Hypoxämie - Hypoxemia

Hypoxämie
Andere Namen Hypoxämie
Venöses und arterielles Blut.jpg
Blut mit höherem Sauerstoffgehalt erscheint leuchtend rot
Spezialität Pneumologie

Hypoxämie ist ein ungewöhnlich niedriger Sauerstoffgehalt im Blut . Genauer gesagt handelt es sich um Sauerstoffmangel im arteriellen Blut. Hypoxämie hat viele Ursachen und verursacht oft Hypoxie, da das Blut den Geweben des Körpers nicht genügend Sauerstoff zuführt.

Definition

Hypoxämie bezieht sich auf den niedrigen Sauerstoffgehalt im Blut, und der allgemeinere Begriff Hypoxie ist ein abnormal niedriger Sauerstoffgehalt in einem Gewebe oder Organ oder im Körper als Ganzes. Hypoxämie kann Hypoxie (hypoxämische Hypoxie) verursachen, aber Hypoxie kann auch über andere Mechanismen wie Anämie auftreten .

Hypoxämie wird in der Regel in Form von geringerer definierten Partialdruck von Sauerstoff (mm Hg) im arteriellen Blut, sondern auch im Hinblick auf dem reduzierten Gehalts an Sauerstoff (ml Sauerstoff pro dl Blut) oder den Prozentsatz der Sättigung von Hämoglobin (das Sauerstoffbindungsprotein innerhalb der roten Blutes Zellen ) mit Sauerstoff, der entweder einzeln oder in Kombination vorkommt.

Während allgemeiner Konsens darüber besteht, dass eine arterielle Blutgasmessung , die einen niedrigeren Sauerstoffpartialdruck als normal zeigt, eine Hypoxämie darstellt, besteht weniger Übereinstimmung darüber, ob der Sauerstoffgehalt des Blutes für die Bestimmung einer Hypoxämie relevant ist. Diese Definition würde von Hämoglobin getragenen Sauerstoff einschließen . Der Sauerstoffgehalt des Blutes wird daher manchmal eher als Maß für die Gewebeabgabe als als Hypoxämie angesehen.

So wie extreme Hypoxie Anoxie genannt werden kann, kann extreme Hypoxämie Anoxämie genannt werden.

Anzeichen und Symptome

Hauptartikel: Hypoxie (medizinisch) § Anzeichen und Symptome

Im akuten Kontext kann eine Hypoxämie Symptome wie Atemnot verursachen . Dazu gehören Atemnot , eine erhöhte Atemfrequenz, die Verwendung der Brust- und Bauchmuskulatur zum Atmen und das Lippenpressen .

Chronische Hypoxämie kann kompensiert oder nicht kompensiert werden. Die Kompensation kann dazu führen, dass Symptome zunächst übersehen werden, aber eine weitere Erkrankung oder ein Stress wie etwa ein erhöhter Sauerstoffbedarf können die bestehende Hypoxämie schließlich entlarven. In einem kompensierten Zustand können sich Blutgefäße, die weniger belüftete Bereiche der Lunge versorgen, selektiv zusammenziehen , um das Blut in Bereiche der Lunge umzuleiten, die besser belüftet sind. In einem chronischen Kontext und wenn die Lunge im Allgemeinen nicht gut belüftet ist, kann dieser Mechanismus jedoch zu pulmonaler Hypertonie führen , die die rechte Herzkammer überlastet und Cor pulmonale und rechtsseitige Herzinsuffizienz verursacht . Auch eine Polyzythämie kann auftreten. Bei Kindern kann sich eine chronische Hypoxämie als verzögertes Wachstum, neurologische Entwicklung und motorische Entwicklung sowie verminderte Schlafqualität mit häufigem Schlaferwachen manifestieren.

Andere Symptome einer Hypoxämie können Zyanose , digitales Clubbing und Symptome sein, die mit der Ursache der Hypoxämie zusammenhängen können, einschließlich Husten und Hämoptyse .

Eine schwere Hypoxämie tritt typischerweise auf, wenn der Sauerstoffpartialdruck im Blut weniger als 60 mmHg (8,0 kPa) beträgt, dem Beginn des steilen Abschnitts der Sauerstoff-Hämoglobin-Dissoziationskurve , wo eine kleine Abnahme des Sauerstoffpartialdrucks zu einem großen Abnahme des Sauerstoffgehalts des Blutes. Schwere Hypoxie kann zu Atemversagen führen

Ursachen

Hypoxämie bezieht sich auf zu wenig Sauerstoff im Blut. Daher kann jede Ursache, die die Geschwindigkeit oder das Volumen der in die Lunge eintretenden Luft ( Beatmung ) beeinflusst, oder jede Ursache, die den Lufttransfer von der Lunge in das Blut beeinflusst, eine Hypoxämie verursachen. Neben diesen respiratorischen Ursachen können auch kardiovaskuläre Ursachen wie Shunts zu einer Hypoxämie führen.

Hypoxämie wird durch fünf Kategorien von Ätiologien verursacht: Hypoventilation , Ventilations-/Perfusions-Mismatch , Rechts-Links-Shunt , Diffusionsstörung und niedriger PO 2 . Niedriger PO 2 und Hypoventilation sind mit einem normalen alveolar-arteriellen Gradienten (Aa-Gradient) verbunden, während die anderen Kategorien mit einem erhöhten Aa-Gradienten verbunden sind.

Belüftung

Wenn die Alveolarventilation niedrig ist, wird den Alveolen nicht genügend Sauerstoff für den Körper zugeführt. Dies kann zu einer Hypoxämie führen, selbst wenn die Lunge normal ist, da die Ursache in der Kontrolle der Ventilation durch den Hirnstamm oder in der Unfähigkeit des Körpers liegt, effektiv zu atmen.

Atemantrieb

Die Atmung wird durch Zentren in der Medulla gesteuert , die die Atemfrequenz und die Tiefe jedes Atemzugs beeinflussen. Dies wird durch den Kohlendioxidspiegel im Blut beeinflusst, der durch zentrale und periphere Chemorezeptoren bestimmt wird, die sich im Zentralnervensystem bzw. in den Karotis- und Aortenkörpern befinden. Hypoxie tritt auf, wenn das Atemzentrum nicht richtig funktioniert oder das Signal nicht angemessen ist:

  • Schlaganfälle , Epilepsie und Halswirbelsäulenfrakturen können alle das medulläre Atemzentrum schädigen , das rhythmische Impulse erzeugt und diese entlang des Zwerchfellnervs zum Zwerchfell , dem Muskel, der für die Atmung verantwortlich ist, weiterleitet.
  • Ein verminderter Atemantrieb kann auch das Ergebnis einer metabolischen Alkalose sein , einem Zustand von vermindertem Kohlendioxid im Blut
  • Zentrale Schlafapnoe . Während des Schlafens können die Atmungszentren des Gehirns ihre Aktivität unterbrechen, was zu längeren Atemstillständen mit möglicherweise schwerwiegenden Folgen führt.
  • Hyperventilation gefolgt von längerem Atemanhalten. Diese Hyperventilation, die von einigen Schwimmern versucht wird, reduziert die Kohlendioxidmenge in der Lunge. Dies reduziert den Drang zu atmen. Es bedeutet jedoch auch, dass ein sinkender Sauerstoffgehalt im Blut nicht wahrgenommen wird und zu einer Hypoxämie führen kann.

Physikalische Zustände

Eine Vielzahl von Bedingungen, die den Luftstrom physisch einschränken, können zu einer Hypoxämie führen.

  • Ersticken , einschließlich vorübergehender Unterbrechung oder Aussetzen der Atmung wie bei obstruktiver Schlafapnoe , oder Bettzeug kann die Atmung bei Säuglingen beeinträchtigen, eine mutmaßliche Ursache von SIDS .
  • Strukturelle Fehlbildungen der Brust, wie Skoliose und Kyphose , die die Atmung einschränken und zu Hypoxie führen können.
  • Muskelschwäche , die die Funktionsfähigkeit des Zwerchfells , des primären Muskels für das Ansaugen neuer Luft in die Lunge, einschränken kann . Dies kann die Folge einer angeborenen Erkrankung sein , wie einer Motoneuronerkrankung , oder einer erworbenen Erkrankung, wie beispielsweise Müdigkeit bei schweren COPD- Fällen .

Umweltsauerstoff

Sauerstoff-Hämoglobin-Dissoziationskurve.

Unter den Bedingungen , in denen der Anteil an Sauerstoff in der Luft gering ist , oder wenn der Partialdruck von Sauerstoff verringert hat, weniger Sauerstoff in den Alveolen der Lunge vorhanden ist. Der alveoläre Sauerstoff wird an Hämoglobin , ein Trägerprotein in den roten Blutkörperchen , mit einer Effizienz übertragen, die mit dem Sauerstoffpartialdruck in der Luft abnimmt.

  • Höhe . Der äußere Sauerstoffpartialdruck nimmt mit der Höhe ab, zum Beispiel in Höhenlagen oder beim Fliegen . Diese Abnahme führt zu einer verminderten Sauerstoffaufnahme durch Hämoglobin. Dies wird insbesondere bei Bergsteigern des Mount Everest und anderer Gipfel in extremer Höhe als Ursache für zerebrale Hypoxie und Bergkrankheit angesehen . Auf dem Gipfel des Mount Everest beträgt der Sauerstoffpartialdruck beispielsweise nur 43 mmHg, während der Partialdruck auf Meereshöhe 150 mmHg beträgt. Aus diesem Grund wird der Kabinendruck in Flugzeugen bei 5.000 bis 6.000 Fuß (1.500 bis 1.800 m) gehalten.
  • Tauchen . Hypoxie beim Tauchen kann durch plötzliches Auftauchen entstehen. Der Partialdruck von Gasen steigt beim Tauchen alle zehn Meter um einen ATM. Dies bedeutet, dass ein Sauerstoffpartialdruck, der ausreicht, um eine gute Beförderung durch Hämoglobin aufrechtzuerhalten, in der Tiefe möglich ist, auch wenn er an der Oberfläche nicht ausreicht. Ein Taucher, der unter Wasser bleibt, verbraucht langsam seinen Sauerstoff, und beim Auftauchen kann der Sauerstoffpartialdruck unzureichend sein ( Flachwasser-Blackout ). Dies kann sich in der Tiefe als Tiefwasser-Blackout manifestieren .
  • Erstickung . Verminderte Sauerstoffkonzentration in der eingeatmeten Luft, verursacht durch reduzierten Ersatz von Sauerstoff im Atemgemisch.
  • Anästhetika . Niedrige Partialdruck des Sauerstoffs in der Lunge , wenn von inhaliertem Schalt Anästhesie zu atmosphärischer Luft aufgrund der Diffusionshypoxie oder Diffusions Hypoxie.
  • An Sauerstoff verarmte Luft hat sich ebenfalls als tödlich erwiesen. In der Vergangenheit kam es bei Anästhesiegeräten zu Fehlfunktionen, die den Patienten sauerstoffarme Gasgemische lieferten. Außerdem kann Sauerstoff in einem begrenzten Raum verbraucht werden, wenn Kohlendioxid-Wäscher verwendet werden, ohne ausreichend auf die Ergänzung des verbrauchten Sauerstoffs zu achten.

Durchblutung

Beatmungs-Perfusions-Mismatch

Darunter versteht man eine Störung des Ventilations-/Perfusionsgleichgewichts. In die Lunge eintretender Sauerstoff diffundiert typischerweise über die Alveolarkapillarmembran in das Blut. Dieser Ausgleich tritt jedoch nicht auf, wenn die Alveole unzureichend belüftet ist und folglich das aus dieser Alveole austretende Blut relativ hypoxämisch ist. Wenn solches Blut zu Blut aus gut belüfteten Alveolen hinzugefügt wird, hat die Mischung einen niedrigeren Sauerstoffpartialdruck als die Alveolarluft, und so entwickelt sich die Aa-Differenz. Beispiele für Zustände, die eine Fehlanpassung von Ventilation und Perfusion verursachen können, sind:

  • Übung. Während mäßige Aktivität und körperliche Betätigung die Abstimmung von Ventilation und Perfusion verbessern, kann sich bei intensiver körperlicher Betätigung eine Hypoxämie als Folge vorbestehender Lungenerkrankungen entwickeln. Während der Belastung ist fast die Hälfte der Hypoxämie auf Diffusionsbeschränkungen zurückzuführen (wiederum im Durchschnitt).
  • Altern . Mit zunehmendem Alter zeigt sich eine immer schlechtere Übereinstimmung zwischen Ventilation und Perfusion sowie eine verminderte Fähigkeit, hypoxische Zustände zu kompensieren.
  • Krankheiten, die das Lungeninterstitum betreffen, können auch zu einer Hypoxie führen, indem sie die Fähigkeit von Sauerstoff, in die Arterien zu diffundieren, beeinträchtigen. Ein Beispiel für diese Erkrankungen ist die Lungenfibrose , bei der selbst in Ruhe ein Fünftel der Hypoxämie auf Diffusionsbeschränkungen (im Durchschnitt) zurückzuführen ist.
  • Krankheiten, die zu akuter oder chronischer Atemnot führen, können zu Hypoxie führen. Diese Erkrankungen können akut auftreten (z. B. Obstruktion durch Inhalation oder eine Lungenembolie ) oder chronisch (z. B. chronisch obstruktive Lungenerkrankung ).
  • Zirrhose kann durch refraktäre Hypoxämie aufgrund hoher Blutflussraten durch die Lunge kompliziert werden, was zu einer Fehlanpassung von Ventilation und Perfusion führt.

Rangieren

Shunt bezieht sich auf Blut, das den Lungenkreislauf umgeht, was bedeutet, dass das Blut keinen Sauerstoff aus den Alveolen erhält. Im Allgemeinen kann sich ein Shunt im Herzen oder in der Lunge befinden und kann nicht durch alleinige Sauerstoffgabe korrigiert werden. Das Rangieren kann in normalen Zuständen auftreten:

  • Anatomisches Shunt, das über den Bronchialkreislauf auftritt und das Lungengewebe mit Blut versorgt. Shunts treten auch bei den kleinsten Herzvenen auf , die direkt in die linke Herzkammer münden.
  • Physiologische Shunts treten aufgrund der Schwerkraft auf. Die höchste Blutkonzentration im Lungenkreislauf tritt in den Basen des Lungenbaums auf, verglichen mit dem höchsten Gasdruck in den Lungenspitzen. Alveolen dürfen bei flacher Atmung nicht belüftet werden.

Das Rangieren kann auch bei Krankheitszuständen auftreten:

Übung

Eine belastungsinduzierte arterielle Hypoxämie tritt während des Trainings auf, wenn eine trainierte Person eine arterielle Sauerstoffsättigung unter 93% aufweist. Sie tritt bei fitten, gesunden Personen unterschiedlichen Alters und Geschlechts auf. Trainingsbedingte Anpassungen umfassen ein erhöhtes Herzzeitvolumen aufgrund einer Herzhypertrophie, einen verbesserten venösen Rückfluss und eine metabolische Vasodilatation der Muskeln sowie eine erhöhte VO 2 max . Es muss ein entsprechender VCO 2 -Anstieg vorliegen, also eine Notwendigkeit, das Kohlendioxid zu beseitigen, um eine metabolische Azidose zu verhindern . Hypoxämie tritt bei diesen Personen aufgrund einer erhöhten Lungendurchblutung auf, die Folgendes verursacht:

  • Verkürzte Kapillartransitzeit aufgrund eines erhöhten Blutflusses in der Lungenkapillare. Die Kapillartransitzeit (tc) in Ruhe beträgt etwa 0,8 s, was genügend Zeit für die Diffusion von Sauerstoff in den Kreislauf und die Diffusion von CO 2 aus dem Kreislauf lässt. Nach dem Training ist das Kapillarvolumen immer noch das gleiche, jedoch ist das Herzzeitvolumen erhöht, was zu einer verkürzten Kapillartransitzeit führt, die sich bei trainierten Personen bei maximaler Arbeitsgeschwindigkeit auf etwa 0,16 s reduziert. Dies gibt nicht genügend Zeit für die Gasdiffusion und führt zu einer Hypoxämie.
  • Intrapulmonale arteriovenöse Shunts sind ruhende Kapillaren in der Lunge, die rekrutiert werden, wenn der Venendruck zu hoch wird. Sie befinden sich normalerweise in einem Totraumbereich, in dem keine Gasdiffusion auftritt, so dass das durchströmende Blut nicht mit Sauerstoff angereichert wird, was zu einer Hypoxämie führt.

Physiologie

Hauptartikel: Hypoxie (medizinisch) § Physiologische Kompensation

Der Schlüssel zum Verständnis, ob die Lunge in einem bestimmten Fall von Hypoxämie beteiligt ist, ist der Unterschied zwischen dem alveolären und dem arteriellen Sauerstoffgehalt ; diese Aa-Differenz wird oft als Aa- Gradient bezeichnet und ist normalerweise klein. Der arterielle Sauerstoffpartialdruck wird direkt aus einer arteriellen Blutgasbestimmung gewonnen . Der in der Alveolarluft enthaltene Sauerstoff kann berechnet werden, da er direkt proportional zu seiner fraktionellen Zusammensetzung in der Luft ist. Da die Atemwege die eingeatmete Luft befeuchten (und damit verdünnen), wird der Luftdruck der Atmosphäre durch den Dampfdruck des Wassers reduziert.

Geschichte

Der Begriff Hypoxämie wurde ursprünglich verwendet, um Sauerstoffmangel im Blut zu beschreiben, der in großen Höhen auftritt, und wurde allgemein als mangelhafte Sauerstoffversorgung des Blutes definiert.

Verweise

Externe Links

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