pH-Wert

Der pH-Wert des Blutes 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 pH-Wertes im Blut steht in einem indirekten Verhältnis zur Menge an Wasserstoffionen in dieser Körperflüssigkeit:

• niedriger pH-Wert (hohe Wasserstoffionen-Konzentration) bei einem Überschuss an Säuren bzw. einem Verlust an Basen;
• hoher pH-Wert (niedrigere Wasserstoffionen-Konzentration) bei einem Verlust an Säuren bzw. einem Überschuss an Basen;

Die Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichts im Körper erfolgt vor allem durch die folgenden beiden Organe:

• die Lungen (reagieren schnell auf ein Ungleichgewicht im Säure-Basen-Haushalt): Ausscheidung von Säuren durch Abatmung von Kohlendioxid (CO2); sowie
• die Nieren (reagieren träger auf ein Ungleichgewicht im Säure-Basen-Haushalt): durch die Ausscheidung von Wasserstoffionen regulieren die Nieren den Bikarbonathaushalt – das wichtigste Puffersystem des Körpers.

Für die Messung von Blut-pH-Wert sowie Blutgasen kommen hoch automatisierte Blutgasanalysesysteme zum Einsatz, wobei die Bestimmung des pH-Werts mittels spezieller pH-Elektroden erfolgt.

Der pH-Wert des Blutes spiegelt die Wasserstoffionen-Konzentration innerhalb der Körperzellen wider. Die Beurteilung des Säure-Basen-Haushalts muss aber immer in Zusammenschau der folgenden Laborwerte erfolgen:

• pH-Wert des Blutes,
• pCO2-Wert des Blutes,
• Bikarbonatwert (HCO3) bzw. Basenüberschuss (BE) des Blutes.

Im Hinblick auf den pH-Wert des Blutes werden erniedrigte pH-Werte „Azidose“ genannt und können beispielsweise im Rahmen der folgenden Erkrankungen und Störungen auftreten:

• Erkrankungen der Lungen mit verminderter Atemleistung können zu einer respiratorischen Azidose führen;
• Erkrankungen der Nieren wie z.B. Nierenversagen können zu einer metabolischen Azidose führen.

Erhöhte pH-Werte des Blutes werden „Alkalose“ genannt und können beispielsweise im Rahmen der folgenden Erkrankungen und Störungen auftreten:

• Durch zu rasches Atmen (Hyperventilation) kann es zu einem Verlust an Säuren (Verlust an Kohlensäure [CO2]) kommen (respiratorische Alkalose);
• ein Verlust von z.B. Magensäure (übermäßiges Erbrechen) kann eine metabolische Alkalose zur Folge haben.

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/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 bei 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 Sauerstoff-Status 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 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 infolge 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.