Herz und Kreislauf Teil 1

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1 24. TOGGENBURGER ANÄSTHESIE REPETITORIUM Herz und Kreislauf Teil 1 Aufgaben des Kreislaufs Salome Machaidze Miodrag Filipovic miodrag.filipovic@kssg.ch Anästhesiologie & Intensivmedizin Unter Verwendung vieler Darstellungen und Ideen von Dr. Beat Meister, Bern

2 Kreislaufphysiologie O 2 -Versorgung

3 2 Mol ATP Glukose Pyruvat O 2 34 Mol ATP CO 2 H 2 O

4 Siegenthaler, Klinische Pathophysiologie

5 2 Mol ATP Glukose Pyruvat O 2 Lactat CO 2 H 2 O

6 O 2 -Bedarf Energiebedarf ca kcal /Tag 2000 kcal entsprechen ca. 500 g Glukose 3 Mol C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O Zur Verbrennung von 3 Mol Glukose werden 18 Mol O 2 verbraucht 1 Mol eines Gases entspricht 22.4 L = 403 l O 2 pro Tag = 280 ml O 2 /min

7 O 2 -Aufnahme Atemminutenvolumen 5 l O 2 in Inspiration 21 % O 2 in Expiration 16% Pro Liter eingeatmete Luft werden 50 ml O 2 aufgenommen Aus einem Atemminutenvolumen von 5 l werden somit 5 x 50ml = 250 ml O 2 entnommen.

8 Alveoläre Gasgleichung p CO2 p O2 alv = (P Baro P H2 O 37 ) F i O RQ RQ = Respiratorischer Quotient CO 2 -Abgabe O 2 -Aufnahme 4 ml CO 2 / 5 ml O 2 /pro dl Blut = 0.8

9 Alveoläre Gasgleichung [mmhg] p CO2 p O2 alv = (P Baro P H2 O 37 ) Fi O RQ 40 p O2 alv = (760 47) = 100 mmhg p O2 alv = (760 47) = 663 mmhg 0.8

10 Alveoläre Gasgleichung [kpa] p CO2 p O2 alv = (P Baro P H2 O 37 ) Fi O RQ 4.8 p O2 alv = ( ) = 13.7 kpa p O2 alv = ( ) = 88 kpa 0.8

11 O 2 -Angebot

12 O 2 -Angebot _3600_2025.jpg

13 Aufgaben des Kreislaufs O 2 -Angebot O 2 -Versorgung Hauptdeterminanten des O 2 -Angebotes: 1.Hämoglobingehalt (Hb) 2.Sauerstoffsättigung (SO 2 ) O 2 -Gehalt 3.Herzminutenvolumen (HMV) [(Hb SO ) + (po )] HMV

14 Hämoglobin: Haem Struktur von Haemoglobin: a-ketten, b-ketten, Haem

15 Hämoglobin: Haem Globinkette O 2

16 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Sättigung für ein Hb-Molekül po 2 [mmhg]

17 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Sättigung für viele Hb Moleküle po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

18 O 2 -Sättigung O 2 -Sättigung 100% 50% po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

19 O 2 -Gehalt [ml O 2 /100ml Blut] O 2 -Gehalt - O 2 -Sättigung 20 O 2 -Sättigung 100% Hb 150 g/l % Beispiel: SO 2 94% Hb 150 g/l po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

20 Arterieller O 2 -Gehalt [mmhg] = (Hb SO ) + (po ) po 2 = 70 mmhg Hb = 15 g/100ml so 2 = 95% Im Plasma gelöst : ml = 0.2 ml am Hämoglobin : ml = 18.7 ml 18.9 ml In 100 ml Blut werden 20 ml O 2 transportiert

21 Arterieller O 2 -Gehalt [kpa] = (Hb SO ) + (po ) po 2 = 9.5 kpa Hb = 15 g/100ml so 2 = 95% Im Plasma gelöst : ml = 0.2 ml am Hämoglobin : ml = 19.2 ml 19.4 ml In 100 ml Blut werden 20 ml O 2 transportiert

22 ml O 2 /dl Blut O 2 -Gehalt im Blut O 2 an Hb gebunden O 2 physikalisch gelöst po 2 [mmhg] po 2 [kpa] 40

23 O 2 -Gehalt [ml O 2 /100ml Blut] O 2 -Gehalt [ml O 2 pro 100 ml Blut] 20 Hb 160 g/l Hb 100 g/l Hb 50 g/l po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

24 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

25 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe O 2 -Abgabe: möglichst viele O 2 -Moleküle pro po po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

26 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe O 2 -Abgabe: möglichst viele O 2 -Moleküle pro po po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

27 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Dissoziation: p SO 2 = 50 % po 2 = 27 mmhg = 3.5 kpa po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

28 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe gute O 2 Aufnahme schlechte O 2 -Abgabe po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

29 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe schlechte O 2 - Abgabe ans Gewebe ph Temp CO ,3 DPG po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

30 O 2 -Sättigung [%] O 2 -Abgabe an das Gewebe bessere O 2 - Abgabe ans Gewebe ph Temp CO 2 2,3 DPG po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

31 Glucose Fructose 1,3 Diphosphoglycerat 2,3 DPG 3 Phosphoglycerat Pyruvat Lactat

32 2,3-Diphosphoglycerat-Synthese Hoher ph fördert Synthese Hoher ph hemmt Abbau Nunn JF. Respiratory Physiology

33 O 2 -Sättigung [%] Hämoglobin: foetales versus adultes Foetales Hämoglobin po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

34 Hämoglobin: foetales und adultes 100 % Hb-A Adultes Hämoglobin Hb-F Foetales Hämoglobin Alter in Monaten

35 O 2 Angebot: Oxygen Delivery (DO 2 ) Hb: 150 g /l po 2 : 12 kpa SO 2 : 98% Herzminutenvolumen: 5 l (Hb SO po ) HMV ( ) ml O 2 /min

36 O 2 -Gehalt [ml O 2 /100ml Blut] O 2 Angebot: Oxygen Delivery (DO 2 ) 20 Arteriell SO 2 >90% po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

37 O 2 Verbrauch (VO 2 ) Stoelting RK; Pharmacology and Physiology in Clinical Practice

38 O 2 -Gehalt [ml O 2 /100ml Blut] O 2 Verbrauch 20 Arteriell SO 2 >90% Venös SO 2 > 60% po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

39 O 2 -Gehalt ml O 2 / 100 ml Blut4 O 2 Verbrauch Arteriell SO 2 >90% ca. 6 O 2 ml / 100 ml Blut 12 8 Venös SO 2 > 60% po 2 [kpa] po 2 [mmhg]

40 O 2 Verbrauch (VO 2 ) Hb: 15 g /100 ml p a O 2 : 12 kpa p v O 2 : 45 mmhg S a O 2 : 98% S v O 2 : 72% Herzminutenvolumen: 5 l [(Hb S a O p a O )-(Hb S v O p v O )] HMV [1.36 Hb (S a O 2 - S v O 2 )] HMV 250 ml O 2 /min

41 Marx G, Reinhart K. Curr Opin Crit Care. 2006;12:263-8.

42 Regionaler Blutfluss Boston US, et al. Ann Thorac Surg 2001; 71:260-4.

43 MAP mmhg Zusammenhang MAP O 2 Angebot DO 2 ml m -2 min -1 Shippy CR, et al. Crit Care Med 1984;12:107-12]

44 ZVD [mmhg] Zusammenhang ZVD Blutvolumen Defizit bzw. Exzess Blutvolumen Marik PE, et al. Chest 2008;134:172-8 [nach Shippy CR, et al Crit Care Med 1984;12:107-12]

45 Hypoxie Normoxie Hyperoxie % Sat Zusammenhang S V O 2 S VC O 2 80 Gemischt-venös Zentral-venös Normoxie Blutung Volumentherapie (HAES) Blutung Zeit (min) Reinhart K, et al. Chest 1989; 95:

46 Zentralvenöse Sättigung Zusammenhang S V O 2 S VC O 2 Gemischt-venöse Sättigung Yazigi A, et al. J Cardiothorac Vasc Anesth 2008; 22:77-83.

47 Zentralvenöse Sättigung Zusammenhang S V O 2 S VC O 2 Gemischt-venöse Sättigung Yazigi A, et al. J Cardiothorac Vasc Anesth 2008; 22:77-83.

48 Lactate (mmol/l) Zusammenhang S V O 2 Lactat ** **p < n=9 n=29 n=150 n=110 n=77 n=148 n= S v O 2 (%)