitsgehalts des "Dritten Raums" oder des Interstitiums können mit verschiedenen Untersuchungsmethoden (Sehen, Horchen, Klopfen, Fühlen, Röntgen, Ultraschall, usw.) festgestellt werden oder sie machen sich 2

3 durch Folgestörungen bemerkbar (Hirndruck, Perikardtamponade). Störende Flüssigkeitsansammlungen im "Dritten Raum" können im allgemeinen mit Drainagen oder ähnlichen Maßnahmen behandelt werden. Abbildung 4: Diagnostik und Therapie Für die Erkennung von Störungen des Wasser- und Elektrolytgleichgewichts ist die Untersuchung des Blutes erforderlich. Auch die Behandlung kann aus praktischen Gründen nur am Intravasalraum ansetzen (Abb.4). Elektrolytverteilung in den Flüssigkeitsräumen Das hauptsächliche intrazelluläre Ion (Ion = elektrisch geladenes Teilchen) ist das Kalium (K + ), die hauptsächlichen extrazellulären Ionen sind Natrium (Na + ) und Chlorid (Cl - ). Diese Verteilung ist wichtig für die elektrischen Vorgänge an den Zellmembranen (Abb.5). Abbildung 5: Elektrolytverteilung in den Flüssigkeitsräumen. Angegeben sind die Konzentrationen in mval/l. 3

4 Da sich die Konzentrationen in den verschiedenen Flüssigkeitsräumen im Laufe der Zeit aneinander angleichen würden (Kalium strömt laufend aus den Zellen heraus und Natrium hinein) gibt es einen aktiven, energieverbrauchenden Mechanismus in den Zellmembranen. Er heißt "Na + /K + -Pumpe" und befördert K + -Ionen in die Zellen hinein und gleichzeitig Na + -Ionen heraus (Abb.6). Abbildung 6: Natrium-Kalium-Pumpe Anmerkungen zur Chemie: Die kleinste chemische Einheit eines Stoffes heißt Atom. Mehrere Atome können sich zu einem Molekül verbinden. Das können gleiche Atome sein (Beispiel: Sauerstoff = O2) oder verschiedene (Beispiel: Wasser = H2O). Elektrisch geladene Atome oder Moleküle heißen Ionen. Die Bezeichnungen Mol oder Milli-Mol (mmol) bezeichnen die Stoffmenge. Val oder Milli-Val (mval) bezeichnen die Anzahl der elektrischen Ladungen, die ein Atom oder Molekül trägt oder tragen kann. Bei chemisch "einwertigen" Ionen, das sind die, welche mit einem (!) Plus- oder Minus-Zeichen versehen sind, dazu gehören unter anderem die hier praktisch wichtigen Natrium, Kalium, und Chlor, entspricht ein Milli-Mol (mmol) einem Milli-Val (mval). Mehrwertige Ionen sind "doppelt" oder sogar "dreifach" elektrisch geladen, zum Beispiel das Magnesium-Ion Mg 2+. Hier entspricht ein Milli-Mol 2 Milli-Val. Säuren bestehen - sehr einfach definiert - aus Molekülen, die positiv geladene Wasserstoff-Atome (H + ) abgeben können. Säure-Basen-Haushalt und Serum-Kalium Eine Übersäuerung (= Azidose) der Zellen, im allgemeinen als Laktat-Azidose bei Sauerstoffmangel des Gewebes, bedeutet chemisch eine Anhäufung von positiv geladenen Wasserstoff-Ionen (H + ). Die H + -Ionen treten ins Blut über und dessen ph-wert sinkt (Blutgasanalyse). In den Zellen konkurrieren die H + -Ionen mit den ebenfalls positiv geladenen Kalium-Ionen (K + ) und verdrängen diese aus den Zellen ins Blut. Zusätzlich funktioniert in solchen Situationen die Na + /K + -Pumpe" nicht mehr optimal. Die Folge ist ein Anstieg der Kalium-Konzentration im Plasma. Intrazellulär besteht gleichzeitig ein relativer Mangel an Kalium-Ionen. Bei einer Alkalose (Mangel an H + -Ionen) ist es umgekehrt (Abb.7). Wenn sich der Zustand des Patienten bessert, geht die Azidose zurück und Kalium-Ionen strömen wieder aus dem Plasma in die Zellen ein. 4

5 Abbildung 7: Azidose / Alkalose / Kalium Praktische Folgerung: Bei einer Azidose ist ein hoher Serum-Kalium-Wert durchaus nicht ungewöhnlich und sinkt im allgemeinen nach Ausgleich der Azidose wieder ab. Besteht während einer Azidose ein normaler Serum-Kalium-Wert, so muß während der Therapie der Azidose mit der Ausbildung einer Hypokaliämie (Serum-Kalium zu niedrig) gerechnet werden. Eine Hypokaliämie kann gefährliche Herzrhythmusstörungen begünstigen. Konsequenz: Häufige Kontrollen und gegebenenfalls Kaliumzufuhr. Für chemisch oder mathematisch Interessierte: Der ph-wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoff-Ionen-Konzentration: ph = - _ log [H + ] Einfacher: Azidose = viele H + -Ionen = niedriger ph Alkalose = wenig H + -Ionen = hoher ph Der normale ph-wert des Blutes ist etwa 7,4. Plasma und Serum: Plasma ist Blut ohne Erythrozyten. Serum ist der wässrige Rückstand, nachdem Blutplasma geronnen ist. Im klinischen Alltag werden beide Begriffe oft gleichbedeutend verwendet. Osmolarität und Osmotischer Druck Wenn 2 Flüssigkeitsräume durch eine Membran (z. B. Zellwand) getrennt sind, die nur für Wasser, aber nicht für gelöste Teilchen durchlässig ist (semi-permeabel), dann versuchen die Konzentrationen gelöster Teilchen in den beiden Räumen sich einander anzugleichen. Das heißt: Wasser strömt vom Raum niedrigerer Konzentration in den Raum höherer Konzentration (Abb.8). Osmotisch wirksame Teilchen im Organismus sind Atome und Ionen, sowie kleine Moleküle: Natrium, Kalium, Chlor, Glukose, Harnstoff, und weitere. Die Kraft, mit der das Wasser vom Raum niedrigerer Konzentration in den Raum höherer Konzentration strömt heißt osmotischer Druck. Die Konzentration der gelösten osmotisch wirksamen Teilchen wird in Milli-Osmol/Liter (mosml/l) angegeben und heißt Osmolarität. Die Unterscheidung zwischen Osmolarität (Teilchen/Liter; Volumen!) und Osmolalität (Teilchen/Kilogramm; Masse!) ist in der klinischen Praxis bedeutungslos. 5

6 Abbildung 8: Osmotischer Druck. In der hier dargestellten Laboranordnung strömt Wasser aufgrund des Konzentrationsunterschieds von links nach rechts. Der osmotische Druck hebt den Flüssigkeitsspiegel in der rechten Hälfte an. Die osmotischen Kräfte erklären zum Beispiel das Platzen der roten Blutkörperchen (Hämolyse) nach versehentlicher Infusion von destilliertem Wasser oder nach Ertrinken in Süßwasser (siehe auch weiter unten). Auch der Übertritt von elektrolytfreier Spülflüssigkeit in die Blutbahn bei der Transurethralen Resektion von Prostatagewebe (TUR) kann zur Hämolyse führen. Dieses Krankheitsbild heißt "TUR-Syndrom". Da die Nieren den Harn konzentrieren, ist die Osmolarität im Harn ungefähr zwei- bis dreimal so hoch wie im Plasma. Normalwerte: Plasma: bis 300 mosml/l; Harn: bis 900 mosml/l. Die Messung der Serum-Osmolarität ist hilfreich bei der Diagnose von Störungen des Wasserund Elektrolythaushalts. Die Messung der Urin-Osmolarität läßt Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit der Nieren zu. Eine geschädigte Niere kann den Harn nicht so gut konzentrieren und die Urin-Osmolarität sinkt. Bei mangelnder oder völlig fehlender Konzentrationsfähigkeit der Niere gleicht sich die Urin- Osmolarität der Serum-Osmolarität an ("Isosthenurie"). Dies beobachtet man zum Beispiel regelmäßig in der Erholungsphase nach einem Akuten Nierenversagen (ANV). Es werden große Mengen Harn niedriger Osmolarität produziert ("Polyurische Phase"). Kolloidosmotischer Druck Sind die in einer Flüssigkeit gelösten Teilchen größere Moleküle (Kolloide) spricht man vom kolloidosmotischen oder onkotischen Druck. Auch diese Teilchen können - ähnlich wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben - Flüssigkeitsverteilungen beeinflussen. Solche größeren Moleküle können unter Normalbedingungen die Kapillarwände und Zellwände nicht durchdringen. Natürliche Kolloide im Plasma sind die verschiedenen Eiweißstoffe, vor allem das Albumin. Unter krankhaften Bedingungen kann die Durchlässigkeit der Kapillarwände zunehmen. Eiweißstoffe treten dann aus dem Plasma in den interstitiellen Raum über und fördern dort die Ödembildung. 6

7 Therapeutisch nutzt man den kolloidosmotischen Druck bei der Behandlung von intravasalen Volumenmangelzuständen mit "künstlichen Kolloiden", wie zum Beispiel Hydroxyäthylstärke (HÄS). Die HÄS-Moleküle verbleiben weitgehend im Gefäßsystem und verhindern dadurch den Austritt des infundierten Wassers in den interstitiellen Raum. Humanalbumin-Infusionen? Zwischen Albumin und künstlichen Kolloiden besteht ein wesentlicher Unterschied: Albumin ist sehr langlebig (über 2 Wochen). Bei kapillärem Leck treten Eiweißstoffe in den interstitiellen Raum aus und fördern dort die Ödembildung. Wenn zusätzlich Albuminlösung infundiert wird, verläßt auch sie in wesentlichem Ausmaß das Gefäßsystem. Die Substanz kann aufgrund der Molekülgröße nicht über die Nieren ausgeschieden werden. Durch die Langlebigkeit der Albuminmoleküle und die zusätzliche Bildung von Bindegewebszellen (Fibrozyten) wird das Wasser im interstitiellen Raum für sehr lange Zeit gebunden. Künstliche Kolloide sind - je nach Präparat - nur wenige Stunden haltbar. Sie zerfallen in kleinere Bruchstücke und werden über die Nieren ausgeschieden. In das Interstitium ausgetretene Moleküle werden also nach kurzer Zeit aufgrund der abnehmenden Plasmakonzentration wieder zurückströmen. Die Infusion von Humanalbumin soll in jedem Fall unterbleiben. Wasserumsatz / Elektrolytumsatz / Bilanz Die Wassereinfuhr über Infusionen ist einfach meßbar. Dazu kommt noch das "Oxidationswasser" (ca. 300 ml/tag). Es entsteht im Organismus beim biochemischen Energieumsatz (siehe Kapitel 8). Oral zugeführte Flüssigkeit kann nicht sicher bilanziert werden, weil völlig unklar ist, welche Mengen im Magen-Darm-Trakt aufgenommen werden. Von der Ausfuhr können wir in erster Linie die Harnmenge verläßlich messen (Anhaltswert: 100 ml/h = 2400 ml/tag). Daneben gibt es Verluste aus Drainagen, über Stuhlgang, Magensonde, usw. Diese Verluste kommen im allgemeinen aus dem "Dritten Raum". Die "Perspiratio insensibilis" bezeichnet den Wasserverlust durch Verdunstung über Haut- und Schleimhautoberflächen. Dieser kann nur geschätzt werden. Als Anhaltswert kann man von einem Verlust von ca. 500 ml in 24 Stunden über die Haut ausgehen. Beim spontan atmenden (nicht intubierten) Patienten kommt noch einmal etwa die gleiche Menge über die Lungen hinzu. Bei Beatmung mit angefeuchteten und erwärmten Gasen oder über Filtersysteme ("heat and moisture-exchangers") kann die Verdunstung über die Lungen vernachlässigt werden. Die Perspiratio insensibilis ist von vielen, schwer erfaßbaren Einflüssen abhängig, wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit und -temperatur, Luftbewegung, Körpertemperatur, Mund- oder Nasenatmung, und andere. Durch die Perspiratio insensibilis geht nur Wasser (also ohne Elektrolyte) verloren, weil Elektrolyte nicht verdunsten können. Im Gegensatz dazu ist der Schweiß elektrolythaltig. Letztlich sind alle Angaben über Flüssigkeitsverluste mit Ausnahme der Harnmenge spekulativ. Für die Therapieführung ist eine ausgeglichene Wasserbilanz wesentlich (Bezeichnungen: positive Bilanz = mehr Einfuhr als Ausfuhr, negative Bilanz = mehr Ausfuhr als Einfuhr). Die Beurteilung der Einfuhr ohne Berücksichtigung der Ausfuhr, oder umgekehrt, ist völlig sinnlos. Ebenso ist es falsch, bei Patienten, die durch Überwässerung besonders gefährdet erscheinen (zum Beispiel Linksherzinsuffizienz), lediglich die Einfuhr zu drosseln. Damit wird unter Umständen sogar eine zusätzliche Niereninsuffizienz provoziert. Richtig ist eine "normale" Wasser- und Elektrolytzufuhr und Sorge dafür, daß die Ausscheidung - und damit die Bilanz - stimmt. Da wir vieles nicht messen können, muß der klinische Eindruck zu Hilfe genommen werden. Wenn z. B. ein Patient im Verlauf der Behandlung immer mehr Ödeme entwickelt, wurden offensichtlich die nicht meßbaren Verluste überschätzt. Zur Korrektur müßte in diesem Fall "negativer" bilanziert werden. Sind Hinweise auf erhöhte Verluste vorhanden (Temperaturerhöhung, Schwitzen, Durchfälle, usw.), darf die gemessene Bilanz entsprechend positiver sein. Störungen des intravasalen Volumens, die sich durch entsprechende "Kreislaufsymptome" bemerkbar machen, müssen in jedem Fall sofort nach hämodynamischen Kriterien ausgeglichen werden. 7

8 Anhaltswert für eine normale" gemessene (Infusionsmenge minus Harnmenge) Wasser- Bilanz beim Intensivpatienten: ml/tag. Zahlenwerte für den Umsatz von Wasser und der wichtigen Elektrolyte Na + und K + können der folgenden Tabelle entnommen werden. Anhaltszahlen für den Basisumsatz in 24 Stunden: Wasser 40 ml/kg Natrium 2 mval/kg Kalium 1 mval/kg 3000 ml/75 kg 150 mval/75 kg 75 mval/75 kg Für die Steuerung der Kaliumzufuhr sind zwei Vorgehensweisen gebräuchlich: Man beginnt mit einer "normalen" Basis-Zufuhr und variiert entsprechend den gemessenen Plasmawerten. Man bestimmt täglich die Elektrolytausscheidung im Urin ("Sammelurin"), und führt diese Menge jeweils in den folgenden 24 Stunden zu. Verluste über andere Wege werden nicht erfaßt. Auf Kontrollen der Plasmawerte kann nicht verzichtet werden; bei Intensivpatienten mindestens einmal täglich. Bezeichnungen der Infusionslösungen Voll-Elektrolyt-Lösungen: Lösungen, deren Elektrolyt-Zusammensetzung weitgehend der des Plasmas bzw. des extrazellulären Raumes ähnelt, das heißt ca. 140 mval Na + und 5 mval K + pro Liter. Hierzu gehören die bekannte Ringer-Lösung und ihre Varianten (Ringer-Laktat). Wenig unterschiedlich davon ist auch die "physiologische" Kochsalzlösung (= 0,9 % NaCl). Anwendung: Zur kurzfristigen Wasser- und Elektrolyt-Zufuhr z. B. perioperativ oder als Korrekturlösung bei isotoner Dehydratation (s. u.). Außerdem als Volumenersatzlösung. Eine längerfristige Infusionsbehandlung über mehrere Tage darf damit auf keinen Fall vorgenommen werden: Die Natrium-Zufuhr wäre viel zu hoch. Halb-Elektrolyt-Lösungen: Wie der Name schon sagt, enthalten sie etwa die Hälfte der Elektrolyte einer Voll-Elektrolytlösung. Der Rest ist "freies Wasser" (siehe unten). Zur Angleichung an die Plasma-Osmolarität ist etwas Kohlenhydrat (z. B. 5 % Glucose oder Xylit) zugesetzt. Anwendung: Zum Flüssigkeitsersatz während Operationen (Intravasaler Volumenbedarf, Blutund Sekretverluste, Perspiratio insensibilis aus dem Wundgebiet) und bei hypernatriämischen Zuständen. Eine Variante sind Lösungen zur perioperativen Therapie (am OP-Tag und ersten postoperativen Tag) mit einem Gehalt von etwa 100 mval Natrium und 20 mval Kalium pro Liter. Diese werden manchmal auch als "Zwei-Drittel-Lösungen" bezeichnet, weil sie ungefähr 2/3 der Natriummenge einer Vollelektrolytlösung enthalten. Ist eine schnelle Infusion zum Ausgleich eines intravasalen Volumenmangels erforderlich, sollte wegen des relativ hohen Kaliumgehalts dieser Lösungen lieber eine kaliumarme Halbelektrolytlösung oder eine Vollelektrolytlösung verwendet werden. Basislösungen enthalten ca. 50 mval Na + und 25 mval K + pro Liter. Anwendung: Zufuhr des Basisbedarfs an Wasser und Elektrolyten (siehe oben). Die Lösungen sind sehr vorteilhaft für die 8

9 Routinebehandlung. Wie man an der Elektrolytzusammensetzung sehen kann, wird mit ca ml/tag einer solchen Lösung der normale Wasser- und Elektrolytbedarf abgedeckt. Die Lösungen enthalten - zur Angleichung der Osmolarität - zusätzlich etwas Kohlenhydrate und manchmal auch Aminosäuren. Für den raschen Ausgleich von Volumenmangelzuständen sind Basislösungen nicht geeignet. Nährstoffzufuhr über periphere Venen? Bei einem Gehalt von 50 g Glukose oder Xylit pro Liter (5 %) sind die Basis-Lösungen über periphere Venen gut verträglich. Je mehr Nährstoffe zugesetzt werden, desto höher werden Osmolarität und Venenreizung. Die Patienten werden unnötigen Schmerzen und den Gefahren einer Thrombophlebitis ausgesetzt. Die von vielen Firmen angebotenen Lösungen für die "peripher-venöse parenterale Ernährung" haben ca mosml/l und sind damit für eine peripher-venöse Zufuhr keineswegs günstig. Darüberhinaus ist der Nährstoffgehalt zu niedrig für eine ausreichende Kalorienzufuhr. Das bessere Vorgehen ist die Entscheidung zu einer Wasser- und Elektrolytzufuhr mit niederosmolaren 2/3- oder Basis- Lösungen (für wenige Tage, z. B. nach einfachen gynäkologischen oder allgemeinchirurgischen Operationen ist das völlig ausreichend) oder zu einer richtigen" parenteralen Ernährung, dann aber über einen zentral-venösen Katheter. Ein sinnvoller Anwendungsbereich solcher "1000 kcal- Lösungen" ist die Übergangsphase" des Postaggressionsstoffwechsels. "Freies Wasser": Damit bezeichnet man elektrolytfreie Kohlenhydratlösungen niedriger Konzentration, z. B. 5 %-ige Glukoselösung. Die Bezeichnung beruht auf der Vorstellung, daß die kleine Kohlenhydratmenge schnell verstoffwechselt wird und das Wasser übrig bleibt. Nur Wasser (Aqua dest.) kann wegen der Hämolyse während der Infusion (siehe oben bei Osmotischer Druck) nicht benutzt werden. Anwendung: Ersatz der Perspiratio insensibilis. Perioperative Veränderungen In Belastungssitutionen neigt der Organismus zur Natrium- und Wasseranreicherung. Einige Gründe dafür sind: Ausschüttung von "Stresshormonen", unter anderem ADH (= Antidiuretisches Hormon), Aldosteronismus. Aldosteron ist ein Hormon aus der Nebennierenrinde (NNR), das die Natrium-Ausscheidung über die Nieren mindert und dafür die Kalium-Ausscheidung fördert (Mineralkortikoid). Es wird in Belastungssituationen und bei Volumenmangel vermehrt ins Blut ausgeschüttet und führt dadurch zur Natrium- und Wasser-Anreicherung im Organismus, Erschlaffung der Muskulatur der Blutgefäße (Vasodilatation) - und damit höherer Volumenbedarf - infolge Narkose und Analgo-Sedierung, "Wegfall der Muskelpumpe". Aufgrund der Erschlaffung der Skelettmuskulatur durch Sedativa und Muskelrelaxantien wird über die Venen weniger Blut aus der Peripherie zum Herzen transportiert, Beatmung führt zum Ansteigen des mittleren Drucks im Brustkorb. Zur Aufrechterhaltung ausreichender Vorlast ist ein höherer Volumenbedarf erforderlich. "Kapilläres Leck". Bei schwereren Beeinträchtigungen des Organismus, zum Beispiel bei Sepsis oder SIRS, nimmt die Gefäßdurchlässigkeit im Kapillarbereich zu. Eiweißstoffe können dann aus dem Plasma ins Interstitium übertreten und "nehmen Wasser mit". Der Unterschied des kolloidosmotischen Drucks zwischen Blutgefäßen und Interstitium ist vermindert. Wasser verläßt leichter das Gefäßsystem. 9

10 Der Bedarf an Natrium und Wasser ist infolgedessen in der unmittelbaren postoperativen oder posttraumatischen Phase gegenüber dem Basisbedarf erhöht. Dazu kommt der Ausgleich der Perspiratio insensibilis aus dem Operationsgebiet (ca. 300 ml/h bei größeren Bauchoperationen) und der Ausgleich von diversen Verlusten in den "Dritten Raum". Praktisches Vorgehen Intraoperativ, und evtl. in den ersten postoperativen Stunden, sollen der Basisbedarf und die Perspiratio insensibilis mit Halbelektrolyt-Lösung oder 2/3-Lösung ausgeglichen werden. Defizite an Blutvolumen müssen unverzüglich zusätzlich mit Vollelektrolytlösung oder Kolloidlösung ersetzt werden. Die Therapie hat sich nach hämodynamischen Kriterien zu richten. Die weitere Infusionstherapie in den ersten 24 Stunden soll mit 2/3-Lösung erfolgen, danach mit Basislösung. Mit dem Ausgleich von Verlusten in den "Dritten Raum" kann man sich etwas Zeit lassen. Je kränker der Patient und je unübersichtlicher die Situation, desto häufiger sind Kontrollen der entsprechenden Meßwerte (Hb oder Ht, Na +, K +, Osmolarität) erforderlich. Intensivpatienten erhalten in den ersten 24 bis 48 Stunden 2/3-Lösung oder Basislösung. Später wird erforderlichenfalls auf eine parenterale Ernährung übergegangen. In der Anfangsphase einer Intensivbehandlung nimmt aus den im vorhergehenden Absatz genannten Gründen im allgemeinen der Wassergehalt des Gesamtorganismus erheblich zu. Stark positive Flüssigkeits-Bilanzen sind dann häufig unvermeidlich. Die Zufuhr von Flüssigkeit sollte sich an hämodynamischen Werten (Puls, Blutdruck, ZVD, usw.) orientieren. Später muß darauf geachtet werden, eine unnötige Überwässerung zu vermeiden, evtl. Einsatz von Diuretika. Die Bilanz soll ausgeglichen oder schwach positiv sein. Grundregel: So wenig Wasser wie möglich, aber so viel wie nötig. Von den "entscheidenden Organen" profitiert vor allem die Lunge im allgemeinen von einer restriktiven Flüssigkeitstherapie. Überwässerung kann ein interstitielles Lungenödem verursachen, bzw. fördern. Die Folge ist eine Störung der Sauerstoff-Diffusion aus den Alveolen in die Kapillaren: Der arterielle PO2 sinkt. In der Erholungsphase ist meist eine spontane Produktion großer Urinmengen mit negativer Flüssigkeitsbilanz zu beobachten. Das in der Anfangsphase aufgenommene Wasser wird jetzt wieder abgegeben. Die negativen Bilanzen sollen nicht durch zusätzliche Infusionen ausgeglichen werden, da sie ja lediglich die "Rückkehr zum Normalzustand" zeigen. Störungen ("Vokabeln"): Dehydratation: Flüssigkeitsmangel, "Austrocknung", Exsiccose, Normohydratation: Normaler Flüssigkeitsgehalt, Hyperhydratation: Überwässerung, hypoton: Osmolarität erniedrigt, isoton: Osmolarität normal, hyperton: Osmolarität erhöht. Alle wesentlichen Störungen stellen immer eine Abweichung des Wassergehalts des Organismus nach oben (Hyperhydratation) oder nach unten (Dehydratation) dar. Zusätzlich kann die Osmolarität normal (isoton), erhöht (hyperton), oder erniedrigt (hypoton) sein. Da Natrium das 10

11 wesentliche extrazelluläre Ion ist (Abb.5), verhalten sich Osmolarität und Serum-Natrium praktisch immer gleichsinnig. Störungen der Osmolarität können auch bei normalem Wassergehalt (Normohydratation) auftreten. Der Ht oder Hb (Umrechnung: Hb x 3 Ht) dient zur Abschätzung des extrazellulären Wassergehalts. Ein Wasserverlust des Organismus führt früher oder später zum Anstieg des Ht. Entsprechend fällt der Ht bei Überwässerung. Ein Blutverlust als Ursache eines erniedrigten Ht muß natürlich ausgeschlossen werden. Bei akuten Blutungen fällt der Ht-Wert, obwohl ja Blut, also Erythrozyten und Plasma, und nicht etwa nur Erythrozyten, verloren gehen. Der Abfall ist durch Einströmen von Flüssigkeit aus dem Extravasalraum in die Blutgefäße bedingt. Dadurch versucht der Organismus möglichst lange ein ausreichend hohes intravasales Volumen aufrechtzuhalten. Im interstitiellen und intrazellulären Raum befindet sich normalerweise eine erhebliche Wasserreserve. Für Patienten, die "von draußen" in die Klinik kommen gilt: Bei längerem Krankheitsverlauf können der interstitielle und intrazelluläre Raum erheblich Wasser verlieren (Exsiccose) oder aufnehmen (Ödeme) ohne daß der Wassergehalt des intravasalen Raums deutlich ab- oder zunimmt. Das heißt: Der Kreislauf bleibt stabil. Noch mehr gilt das für Verluste in den "Dritten Raum". Voraussetzung ist, daß die körpereigenen Regulationsmechanismen (Trinken, Urinproduktion) noch funktionieren. Ein intravasaler Volumenmangel oder -überschuß (ZVD, Puls, RR, interstitielles Lungenödem, usw.) zeigt bereits das Versagen dieser Regulationsmechanismen an. Akut soll - und darf - nur der intravasale Raum (Blutvolumen) stabilisiert werden. Der Ausgleich extravasaler Störungen kann dann langsamer und sicherer über Tage erfolgen. Da Elektrolytlösungen (Wasser und kleine Ionen) problemlos die Kapillarwände durchdringen, wird eine infundierte Elektrolytlösung (Ringerlösung oder NaCl 0,9 %) zur Kreislaufstabilisierung sich immer auch im interstitiellen Raum verteilen. Weil bei exsiccierten Patienten alle Flüssigkeitsräume einen verminderten Wassergehalt aufweisen, ist diese "Auffüllung des Extrazellulärraums" eine sinnvolle Maßnahme. Bei exsiccierten Patienten muß, auch bei (noch) stabilem Kreislauf, damit gerechnet werden, daß wenig "Reserven" bei einem zusätzlichen intravasalem Volumenbedarf (zum Beispiel Narkoseeinleitung) vorhanden sind. Entsprechende Vorsorge ist also zu treffen: Sichere Venenzugänge, möglichst Infusion vor Narkoseeinleitung, Bereithaltung von blutdrucksteigernden Medikamenten. Man soll auch daran denken, daß durch die zu erwartende hohe Flüssigkeitszufuhr der Ht fallen wird. Eventuell müssen Blutkonserven bereitgestellt werden. Exsiccose-Zustände (= Dehydratationen) zeigen sich klinisch an "stehenden" Hautfalten. Die Diurese ist vermindert, ein sinnvoller Regulationsversuch. "Beinahe-Ertrinken" Am Beispiel des "Beinahe-Ertrinkens" lassen sich exemplarisch verschiedene Störungen darstellen. Wenn ein Ertrinkungsunfall überlebt wird, zeigen sich die Folgen der osmotischen Kräfte. Im allgemeinen tritt Wasser in die Lungen ein und kommt dadurch in Kontakt mit dem Plasma, so wie sonst das alveoläre Gasgemisch. Süßwasserertrinken (z. B. Binnensee): Die Osmolarität des Wassers ist niedriger als die des Plasmas. Wasser strömt in die Blutbahn (Hypervolämie). Die Blutverdünnung führt jetzt zu einem starken "osmotischen Gefälle" zwischen den Erythrozyten und dem Plasma: Flüssigkeit strömt in die Erythrozyten ein, diese schwellen an und platzen schließlich (Hämolyse). Es handelt sich um 11

12 eine "hypotone Hyperhydratation". Das freie Hämoglobin aus den zerstörten Erythrozyten kann zu schweren Nierenschäden führen. Der Urin ist rötlich gefärbt. Ertrinken in gechlortem Schwimmbadwasser ist theoretisch in osmotischer Hinsicht etwas günstiger, weil durch die Zusätze die Osmolarität höher ist. Nachteilig ist die toxische Wirkung der Zusätze auf das Lungengewebe. Es hat zwar nichts mit dem Thema zu tun, aber im klaren Schwimmbadwasser hat man eine größere Chance entdeckt und gerettet zu werden. Salzwasserertrinken (Meer): Das Osmolaritätsgefälle zwischen dem Plasma und dem Wasser in den Lungenalveolen ist - im Vergleich mit den vorhergehenden Beispielen - entgegengesetzt gerichtet. Plasmawasser strömt aus den Lungenkapillaren in die Alveolen. Die Folge ist ein schaumiges "alveoläres Lungenödem". Intravasal entsteht ein Volumenmangel. Es handelt sich um eine "hypertone Dehydratation". Warum dürfen Schiffbrüchige kein Meerwasser trinken? Meerwasser hat einen durchschnittlichen Salzgehalt (überwiegend NaCl) von 3,5 %. Das ist fast viermal so viel wie im Extrazellulärraum. Die Fähigkeit der Nieren zur Konzentration des Harns (und damit zur Ausscheidung von Natrium) reicht nicht aus, um die aufgenommene Natriummenge im selben Maße wie das aufgenommene Wasser auszuscheiden. Es reichern sich immer mehr Natrium und Wasser im Körper an (Hypertone Hyperhydratation). Durch Perspiratio insensibilis geht Wasser verloren und läßt die Natriumkonzentration weiter ansteigen. Falls irgendwann keine weitere Flüssigkeit mehr zugeführt wird, kommt es durch "osmotische Diurese" zu einer hypertonen Dehydratation. In jedem Fall steigt also die Natriumkonzentration im Plasma. Das Durstgefühl wird aufgrund der hohen Osmolarität immer stärker, egal ob weiter Meerwasser getrunken wird oder nicht, und es kommt zu schweren Organstörungen. Binnenmeere in gemäßigten Breiten mit hohem Süßwasserzufluß (Beispiel: Ostsee) haben, besonders im Fühjahr, einen etwas niedrigeren Salzgehalt und das Trinken ist weniger gefährlich. Besonders fatal ist das Trinken von Ozeanwasser in äquatornahen Bereichen: Hoher Salzgehalt und hohe Wasserverdunstung (Perspiratio insensibilis) aufgrund von Hitze und Wind. Einige klinische Beispiele zur Therapie verschiedener Störungen Hypokaliämie: Langsamer Ausgleich unter wiederholten Kontrollen des Serum-Kalium-Wertes. Praktikabel und weitgehend sicher ist eine Zufuhr von 5 bis 10 mval/stunde mit Spritzenpumpe. Formeln für die zuzuführende Menge sind weitgehend nutzlos, weil der Serum-Wert nichts über den Bestand im Gesamtorganismus aussagt. Der ganz überwiegende Teil des Kaliums befindet sich intrazellulär (Abb.5). Eine versehentliche Schnellinfusion muß unbedingt vermieden werden. Es können lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen ausgelöst werden. Störungen des Säure- Basen-Haushalts müssen unbedingt gleichzeitig erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden. Hyperkaliämie: Kaliumfreie Infusionen 1, Saluretika (Furosemid), Hämodialyse/-filtration, Resonium A TM 2. Säure-Basen-Haushalt beachten. 1 ) Die kleine Kaliummenge in Ringerlösung spielt im allgemeinen keine Rolle. Allenfalls bei einer schweren Niereninsuffizienz mit verminderter Kaliumausscheidung - und ohne Nierenersatzbehandlung - sollte auf physiologische Kochsalzlösung gewechselt werden. 2 ) Resonium A TM ist ein sogenannter Kationenaustauscher, der dem Körper über den Magen-Darm-Trakt Kalium-Ionen im Austausch gegen Natrium entziehen kann. Anwendung als Klistier oder per os. 12

13 Manchmal wird bei hohem Serum-Kalium Glukose und Insulin zugeführt. Dadurch kann Kalium aus dem Plasma in die Zellen transportiert werden. Der Serum-Kalium-Wert kann zwar fallen, der Gesamtbestand bleibt jedoch unverändert. Hypertone Dehydratation: Halbelektrolytlösung. Isotone Dehydratation: Ringerlösung oder NaCl 0,9 %. Hypotone Dehydratation: Ringerlösung, NaCl 0,9 %, evtl. zusätzlich NaCl-Konzentrat mit Spritzenpumpe. Hyperhydratationszustände: Bei guter Diurese, das heißt spontan negativer Bilanz, kann zugewartet werden. Eventuell Diureseförderung mit Saluretika oder/und Dopamin. Wenn keine negative Bilanz erzielt werden kann, muß ein Nierenersatzverfahren (Hämofiltration) einsetzt werden. Allgemein gilt, daß - - solange eine ausgeglichene Wasserbilanz erzielt werden kann und keine schwere Störung der renalen Kaliumausscheidung vorliegt - - mit der Zufuhr des normalen Basisbedarfs früher oder später der Normalzustand erreicht wird. Vor übereilten Versuchen zur "Schnellkorrektur" ist eher zu warnen. Fragen zur Selbstkontrolle Wieviel Wasser (ml), Natrium und Kalium (mval) sollten Erwachsenen in 24 Stunden etwa zugeführt werden? Was passiert nach einem Ertrinkungsunfall in Süßwasser mit den Erythrozyten? Was wird bei einem Ertrinkungsunfall in Meerwasser mit den Erythrozyten passieren: Werden sie eher größer oder kleiner? Ein Patient soll über drei Tage seinen gesamten Wasser- und Elektrolytbedarf über eine periphere Vene erhalten. Welche Art Lösung würden Sie verwenden? Wie verhält sich die Urin-Osmolarität bei eingeschränkter Konzentrationsfähigkeit der Niere? Ein beatmeter Patient mit einer Körpertemperatur von 38 C hat eine 24-Stunden-Bilanz (Infusionen minus Urin) von ml. Ist das in Ordnung? Wie hoch sollte die normale Flüssigkeitszufuhr in 24 h sein? Gilt das auch für Patienten mit Herzinsuffizienz? Ein Patient wird mit einer deutlichen metabolischen Azidose (ph 7,2) nach "Wiederbelebung" auf die Station aufgenommen. Der Serum-Kalium-Wert ist 4,1 mval/l. (Normal ca. 3,5 bis 5,2). Die kardiale Situation kann erfolgreich weiter gebessert werden. Weshalb sind häufige Serum-Kalium- Kontrollen angezeigt? 13

14 Eine ältere Patientin mit "akutem Abdomen" hat folgende Meßwerte: Na mval/l, K + 4,5 mval/l, Ht 48 %, RR 150/70, Herzfrequenz 90/min, Diurese 40 ml/h. Was für eine Störung des Wasser- und Elektrolyt-Haushalts liegt vor? Weshalb scheidet sie so wenig aus? Ist ein schneller oder eher ein langsamer Ausgleich der Störung anzustreben? Welche Infusionslösung wäre geeignet? Die Patientin aus der Vorfrage soll nun gleich operiert werden. Was ist bezüglich der Kreislaufsituation zu beachten? Warum ist während Bauchoperationen der Flüssigkeitsbedarf höher als der Basisbedarf zuzüglich Blutverlusten? Warum darf reines Wasser (Aqua dest.) nicht intravenös gegeben werden? Nennen sie Möglichkeiten eine Hyperkaliämie zu behandeln. Was versteht man in der Infusionstherapie unter "freiem Wasser"? Welche Auswirkung hat die Respiratorbehandlung auf die Wasserbilanz? Wie nennt man eine Flüssigkeitsvermehrung im interstitiellen Raum? 14

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