Blutgasanalyse & Säure-Basen-Status

Transkript

1 Blutgasanalyse & Säure-Basen-Status Präanalytik 1 3 Allgemein Einflussfaktoren wichtig für klinische Diagnostik Überwachung / Nachweis Diffusionsstörungen Ventilationsstörungen Perfusionsstörungen Störungen des SBH SBS vs. Gasverteilung 2 Atmung Stoffwechsel Gasaustausch Blutprobe mit Umgebungsluft Verschiebung Werte Körpertemperatur Zeit metabolische Einflüsse! also Probe gleich analysieren! Probe nie schütteln (Zerstörung von 4 Blutbestandteilen mgl.)

2 Abnahme Kapillarblut Punktionsstelle reinigen Hautantiseptum Stelle vollständig trocknen mit Tupfer Alkoholreste hämolysieren Blut Entnahme mit Handschuhen Kapillarröhrchen Antikoagulation Magnet, Metallstift, Heparin 5 praktikabel (bewusstseinsklarer Pat.) HK-Stillstand nur arteriell ( hyperämisieren (Finalgon) Ort: Ohrläppchen oder Ferse Desinfektion Punktion tief (Lanzette) Kapillare muss in Blutstropfen reichen Kontamination mit Umgebungsluft 7 Arterielles Blut Venöses Blut bevorzugt Punktion A. radialis, femoralis, brachialis Aspiration aus Verweilkatheder Vorteil noch kein Gasaustausch Kapillarblut unterliegt schon Austausch ungeeignet zu große Schwankungen bereits stattgefundener Gasaustausch MTA-F ist keine arterielle Blutentnahme gestattet! 6 8

3 Probenhandhabung Probe mischen (schwenken) Sedimentierung! gleichmäßige Mischung mit Heparin Kontamination mit Umgebungsluft vermeiden Probe nach spätestens 10min analysieren Hämolyse (durch Alkohol, schütteln, heftiges aspirieren) vermeiden 9 Chemische Grundlagen 11 Säuren & Basen Säure-Basen-Status 10 Säuren geben in wässriger Lösung Protonen ab Basen nehmen in wässrigen Lösungen Protonen auf Protonen = Wasserstoff- = H + -Ionen saure oder alkalische Reaktion abhänig von freien Protonen 12

4 Potentia Hydrogenii = H + -Ionen-Konzentration Ausdruck für sehr niedrige Konzentrationen Exponentenskala z.b. sauberes H2O H + -Ionen-Konz.= 0, mol = 10-7 mol = ph-wert 7 sauer neutral alkalisch < 7 < Säuren und Basen Beispiele Entstehung H + (mol/l) ph-wert Beispiel ph Rohr Frei stark alkalisch WC-Reiniger Waschpulver Seifenlauge alkalisch Meerwasser Wasser, Blut, Urin neutral Speichel, Urin saure Milch Sauerkraut sauer Cola Zitronensaft Magensaft Stark sauer SBS = Bestreben ph-wert konstant zu halten Metabolite (Zwischenprodukte) durch Stoffwechsel und Nahrungsaufnahme Lactat Kohlenstoff es werden Protonen frei ph-wert 16

5 Neutraler ph-wert Puffersysteme viele Prozesse im Körper sind an neutralen ph-wert gebunden gr. Abweichungen Stoffwechselstörungen Elektrolytverschiebung Durchlässigkeit von Membranen 17 ph-wert ändert sich in wässriger Lösung bei Zugabe von Säure sauer ph Base alkalisch ph bei Zugabe von Säure oder Base in Pufferlösung ändert sich ph-wert nur geringfügig Puffersystem wirkt gegen ph-trend Kohlensäure (H2CO3) setzt Protonen frei Blut wird sauer (bei steigendem ph-wert) Bikarbonat (HCO3 - ) bindet Protonen Blut wird alkalisch (bei sinkendem ph) Gegenmechanismen Blut-pH-Werte <7,0 und >7,8 mit dem Leben nicht vereinbar Puffersysteme innerhalb enger Grenzen Hauptaufgabe Blut als Transportorgan: CO2 Entsorgung O2 Versorgung Nährstoffversorgung Regulation SBH Entstehung Protonen Eliminierung über Lunge (CO2) 18 Nieren (H2O) Respiratorische Einflüsse

6 H2CO3 Hyperventilation Umwandlung in Lunge in CO2 und H2O respiratorischer Faktor Puffersystem Umwandlung wird durch Atmung gesteuert H2CO3 = Kohlensäure H2O H2CO3 CO2 21 in Sekunden Änderung der Kohlensäurekonzentration Abatmung CO2 > Entstehung CO2 Blutkonzentration pco2 Hypokapnie pco2 + ph-wert respiratorische Alkalose 23 Hypoventilation in Sekunden Änderung der Kohlensäurekonzentration Abatmung CO2 < Entstehung CO2 Blutkonzentration pco2 Hyperkapnie pco2 + ph-wert respiratorische Azidose Metabolische Einflüsse 22

7 HCO3 - Umwandlung in Niere unter Zugabe von Wasserstoff in CO2 (Rückres. in Blut Abatmung) H2O Ausscheidung metabolischer Faktor Puffersystem Steuerung durch Niere HCO3 - = Bikarbonat H H2O HCO3-25 CO2 SBS»Parameter«27 Azidose vs. Alkalose ph langsame Änderung Bikarbonatkonzentration im Blut Tage - Wochen HCO3 -, ph-wert metabolische Azidose HCO3 -, ph-wert metabolische Alkalose Norm 7,37-7,45 gemessener Wert H-Ionen-Konzentration enge Grenzen für zellulären Metabolismus Regulierung ph-gleichgewicht über Lunge Nieren 26 28

8 ph-entgleisung pco2-entgleisung Alkalose ph? Azidose ph? respiratorisch metabolisch respiratorisch metabolisch Hyperventilation (alveolär maschinell bei Beatmung) Lungenfibrose Aufenthalt in großen Höhen gastrointesttinaler Säureverlust oft Begleitung einer Hypokaliämie Diarrhoe alveoläre Hypoventilation (FK-Aspiration/ Asthma)! erhöhter Stoffwechsel Herzinsuff. Pneumonien Lungenödem, Emphysem oft in Begleitung einer Hyperkaliämie Nierenversagen Pankreasfistel Gallenfistel 29 Hyperkapnie Zeichen mangelhaften Gasaustausches Lungenembolie Lungenfibrose Hypokabnie? pco2? pco2 Zeichen für zu schnelle oder zu tiefe Atmung Kompensationsmechanismus bei metabolischer Azidose HV 31 pco2 HCO3 - Norm mmhg 4,7-6,1 kpa gemessener Wert CO2 Stoffwechselendprodukt Bluttransport als Bikarbonat oder in Form von Kohlensäure respiratorischer SBS 30 Norm mmol berechneter Wert (Kombi ph, pco2) Steuerorgane Nieren Hauptpuffersubstanz im Körper Aufrechterhaltung ph-wert puffert Säuren ph-wert-änderungen korrelieren positiv mit Bikarbonat ph = HCO3 - ph = HCO3-32

9 HCO3 - -Entgleisung Beispiel BE metabolische Alkalose metabolische Azidose?pH,?HCO3 -?ph,?hco3 - Erbrechen Hypokaliämie Therapie metabolischer Azidosen (bei Zufuhr von Bikarbonat) Verlust von H-Ionen Ausscheidung über Niere möglich Bikarbonat im Blut Niereninsuffizienz Hungerzustand (chronische Übersäuerung) Alkoholvergiftung Durchfall absoluter Insulinmangel Hyperglykämische Entgleisung Diabetisches Koma 33 Norm mmol/l Beispiel 1: BE 4,5 mmol/l 4,5 mmol/l Säure notwendig um Bikarbonat auf 48 mmol/l zu 4,5 mmol/l Säure notwendig um ph- Wert auf 7,4 zu Beispiel 2: BE -3,0 mmol/l 3,0 mmol/l Base notwendig um Bikarbonat auf 48 mmol/l zu 3,0 mmol/l Base notwendig um ph-wert auf 7,4 zu 35 BE Ursachen BE Norm mmol/l Basenüberschuss / Baseexcess berechneter Wert Abweichnung von Normbereich der Pufferbase: Zusammensetzung: 50% HCO3-50% Protein, Phosphat, Hb Norm: 48 mmol/l (ph-wert 7,4) BE = Abweichung zur Norm nötige Menge Base oder Säure für ph- 34 Wert von 7,4 metabolisch z.b. DM renal z.b. Niereninsuffizienz intestinal z.b. Verlust von Magensäure (H + ) hepatisch z.b. Zirrhose metabolische Alkalose BE? metabolische Azidose 36 BE?

10 Beispiel 1 SBS»Beispiele«7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,18 39,9 mmhg 14,4 mmol - 13,2 mmol/l Normwerte Beispiel 2 ph-wert pco 2 HCO 3 - BE ph-wert pco 2 HCO 3 - BE 7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,37 7, mmhg mmol mmol/l ph-wert pco 2 HCO 3 - BE 7,51 27,7 mmhg 21,4mmol + 1,3 mmol/l 38 40

11 Beispiel 3 Beispiel 5 7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,39 32,0 mmhg 24,1mmol - 2,0 mmol/l 7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,52 41,1 mmhg 39,4 mmol +10,9 mmol/l Beispiel 4 Beispiel 6 7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,33 67,5 mmhg 27,3 mmol + 0,4 mmol/l 7,37 7, mmhg mmol mmol/l 7,22 49,8 mmhg 18,0 mmol - 5,9 mmol/l 42 44

12 Beispiel 7 ph-wert pco 2 HCO 3 - BE 7,37 7, mmhg mmol mmol/l ph-wert pco 2 HCO 3 - BE 7,44 65,1 mmhg 22,7 mmol - 1,7 mmol/l Physiologische Grundlagen Sauerstoff Sauerstoffstatus 46 Verstoffwechslung O2 zur Energiegewinnung Verinfachte Gleichung Nahrung + O2 = Energie + CO2 + H2O Zufuhr kontinuierlich Unterbrechung irreversible, multiple Organschäden Überschuss toxische Schäden an Lungenendothel 48

13 Partialdruck pco2 und Ventilation Umgebungsluft = Gasgemisch durch Luftdruck entfällt auf jedes Gas ein Teildruck Höhe Partialdruck abhängig von Volumenanteil Berechnung po2: O2 21 % Edelgase 1 % N 78 % 21(%):100*760(mmHg) = 160 mmhg Regelgröße für Ventilation in Atemzentrum Chemorezeptoren in Wand der Aorta messen pco2: pco2 = Einatemdrang (Vertiefung) pco2 = Normalisierung der Atmung Luftdruck 760 mmhg = 101,3 kpa = 1atm Ventilation Perfusion O2-Transport von Orten P zu Orten P Atmosphähre Alveolen O2-Partialdruckgefälle von Mund zu Alveolen 160 mmhg 100 mmhg Druckdifferenz wegen Luftfeuchte und Totraumbelüftung Vermischung Inspirationsluft mit RV in 50 Bronchioli treminali Lungendurchblutung optimaler Gasaustausch, sonst eingeschränkt Ruheatmung = Erneuerung von 5l Blut auf 5l Alveolarluft Belüftungs-Durchblutungs-Verhältnis BDV = 1 Belastung = Belüftungszunahme (20x) > Durchblutungszunahme (5x) BDV = 4 52

14 Distribution O2-Transport Verteilung Abstimmung von Ventilation auf Perfusion bei intakter Distribution BDV 0,8-1 ventilatorische Distributionsstörung: diskontinuierliche Belüftung der Lungenabschnitte zirkulatorische Distributionsstörung diskontinuierliche Perfusion Perfusion 53 Bindung an Hb O2-Affinität = 1,3ml/g (Hb) schnelle Freisetzung in Zellen CO-Affinität = 260ml/g langsame Freisetzung in Zellen CO geruchlos & unspezifische Frühsymptome 0,5% CO in Umgebungsluft blockieren 90% Hb 55 Diffusion? Parameter 54 56

15 po2 so2 Norm mmhg 9,5-13,3 kpa Druck, durch den O2 transportiert wird nicht O2-Gehalt Maß für Fähigkeit der Lunge, Blut mit O2 anzureichern Lungenfunktionsstörungen Einflussfaktoren: Alter (Säuglinge, >50J = 1mmHg/Lj) psychogen (HV po2, pco2?, ph?) Körperlage (± 20mmHg) 57 Norm >96% Sättigung Verhältnis O2-gebundenes zu O2- bindungsfähigem Hb Fähigkeit der Lunge dem Blut O2 zuzuführen 59 po2-entgleisung so2-entgleisung Hyperoxie Hypoxie Hyperoxie Hypoxie po2? po2? so2? so2? Sauerstofftoxikose Lungenparenchym! unzureichende O2-Aufnahme bei starken Abweichungen Bewusstlosigkeit! ausreichende O2- Transportfähigkeit Hyperoxie-Risiko Hypoxiegenierung O2-Aufnahme langanhaltende Werte <90% irreversible Organschäden <80% Bewusstlosigkeit 58 60

16 chb Norm g/dl 8,7-11,2 mmol/l Norm g/dl 7,5-9,9 mmol/l Hb-Konzentration Beurteilung Sauerstofftransport Beurteilung immer in Zusammenhang mit so2 normale Hb-Konzentration garantiert nicht normale Sauerstofftransportkapazität Sauerstoff-Status»Beispiele«61 63 chb-entgleisung Polyzytämie chb? Anämie chb? hohe Blutviskosität Hämolyse die damit verbundenen Risiken Blutungen COPD Antikoagulation KHK gestörte Erythrozytenbildung Leben in großen Höhen Mangel an Folsäure, VitB12, Fe Leistungssportler Normwerte ph-wert po 2 so 2 chb 7,37 7, mmhg >96 % = 8,7 11,2 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3 = 7,5 9,9 mmol/l mmol/l mmhg mmol 62 64

17 Beispiel 1 ph-wert po 2 so 2 chb 7,37 7, mmhg >96 % = 8,7 11,2 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3 = 7,5 9,9 mmol/l mmol/l mmhg mmol männlich, 68 Jahre, Pneumonie ph-wert po 2 so 2 chb 7,41 68,4 mmhg 87,5 % 10,1 mmol/l B.A. pco 2 HCO ,2 mmol/l 48,2 mmhg 25,5 mmol 65 Beispiel 3 ph-wert po 2 so 2 chb 7,37 7, mmhg >96 % = 8,7 11,2 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3 = 7,5 9,9 mmol/l mmol/l mmhg mmol weiblich, 59 Jahre, DM, Lungenembolie ph-wert po 2 so 2 chb 7,28 61,5 mmhg 94,5 % 7,6 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3-3,8 mmol/l 47,1 mmhg 18,1 mmol 67 Beispiel 2 ph-wert po 2 so 2 chb 7,37 7, mmhg >96 % = 8,7 11,2 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3 = 7,5 9,9 mmol/l mmol/l mmhg mmol männlich, 48 Jahre, TVT-Behandlung ph-wert po 2 so 2 chb 7,33 85,1 mmhg 97,1 % 6,9 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3-0,7 mmol/l 58,7 mmhg 22,4 mmol 66 Beispiel 4 ph-wert po 2 so 2 chb 7,37 7, mmhg >96 % = 8,7 11,2 mmol/l B.A. pco 2 HCO - 3 = 7,5 9,9 mmol/l mmol/l mmhg mmol weiblich, 45 Jahre, pavk, Lungenfibrose ph-wert po 2 so 2 chb 7,48 69,1 mmhg 95,8 % 7,1 mmol/l B.A. pco 2 HCO ,4 mmol/l 29,7 mmhg 26,0 mmol 68

18 Quellen Tomas Rothe, Lungenfunktion leicht gemacht, Jungjohann-Verlag Siemens Healthcare Diagnostics GmbH, Rapidanalyse - Blutgase und mehr Jerome Bach, Bildungsakademie Dresden 69