PP des SW: Wasser und Säure-Base Haushalt

− Blutdruckbestimmung

− Bestimmung der Natrium-Ionen-Konzentration

− Bestimmung der Osmolarität

• Volumenänderung des Extrazellulärvolumens (Dehydratation, Hyperhydratation)

• Folge:

➢ Änderungen der osmotischen Konzentration (hypoton, isoton, hyperton)

Die Osmolalität des Blutplasmas hängt im Wesentlichen von der Konzentration folgender 5 Substanzen ab:

Natrium (≈140 mM)

Chlorid (≈105 mM)

Bikarbonat (≈25 mM)

Glukose (≈5 mM)

Harnstoff (≈5 mM)

Serum und Plasma bei Erwachsenen:

280–300 mosmol/kg H2O,

Harn: 50–1200 mosmol/kg H2O.

Pathologie :

• Übersteigt die gemessene Osmolalität des Plasmas die errechnete um mehr als 5 mosmol/kg, liegt eine "osmotische Lücke" vor.

• Sie wird überwiegend bei Azidosen (Laktat, Ketosäuren) oder mit osmotisch aktiven Substanzen Vergiftungen beobachtet (Intoxikationen: Alkohol, Ethylenglykol, Methanol oder Isopropylalkohol).

• 1 Promille Alkohol vergrößert die osmotische Lücke um 22 mosmol/kg.

• arterielles Blut sauerer als venöses

1. Osmolarität:

• Definition: Anzahl der osmotisch aktiven Teilchen pro Liter Lösung.

• Einheit: mosmol/L (Milliosmol pro Liter).

• Abhängigkeit: Volumenabhängig (ändert sich mit der Temperatur und dem Druck, da das Volumen der Lösung schwanken kann).

Beispiel: Osmolarität von Blutplasma = ca. 290 mosmol/L

2. Osmolalität:

• Definition: Anzahl der osmotisch aktiven Teilchen pro Kilogramm Lösungsmittel (meist Wasser).

• Einheit: mosmol/kg (Milliosmol pro Kilogramm).

• Abhängigkeit: Unabhängig von Temperatur und Druck, da die Masse konstant bleibt.

Beispiel: Osmolalität von Blutplasma = ca. 290 mosmol/kg

Zusammenfassung:

• Osmolarität bezieht sich auf Volumen (Lösung), osmol/L.

• Osmolalität bezieht sich auf Masse (Lösungsmittel), osmol/kg.

• In verdünnten Lösungen (z. B. Körperflüssigkeiten) sind die Werte für Osmolarität und Osmolalität fast identisch.

• im Gewebe höherer pH Wert als in der Lunge

1. Definition:

• Wichtigstes extrazelluläres Puffersystem zur Regulation des pH-Werts im Blut.

• Hält den pH-Wert im physiologischen Bereich (7,35–7,45).

2. Komponenten:

• Kohlensäure (H₂CO₃) ⇌ Bicarbonat (HCO₃⁻) + H⁺

• CO₂ aus Zellstoffwechsel reagiert mit Wasser zu H₂CO₃:

  • CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻ + H⁺

• Enzym: Carboanhydrase (beschleunigt die Reaktion).

3. Funktionsweise:

• Bei pH-Abfall (Azidose):

  • H⁺-Ionen werden durch HCO₃⁻ abgepuffert → Bildung von H₂CO₃.

  • H₂CO₃ zerfällt zu CO₂ und H₂O → CO₂ wird über die Lunge abgeatmet.

• Bei pH-Anstieg (Alkalose):

  • CO₂ reagiert mit H₂O → mehr H₂CO₃ → Abgabe von H⁺ → pH sinkt.

4. Regulation:

• Lunge: Reguliert CO₂-Konzentration durch Atmung (schnelle Reaktion).

• Niere: Reguliert HCO₃⁻-Konzentration durch Ausscheidung oder Rückresorption (langsame Reaktion).

5. Henderson-Hasselbalch-Gleichung:

• Beschreibt das Puffersystem mathematisch: pH = 6,1 + log ([HCO₃⁻] / [CO₂])

6. Bedeutung:

• Pufferung von Säure-Basen-Schwankungen im Blut.

• Schutz vor Azidose (Übersäuerung) und Alkalose (Basenüberschuss).

Zusammenfassung:

• Komponenten: H₂CO₃ / HCO₃⁻

• Regulation: Lunge (CO₂) und Niere (HCO₃⁻).

• Funktion: Konstanthalten des Blut-pH.

• Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreibt die Balance.

1. Zentrale Komponente: Blut (pH 7,4)

• Das Carbonat-Puffersystem hält den pH-Wert stabil: H⁺ + HCO₃⁻ ⇌ H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂

• Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschreibt die Balance: pH = 6,1 + log ([HCO₃⁻] / [CO₂]).

2. Einfluss der Organe und Prozesse:

• Lunge (CO₂-Abatmung):

  • Atmet täglich ca. 24.000 mmol CO₂ ab.

  • CO₂ reagiert mit Wasser im Blut zu H₂CO₃ und wird so indirekt reguliert.

• Niere:

  • Ausscheidung von Säuren im Urin (z. B. Ketonkörper, ca. 60 mmol/24 h).

  • Rückresorption oder Ausscheidung von HCO₃⁻ reguliert den pH-Wert langfristig.

• Leber:

  • Produziert Ketonkörper, die den Säuregehalt erhöhen können (z. B. bei Hunger oder Diabetes).

• Fettgewebe:

  • Freisetzung von Fettsäuren, die den pH-Wert senken.

• Muskeln:

  • Produktion von Milchsäure durch anaerobe Glykolyse bei Muskelarbeit → Säurebelastung.

• Magenschleimhaut:

  • Sekretion von HCl (Salzsäure) in den Magen führt zu einer Säurebelastung im Blut.

• Stoffwechsel aller Organe:

  • Führt zur Produktion von CO₂ und anderen Säuren als Stoffwechselendprodukte.

Zusammenfassung der Prozesse:

1. CO₂-Abatmung (Lunge): pH ↑

2. Säureausscheidung (Niere): pH ↑

3. Produktion von Säuren:

   • Leber (Ketonkörper),

   • Fettgewebe (Fettsäuren),

   • Muskelarbeit (Milchsäure).

4. Säureproduktion im Magen: pH ↓.

5. Stoffwechsel CO₂-Produktion: beeinflusst pH durch Carbonat-System.

Fazit:

Der Säure-Base-Haushalt wird durch die Lunge, Niere und den Stoffwechsel reguliert, um den Blut-pH konstant bei ca. 7,4 zu halten. Hierbei spielen CO₂-Abatmung, HCO₃⁻-Regulation und Säureausscheidung die zentrale Rolle.

Respiratorische Alkalose

• Definition: Ein Anstieg des Blut-pH-Werts über 7,45 aufgrund einer vermehrten Abatmung von CO₂ durch die Lunge (Hypokapnie).

Respiratorische Azidose

• Definition: Ein Abfall des Blut-pH-Werts unter 7,35 aufgrund einer verminderten Abatmung von CO₂ durch die Lunge (Hyperkapnie).

Metabolische Alkalose

• Definition: Ein Anstieg des Blut-pH-Werts über 7,45 aufgrund eines Überschusses an Bicarbonat (HCO₃⁻) oder Verlusts von Säuren.

Metabolische Azidose

• Definition: Ein Abfall des Blut-pH-Werts unter 7,35 aufgrund eines Säureüberschusses oder Bicarbonatverlusts (HCO₃⁻).

ndogene Säuren

• Definition: Säuren, die im Körper selbst produziert werden, hauptsächlich im Rahmen des Stoffwechsels.

• Beispiele:

  • Kohlensäure (H₂CO₃): Entsteht durch CO₂ aus dem Zellstoffwechsel.

  • Ketosäuren: Entstehen bei Fettabbau (z. B. Acetoacetat und β-Hydroxybutyrat bei Diabetes).

  • Laktat: Milchsäurebildung bei anaerober Glykolyse (z. B. Muskelarbeit oder Sauerstoffmangel).

  • Harnsäure: Abbauprodukt des Purinstoffwechsels.

• Entsorgung:

  • Über die Lunge (CO₂ → H₂CO₃ → Abatmung) und

  • über die Niere (H⁺-Sekretion und HCO₃⁻-Reabsorption).

Titrierbare Säuren

• Definition: Säuren, die im Urin ausgeschieden und durch Zugabe einer Base (z. B. NaOH) neutralisiert werden können.

• Herkunft: Meist aus endogenen Säuren, die über die Niere ausgeschieden werden.

• Beispiele:

  • Phosphorsäure (H₂PO₄⁻)

  • Schwefelsäure (H₂SO₄), die aus dem Abbau schwefelhaltiger Aminosäuren entsteht.

• Bedeutung:

  • Ein wichtiger Mechanismus der renalen Säureausscheidung, zusätzlich zur Ausscheidung von Ammonium (NH₄⁺).

  • Dient der Regulation des Säure-Basen-Haushalts im Körper

• zusätzliches Abpuffern von Protonen durch Bindung an Phosphate und Ausscheidung über den Urin möglich

• entscheident ist die Rückresorption des Bicarbonat

Der pH-Wert des Blutplasmas zeigt an, ob das Gleichgewicht zwischen CO2 Bildung und -Elimination sowie H+-Bildung und -Elimination im Normbereich liegt.

Normwert (arteriell): pH 7,40

Der pCO2 des Blutes beschreibt eine normale oder gestörte CO2-Elimination über die Lunge. Eine Abweichung vom Normwert ist typisch für eine respiratorische Störung des Säure-Basen-Status, also der Lungenfunktion oder Beatmung.

Normwert (arteriell): 40 mmHg

Der pO2 des Blutes beschreibt eine normale oder gestörte O2-Aufnahme über die Lunge. Eine Abweichung vom Normwert ist typisch für eine respiratorische Störung des Säure-Basen-Status, also der Lungenfunktion oder Beatmung. Der pO2 ändert sich in Abhängigkeit vom Alter.

Normwert (arteriell): 100 – Alter/3 mmHg

Der Bicarbonatwert ist abhängig vom pCO2-Wert und ist ein Maß für die metabolische Regulation des pH-Werts.

Normwert (arteriell): 25 mmol/L

Der BE (Basenabweichung) des Blutes charakterisiert die nicht-respiratorische Seite des Säure-Basen-Status:

Er gibt an, wie viel mmol/L an H+ oder OH- nötig wären, den pH-Wert des Blutes bei pCO2 40 mmHg auf pH 7,40 zu normalisieren.

Die Einheit ist mmol/l; der Normalwert beträgt 0 ± 2 mmol/l. Die berechnete Basenabweichung wird nicht vom pCO2 beeinflusst und erlaubt damit zuverlässige Aussagen über die Art einer Säure-Basen-Störung.

Ein Überschuss an Basen wird als positive Basenabweichung bezeichnet und mit einem „+“ gekennzeichnet (positiver Base Excess), ein Mangel an Basen als negative Basenabweichung (sprachlich falsch als negativer Base Excess), gekennzeichnet mit einem „-„.

Normwerte der Basenabweichung (BE): 0 ± 2 mmol/l.

➢ In der Klinik eignet sich der BE-Wert zur Beurteilung der nicht atmungsbedingten Anteile bei einer Störung im Säure-Basen Haushalt.

Erhöhung und Erniedrigung:

Störungen:

1. Respiratorische Azidose: pH ↓, pCO₂ ↑ → Kompensation renal (HCO₃⁻ ↑).

2. Respiratorische Alkalose: pH ↑, pCO₂ ↓ → Kompensation renal (HCO₃⁻ ↓).

3. Metabolische Azidose: pH ↓, BE ↓ → Kompensation respiratorisch (CO₂ ↓).

4. Metabolische Alkalose: pH ↑, BE ↑ → Kompensation respiratorisch (CO₂ ↑).

Achsen:

• x-Achse: pH-Wert (7,0–7,8).

• y-Achse: BE in mmol/l (-20 bis +20).

Merke:

• pCO₂-Werte (z. B. 27, 40, 60 mmHg) zeigen respiratorische Veränderungen.

• Kompensation erfolgt durch Anpassung von Atmung (CO₂) oder Niere (HCO₃⁻).

• Ziel: pH 7,4 im Blut konstant halten.

• nur zu beobachten an den Bicarbonatwerten -> daher keine Aussage am pH Wert treffbar

− Es fallen mehr Säuren an, als über die Nieren ausgeschieden werden können

− Differenzierung durch Bestimmung der Anionenlücke