Respiratorische Azidose (Kohlendioxid-Blutsäure)

Definition der respiratorischen Azidose

Respiratorische Azidose bezieht sich auf den Zustand, bei dem Körperflüssigkeiten, insbesondere das Blut, aufgrund von Kohlendioxid, das über dem Normalwert liegt, zu sauer werden. Es ist ein Hinweis darauf, dass die Atmung (Ventilation) das Kohlendioxid nicht ausreichend aus dem Körper ausstößt. Es gibt eine Reihe verschiedener Ursachen für eine respiratorische Azidose. Es ist ein Zustand, der bei bestimmten Krankheiten auftritt und keine eigenständige Krankheit ist. Ohne angemessenes Eingreifen kann eine respiratorische Azidose zu einer Vielzahl schwerer Komplikationen führen und sogar zum Tod führen.

Respiratorische vs. metabolische Azidose

Der Begriff Azidose bezieht sich allgemein auf jede Abnahme des pH-Werts (Anstieg des Säuregehalts) in den Körperflüssigkeiten. Es ist korrekter als Azidämie bekannt, wenn es sich auf den pH-Wert im Blut in einer Arterie bezieht. Es gibt grob zwei Arten – metabolische Azidose und respiratorische Azidose. Bei metabolischer Azidose ist der Säureanstieg das Ergebnis der sauren Nebenprodukte des Stoffwechsels, die normalerweise über die Nieren ausgeschieden werden. Bei respiratorischer Azidose ist der Säureanstieg mit einer Ansammlung von Kohlendioxid (Hyperkapnie) im Zusammenhang mit einer unzureichenden Ausscheidung über die Lunge (Hypoventilation) verbunden.

Gründe für respiratorische Azidose

Der Körper verwendet Sauerstoff für Energieprodukte und produziert dabei Kohlendioxid als Nebenprodukt. Die Lunge entfernt dieses Kohlendioxid durch Ausatmen. Wenn die Lungen jedoch nicht das gesamte Kohlendioxid entfernen können, steigt sein Gehalt im Blutkreislauf schnell an. Kohlendioxid vermischt sich dann mit dem im Körper vorhandenen Wasser und bildet Kohlensäure. Kohlensäure macht die Körperflüssigkeiten sehr sauer.

Obwohl die Niere in der Lage ist, diese sauren Verbindungen und damit Kohlendioxid zu entfernen, ist dies ein sehr langsamer Prozess im Vergleich zum Ausscheiden von Kohlendioxid über die Lunge. Der Körper verfügt über Puffer, bei denen es sich um Chemikalien handelt, die eine drastische Änderung des pH-Werts begrenzen. Die Wirkung dieser Puffer ist jedoch begrenzt und sollten die entsprechenden Ausscheidungsprozesse den Normalzustand nicht wiederherstellen,
wird der Kohlendioxidanstieg in Druckkohlendioxid (PaCo2) gemessen. Es wird auch Partialdruck genannt, weil es nicht das einzige Gas im Blut oder in der Lunge ist, da Sauerstoff und Stickstoff auch reichlich vorhandene Gase in der Luft sind. Ein erhöhter PaCO2 bedeutet einfach mehr Säure, die auch in p gemessen wird – ein niedriger pH-Wert bedeutet mehr Säure.

Arten von respiratorischer Azidose

Die respiratorische Azidose kann in akute und chronische unterteilt werden.

Akute respiratorische Azidose

Bei akuter respiratorischer Azidose sind sowohl der PaCO2 als auch der Säuregehalt höher. Akute respiratorische Azidose tritt auf, wenn die Beatmung durch die Lunge plötzlich ausfällt. Die Einnahme einiger Medikamente oder verschiedener Erkrankungen (wie zerebrale oder neuromuskuläre Erkrankungen) kann eine akute respiratorische Azidose verursachen. Atemwegsblockaden aufgrund von Asthma können ebenfalls zu einer solchen Situation führen.

Chronische respiratorische Azidose

Bei chronisch respiratorischer Azidose ist nur der PaCO2 höher. Chronische respiratorische Azidose kann aus vielen Erkrankungen resultieren, wie dem Adipositas-Hypoventilationssyndrom, neuromuskulären Erkrankungen und schweren Ventilationsstörungen.

Pathophysiologie der respiratorischen Azidose

Die Energiegewinnung und -nutzung ist der Grundstein des Lebensprozesses im Körper. Nährstoffe werden in die einfachsten Bestandteile, hauptsächlich in Glukose, zerlegt oder in Glukose umgewandelt und dann von den Zellen zusammen mit Sauerstoff zur Energiegewinnung genutzt. Abfallprodukte und Kohlendioxid werden dann als Nebenprodukte dieser Aktivitäten gebildet. Es „treibt“ nicht nur die Lebensprozesse an, sondern trägt auch zu Wachstum und Entwicklung bei. Im Allgemeinen wird dies als Stoffwechsel bezeichnet.

Der Stoffwechsel des Körpers erzeugt schnell eine große Menge Kohlendioxid, das sich mit Wasser zu Kohlensäure (H2CO3) verbinden kann. Die Lunge scheidet Kohlendioxid durch Ventilation aus und verhindert die Ansammlung saurer Verbindungen. Wenn es ein Problem bei der Belüftung gibt, wird die Entfernung von Kohlendioxid beeinträchtigt. Dadurch kann der Kohlendioxid-Partialdruck über den normalen Bereich von 35 – 45 mmHg ansteigen. Die Beatmung wird durch verschiedene Faktoren wie PaCO2, den arteriellen Sauerstoffpartialdruck oder PaO2 und den pH-Wert in den Gehirnbereichen gesteuert, die die Beatmung regulieren.

Steigt der Kohlendioxidgehalt oder sinkt der Sauerstoffgehalt, wird die Ventilation verstärkt. Dies bedeutet, dass eine Person schneller und tiefer atmet, um zu versuchen, die normalen Werte der Gase wiederherzustellen und letztendlich den pH-Wert der Körperflüssigkeiten wiederherzustellen. Während die Pufferung eine gewisse Erleichterung bei der Bewältigung von pH-Änderungen bietet und sowohl die Nieren als auch die Lunge eine zentrale Rolle bei der Linderung überschüssiger saurer Verbindungen spielen, reicht sie manchmal nicht aus, um drastische Änderungen des pH-Werts zu verhindern. Azidose ist eine der Folgen dieser Störungen.

Änderungen des pH-Werts von Blut und Körperflüssigkeiten können dann die chemische Struktur anderer wichtiger Substanzen im Körper beeinflussen. Dies wiederum kann verschiedene chemische Prozesse beeinträchtigen, die zu einer Vielzahl von Anzeichen und Symptomen führen und zu Komplikationen führen, wenn die Behandlung nicht schnell eingeleitet wird. Letztlich ist der Tod möglich.

Respiratorische Azidose-Symptome

Eine respiratorische Azidose tritt häufig mit den Symptomen der zugrunde liegenden Erkrankungen auf, die eine respiratorische Azidose verursachen. Die Symptome können je nach Schwere der Erkrankung und Anstiegsrate des PaCO2 variieren. Ein leichter bis mäßiger und langsamer Anstieg des PaCO2 zeigt minimale Symptome.

Bei Patienten mit respiratorischer Azidose können folgende unspezifische Symptome auftreten:

• Angst
• Atemlosigkeit
• Gestörter Schlaf
• Exzessive Tagesschläfrigkeit
• Halluzinationen
• Verwechslung
• Dumpfheit
• Keuchen
• Erhöhte Brustausdehnung
• Verringerte Atemgeräusche
• Bläuliche Haut
• Schlagen von Fingern
• Depression
• Handzittern
• Zucken
• Krampfanfälle

Unbehandelt können auch andere Symptome auftreten, wenn die Komplikationen einer respiratorischen Azidose auftreten.

Komplikationen der respiratorischen Azidose

Zu den Komplikationen im Zusammenhang mit respiratorischer Azidose gehört chronische Hypoxämie (schwerer Sauerstoffmangel). Aufgrund einer chronischen Hypoxämie werden mehr rote Blutkörperchen produziert (Polyzythämie). Chronische Hypoxämie kann auch eine Verengung der Lungenarterien verursachen, was den Blutdruck in den Lungenarterien erhöhen kann (pulmonale Hypertonie). Dies kann zu Herzversagen führen. Bei Patienten mit respiratorischer Azidose ist die Schlafqualität oft gestört, was morgendliche Kopfschmerzen, Schläfrigkeit und Tagesmüdigkeit verursacht.

Ursachen der respiratorischen Azidose

Es gibt eine Vielzahl von Ursachen für eine respiratorische Azidose im Zusammenhang mit einer Dysfunktion der Beatmung.

Lunge und Atemwege

Diese gelten als eine der Hauptursachen für respiratorische Azidose. Die Unfähigkeit der Atemwege und Lungen, ihre normalen Funktionen auszuführen, behindert den normalen Gasaustausch und damit den Säuregehalt des Blutes und der Körperflüssigkeiten.

• Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) einschließlich chronischer Bronchitis und Emphysem.
• Verengung der Atemwege wie bei Asthma, Luftröhren- und Kehlkopfstenose.
• Obstruktive Schlafapnoe

Muskeln und Knochen

Die Knochen des Brustraums, vor allem die Rippen und das Sternum (Brustbein), schützen nicht nur die Lunge, sondern dienen auch als Ansatzpunkt für die Atemmuskulatur. Diese Muskeln können dann die Brusthöhle ausdehnen und zusammenziehen, um Luft in die Lungen zu ziehen oder sie herauszudrücken.

• Neuromuskuläre Erkrankungen einschließlich amyotropher Lateralsklerose, Guillain-Barré-Syndrom, Muskeldystrophie, Myasthenia gravis, Botulismus, Zwerchfellfunktionsstörungen und Lähmungen.
• Erkrankungen der Brustwand wie schwere Kyphoskoliose, Flegelbrust, Spondylitis ankylosans, Brustkrebs oder ausgehöhlte Brust.

Nervöses System

Das Nervensystem spielt eine wesentliche Rolle bei der Belüftung. Zentren im Gehirn überwachen ständig die Gaswerte im Blut und sorgen dafür, dass die Beatmung dem Sauerstoffbedarf des Körpers entspricht. Nerven leiten die Signale vom Gehirn zu den Atemmuskeln und steuern dadurch die Atemfrequenz.

• Depression des Zentralnervensystems (ZNS) aufgrund von Drogenmissbrauch (Benzodiazepine, Narkotika oder Barbiturate) und neurologische Störungen (Enzephalitis, Trauma).
• Neuropathie (Verletzung oder Erkrankung) der Zwerchfell- oder Zwischenrippennerven.

Diagnose der respiratorischen Azidose

Die folgenden Tests können durchgeführt werden, um eine respiratorische Azidose festzustellen:

• Drogenscreening : Ein Drogenscreening kann erkennen, ob einige Drogen (wie Barbiturate, Opiate und Benzodiazepine) eine respiratorische Azidose verursachen.
• Bildgebungsstudien : Röntgen-, MRT- oder CT-Scans des Brustkorbs können hilfreich sein, um Obstruktionen in den Atemwegen, Schwäche oder Lähmung des Zwerchfells und Skelettdeformationen zu erkennen. CT- oder MRT-Scans können Tumore oder Verletzungen in Gehirnbereichen erkennen, die die Atmung steuern.
• Labortests : Blutproben werden auf Bikarbonatspiegel, Serumelektrolytspiegel, Schilddrüsenfunktionen und ein vollständiges Blutbild (CBC) getestet.
• Lungen- oder Lungenfunktionstests : Diese Tests können die Schwere der Erkrankung bestimmen.
• Nerven- und Muskeltests : Elektromyographie (EMG) und Tests der Nervenleitgeschwindigkeit (NCV) können neuromuskuläre Störungen erkennen.

Behandlung der respiratorischen Azidose

Die Behandlung hängt von den zugrunde liegenden Erkrankungen ab. Unabhängig von der Ursache können manchmal unterstützende Maßnahmen wie eine Sauerstofftherapie oder eine mechanische Beatmung erforderlich sein.

Lifestyle-Maßnahmen

Gewichtsverlust kann Patienten mit Adipositas-Hypoventilationssyndrom helfen.

Muskel- oder Nervenstimulation

Bei dieser Technik werden elektrische Ströme verabreicht. Rhythmische elektrische Stimulation des Zwerchfells oder Zwerchfellnervs führt zur Atmung.

Medikamente

• Bronchodilatatoren wie Beta-Agonisten (Salmeterol, Albuterol), Anticholinergika (Tiotropium, Ipratropiumbromid) und Methylxanthine (Theophyllin) helfen Patienten mit schwerem Bronchospasmus (Krampf der Lungenmuskulatur) und obstruktiver Lungenerkrankung.
• Beta-Agonisten erhöhen die Ventilation, indem sie die Muskeln sowohl der kleinen als auch der großen Atemwege in der Lunge entspannen.
• Anticholinergika erhöhen auch die Belüftung, indem sie die Verengung der Bronchien und Bronchiolen der Lunge verringern.
• Theophyllin entspannt auch die Lungenmuskulatur, wird aber wegen seiner toxischen Nebenwirkungen mit Vorsicht verabreicht.
• Atemstimulanzien (Medroxyprogesteron, Acetazolamid) fördern die Belüftung. Einige davon sind Kortikosteroide, die entzündungshemmend wirken. Diese Medikamente helfen Patienten, die aufgrund von Asthma eine respiratorische Azidose entwickelt haben.
• Wenn eine respiratorische Azidose durch eine Überdosierung einiger sedierender Medikamente verursacht wird, werden Arzneimittelantagonisten verwendet, um die Wirkungen umzukehren. Medikamente wie Flumazenil heben die Wirkung von Benzodiazepinen auf. Naloxon kehrt die Wirkung von Betäubungsmitteln um.

Bikarbonat-Infusionstherapie

Natriumbicarbonat wird in seltenen Fällen verabreicht, wenn die Patienten einen extrem niedrigen pH-Wert und einen Herz-Lungen-Stillstand aufweisen.

Sauerstoff Therapie

Eine Sauerstofftherapie kann Patienten mit Sauerstoffmangel helfen. Es verhindert die Komplikationen, die mit einem anhaltenden Sauerstoffmangel verbunden sind.

Belüftung

Die mechanische Beatmung erfolgt durch die Nase oder durch einen Schlauch in der Luftröhre. Die Beatmung hilft, den arteriellen Kohlendioxidpartialdruck (PaCO2) zu senken und den arteriellen Sauerstoffpartialdruck (PaO2) zu erhöhen.

Referenzen :

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000092.htm

http://emedicine.medscape.com/article/301574-overview

http://www.merckmanuals.com/professional/endocrine_and_metabolic_disorders/acid-base_regulation_and_disorders/respiratory_acidose.html