Blutgasanalyse

Bei einer Blutgasanalyse (kurz: BGA) werden u.a. die Konzentrationen von bestimmten Gasen im Blut gemessen. Die Gase, hierzu zählen Sauerstoff (O₂) und Kohlenstoffdioxid (CO₂), haben einen bestimmten Partialdruck (pO₂ und pCO₂) im Blut, der im Normalfall stabil sein sollte und auf diese Weise die Vitalität des Organismus aufrecht erhält. Außerdem werden noch weitere Parameter bestimmt, so z.B. die aktuelle Sauerstoffsättigung im Blut, der Säure-Basen-Haushalt anhand Bikarbonat (aktuelles bzw. Standardbikarbonat (aHCO3 bzw. SBC oder StHCO3)) und Basenabweichung (BE= base excess) sowie der pH-Wert des Blutes. Der Bikarbonatwert und die Basenabweichung werden nicht direkt gemessen, sondern errechnet und beziehen sich immer auf standardisierte Werte im Blut (Temperatur: 37°, pCO₂: 40mmHg, vollgesättigtes Blut). Des Weiteren kann man noch den Hämoglobinwert, Laktatwerte oder auch Blutzuckerwerte während einer Blutgasanalyse bestimmen. In besonderen Fällen, z.B. bei Verdacht auf Rauchgasvergiftungen o.Ä., kann man mit der BGA auch die Konzentrationen von Kohlenstoffmonoxid oder Stickstoff ermitteln.

Allgemeine Informationen finden Sie unter: Blutuntersuchung

Die Blutgasanalyse zählt auf Intensivstationen zur klinischen Standard-Diagnostik und wird täglich (oder auch mehrmals täglich) durchgeführt. Vor allem bei schweren Atemwegserkrankungen kann sie schnell Aufschluss über eine zunehmende Verschlechterung geben und die daraus nötig werdenden Maßnahmen können schnell eingeleitet werden. Auch bei der Überwachung einer Narkose wird die Blutgasanalyse regelmäßig durchgeführt.

Im Blut sollte immer eine konstante Konzentration an Wasserstoffionen vorhanden sein und damit auch stets ein stabiler pH-Wert von 7,36 - 7,44. Hierzu verfügt der Körper über mehrere Puffersysteme, über die überflüssige Wasserstoffionen ausgeschieden oder aber bei einem Mangel auch Wasserstoffionen zurückgehalten werden können. Das wichtigste Puffersystem ist der Bicarbonat-Haushalt, der zum Einen Wasserstoffionen aufnehmen und dann über Kohlensäure zu Wasser und Kohlenstoffdioxid (wird abgeatmet) zerfallen kann. Im Falle eines Mangel von Wasserstoffionen kann aber auch das im Körper während der Zellatmung ständig produzierte Kohlenstoffdioxid mit Hilfe von Enzymen oder auch spontan an Wasser gekoppelt werden und dann über die Rückreaktion zu Bikarbonat und einem Wasserstoffion zu reagieren.

Weitere wichtige Puffersysteme sind der Hämoglobinpuffer, der Phosphatpuffer und der Proteinpuffer. In der Regulation des pH-Wertes im Blut sind also sowohl die Puffersystem selbst, aber auch die Abatmung des Kohlenstoffdioxids über die Lunge sowie die Ausscheidung von Wasserstoffionen über die Nieren involviert. In diesem Regulationskreis gibt es folglich viele Ansatzpunkte, die bei Verlust ihrer normalen Funktion das System ins Wanken bringen können. So gibt es z.B. stoffwechselbedingte (metabolische) Störungen, bei denen durch eine Fehlfunktion in den Puffersystemen ein Ungleichgewicht der Wasserstoffionen herrscht. Auf der anderen Seite gibt es die atmungsbedingten (respiratorischen) Störungen, bei der es zu einer vermehrten oder verminderten Abatmung von Kohlenstoffdioxid kommt. Natürlich kann es auch zu einem Fehler in beiden Systemen kommen, hier spricht man von einer gemischten Störung.

• Sauerstoff: Der Partialdruck von Sauerstoff im Blut kann altersabhängig leicht schwanken. Er sollte sich immer zwischen 80 mmHg und 100 mmHg bewegen. Bei Patienten, die älter als 75 Jahre sind, kann er auch unter 80 mmHg liegen. Auch bei schweren, chronischen Erkrankungen der Lunge oder des Herzens sind Abweichungen unter den unteren Referenzwert möglich. Meist fühlen sich die Patienten aber subjektiv wohl und sind in der Regel auch genügend oxygeniert.
• Kohlenstoffdioxid: Der normale Kohlenstoffdioxidpartialdruck sollte altersunabhängig zwischen 35 - 45 mmHg liegen. Bei einer verminderten Abatmung des Kohlenstoffdioxids infolge von Lungenerkrankungen kann sich der Wert nach oben verschieben. Sind chronische Lungenerkrankungen vorhanden, so wird das erhöhte Kohlenstoffdioxidwerte meist gut toleriert und die Patienten können klinisch unauffällig sein. Steigt der Partialdruck jedoch schnell an, so kann dies ein Ausdruck von Erschöpfung der Atmung sein, die ein absoluten Notfall darstellt.
• pH-Wert: Der pH-Wert ist ein Maß, das die Stärke einer sauren (azid) oder basischen (alkalisch) Lösung in Bezug auf deren Gehalt an Wasserstoffionen angibt. Ist der pH niedrig, so befinden sich im untersuchten Medium eine hohe Anzahl an Wasserstoffionen, im Körper kann es so zu einer Azidose, einer sauren Stoffwechsellage, kommen. Bei hohem pH sind wenige Wasserstoffionen vorhanden, findet sich dieser Zustand im Körper spricht man von einer Alkalose. Der normale pH-Wert im Blut sollte zwischen 7,36 und 7,44 liegen. Der pH-Wert ist eine Messgröße der Wasserstoffionen-Konzentration. Ein niedriger pH-Wert gibt eine hohe Konzentration an, ein hoher pH-Wert eine niedrige Konzentration. Die Abweichungen vom normalen pH-Wert wurden oben bereits kurz erwähnt und können verschiedene Ursachen haben. So kann es durch eine verminderte Abatmung von Kohlenstoffdioxid zu einer sauren Stoffwechselsituation des Organismus kommen, man spricht von einer atmungsbedingten (respiratorischen) Ursache. Kann z.B. die Niere Wasserstoffionen nicht mehr ausreichend ausscheiden, so spricht man von einer stoffwechselbedingten (metabolische) Ursache.

• Bikarbonat (HCO₃): Dieser Wert zeigt die Konzentration von Bikarbonat im Blut an. Er sollte sich im Normalfall zwischen 22 - 26 mmol/l bewegen. Er wird nicht durch die Atmung beeinflusst, ist also ein rein stoffwechselbedingter Parameter, der auch zur Diagnose einer solchen Störung verwendet werden kann. Bei Patienten mit chronischen Erkrankungen der Lunge, wie chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) kann der Wert auch erhöht sein. Dies gilt als Kompensationszeichen der vorliegenden atmungsbedingten Störung.
• Basenabweichung (base excess = BE): Die Basenabweichung oder auch Basenüberschuss genannt, gibt den Wert an Säuren oder Basen an, die zu der Wiederherstellung eines normalen pH-Werts nötig wären. Hierbei sind einige Standardbedingungen definiert. Der Basenüberschuss gibt also diejenige Anzahl an Basen/Säuren an, die zur Normalisierung des pH-Werts auf einen Wert von 7,4 bei einem Kohlenstoffdioxidpartialdruck von 40mmHg und einer Temperatur des Blutes von 37°C. Er liegt normalerweise zwischen -5 und +5. Ist der Basenüberschusswert negativ, so befinden sich zu wenige Basen im Blut, es ist also von einem niedrigen pH-Wert (sauer) auszugehen. Im umgekehrten Fall, also bei einem zu hohen BE-Wert, sind zu viele Basen vorhanden, das Blut nimmt einen alkalischen pH-Wert an. Der BE-Wert wird nicht vom Kohlenstoffdioxid-Partialdruck beeinflusst und kann damit auch zu der Diagnostik von stoffwechselbedingten Störungen eingesetzt werden. Auch hier kann es bei einer chronisch- obstruktiven Lungenerkrankung durch die stoffwechselbedingte Kompensation der Atmungsstörung zu einer Erhöhung des BE-Werts kommen.
• Sauerstoffsättigung (SO₂): Die Sauerstoffsättigung gibt den Anteil an im Blut vorhandenen Sauerstoff zu der maximal möglichen Aufnahmekapazität von Sauerstoff im Blut an und wird immer in Prozent angegeben. Sie sollte bei gesunden Erwachsenen über 96% liegen.

Am exaktesten kann man die Werte in reinem arteriellen Blut analysieren. Hierzu muss man allerdings eine Arterie punktieren, was nicht in der routinemäßigen Kontrolle gemacht wird, da die möglichen Komplikationen durch z.B. Nachblutungen etc. zu hoch sind. Auf Intensivstationen, bei Operationen oder auch in sehr dringenden Fällen wird die arterielle Punktion aber dennoch standardmäßig durchgeführt, weil sich der Patient sowieso unter ärztlicher Aufsicht befindet und meist auch ein dauerhafter arterieller Zugang gelegt wird. Hierzu wählt man entweder die Arterie in Speichennähe oder Ellennähe am Handgelenk oder die Beinarterie in der Leistenregion. Eine weitere Möglichkeit ist, die Blutgasanalyse aus einem bei einem Patienten liegenden zentralen Venenkatheter durchzuführen. Hier entnimmt man sogenanntes gemischt-venöses Blut, welches hilfreich ist, den Stoffwechsel- und Atmungszustand des Patienten zu diagnostizieren. Rein venöses Blut kann auch für eine Blutgasanalyse verwendet werden, wird aber nicht standardmäßig empfohlen, da der Sauerstoffgehalt abhängig von der Lokalisation der Entnahmestelle stark variieren kann.

Bei einer akuten Lungenembolie kommt es zu einer Verlegung eines Lungengefäßes durch ein verschlepptes Blutgerinnsel. Man kann hier beim Patienten einen Sauerstoffmangel im Blut festgestellt werden. Da der Patient nicht mehr genügend Sauerstoff hat, atmet er häufiger. Durch diese Hyperventilation kommt es aber meist zu einem Abfall der Kohlenstoffdioxidkonzentration, welches bei jedem Atemzug ausgeatmet wird. Bei ca. 20% der Patienten kommt es hingegen nicht zu diesen Konstellationen, es finden sich hier normale Sauerstoffpartialdrücke im Blut. Vor allem wenn man nur noch ein geringes Herzzeitvolumen (Blutvolumen, das pro Minute vom Herzen befördert wird) aufweist, kann es bei einer normalen Verteilung in der arteriellen Blutgasanalyse bleiben. Steigt der Sauerstoffpartialdruck in der arteriellen Blutgasanalyse, so kann dies ein Hinweis auf eine sich verschlechternde Durchblutungssituation des Patienten sein. In Einzelfällen können auch fallende Werte eine Besserung der Lungendurchblutung anzeigen. Sind bei dem Patienten Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbekannt, so kann die Diagnose der Lungenembolie deutlich erschwert werden. Insgesamt reicht eine alleinige Blutgasanalyse zur Diagnostik einer Lungenembolie nicht aus, es müssen stets noch die klinischen Symptome wie Luftnot, Herzrasen, Brustschmerz etc. und andere diagnostische Mittel (EKG, Röntgen-Thorax, D-Dimer-Test, CT- oder MR-Darstellung der Gefäße) beachtet werden.