Gehalt an Kohlendioxid (CO2)
Die Regulierung der Menge an Kohlendioxid (CO2) im Blut, genauer gesagt des Verhältnisses von Bicarbonat zu gelöster Kohlendioxidkonzentration, ist für die Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts unerlässlich. CO2 ist aufgrund seiner Umwandlung in Kohlensäure eine wichtige Determinante für den pH-Wert des Blutes. Mit steigender CO2-Konzentration steigt auch die Wasserstoffionenkonzentration (H +). Die Atemfrequenz, die durch CO2-empfindliche Chemorezeptoren im Hirnstamm und in der Halsschlagader gesteuert wird, ist erhöht, wenn pCO2 ansteigt, und verringert, wenn pCO2 abnimmt. Eine erhöhte Atemfrequenz führt zu einer erhöhten CO2-Eliminationsrate und eine verringerte Atemfrequenz fördert die CO2-Retention. Ein niedriger CO2-Gehalt kann mit metabolischer Azidose oder kompensierter respiratorischer Alkalose assoziiert sein. Ein hoher CO2-Gehalt kann mit metabolischer Alkalose oder kompensierter respiratorischer Azidose einhergehen.
Alle Zellen sind auf den aeroben Stoffwechsel angewiesen, um Energie in Form von ATP zu erzeugen. Während dieses Prozesses verbrauchen Mitochondrien Sauerstoff und produzieren Kohlendioxid. Kohlendioxid diffundiert aus den Mitochondrien in das Zellzytoplasma, über die Zellmembran und in das Kapillarnetzwerk. Es wird vom Blut zur Ausscheidung in die ausgeatmete Luft in die Lunge transportiert.
Ein kleiner Teil des CO2 bleibt physikalisch im Blutplasma gelöst und ein noch geringerer Anteil bindet an NH2 (Amino) Endgruppen von Plasmaproteinen und bildet Carbaminoverbindungen. Das meiste diffundiert jedoch über einen Konzentrationsgradienten in rote Blutkörperchen, wo eine kleine Fraktion im Zytoplasma gelöst bleibt und einige lose an Aminoendgruppen von reduziertem Hämoglobin gebunden sind, die Carbamino-Hb bilden. Der größte Teil des in roten Blutkörperchen ankommenden Kohlendioxids wird durch das Enzym Carboanhydrase schnell zu Kohlensäure hydratisiert. Bei physiologischem pH-Wert fast alle (? 96 %) dieser Kohlensäure dissoziiert zu Bicarbonat und Wasserstoffionen:
Wenn rote Blutkörperchen den Lungenkreislauf erreichen, diffundiert Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveolen. Dieser Kohlendioxidverlust aus dem Blut begünstigt die Umkehrung der oben beschriebenen Erythrozytenreaktion. Bicarbonat gelangt vom Plasma zu den roten Blutkörperchen und puffert Wasserstoffionen, die aus Hämoglobin freigesetzt werden, während es mit Sauerstoff angereichert wird. Die Umkehrung der Carboanhydrasereaktion führt zur Produktion von CO2, das von den roten Blutkörperchen zum Plasma und schließlich zu den Alveolen diffundiert. Gemischtes venöses Blut, das in die Lunge gelangt, hat einen GESAMTCO2-Gehalt von 23.5 mEq / l während arterielles Blut, das die Lunge verlässt, einen Gesamt-CO2-Gehalt von 21,5 mEq / l aufweist.
Zusammenfassend wird das meiste Kohlendioxid als Bicarbonatplasma transportiert, es gibt jedoch drei andere Arten des CO2-Transports:
- 90 % wird als Bicarbonat in Plasma (65 %) und roten Blutkörperchen transportiert (25 %)
- 5 % wird physikalisch gelöst in Plasma und Erythrozytoplasma transportiert
- 5 % wird lose an Hämoglobin und Plasmaproteine gebunden transportiert
- < 0.1% wird als Kohlensäure transportiert
Der gesamte Kohlendioxidblutgehalt ist die Summe dieser vier Komponenten.
Die arterielle Blutgasanalyse umfasst drei Parameter, die sich auf den Kohlendioxidgehalt von Blut beziehen.
- Partialdruck von Kohlendioxid (pCO2)
- Plasmabikarbonatkonzentration (HCO3-)
- Plasma-Gesamtkonzentration Kohlendioxid (ctCO2)
Von den Dreien wird nur BLUTPCO2 tatsächlich während der Blutgasanalyse gemessen, die anderen beiden werden aus pCO2 und pH berechnet. Die Gesamtkonzentration von Kohlendioxid kann auch in Plasma oder Serum mit chemischen Methoden gemessen werden und ist in allen elektrolythaltigen Chemiepanels enthalten.
Der Partialdruck von Kohlendioxid (pCO2) ist ein Maß für den Druck, den dieser kleine Teil (? 5 %) des gesamten Kohlendioxids im Blut, das in der wässrigen Phase von Plasma und Blutzellzytoplasma gelöst ist. Die Messung erfolgt mit einer CO2-spezifischen pH-Elektrode. In der Gesundheit wird pCO2 des arteriellen Blutes im Bereich von 35-45 mm Hg gehalten; pCO2 des venösen Blutes ist etwas höher, 41-51 mmHg.
Der größte Teil des Kohlendioxids (90%) wird als Plasmabikarbonat im Blut transportiert. Dieser Parameter wird berechnet. In der Gesundheit wird arterielles Plasmabikarbonat zwischen 21-28 mEq / l gehalten. Venöses Bicarbonat ist bei 24-30 mEq / l etwas höher.
Der Gesamtkohlendioxidgehalt wird während der Blutgasanalyse als Summe aller Formen von Kohlendioxid berechnet. Gelöstes CO2 trägt ungefähr 1,2 mEq / l zum gesamten CO2 im Plasma des arteriellen Blutes bei, was erklärt, warum ctCO2 normalerweise so viel höher ist als Plasmabikarbonat. Der ctCO2-Referenzbereich beträgt 23-29 mEq / l im arteriellen Blut. Kritische Werte sind < 10 mEq / L und > 40 mEq / L.
ObgleichctCO2 und Bicarbonat im Wesentlichen gleichwertige Informationen liefern, wird Bicarbonat ausnahmslos in Verbindung mit pH undpCO2 verwendet, um den Säure-Basen-Status zu bewerten.Der klinische Wert des berechneten ctCO2, das während der Blutgasanalyse erzeugt wird, ist begrenzt.
Im Gegensatz zu Bicarbonat, das nicht gemessen werden kann, kann ctCO2 chemisch gemessen werden, und dieser Parameter ist routinemäßig in Elektrolyten enthalten. Da Elektrolyte viel häufiger geordnet werden als arterielle Blutgase, wird GEMESSENDCTCO2 ist oft der erste Hinweis auf eine Störung des Säure-Basen-Gleichgewichts. Für alle praktischen Zwecke sind ctCO2 und Bicarbonat äquivalent, es kann jedoch ein Unterschied von 2-3 mEq / l beobachtet werden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Elektrolyte normalerweise an venösem Blut und Blutgasen an arteriellem Blut gemessen werden, sodass aufgrund des arteriell-venösen Unterschieds ein Wert von 1-2 mEq / l vorliegt. Es gibt eine zusätzliche Potentialdifferenz von 1,5 mEq / L aufgrund der Einbeziehung von gelöstem CO2 und Kohlensäure in measuredctCO2. Dieser Unterschied setzt jedoch voraus, dass vor der Analyse kein gelöstes Kohlendioxid an die Atmosphäre verloren geht, was jedoch häufig nicht der Fall ist, da Elektrolytproben nicht anaerob gehandhabt werden. Da Umgebungsluft weniger CO2 enthält als Blut, besteht die Tendenz, dass gelöstes CO2 aus der Probe verloren geht, wenn die Röhrchen nicht verschlossen bleiben. In diesem Fall kann das gemessene CO2 mit einer Geschwindigkeit von 6 mEq / h abnehmen. Im Gegensatz dazu ist berechnetes Bicarbonat nicht mit dem gleichen Risiko einer präanalytischen Variation verbunden, da Blutgasanalysen anaerob mit minimaler Verzögerung entnommen werden.
