Respiratorische Azidose und Alkalose

Respiratorische Säure-Basen-Störungen sind primäre Störungen des Kohlendioxidpartialdrucks, die durch Veränderungen der alveolären Ventilation verursacht werden. Respiratorische Azidose resultiert aus Kohlendioxidretention (Hypoventilation) und respiratorische Alkalose aus exzessiver Kohlendioxidelimination (Hyperventilation); jede wird durch eine langsamere renale Bikarbonatanpassung kompensiert.

Definition

Respiratorische Azidose ist ein primärer Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks, der den pH-Wert senkt, und respiratorische Alkalose ist ein primärer Abfall des Kohlendioxidpartialdrucks, der den pH-Wert erhöht; beide spiegeln eine Diskrepanz zwischen Kohlendioxidproduktion und alveolärer Ventilation wider und werden durch renale Bikarbonatveränderungen kompensiert.

Scope

Das Thema umfasst die Definition und Ursachen der respiratorischen Azidose und Alkalose, die Beziehung zwischen alveolärer Ventilation und Kohlendioxidpartialdruck, die Unterscheidung zwischen akuten und chronischen Formen sowie die renale (metabolische) Kompensation, die sie voneinander abgrenzt. Es wird als Physiologie und diagnostische Argumentation dargestellt, nicht als Behandlungsleitfaden.

Core questions

• Wie bestimmt die alveoläre Ventilation den arteriellen Kohlendioxidpartialdruck?
• Was unterscheidet akute von chronischen respiratorischen Säure-Basen-Störungen?
• Wie unterscheidet sich die renale Kompensation in ihrer Größe zwischen akuten und chronischen Zuständen?
• Wie werden gemischte respiratorische und metabolische Störungen erkannt?

Key concepts

• Alveoläre Ventilation
• Kohlendioxidpartialdruck
• Hypoventilation und Hyperkapnie
• Hyperventilation und Hypokapnie
• Akute versus chronische Störung
• Renale (metabolische) Kompensation
• Gemischte Säure-Basen-Störungen

Key theories

Rahmenwerk der akuten versus chronischen Kompensation

Unterscheidet die geringe, sofortige Pufferreaktion auf eine akute Veränderung des Kohlendioxidpartialdrucks von der größeren renalen Bikarbonatanpassung, die sich über Tage bei chronischen Störungen entwickelt, mit jeweils unterschiedlichen erwarteten pH- und Bikarbonatwerten.

Mechanisms

Der arterielle Kohlendioxidpartialdruck ist bei gegebener Kohlendioxidproduktion umgekehrt proportional zur alveolären Ventilation. Daher führt jeder Prozess, der die Ventilation reduziert – zentrale Depression, neuromuskuläre Schwäche oder Atemwegs- und Lungenerkrankungen – zu einem Anstieg des Kohlendioxids und einer respiratorischen Azidose, während eine exzessive Ventilation das Kohlendioxid senkt und eine respiratorische Alkalose hervorruft. Akut reagieren nur Gewebe- und Blutpuffer, sodass sich das Bikarbonat kaum ändert und der pH-Wert erheblich verschiebt. Über Stunden bis Tage passt die Niere die Säureausscheidung und Bikarbonatreabsorption an, was zu einer größeren kompensatorischen Bikarbonatveränderung führt, die den pH-Wert in Richtung des Normalbereichs, aber nicht vollständig dorthin, zurückführt; die erwartete Bikarbonatveränderung ist bei chronischen Störungen größer als bei akuten. Der Vergleich des gemessenen Bikarbonats mit dem für akute versus chronische Kompensation erwarteten Wert unterscheidet die beiden und deckt überlagerte metabolische Störungen auf.

Clinical relevance

Respiratorische Säure-Basen-Störungen sind zentral für die Beurteilung von Patienten mit respiratorischer Insuffizienz, Sedierung und chronischen Lungenerkrankungen, und die Unterscheidung akuter von chronischen Formen ist Teil der Interpretation von Blutgasanalysen. Dieser Eintrag beschreibt die zugrunde liegende Physiologie und diagnostische Argumentation und ist keine Quelle für Dosierungs- oder individuelle Behandlungsratschläge.

Evidence & guidelines

Die Beziehung zwischen Ventilation und Kohlendioxid sowie die Regeln der akuten versus chronischen Kompensation sind etablierte physiologische Erkenntnisse, die in Übersichtsartikeln (Berend und Kollegen, 2014; Adrogué und Madias, 1998; Hamm und Kollegen, 2015) konsistent beschrieben werden. Die quantitativen Kompensationserwartungen sind deskriptiv und keine klinischen Protokolle.

History

Die Blutgasmessung Mitte des 20. Jahrhunderts ermöglichte die direkte Charakterisierung von Kohlendioxid-bedingten Säure-Basen-Störungen, und nachfolgende Arbeiten etablierten die vorhersagbare, zeitabhängige renale Kompensation, die akute von chronischer respiratorischer Azidose und Alkalose trennt.

Key figures

• Horacio J. Adrogué
• Nicolaos E. Madias
• L. Lee Hamm

Seminal works

• adrogue-madias-1998b
• berend-2014

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen respiratorischer Azidose und respiratorischer Alkalose?

Respiratorische Azidose ist ein primärer Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks aufgrund unzureichender Ventilation, der den pH-Wert senkt, während respiratorische Alkalose ein primärer Abfall des Kohlendioxidpartialdrucks aufgrund exzessiver Ventilation ist, der den pH-Wert erhöht.

Warum ist es wichtig, ob eine respiratorische Störung akut oder chronisch ist?

Da die renale Kompensation Tage zur Entwicklung benötigt, zeigt eine chronische Störung eine viel größere kompensatorische Bikarbonatveränderung als eine akute; der Vergleich des gemessenen Bikarbonats mit dem erwarteten Wert unterscheidet sie und hilft, gemischte Störungen zu erkennen.