Sauerstoffpartialdruck (PO2)

Der Sauerstoffpartialdruck (pO2) ist eine Labormessgröße der sogenannten

• Blutgasanalyse – einer labordiagnostischen Methode zur Beurteilung der Oxygenierungsleistung der Lungen sowie des Verhältnisses zwischen Säuren und Basen im Blut (sogenannter Säure-Basen-Haushalt).

Für die Blutgasanalyse kommt arterielles bzw. Kapillarblut zum Einsatz. Bei Verwendung von venösem Blut für diese Laboruntersuchung kann zwar eine Beurteilung des Säure-Basen-Haushaltes erfolgen, nicht jedoch des Sauerstoffstatus des Körpers.

Die Höhe des Sauerstoffpartialdrucks spiegelt die Menge des im arteriellen Blut gelösten Sauerstoffs wider und ist somit eine Kennzahl für die Funktion der Lungen, das Blut mit Sauerstoff anzureichern.

Für die Messung der Blutgase kommen hoch automatisierte Blutgasanalysesysteme zum Einsatz, wobei die Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks mittels des folgenden Sensors erfolgt:

• „Elektrode nach Clark“ (Platin-Kathode/Silber-Anode).

Bei der Beurteilung des Sauerstoffpartialdrucks im Rahmen der Blutgasanalyse sind insbesondere erniedrigte pO2-Werte von diagnostischem Interesse, die folgendes bedeuten können:

• Eine Störung der Lungenfunktion (ungenügende Oxygenierung des Blutes z.B. im Rahmen einer respiratorischen Insuffizienz).

Ein Absinken des Sauerstoffpartialdrucks unter 40 mmHg kann Bewusstlosigkeit zur Folge haben und stellt einen lebensbedrohlichen Zustand dar.

Erhöhte pO2-Werte sind bei Erwachsenen bedeutungslos. Bei Neugeborenen liegt der obere pO2-Grenzwert bei 75 mmHg. Erhöhte Werte können bei Neugeborenen zu einer Lungenschädigung führen (Sauerstofftoxikose).

Bei der Blutgasanalyse handelt es sich um eine einfache und rasch durchführbare labordiagnostische Methode zur Beurteilung der folgenden Körperfunktionen:

• Die Anreicherung des Blutes mit Sauerstoff durch die Lungen (sogenannte Oxygenierung) sowie
• das Verhältnis zwischen Säuren und Basen im Blut (sogenannter Säure-Basen-Haushalt).

Zur Durchführung einer Blutgasanalyse muss von der Patientin oder dem Patienten arterielles bzw. Kapillarblut gewonnen werden. Dabei wird

• arterielles Blut durch Punktion einer Arterie (z.B. der Arteria radialis am Handgelenk) gewonnen;
• Kapillarblut wird beim Erwachsenen zumeist aus dem Ohrläppchen und bei Neugeborenen sowie Säuglingen aus der Ferse ebenfalls durch Punktion der Haut nach Hyperämisierung (Steigerung der Hautdurchblutung mittels nikotinsäureester-haltigen Salben) gewonnen.

Zur Sammlung des Blutes für die Blutgasanalyse kommen spezielle Abnahmegefäße zum Einsatz, die Lithium-Heparin zur Verhinderung der Blutgerinnung enthalten.

Die Analyse von Blut-pH-Wert (Säure-Basen-Haushalt) und Blutgasen muss immer sofort nach der Gewinnung des Untersuchungsmaterials erfolgen. Idealerweise sollte das Blut sogar noch Körpertemperatur haben. Ein Versand der Blutproben auch innerhalb eines Krankenhauses ist nicht möglich, da dies die Messwerte verfälschen würde. Aus diesem Grund sollte die Blutgasanalyse immer in der unmittelbaren Nähe der entsprechenden Analysegeräte durchgeführt werden – v.a. in

• pulmologischen bzw.
• intermediär - sowie intensivmedizinischen Einrichtungen.

Die Blutgasanalyse selbst erfolgt mithilfe spezieller, hoch automatisierter Blutgasanalyse-Messgeräte. Von diesen Messgeräten wird je nach Gerätetyp eine Reihe von Messwerten erhoben, die in folgenden Gruppen zusammengefasst werden können.

• Zu den Messwerten des Sauerstoffstatus zählen:
  • Sauerstoffpartialdruck (pO2),
  • Sauerstoffsättigung (sO2),
  • Hämoglobin (roter Blutfarbstoff), Hämatokrit,
  • Oxyhämoglobinfraktion (FO2Hb),
  • Sauerstoffgehalt (ctO2) u.v.m.
• Zu den Messwerten des Säure-Basen-Haushalts gehören:
  • pH-Wert des Blutes,
  • Kohlendioxidpartialdruck (pCO2),
  • Bikarbonat (HCO3),
  • Gesamt-CO2 (tCO2),
  • Basenabweichung (B.E.),
  • CO2-Bindungskapazität etc.

Neben diesen Messwerten können mittels moderner Blutgasanalysegeräte oft auch eine Reihe weiterer Laborwerte bestimmt werden, die vor allem in der Notfallmedizin wichtig sind:

• Elektrolyte (Natrium, Kalium, Chlorid, Calcium etc.),
• Glukose (Blutzucker),
• Laktat etc.

Zu den medizinisch-klinischen Einsatzgebieten der Blutgasanalyse zählen die folgenden Bereiche und Fragestellungen:

• Beurteilung der Atmung (respiratorische Funktion),
• Überwachung einer Beatmungstherapie,
• Bestimmung des Schweregrades von Störungen im Bereich des Säure-Basen-Haushaltes (sogenannte Azidose bzw. Alkalose).

Eine Störung der Oxygenierung des Blutes wird unter dem Begriff der „respiratorischen Insuffizienz“ zusammengefasst, wobei hier unterschiedliche Faktoren bzw. deren Kombination als Ursachen infrage kommen können:

• Erkrankungen der Lunge,
• Störungen der sogenannten Atempumpe (Atemmuskulatur, Atmungssteuerung durch Gehirn und Rückenmark) sowie
• Erkrankungen des Herzens (z.B. Herzinsuffizienz und Lungenödem).

Je nach erkranktem Organ und Schwere der Störung kann es zu einer akuten (meist lebensbedrohlichen) bzw. chronischen Ateminsuffizienz kommen, wobei im Hinblick auf die Therapie in erster Linie eine Behandlung der Grunderkrankung (kausale Therapie) erfolgen sollte. Als symptomatische Therapiemaßnahme wird bei respiratorischer Insuffizienz meist eine Beatmungsbehandlung (Mund-Nasen-Masken) durchgeführt.

Sowohl für die Diagnose einer respiratorischen Insuffizienz als auch für die weitere Überwachung einer Beatmungsbehandlung kommt der Blutgasanalyse ein hoher Stellenwert zu.

Die Blutgase (Sauerstoff und Kohlendioxid) hängen aber auch unmittelbar mit dem Säure-Basen-Haushalt zusammen. Insbesondere werden durch die Abatmung von Kohlendioxid Säuren aus dem Körper ausgeschieden:

• sogenannte „respiratorische Komponente“ des Säure-Basen-Haushalts.

Weiters gibt es das überwiegend durch die Nieren gesteuerte Bikarbonatsystem, das die

• sogenannte „metabolische Komponente“ des Säure-Basen-Haushalts darstellt.

Je nach dem Verhältnis zwischen Säuren und Basen im Körper sowie dem Einfluss der respiratorischen sowie metabolischen Komponente(n) des Säure-Basen-Haushalts werden in der Medizin die folgenden Störungen unterschieden:

• Azidose (Säurenüberschuss im Körper):
  • metabolische Azidose (z.B. bei diabetischem Koma oder Niereninsuffizienz);
  • respiratorische Azidose (z.B. respiratorische Insuffizienz);
• Alkalose:
  • metabolische Alkalose (z.B. durch Säureverlust bei Erbrechen von Magensaft, hormonproduzierenden Nebennierenrindentumoren etc.);
  • respiratorische Alkalose (z.B. durch übermäßiges Atmen – Hyperventilation – meist in Folge psychischer Störungen).

Auch für die Abklärung dieser Störungen des Säure-Basen-Haushalts kommt der Blutgasanalyse eine große Bedeutung zu. Dies betrifft sowohl die Diagnostik als auch die Überwachung des Säure-Basen-Gleichgewichts im Rahmen therapeutischer Maßnahmen.