Sauerstoff, der Stoff zum Leben

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1 Sauerstoff, der Stoff zum Leben Was ist Sauerstoff? Sauerstoff (O²) ist ein farb- und geruchloses Gas Unsere Atemluft enthält 21% Sauerstoff und 79% Stickstoff Der Sauerstoff in der Luft ist durchaus ausreichend für einen gesunden Menschen. Ohne Sauerstoff kann kein Lebewesen längere Zeit überleben. Der Mensch kann nur 3-4 Minuten ohne Sauerstoff überleben. Unser Körper kann nur dann Energie aus den zugeführten Nährstoffen bilden, wenn er ausreichend mit Sauerstoff versorgt ist. Energie wird für alle Lebensvorgänge benötigt. Ohne Sauerstoff gibt es keine Energie Ohne Sauerstoff gibt es kein Leben Über die Lunge gelangt der Sauerstoff aus der Atemluft in das Blut. Das Blut transportiert ihn dann bis zu jeder Körperzelle, wo der Sauerstoff aus der Blutbahn in die Zelle übernommen wird und dann wird daraus Energie gebildet. Ohne zu essen kann der Mensch einige Wochen überleben Auch ohne zu trinken kann der Mensch einige Tage überleben Aber ohne Sauerstoff bleiben dem Menschen nur einige wenige Minuten! Der Mensch benötigt 0,3 Liter Sauerstoff pro Minute Das sind 18 Liter Sauerstoff in der Stunde 400 Liter Sauerstoff am Tag in Ruhe! Dafür müssen l am Luft am Tag geatmet werden. Bei einem durchschnittlichen Alter von 75 Jahren werden weit mehr als l Sauerstoff verbraucht.

2 Fazit: Ohne Sauerstoff stirbt der Mensch! Alle Zellen des Körpers sind von der ständigen Versorgung mit Sauerstoff abhängig. Ist gar kein Sauerstoff vorhanden (auch nur für ganz kurze Zeit), dann stirbt der Mensch an akutem Sauerstoffmangel Aber auch chronischer Sauerstoffmangel ist auf die Dauer gefährlich. Man spürt zwar im Augenblick nichts, er kann aber auf längere Zeit zu akutem Herzversagen und Organversagen führen. Was kann man bei chronischem Sauerstoffmangel ( hervorgerufen durch verschiedenste Ursachen) tun? Dazu sollte man folgendes wissen: I. Wie gelangt der Sauerstoff, den wir eingeatmet haben, überhaupt in das Blut und von dort in die Körperzellen? Um den Sauerstoff in das Blut und die Körperzellen zu transportieren, benötigen wir die Lunge, das Herz, den Kreislauf und die Atempumpe. Die Atempumpe setzt sich zusammen aus dem Zwerchfell und den Zwischenrippenmuskeln und dem Atemzentrum im Gehirn. Mit der Einatmung gelangt der Sauerstoff in die Lunge. Dort findet der Gasaustausch statt, d.h. Sauerstoff wird an das Blut abgegeben, aus dem Blut wird das Kohlendioxyd in die Atemluft aufgenommen und mit der Ausatmung an die Luft abgegeben. Der Transport des Sauerstoffs zu den Körperorganen und Zellen erfolgt durch den Kreislauf. Also erst fließt das Blut von der Lunge zurück zum Herzen, dann in den Körperkreislauf und von dort zu den Organen und Körperzellen. Dort findet auch ein Gasaustausch statt. Der Sauerstoff wird von den Zellen aufgenommen, dafür geben die Zellen dann das bei der Energieherstellung angefallene CO² (Kohlendioxyd) ab. Das jetzt mit Kohlendioxyd angereicherte Blut fließt zurück durch den Körperkreislauf zum Herzen und von dort in die Lunge, wo dann der Kreislauf von vorne beginnt.

3 Schematische Darstellung des Kreislaufs. Der Gasaustausch findet in drei Schritten statt: Bronchiole (kleinster Bronchus) Alveole (Lungenbläschen) Gefäßgeflecht Rot = sauerstoffreiches Blut Blau = sauerstoffarmes Blut mit Kohlendioxyd angereichert.

4 Der Lungenkreislauf schematisch dargestellt: Durch die Einatmung kommt die Luft in die Lunge und dort in die Alveolen, in denen dann der Gasaustausch stattfindet. Das jetzt mit Sauerstoff angereicherte Blut wird zur linken Herzkammer befördert und von dort in den Körperkreislauf gepumpt. In den Körperzellen findet ebenfalls der Gasaustausch statt und das mit Kohlendioxyd angereicherte Blut fließt durch den Körperkreislauf wieder zurück zum Herzen, in die rechte Herzkammer, von dort dann zurück zur Lunge, wo dann das Kohlendioxyd abgeatmet werden kann.

5 II. Was bewirkt ein Sauerstoffmangel? Das Herz und die Lunge versorgen die Organe und die Körperzellen mit Sauerstoff. Damit dem Körper immer ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, kann die Lunge diesen Bedarf regulieren. Ist ein einem Bereich der Lunge wenig Sauerstoff zur Verfügung, weil dieser Teil der Lunge z.b. vernarbt ist, dann verengen sich die Blutgefäße in diesem Bereich und reduzieren den Blutdurchfluss und den Sauerstoffbedarf. Gefäßsystem Alveolargang Kleinste Öffnungen, in den Alveolen, durch die der Gasaustausch stattfindet Alveole Alveolarsäckchen Dieser Mechanismus soll verhindern, das sauerstoffarmes Blut in den Körperkreislauf zurückfließt und dort den Sauerstoffmangel verstärkt. Besteht in allen Lungenabschnitten ein Luft- bzw. Sauerstoffmangel, werden alle Lungengefäße (Pulmonalarterien) eng gestellt. Das rechte Herz muss das Blut durch die verengten Gefäße gegen einen deutlich erhöhten Widerstand pressen. Dies wird als Lungenadernhochdruck (Pulmonale Hypertonie) bezeichnet.

6 Darstellung der verengten Blutgefäße innerhalb der Lunge Normales Lumen eines Blutgefäßes stark verengtes Blutgefäß Diesem dauerhaften Lungenadernhochdruck kann die schwächere Lungenherzkammer (rechte Herzkammer) auf Dauer nicht standhalten. Die rechte Herzkammer wird schwach und versagt. Das bezeichnet man als Lungenherzschwäche (Cor pulmonale). Einen Lungenadernhochdruck (auch PAH = pulmonale arterielle Hypertonie) kann man nur mit einer Rechtsherzkatheteruntersuchung ganz sicher feststellen. Diese Maßnahme ist aber selten erforderlich. Durch ärztliche Untersuchung, Elektrokardiogramm (EKG) und Röntgen kann man schon einen Lungenadernhochdruck vermuten. Eine Echokardiographische Untersuchung kann meistens den Verdacht erhärten oder aber sicher stellen, das es sich nicht um einen Lungenhochdruck handelt..

7 Wenn ein dauerhafter Sauerstoffmangel im Blut besteht, bedeutet es zunächst einmal keine Lebensgefahr, der Körper arrangiert sich und passt sich an. Die Folgeschäden sind dagegen nicht zu unterschätzen. Auf Dauer führt dieser chronische Sauerstoffmangel zur Rechtsherzschwäche und oft auch zum Lungenhochdruck. Weil das Herz nicht in der Lage ist, die anfallenden Blutmengen aus dem Kreislauf entsprechend in die verengten Gefäße der Lunge zu pumpen, bildet sich ein Rückstau im gesamten Körper. Man bemerkt es meistens an den Ödemen (Wasseransammlungen in den Beinen). Dieses Symptom sollte man ernst nehmen, denn es ist ein Zeichen lebensbedrohlicher Herzschwäche. Diese Herzschwäche ist die häufigste Todesursache bei Menschen mit Erkrankungen der Atmungsorgane, die zu einem chronischen Sauerstoffmangel geführt haben. Fazit: Sauerstoffmangel schädigt massiv das Herz und die anderen Organe! Die Symptome einer Lungenherzschwäche, die zusätzlich zu den Grunderkrankungen auftreten: Atemnot (sehr unterschiedlich) Müdigkeit und Abgeschlagenheit Gereiztheit verminderte körperliche und geistige Leistungsfähigkeit Wasser in den Beinen Herzrhythmusstörungen, Herzstolpern Völlegefühl Druck auf der Brust eingedicktes Blut Zyanose (blaue Lippen)

8 Beinödeme stellt man fest in dem man mit dem Finger am Unterschenkel drückt. Bleibt eine Delle, so handelt es sich um ein Ödem. Eine Sauerstofftherapie kann nie die normale Behandlung ersetzen. Es können die zusätzlichen Krankheitszeichen, die infolge Sauerstoffmangels aufgetreten sind, gelindert und gebessert werden. Bei folgenden Erkrankungen kommt es zu Sauerstoffmangel: Atemwegserkrankungen Erkrankungen des Lungengewebes COPD, Asthma bronchiale, Lungenemphysem Entzündungen, Fibrose Mucoviszidose Blutgefäßerkrankungen in der Lunge primäre und sekundäre pulmonale Hypertonie wiederholte Lungenembolien Zustand nach Lungenoperationen Einengung der Lunge Pleuraschwarte, Deformierungen Des Brustkorbs. Atemregulationsstörungen

9 Erkrankungen der Atemmuskulatur oder der dazugehörigen Nerven verschiedene Herzerkrankungen Störung der Lungenentwicklung (vorwiegend bei Säuglingen) angeborene Herzfehler Die häufigsten Erkrankungen sind: Chronisch obstruktive Bronchitis (COPD) Lungenemphysem Lungenfibrose (Lungengerüsterkrankung) Atemregulationsstörungen Wiederholte Lungenembolien Die normale Lunge: Man sieht ein homogenes, gut durchblutetes Gewebe

10 Die Lunge bei einem Lungenemphysem Man sieht deutlich die vergrößerten Blasen innerhalb des Lungengewebes.

11 Endstadium eines Lungenemphysems mit riesigen Blasen (Bullae) Die Schweregrade der COPD (nach GOLD 2003) 0 gefährdet keine Symptome, Lufu normal I mild FEV 1 > 80 % d.s. FEV1/VC > 70 % des Solls II moderat FEV % d.s FEV1/VC < 70 % des Solls III schwer FEV % d.s. FEV1/VC < 70 % des Solls IV sehr schwer FEV1 < 30 % d.s. FEV1/VC < 70 % des Solls

12 Die Messung der Lungenfunktion erfolgt mittels Bodyplethysmographie (Ganzkörperplethysmographie) in einer Zelle. Plethysmographie = Messung der Volumenschwankungen eines Organs oder Körperteils.

13 Die Flußvolumenkurve: (Quelle: lungenhochdruck.ch)

14 Lungengerüsterkrankungen Lungengerüsterkrankungen werden auch als interstitielle Lungenerkrankungen bezeichnet. Anders als bei Asthma und der COPD wird hier verstärkt Bindegewebe zwischen den Blutgefäßen und den Alveolen gebildet. Dadurch versteift mit der Zeit das Lungengewebe und vernarbt. Es kann nur mit vermehrtem Kraftaufwand die Lunge gut durchlüftet werden, der Gasaustausch wird in Mitleidenschaft gezogen und der Patient leidet unter einer Hypoxämie (Sauerstoffmangel). Starke Atemnot mit signifikantem Abfall des Sauerstoffgehaltes im Blut und oft auch quälender Reizhusten machen dem Patienten das Leben schwer. Lungengerüsterkrankungen = eine Vielzahl verschiedener Krankheiten Sarkoidose (Morbus Boeck) Exogene allergische Alveolitis Farmerlunge Vogelhalterlunge Idiopathische Lungenfibrose ( Ursache nicht bekannt ) Andere seltene interstitielle Erkrankungen: Lungenfibrose infolge Medikamente oder Bestrahlung Rheumalunge / Kollagenosen Staublunge Asbest-Lunge nach Lungenentzündung

15 Die Lungenfibrose im Röntgenbild und im CT Wie unterscheidet man eine COPD/Lungenemphysem von einer Lungenfibrose? Die Lungenfunktion zeigt beim Asthma /COPD eine Verengung = Obstruktion der Atemwege (siehe Flußvolumenkurve S.13) Der FEV1-Wert geht herunter Bei der Fibrose zeigt die Lungenfunktion eine Einengung = Restriktion des Lungengewebes durch Bindegewebe (siehe Flußvolumenkurve S. 13) Die Vitalkapazität geht herunter Die Vitalkapazität ist eine Kenngröße für die Funktion der Lunge und wird in der Spirometrie benutzt. Es gibt Größen jeweils für die Einatmung (inspiratorische Vitalkapazität) und für die Ausatmung (exspiratorische Vitalkapazität). Die Atmung erfolgt dabei über ein Mundstück, die Atmung durch die Nase sollte durch eine Nasenklemme verhindert werden. Die Messgenauigkeit hängt neben physikalischen Faktoren, wie Luftdruck und Verwirbelungen, auch von der Mitarbeit des Probanden ab, der ja jeweils maximal ein- und ausatmen muss, was sicherlich subjektiv ist. Man unterscheidet die statische Vitalkapazität, die nur das Luftvolumen der Lunge selbst betrachtet, und die dynamische Vitalkapazität, die den Gasfluss bei Ein- und Ausatmung mit berücksichtigt. Zu den statischen Kenngrößen zählen die exspiratorische und die inspiratorische Vitalkapazität. Zu den dynamischen Kenngrößen zählt die forcierte Vitalkapazität. Die Sollwerte der Vitalkapazität sind abhängig von Geschlecht, Alter und Körpergröße

16 Bei der pulmonalen Insuffizienz nimmt der Sauerstoffgehalt im Blut ab und der Kohlendioxydgehalt ist normal. Bei der ventilatorischen Insuffizienz nimmt der Sauerstoffgehalt im Blut ab, aber der Kohlendioxydgehalt steigt. Die dauerhafte Überblähung kann das Zwerchfell und die Atemmuskulatur erschöpfen, was zur Folge hat, das die Atempumpe schlechter funktioniert. Auch bei einer Wirbelsäulenverformung oder Brustkorbdeformierungen kann eine Atempumpenschwäche auftreten. gesunde Lunge Lunge bei geschwächter Atempumpe gesunde Lunge, Zwerchfell ist gewölbt Lunge bei geschwächter Atempumpe, das Zwerchfell weist keine Wölbung mehr auf, es ist erschlafft.

17 Was ist eine respiratorische Partialinsuffizienz? Von einer respiratorischen Partialinsuffizienz (Teilversagen), spricht man, wenn der Gasaustausch in den Alveolen gestört ist. Das heißt die Lungenbläschen sind nicht in der Lage, Sauerstoff aufzunehmen. Der Sauerstoffpartialdruck geht herunter, aber der Kohlendioxydgehalt steigt nicht an, bzw. bewegt sich im Normalbereich. Damit der Sauerstoffpartialdruck wieder in den Normbereich gebracht werden kann, muss eine Sauerstofflangzeittherapie erfolgen. Die respiratorische Partialinsuffizienz tritt z.b. bei Lungenemphysem und Lungengerüsterkrankungen auf. Was ist eine respiratorische Insuffizienz Auch bei der respiratorischen Insuffizienz (ventilatorische Insuffizienz, respiratorische Globalinsuffizienz), ist der Gasaustausch in den Alveolen gestört. Der Sauerstoffpartialdruck geht hinunter, der Kohlendioxydgehalt geht herauf, weil das Kohlendioxyd nicht mehr abgeatmet werden kann. Die respiratorische Globalinsuffizienz wird in der Regel mit Heimbeatmung und Langzeitsauerstofftherapie behandelt. Es gibt also 3 Therapien: Bei der respiratorischen Insuffizienz die Langzeitsauertofftherapie Bei der ventilatorischen Insuffizienz (Sauerstoffpartialdruck normal, aber Kohlendioxyd zu hoch) die Heimbeatmung Bei der COPD bzw. globalen respiratorischen Insuffizienz die Langzeitsauerstofftherapie und Heimbeatmung.

18 Wie wird ein Sauerstoffmangel festgestellt? Ein Sauerstoffmangel kann nur mittels einer Blutgasanalyse korrekt gemessen werden und mit einem Pulsoxymeter. Der Patient selbst bemerkt in der Regel den Sauerstoffmangel nicht! Blaue Lippen (Zyanose) können ein Hinweis auf Sauerstoffmangel sein, müssen aber nicht! Atemnot bei Asthma und Bronchitis entsteht nicht durch Sauerstoffmangel, sondern durch einen erhöhten Atemaufwand infolge verengter Bronchien. Sauerstoffmangel muss immer gemessen werden! Kennen Sie Ihre Werte? Sauerstoffpartialdruck (PO²) ohne Sauerstoffzufuhr in Ruhe? bei Belastung? Sauerstoffpartialdruck (PO²) mit Sauerstoffzufuhr in Ruhe? bei Belastung? nachts? Wissen Sie, wie viel Sauerstoffzufuhr Sie benötigen? Aber kennen Sie auch Ihre Kohlendioxydwerte (PCO²)? Eine Langzeitsauerstofftherapie kann nur eingeleitet werden, wenn der Kohlendioxydpartialdruck bekannt ist. Bei zu hohem CO² kann zusätzlicher Sauerstoff den CO² weiter ansteigen lassen und damit zu einer CO²-Narkose führen. Sauerstoff ist ein Medikament und nur der Lungenfacharzt kann ihn verordnen. Der Lungenfacharzt bestimmt, wie viel Liter/min in Ruhe und bei Belastung zuzuführen sind.

19 Die Blutgasanalyse Hierbei wird aus dem Ohrläppchen (das vorher mit einer speziellen Creme eingerieben wurde, damit das Ohr besser durchblutet ist) Blut entnommen. Aus diesem Blut wird dann mittels eines speziellen Gerätes der Sauerstoffpartialdruck und der Kohlendioxydpartialdruck ermittelt. Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut normal: mmhg kritisch: < 55 mmhg Kohlendioxydpartialdruck im arteriellen Blut normal: mmhg kritisch > 60 mmhg Die Pulsoxymetrie Über einen speziellen Messsensor, meist am Finger, wird die Sauerstoffsättigung bestimmt. Messung der Kohlendioxidsättigung ist mit diesem Verfahren nicht möglich Sauerstoffsättigung normal: % kritisch: < 90 %

20 IV. Was bewirkt eine Langzeitsauerstofftherapie? eine kontinuierliche Korrektur des Sauerstoffmangels im Blut, d.h. mindestens 16 Stunden, besser sind 24 Stunden Sauerstoffzufuhr am Tag. Es gilt: Je länger desto besser! Diese Therapie entlastet das Herz und die anderen Organe. Sobald der Sauerstoffmangel im Blut wieder besteht, muss das Herz wieder gegen eine erhöhten Lungenaderndruck ankämpfen. Diese Therapie muss solange durchgeführt werden, solange der Sauerstoffmangel besteht. D.h. sie dauert über Jahre, meist den Rest des Lebens über, an. Wann ist eine Langzeitsauerstofftherapie notwendig? Sauerstoffpartialdruck unter 55 mmhg durch Messung mittels Blutgasanalyse in Ruhe bei (leichter) Belastung (25 Watt am Fahrradergometer, 6-Minuten-Gehtest) evtl. im Schlaf Diese Messung muss mehrfach erfolgen und der Patient soll infektfrei sein. Bei nachgewiesener Lungenherzschwäche oder Polyglobulie ( Anzahl der roten Blutkörperchen erhöht ) ist die Therapie schon bei einem Sauerstoffpartialdruck von 60 mmhg angezeigt Wie viel Sauerstoff braucht man? Die Einstellung der Sauerstoffmenge ( Liter/Minute) muss unter Messung der Blutgase erfolgen. Pulsoxymetrie ist nicht ausreichend! Der Sauerstoffdruck muss unter der Therapie auf > 60 mmhg oder mindestens mehr als 10 mmhg ansteigen Die Sauerstoffeinstellung kann sich unterscheiden: Liter/min. in Ruhe Liter/min. bei (leichter) Belastung Liter/min. im Schlaf

21 Vorteile der Langzeitsauerstofftherapie: Steigerung der körperlichen und geistigen Leistungsfähigkeit am Tage Besserer Nachtschlaf Stabilisierung des Krankheitsverlaufes Weniger Krankenhausaufenthalte All dies bedeutet eine Lebensverlängerung gegenüber unbehandelten Kranken und eine Verbesserung der Lebensqualität mit weniger Krankheitssymptomen. Allerdings sollte man unbedingt beachten, dass die Sauerstoffzufuhr alleine nicht ausreichend ist. Man muss schon auch körperlich etwas für sich tun, wie z.b. Lungensport und reflektorische Atemtherapie. Die Grunderkrankung kann durch diese Therapie nicht gebessert werden,d. h. Krankheitszeichen, wie z.b. Husten, Auswurf und meist auch die Atemnot, werden nicht beeinflusst. Der Körper kann den Sauerstoff nicht auf Vorrat speichern! Die Sauerstoffzufuhr erweitert die Lungenadern nur, solange die Sauerstofftherapie erfolgt. Diese Therapie ist ähnlich einer Brille. Wird sie abgesetzt, sieht man sofort wieder schlecht.

22 Die Kosten für diese Therapie werden von der Krankenkasse übernommen Seitens des Patienten ist eine genaue Einhaltung der Therapierichtlinien erforderlich. Therapiezeit mindestens 16h/Tag, besser 24h/Tag Erlernen des richtigen Umgangs mit Sauerstoffgerät und Zubehör Regelmäßige ärztliche Kontrolluntersuchungen durch Hausarzt und Lungenfacharzt ( Blutgase mindestens 2 x / Jahr oder bei Verschlechterung ) Dokumentation im Sauerstoff-Pass Quellen: Sauerstoffliga LOT e.v Netdoktor Wikipedia Lungenhochdruck.at