Grundlagen der Infusionstherapie - B. Braun Schweiz · 6 7 I. Allgemeines zur Infusionstherapie 1. Historische Entwicklung Mit der Entdeckung des Blutkreislaufs durch William Harvey

Grundlagen der Infusionstherapie

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Inhaltsverzeichnis

I. Allgemeines zur Infusionstherapie

1. Kurze Historie zur Entwicklung der Infusionstherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72. Infusionstherapie heute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83. Anwendungsgebiete der Infusionstherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

II. Der Wasser- / Elektrolyt-Haushalt (WELH)

1. Der Wasserhaushalt 1.1 Verteilung des Körperwassers intrazellulär / extrazellulär . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Der Bilanzbegriff (Einfuhr / Ausfuhr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3 Flüssigkeitsverschiebungen im Magen-Darm-Trakt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.4 Wasserbilanz in der Pädiatrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2. Der Elektrolythaushalt 2.1 Definition Elektrolyte und Molbegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2 Welche Elektrolyte benötigt der menschliche Organismus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 2.3 Elektrolytkonzentrationen in den versch. Flüssigkeitskompartimenten . . . . . . . . 22 2.4 Diffusion / Osmose / osmotischer Druck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5 Kolloidosmotischer Druck (KOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.6 Flüssigkeitsaustausch in der Endstrombahn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 2.7 Normalbereiche und Mittelwerte im Serum und Tagesbedarf der wichtigsten Elektrolyte beim Erwachsenen 2.7.1 Natrium (Na+) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.7.2 Kalium (K+) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.7.3 Calcium (Ca++). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.7.4 Magnesium (Mg++). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.7.5 Phosphat (anorg. / organ. ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.7.6 Chlorid (Cl–) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.8 Elektrolytbedarf bei Neugeborenen und Kleinkindern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Copyright © 2012 by B. Braun Medical AG, CH–6204 SempachAutor Dr. Johannes Troesch, Dipl. Chemiker Wiss. Marketing B. Braun Medical AGGestaltung B. Braun Medical AG, Corporate CommunicationsDruck Anderhub Druck-Service AG

Quellenangaben «Global Product Training», B. Braun Melsungen AG «Aktuelle Perspektiven in der Volumenersatztherapie», UNI-Med Verlag Bremen, 2002 «Der Körper des Menschen», A. Faller, 2004 «Kompendium B. Braun» Diverse wissenschaftliche Basisbroschüren, B. Braun Medical AG

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Inhaltsverzeichnis

III. Der Säure-Basen-Haushalt (SBH)

1. pH-Wert – Definition und Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472. Physiologische Puffersysteme 2.1 Was ist ein Puffersystem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.2 Das Kohlensäure-Bicarbonat-Puffersystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.3 Weitere physiologische Puffersysteme und «BaseExcess» (BE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .513. Acidosen / Alkalosen 3.1 Die wichtigsten klinischen Parameter des Säure-Basen-Haushalts . . . . . . . . . . . . . 52 3.2 Metabolische Acidose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.3 Respiratorische Acidose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4 Metabolische Alkalose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.5 Respiratorische Alkalose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

IV. Klassifizierung und Anwendung der wichtigsten in der Schweiz gebräuchlichen Infusionslösungen

1. Lösungen zur Erhaltung des Wasser- und Elektrolytgleichgewichts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .612. Korrigierende Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633. Substituierende Lösungen 3.1 Vollelektrolytlösungen und Kristalloider Volumenersatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.2 Kolloidaler Volumenersatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.3 Hämotherapie nach Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744. Trägerlösungen für Medikamente / Ober- und Untergrenzen der Osmolarität . . . . . . . 775. Osmotisch wirksame Infusionslösungen (Mannitol) 5.1 Osmotherapie zur Hirndrucksenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5.2 Osmotherapie bei Nierenversagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.3 Osmotherapie in der Ophtalmologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806. Infusionslösungen zur parenteralen Ernährung 6.1 Klinische Ernährung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 6.2 Bestandteile der parenteralen Ernährung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

V. Infusionsbehälter

1. Starre, nicht kollabierbare Infusionsbehälter 1.1 Starre Infusionsbehälter aus Glas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.2 Starre Infusionsbehälter aus Kunststoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902. Kollabierbare Infusionsbehälter aus Kunststoff mit und ohne Luft 2.1 PVC-Beutel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.2 Kollabierbare Polyethylen-(PE) / Polypropylen-(PP) Behälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91 2.3 Flexible, PVC- und latexfreie Infusionsbeutel (ohne Luft) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 2.4 Konzept «Zu zweit geht alles besser» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933. Behältertypen für die parenterale Ernährung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

VI. Zubereitung von Infusionen und technisches Zubehör

1. Medikamentenzubereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972. Applikation der Infusionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1003. Intravenöse Verabreichung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103

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1. Historische Entwicklung

Mit der Entdeckung des Blutkreislaufs durch William Harvey im Jahre 1628, wurde die physiologisch-anatomische Grundlage für die klinische Anwendung der intravenösen Injektion, Infusion und Transfusion geschaffen. 1656 nahmen Wren und in den darauf folgenden Jahren Wren und Boyle sowie Clarke intravenöse Injektionen an Tieren vor, wobei sie als Instrumente ein Röhrchen mit einer daran befestigten Tierblase verwende-ten. Injiziert wurden Wasser, Wein, Milch, Bier, Opiumlösungen, Fleischbrühe, Brechmittel und anderes mehr. In Deutschland waren es die Ärzte Johann Sigismund Elsholtz, Johann Daniel Major und Michael Ettmüller, die die intravenöse Anwendung von Arzneimitteln zu therapeutischen Zwecken einführten.

Bluttransfusionen wurden erstmals von Robert Boyle 1657 und von Jean Denis 1667 durchgeführt. Im ersten Fall handelt es sich um die erste Bluttransfusion von einem Tier auf ein anderes, im zweiten um die erste Transfusion von Schafsblut auf einen Menschen. Die intravenösen Injektionen wurden im 18 Jahrhundert zu physiologischen und pharma-kologischen Versuchen sowie für therapeutische Zwecke weiterbetrieben, ohne dass mit ihnen der grosse medizinische Durchbruch gelang. Die Nebenwirkungen der Injektionen waren zum grössten Teil abschreckender als die wenigen Erfolge.

Die Ärzteschaft blieb auch in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts insgesamt zurückhal-tend. Obwohl Aderlass, Klistierspritzen und Kanülen seit dem Altertum bekannt waren, be-reitete die Durchführung der intravenösen Injektion den Ärzten seit dem 17. Jahrhundert erhebliche technische Schwierigkeiten, wie aus der Vielzahl der empfohlenen Methoden hervorgeht. Das grösste Problem bestand darin, über die Aderlasswunde Flüssigkeit in die Vene zu bringen. Um 1830 soll erstmals der englische Chirurg Hunter die angeschliffene Hohlnadel genannt haben. Die zweite Hälfte des 19. Jahrhundert brachte dann einen ersten Aufschwung der intravenösen Injektion für die Therapie, besonders durch die jetzt erfundene neue Technik. Zur Punktion von Gefässen entwickelte Karl Pravaz 1853 eine Glasspritze mit einer daran befestigten Hohlnadel, deren Kolben durch ein Gewinde vor-wärts getrieben wurde. Wood veröffentlichte 1858 einen Bericht über eine graduierte

Infusion 1938

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Sie ist insbesondere aus der Anästhesie, Intensivtherapie und Notfallmedizin nicht mehr wegzudenken.

3. Anwendungsgebiete der Infusionstherapie

Infusionen werden heute bevorzugt bei folgenden Indikationen eingesetzt:

■ Bei der Therapie von Störungen des Wasser- / Elektrolythaushaltes■ Bei der Therapie von Störungen des Säure- / Basenhaushaltes■ Bei der so genannten «Erhaltungstherapie», d.h. Zufuhr der Tagesdosis an Wasser und

Elektrolyten sowie des obligatorischen Minimalbedarfs an Glucose (ZNS) bei kurzfristi-ger Nahrungskarenz (z. B. unmittelbar postoperativ)

■ Bei Hypovolämie verschiedenster Genese■ Bei der so genannten «Osmotherapie»: u.a. Drucksenkung bei Hirnödem, Prophylaxe des

akuten Nierenversagens, Behandlung einer postoperativen Oligurie etc.■ Bei der Verabreichung von Medikamenten (sog. «Trägerlösungen») und schliesslich■ Bei der parenteralen Ernährung (Zufuhr von Aminosäuren, Fetten, Kohlenhydraten,

Elektrolyten, Vitaminen und Spurenelementen)

Glasspritze, an der eine dünne, hohle Nadel angebracht war. 1869 konstruierte Luer eine Kolbenspritze aus Glas mit einem Konus zum Aufstecken der Kanüle.

Die Einführung der intravenösen Injektion in die Klinik gelang Landerer 1881 im Rahmen der postoperativen Infusionstherapie unter Verwendung der Pravaz-Spritze. Er empfahl dabei eine Technik, bei der die Vene nicht zuvor durch Venae sectio freigelegt werden musste, sondern nach Stauung direkt durch die intakte Haut punktiert wurde. Durch die Entdeckung der Blutgruppen im Jahre 1901 durch Karl Landsteiner war auch die Basis für das neuzeitliche Bluttransfusionswesen gelegt. 1906 wurde in Deutschland die Rekord-spritze aus Glas und Metall eingeführt. Die Infusion der verschiedenen Arzneimittel wurde jedoch erst Allgemeingut der Ärzte mit der Einführung des Strophanthins durch Albert Fränkel im Jahre 1906 und des Salvarsans durch Paul Ehrlich 1910, durch deren therapeu-tische Anwendung man mit der intravenösen Injektion vertraut wurde.

Seit etwa 1960 haben technisch hochwertige Einmalartikel, die ständig den modernsten medizinischen Erkenntnissen und Bedürfnissen angepasst werden, aus Hygiene- und Rationalisierungsgründen die mehrfach zu verwendenden Produkte weitgehend abge-löst. Sie gewährleisten, dass eine Infusion kaum mehr Aufwand erfordert als jede andere intravenöse Injektion.

2. Infusionstherapie heute

Die Infusionstherapie heute hat eine grosse Bedeutung in der Intensivmedizin zur Was-ser-, Elektrolyt-, Blut- und Substratzufuhr sowie zur intravasalen Verabreichung von Arznei- stoffen oder Diagnostika. So stellt die parenterale Gabe von Arzneimitteln eine selbstver-ständliche Applikationsform innerhalb der klinischen Therapie dar. In der Regel werden in der modernen Intensivtherapie, die für die Behandlung des Patienten notwendige parente-rale Ernährung sowie sämtliche Pharmaka über einen zentralvenösen Katheter zugeführt.Insgesamt spielt die Infusionstherapie heute in der Medizin eine wichtige Rolle.


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1. Der Wasserhaushalt

1.1 Verteilung des Körperwassers intrazellulär / extrazellulärWasser ist mengenmässig der wichtigste Bestandteil im menschlichen Körper. Die Ge-samtmenge an Körperwasser beträgt bei Erwachsenen ca. 50 – 60 % des Körpergewichts, bei Säuglingen und Kleinkindern ca. 70 – 80 %. Sie ist abhängig von Alter, Geschlecht, Organismus und dem Fettgehalt. Das Fettgewebe macht weniger als 30 % der Gesamtkör-permasse aus und hat einen weitaus geringeren Wassergehalt als beispielsweise Muskel- oder Organgewebe. Bei Männern rechnet man etwa 55 – 65 %, bei Frauen 45 – 55 % des Körpergewichts als Körperwasser.

Männer Frauen KinderGesamtkörperflüssigkeit 60 % 50 % 75 %

Intrazellularraum (IZR) 40 % 30 % 48 %

Extrazellularraum (EZR) 20 % 20 % 27 %

interstitieller Anteil 15 % 16 % 22 %

intravasaler Anteil 5 % 4 % 5 %Tabelle 1: Verteilung der Körperflüssigkeit in % des Körpergewichts von Männer, Frauen und Kinder

In allen Organen und Geweben lassen sich drei durch Membrane getrennte Räume erken-nen.

Das Dreikompartiment-System:■ der Intrazellularraum (IZR)■ der interstitielle Raum (Interstitium) und■ der Intravasal-Raum (Plasmawasser)

Den interstitiellen Raum und den Intravasal-Raum fasst man auch als Extrazellularraum (EZR) zusammen.

II. Der Wasser- / Elektrolythaushalt

Abbildung 1: In allen Organen und Geweben lassen sich drei durch Membrane getrennte Räume erkennen.

Blutplasma

Gefässmembran

Interstitium

Erythrozyten

ZellkernZellmembran

Intrazellularraum

Extrazellularraum

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Wichtig! Die Flüssigkeitsräume sind funktionell und anatomisch voneinander getrennt!

Ca. 85 % (~ 3 Liter) des intravasalen Blutvolumens befinden sich im Niederdrucksystem und die restlichen 15 % im Hochdrucksystem.

Das Niederdrucksystem mit einem durchschnittlichen Blutdruck von ca. 10 – 15 mm Hg («Torr») besteht aus Venolen, Venen, Lungenkreislauf und diastolisch auch aus rechtem Vorhof und rechter Kammer. Der Druck im Niederdrucksystem ist abhängig vom Blut-volumen und der Dehnbarkeit der venösen Gefässe und wird klinisch meist als zentraler Venendruck (ZVD) bestimmt.

Das Hochdrucksystem besteht in der Systole aus linkem Vorhof und linker Kammer und natürlich aus den Arterien, Arteriolen und Kapillaren. Der mittlere arterielle Druck (MAP) ist abhängig vom totalen Gefässwiderstand und vom Herzminutenvolumen (HMV).

1.2 Der BilanzbegriffDie Wasser- und Elektrolyttherapie ist immer ein Bilanzproblem. Für die Wasseraufnahme und -abgabe gilt beim Gesunden die Formel:

Gesamtzufuhr = Gesamtausfuhr

Der Flüssigkeitsumsatz beim gesunden Erwachsenen beträgt 2 – 3 Liter täglich. Zur Einfuhr zählen■ Getränke■ Wasser in festen Speisen (präformiertes Wasser)■ Wasser, das durch Oxidationsvorgänge von Nährsubstrakten entsteht (so genanntes «Oxidationswasser»)

Den grössten Teil macht jedoch die Trinkmenge von ca. 1.5 – 2 l / Tag aus.

Intrazellulärer Raum (IZR)Alle Stoffwechselvorgänge in den Körperzellen spielen sich im wässrigen Milieu ab. Der IZR ist umschlossen von der Zellmembran, die somit eine gewisse Barriere zum EZR darstellt.

Extrazellulärer Raum (EZR)Ausserhalb der Zellen dient Wasser als Transportmittel zu und von den Zellen und als Lösungsmittel für die Körperkolloide. Der EZR teilt sich auf in

■ Den interstitiellen Anteil (Interstitium) Alle Zellen sind durch feinste Spalträume voneinander getrennt. Diese extrazellulären

Spalträume werden Interstitium genannt. Sie gewährleisten, dass nahezu alle Zellen des Körpers von der gleichen Flüssigkeit umspült werden, die alle für die Versorgung der Zellen notwendigen Elektrolyte und Nährstoffe enthält. Jeder Stoff, der entweder zur Zelle gelangen soll oder von der Zelle abegegeben wird, kann dies grundsätzlich nur über die interstitielle Flüssigkeit tun.

■ Den intravasalen Anteil (Gefässsystem) Dieser entspricht dem Plasmawasser

Das Dreikompartiment-SystemGesamtkörperwasser ~ 60 % des Körpergewichts (42 Liter bei 70 kg Patient)

Extrazelluläres Wasser (20 %)

ca. 14 Liter (1⁄3)

3.5 Liter 10.5 LiterPlasmawasser (5 %)

Gefässsystem /Intravasalraum

¼

InterstitiellesWasser (15 %)

¾

Intrazelluläres Wasser (40 %)

ca. 28 Liter (2⁄3)


Abbildung 2: Das Dreikompartiment-System

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In der folgenden Abbildung sind die durchschnittlichen Aufnahme- und Abgabemengen von Flüssigkeit beim Gesunden graphisch dargestellt:

Abbildung 3: Durchschnittliche Wasseraufnahme und -abgabe beim Erwachsenen (70 kg)

Die Aufnahme von Trinkflüssigkeit erfolgt rasch, d. h. für die Aufnahme in das Plasma- kompartiment ist weniger als 1 h erforderlich. Als direkte Folge kommt es zu einer Er-höhung des Blutdruckes und damit u. a. zu einer Eröffnung «inaktiver» Kapillargebiete und venöser Gefässe in Leber und Milz. Anschliessend gelangt überschüssiges Wasser ins Interstitium und letztlich führt dies zu einer Verschiebung von Wasser in die Zelle. Ein Überangebot von Flüssigkeit wird beim Gesunden selbstverständlich umgehend durch die Niere ausgeschieden. Dieser Ausscheidungsweg ist sicherlich von oberster Priorität, trotz-dem ist der unbemerkt über Haut und Lunge stattfindende Wasserverlust von ca. 1 Liter pro Tag keineswegs zu vernachlässigen. Bei Überhitzung des Körpers wird der Wasserver-lust in Form von Schweiss auch sichtbar.

Beim Patienten existieren weitere Möglichkeiten der Flüssigkeitszufuhr z. B. in Form von Infusionen, Injektionen und Sondenernährung etc., die natürlich genauestens bei der täglich zu empfehlenden Flüssigkeitsbilanz des Patienten berücksichtigt werden müssen. Wenn Gewebe zugrunde geht (Trauma, schwere Infektionen etc.), kann man als «Faust-regel» pro 100 g abgetragenes Gewebe einen Wasseranteil von ca. 80 – 100 g ansetzen. Bei stark kataboler Stoffwechsellage infolge schweren Traumas oder schwerer Infektionen können pro Tag bis zu 500 g Gewebe zugrunde gehen, wobei gleichzeitig ca. 400 – 500 ml Wasser freigesetzt werden.

Zur Ausfuhr zählen beim Gesunden hauptsächlich

■ Die Urinmenge von 1 – 1.5 l / 24 h■ Die Wasserabgabe durch die Ausatmungsluft von ca. 400 ml / 24 h■ Der unsichtbare Wasserverlust durch die Haut von ca. 500 ml / 24 h■ Wasser im Stuhl ca. 100 ml

Die Wasserabgabe durch die Atmungsluft und der unsichtbare Wasserverlust durch die Haut bezeichnet man zusammen auch als «Perspiratio insensibilis».

Beim Patienten, aber auch beim Gesunden können situationsbedingt weitere Ausfuhrwege von erheblicher Bedeutung für die Erstellung der Flüssigkeitsbilanz sein:

■ Erbrechen■ Schweiss■ Laktation■ Blutungen■ Magen-Darm-Sonden■ Verluste in den Darm (Ileus)■ Lymphfisteln■ Wundsekrete■ Ödeme■ Entzündliche Exsudate etc.


700 ml

1000 mlbis

1500 ml

300 ml500 ml

400 ml

1000 mlbis

1500 ml

100 ml

Nahrung

Trinken

Oxidationswasseraus Gewebs- und

Nahrungsaufnahme

Haut

Lungen

Urin

Stuhl

J

Aufnahme Abgabe

2000 / 2500 ml 2000 / 2500 mlGesamt

unmerklicheWasserabgabe(perspiratioInsensibilis)

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1.4 Wasserbilanz in der PädiatrieNeugeborene und Säuglinge, aber auch Kleinkinder, haben bezogen auf das Körpergewicht (KG) einen wesentlich höheren Wasserbedarf als Erwachsene. So beträgt z. B. der Wasser-gehalt beim Neugeborenen ca. 75 – 80 % des KG. Dementsprechend ist auch bei pädiatrischen Patienten (und Gesunden) die Sensibilität gegenüber Wasser- und Elektrolytdefiziten relativ hoch. Auf der anderen Seite entsteht bei dieser Personengruppe aber auch bei exzessiver Verabreichung von Wasser und Elek-trolyten relativ schnell eine Wasserintoxikation. Der Wasserbedarf lässt sich bei Kenntnis des KG und der Körperoberfläche (KO) nach folgender Gleichung berechnen:

Wasserbedarf bei KindernPauschal gilt: Täglicher H2O-Bedarf = ca. 100 – 150 ml / kgKG bzw. ca. 1500 – 1800 ml / m2 KO

Nach Gewichtsklassen aufgeschlüsselt gilt folgende Tabelle:

Körpergewicht (KG) Täglicher Wasserbedarf< 1500 g 120 – 150 ml / kgKG

1500 – 2000 g 110 – 130 ml / kgKG

2.5 – 10 kg 100 ml / kgKG

> 10 kg – 20 kg 1000 ml für 10 kg und 50 ml für jedes kg > 10 kg

> 20 kg 1500 ml für 20 kgund 20 ml für jedes kg > 20 kg

Tabelle 2: Wasserbedarf bei Kindern

Bei Fieber beträgt der zusätzliche Wasserverlust pro 1°C Temperaturerhöhung ca. 500 ml. Je genauer man alle Zufuhr- und Ausfuhrmengen täglich misst und notiert (Bilanzblatt), desto eher hat man bei gefährdeten Patienten Aussicht auf einen Therapieerfolg. Das tägliche Wiegen solcher Patienten zur immer gleichen Tageszeit stellt eine unerlässliche Kontrolle dar.

1.3 Flüssigkeitsverschiebungen im Magen-Darm-TraktEine spezielle Situation von «Flüssigkeitsgleichgewichten» besteht zwischen dem Blut-Plasma und den Sekreten des Verdauungstraktes, die ihrerseits aus Plasma gebildet wer-den. Die Gesamtmenge der im Verdauungstrakt abgesonderten Flüssigkeiten kann inner-halb von 24 h bis zu 8000 ml betragen. Die nachfolgende Abbildung gibt wieder, welche Flüssigkeitsarten in welcher Menge verloren gehen können.Diese erhebliche Flüssigkeitsmenge wird bis auf einen mit dem Stuhl ausgeschiedenen Rest von ca. 100 ml durch Dünn- und Dickdarmschleimhaut in die Blutbahn rückresor-biert. So ist es erklärlich, dass anhaltendes Erbrechen und Durchfälle – ohne Ersatz des Elektrolyt- und Flüssigkeitsverlustes – innerhalb von Stunden tödlich enden können. Dies kann durch massive Infusionsgabe verhindert werden.

Speichel 1500 ml

Magensaft 2500 ml

Dünndarmsekret 3000 ml

Galle 500 ml

Pankreassekret 700 ml

Abbildung 4: Flüssigkeitsarten, die durch anhaltendes Erbrechen und Durchfälle verloren gehen können


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2. Der Elektrolythaushalt

2.1 Definition Elektrolyte und MolbegriffElektrolyte sind positiv oder negativ geladene Teilchen -> sog. Ionen. Wenn Salze (z. B. NaCl, KCI, CaCl2 etc.) in Wasser aufgelöst werden, dann zerfallen (=dissoziieren) diese in positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen und zwar so, dass die Ge-samtzahl der positiven und negativen Ladungen immer gleich ist.

MERKE

Elektrolythaltige Lösungen leiten den elektrischen Strom.

Beispiele:a) Kristallines Kochsalz NaCl zerfällt in Wasser in gleicher Anzahl in Na+- und Cl--Ionenb) Calciumchlorid CaCl2 zerfällt in Wasser in Ca++-Ionen und in doppelt so viele Cl--Ionen

MERKE

Die Anzahl der freigesetzten positiven und negativen Ladungen ist bei jedem Auflösungs-prozess (Dissoziation) gleich, aber die Anzahl der positiven und negativen Teilchen (Ionen) kann unterschiedlich sein, je nach Wertigkeit der Kationen bzw. Anionen.

Molbegriff: Die Mengen- und Konzentrationsangaben werden in der Chemie und vor allem in der Medizin meist nicht in kg oder g gemacht, sondern in Mol bzw. in mmol.

Für Kinder > 10 kg errechnen sich daraus in guter Annäherung die folgenden täglichen Bedarfsmengen an H2O:

Gewicht in kg Tagesbedarf absolut in ml

Tagesbedarf in ml / kgKG

10 1000 100

12 1100 91

14 1200 86

16 1300 81

18 1400 78

20 1500 75

24 1580 66

28 1660 59

32 1740 54

36 1820 50

40 1900 47

45 2000 45

50 2100 42

55 2200 40

Tabelle 3: Wasserbedarf bei Kindern > 10 kgKG


NaCl

CaCl2

(Kochsalz)

H2O

H2O

Na+ + Cl-

Ca+ + 2Cl-

20 21

2.2 Welche Elektrolyte benötigt der menschliche Organismus?Die Elektrolytzusammensetzung und vor allem die Elektrolytkonzentrationen sind z. T. sehr unterschiedlich in den verschiedenen Kompartimenten des menschlichen Organismus. So enthält die extrazelluläre Flüssigkeit (EZR), bestehend aus Plasmawasser einerseits und Interstitium andererseits, im Wesentlichen die gleichen Elektrolyte und auch in fast iden-tischer Konzentration während die Zellen (IZR) diametral verschiedene Elektrolyt-Konzen-trationen (z. B. von Na+ und K+) aufweisen.

Die Hauptelektrolyte im EZR sind Natrium (Na+) und Chlorid (Cl–) –> ca. 9 g NaCl gelöst in 1 Liter Flüssigkeit. Die Hauptelektrolyte im IZR sind Kalium, Magnesium und Phosphat. Neben den in der folgenden Tabelle aufgeführten, für den Organismus wichtigen Elektro-lyten, gibt es aber auch neutrale, nicht elektrisch geladene Substanzen, die in den ver-schiedenen Flüssigkeitskompartimenten aufgelöst sind. So sind z. B. Glucose, Harnstoff und Kreatinin neutrale Substanzen, welche den elektrischen Strom nicht leiten.

Wichtige Kationen und Anionen im menschlichen Organismus

Positiv geladene Kationen Negativ geladene AnionenNatrium Na+ Chlorid Cl–

Kalium K+ Bicarbonat HCO3–

Magnesium Mg++ Phosphat H2PO4–

Calcium Ca++ Proteinat–

Wasserstoff H+ (Säure) Organische Säureanionen wie Lactat / Acetat / Malat etc.

Tabelle 4: Wichtige Kationen und Anionen im menschlichen Organismus

Definition: 1 Mol eines Atoms bzw. eines Moleküls ist das Atomgewicht in g bzw. das Molekulargewicht in g.

1 Mol (=1000 mmol) eines Atoms oder Moleküls hat immer die gleiche Anzahl an Teilchen, nämlich die unvorstellbar hohe Zahl von ca. 6 × 1023 Teilchen (sog. «Loschmidt’sche Zahl» = NL).

Bei Kenntnis des Atomgewichtes bzw. Molekulargewichtes (ablesbar aus dem Perioden-system der Elemente) lässt sich problemlos aus der Mengenangabe in g die Anzahl der entsprechenden mmol errechnen:

Beispiel:9 g NaCl ergeben – in Wasser gelöst – wie viele mmol an Na+ und Cl–-Ionen?Atomgewicht Na+ = 23.0Atomgewicht Cl– = 35.4Molekulargewicht NaCl = 58.4

Fazit: 1 Mol bzw. 1000 mmol an NaCl = 58.4 g1 g NaCl = 1000 4 58.4 mmol = 17.12 mmol9 g NaCl = 1000 × 9 4 58.4 mmol = 154 mmol-> wenn man 9 g NaCl in 1000 ml H2O auflöst (= 0.9 %), dann befinden sich in 1 Liter Wasser 154 mmol Na+ und 154 mmol Cl–.

Allgemein gelten folgende Umrechnungsformeln:Anzahl mmol = Anzahl mg / Atomgewicht bzw. Molekular-GewichtAnzahl mg = Anzahl mmol × Atom-Gewicht bzw. Molekular-Gewicht


22 23

nung der spezifischen Substanz, z. B. Kalium, wobei dieses unter Energieaufwand in die Zelle gepumpt wird, und umgekehrt wird Natrium unter Energieaufwand aus der Zelle in den interstitiellen Raum befördert.

Abbildung 5: Membranpotenzial (Na / K-Pumpe)Durch die unterschiedliche Verteilung von Ionen im intra- und extrazellulären Raum entsteht an den Zellmembranen eine Potenzial- differenz, die man als Membranpotenzial bezeichnet. Der IZR weist in Ruhe eine negative Ladung auf, der EZR eine positive Ladung. Die Differenz wird als Membranpotenzial bezeichnet. Durch die Ionenpumpe werden über spezielle Kanäle Kaliumionen in die Zelle hinein transportiert und im Gegenzug Natriumionen aus der Zelle heraus transportiert. Die Ionenpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Enzym, das ATP spaltet, wodurch Energie für den Ionentransport frei wird.

Dieser Transportmechanismus wird als «Natrium-Kalium-Pumpe» bezeichnet. Die für diesen aktiven Transport benötigte Energie wird durch ATP (Adenosintriphosphat) zur Verfügung gestellt.

2.3 Elektrolytkonzentrationen in den verschiedenen FlüssigkeitskompartimentenIn der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Kationen und Anionen und deren Konzentra-tionen in den 3 Kompartimenten Plasma, Interstitium und Intrazellularraum aufgeführt:

Elektrolyt Plasma(mmol/l)

Interstitium(mmol/l)

Intrazellularraum(mmol/l)

Na+ 141 143 10

K+ 4 4 155

Ca++ 2.5 1.3 > 0.001

Mg++ 1 0.7 15

Cl– 103 115 8

HCO3– 25 28 10

H2P04– 1 1 65 (org. Phosphat)

SO4–– 0.5 0.5 10

pH 7.4 7.4 7.2Tabelle 5: Elektrolytkonzentrationen in Körperflüssigkeiten

Wie man aus der Tabelle leicht ersehen kann, ist Na+ das dominierende Kation des EZR und K+ das dominierende Kation des IZR.

Zwischen den genannten Flüssigkeitsräumen finden ständig Austauschprozesse statt. Die-se Flüssigkeitsräume sind voneinander durch Membrane (Zellmembran / Gefässmembran) abgetrennt, die nicht überall und nicht für alle Substanzen gleichermassen durchlässig sind. Wenn Poren einer Membran grösser sind als die Substanzen, die sie passieren lassen sollen, dann findet der Austausch problemlos, d. h. ohne Hindernisse statt. Das ist z. B. der Fall bei Glucose, Elektrolyten und Aminosäuren, die sich ungehindert zwischen Intravasal-raum und Interstitium verteilen können. Grosse Moleküle hingegen, wie hochmolekulare Proteine oder auch künstliche Kolloide (Gelatine, Hydroxyethylstärke etc.), können die Ge-fässmembran praktisch nicht passieren und bleiben deshalb im Plasma. Es gibt aber ande-rerseits auch Austauschprozesse, die nicht primär über die Porengrösse, sondern substanz- spezifisch gesteuert werden. D. h. der Transportmechanismus funktioniert über die Erken-

Na+/K+-Pumpe

Na+ K+

Natriumkanalmeist geschlossen

ChloridkanalKaliumkanalmeist geschlossen

INTRAZELLULARRAUM

EXTRAZELLULARRAUMOrganische

Anionen

Protein-Anion

Na+ Cl–

Na+ Cl–K+

K+–


24 25

2.4 Diffusion / Osmose / osmotischer Druck

Diffusion

Abbildung 7: Diffusion

Schichtet man zwei verschieden konzentrierte Lösungen übereinander, z. B. eine 5 %ige Kochsalzlösung auf eine 1 %ige, so bewegt sich der gelöste Stoff aus der Phase der höhe-ren Konzentration in diejenige der niedrigeren, bis ein vollständiger Konzentrationsaus-gleich stattgefunden hat. Diesen Vorgang nennt man Diffusion.Auch die gleichmässige «von selbst» erfolgende Verteilung von Zucker in einer Tasse Tee oder Kaffee in einem genügend langem Zeitraum ist ein klassisches Beispiel für einen Diffusionsvorgang. Die Diffusion erfolgt aus molekularer Sicht aufgrund der sog. «Brown’schen Molekularbewegung» d. h. dass alle Atome / Moleküle ständig in Bewegung sind. Je schneller die Bewegung erfolgt, umso höher ist die Temperatur, je langsamer die Teilchen sich bewegen, umso tiefer ist die Temperatur. So kann man auch gut erklären, dass es zwar eine nicht zu unterbietende Tiefsttemperatur gibt, aber keine nach oben limitierte Höchsttemperatur. Beim absoluten Tiefpunkt der Temperatur erfolgt keine Bewegung mehr im atomaren / molekularen Bereich. Die Temperatur des absoluten Null-punkts beträgt 0° K = – 273 °C. K = Kelvin / °C = Grad Celsius

Für die Verteilung einer zugeführten Infusionslösung zwischen IZR und EZR ist die Natriumkonzentration der entscheidende Parameter. Hat eine Infusionslösung eine Na-Konzentration, die dem EZR entspricht (z. B. eine sogenannte «Vollelektrolytlösung»), so verteilt sie sich gleichmässig zwischen intravasalem Raum und Interstitium, gelangt aber nicht in die Zelle. Wenn man Wasser auch für den IZR zur Verfügung stellen möchte, so muss man Lösungen infundieren, deren Na-Konzentration möglichst niedrig oder sogar Null ist, z. B. NaCl 0.45 %, Glucosaline 1:1 oder Glucose 5 % u. a.

Abbildung 6: Verteilung infundierter Lösungen auf die verschiedenen Flüssigkeitsräume (EZR und IZR)

FAZIT

■ Die Na-Konzentration einer Infusionslösung entscheidet darüber, wie sich die Flüssig-keit dieser Infusionslösung zwischen EZR und IZR verteilt.

■ Soll eine Infusionslösung im intravasalen Raum verbleiben, so muss sie nicht nur eine Na-Konzentration wie das Plasma besitzen sondern auch noch eine makromolekulare Substanz enthalten (Kolloid), die die Gefässmembran nicht passieren kann.

Prinzipiell ist der Organismus ständig bemüht, seine Wasser- und Elektrolytverteilung kon-stant zu halten. Zur Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichtes («Homöostase») stehen ver-schiedene Mechanismen zur Verfügung, die in den folgenden Kapiteln erläutert werden.


Extrazelluläres Wasser (20 %)

¼ (3,5 Liter) ¾ (10,5 Liter)

Plasmawasser (5 %)Gefässsystem

InterstitiellesWasser (15 %)

Intrazelluläres Wasser (40 %)ca. 28 Liter (2⁄3)

1 l Glucose 5 %

1 l Elektrolytlösung(Ringerfundin®)

1 l Kolloide(Tetraspan®)

1⁄12 = 83 ml 3⁄12 = 250 ml 8⁄12 = 667 ml

¼ = 250 ml ¾ = 750 ml

1000 ml

Kationen (z. B. Na+) Anionen (z. B. Cl–)

Semipermeable Membran Semipermeable Membran

26 27

Osmotisches Gleichgewicht wird erreicht, wenn gleichviel Wasser durch den hydrostatischen Druck der Wassersäule (siehe Abb. 8) ausgepresst wird, wie durch Osmose zu-geführt wird. Steht eine Lösung derart mit reinem Wasser im Gleichgewicht, so bezeichnet man den auf der Membran lastenden hydrostatischen Druck als den osmotischen Druck der Lösung (Masseinheit: bar bzw. Pascal oder auch cm Wassersäule bzw. mm Hg-Säule). Der osmotische Druck ist proportional zur Differenz der Konzentrationen der Teilchen (Atome / Moleküle / Ionen) beiderseits der semipermeablen Membran.

Druck Pa = N / m2 bar Torr (mm Hg)

1 Pa = N / m2 1 10–5 7.5 × 10–3

1 bar 105 1 750

1 Torr 133.3 1.33 × 10–3 1

1 atm 101‘000 1.01 760

Tabelle 6: Die verschiedenen Masseinheiten des Drucks

Die Masseinheit der Konzentration aller Teilchen in einer Lösung ist die Osmolarität. Sie be-zieht sich auf die Anzahl Teilchen pro Liter Lösungsmittel und wird gemessen in mosmol / l.

Die Osmolarität des Plasmas beträgt ca. 290 – 300 mosmol / l. Eine Lösung bezeichnet man dann als isoton, wenn sie die gleiche Osmolarität wie das Blut bzw. das Plasma hat. Bei einer hypertonen Lösung ist die Osmolarität höher als beim Plasma, bei einer hypotonen Lösung ist sie niedriger als beim Plasma.

Isotone Lösung : ca. 300 mosmol (z. B. Ringerfundin®)Hypertone Lösung : > 300 mosmol (z. B. Aequifusine®)Hypotone Lösung : < 300 mosmol (z. B. NaCl 0.45 % / Ringerlactat)

Osmose und osmotischer Druck ( )Unter Osmose versteht man den Durchgang eines der Bestandteile einer Phase durch eine Membran in eine andere Phase. Semipermeable Membrane sind nur für bestimmte Be-standteile durchlässig, während andere Bestandteile nicht durchgelassen werden.

Die Zellwände sind semipermeable Membrane, d.h. sie lassen Wassermoleküle durch aber keine gelösten Teilchen. Steigt z. B. die extrazelluläre Elektrolytkonzentration an, so diffundiert Wasser aus der Zelle heraus, wodurch die Konzentration in der Zelle erhöht und die extrazelluläre Flüssigkeit verdünnt wird.

Abbildung 8: Osmose und osmotischer Druck

Sind zwei geschlossene Lösungsräume durch eine semipermeable Membran getrennt, kann nur Wasser diffundieren aber z. B. keine Elektrolyte. Bei ungleicher Elektrolytkonzentration beidseits der Membran treffen von der verdünnten Seite her häufiger H2O-Moleküle auf die Membranporen auf als von der Gegenseite. Der so verursachte Übertritt von Wasser aus der verdünnten in die konzentrierte Lösung (Os-mose) bewirkt in dieser einen Anstieg der Flüssigkeit. Die Höhe des so entstandenen Flüssigkeitsspiegels entspricht dem erzeugten osmotischen Druck, .


H2O

H2O

niedrige Konzentration

hoheKonzentration


28 29

tonische Lösungen verwendet werden. In der parenteralen Ernährung werden häufig Nährlösungen bis zu einer Osmolarität von ca. 800 – 850 mosm / l periphervenös verab-reicht und toleriert; allerdings sollte die Infusionsgeschwindigkeit nicht höher als 30 – 40 Tr. / min = 90 – 120 ml / h betragen. In grossen Venen wird eine vier- bis fünffache Abweichung von der Isotonie während kurzer Zeit oft gut toleriert; wo beträchtlich höhere Konzentrationen erwünscht sind (hohe Energiezufuhr bei Anurie oder bei der längerfristigen totalen parenteralen Ernäh-rung), werden die Lösungen in die obere Hohlvene mit einem zentralvenösen Katheter gegeben (sog. zentralvenöse Applikation).

2.5 Kolloidosmotischer Druck (KOD)Sind zwei Lösungen durch eine semipermeable Membran getrennt, die Wasser und nieder-molekulare, nicht aber hochmolekulare Teilchen durchlässt, dann sind nur die hochmole-kularen Teilchen osmotisch wirksam. Der Druck, der bei osmotischem Gleichgewicht zwischen einer Lösung mit und einer solchen ohne hochmolekulare Teilchen auf der Trennmembran lastet, heisst kolloidosmotischer oder onkotischer Druck. Er ist propor-tional dem molaren Konzentrationsunterschied der hochmolekularen Teilchen beiderseits der semipermeablen Membran (siehe Abb. 9, Seite 30).Der Normalwert des kolloidosmotischen Druckes KOD beträgt beim Menschen etwa 35 cm Wassersäule, entsprechend 26 mm Hg resp. ca. 34 mbar. Obwohl dieser onkotische Druck beim Menschen relativ gering ist, kommt ihm für die Wasserverteilung zwischen dem in-tra- und dem extravasalen Raum eine entscheidende Bedeutung zu.

Die Wand der Kapillargefässe hat Poren von 3 nm (nm = Nanometer / 3 Millionstel mm = 3 × 10-6 mm) Durchmesser. Wasser und kleine Moleküle von gelösten Stoffen (Elektrolyte, Glucose, Aminosäuren etc. ) können die Poren passieren, grosse Moleküle (Proteine z. B. Albumin) dagegen nicht – genannt «onkotische Membran».

Beispiel:Werden einem Liter Aequifusine® noch je 1 Zusatzampulle 10 ml Kaliumchlorid 2 molar (14.9 %) und Glucose 5 % 50 ml beigefügt, so beträgt die osmotische Gesamtkonzentra-tion 614 mosm / l, und es ergibt sich eine etwa zweifache Abweichung von der Isotonie.

So eine Mischung ist stark hyperton!

Explizite Berechnung:Aequifusine® 1000 ml à 402 mosm

KCl-Zusatzampulle 14.9 % 10 ml à 40 mosm

NaCl 5.85 % 50 ml à 100 mosm

Glucose 50 % 50 ml à 139 mosm

Total 1110 ml à 681 mosm

daraus folg. molare Konz. 614 mosm / l

Für das Plasma wird eher der Begriff der Osmolalität verwendet. Im Unterschied zur Osmolarität bezeichnet die Osmolalität die Anzahl der osmotisch aktiven Teilchen pro Kilogramm Lösungsmittel (in der Regel Wasser); die Einheit ist mosm / kg.

Die Osmolalität kann mittels osmotischem Koeffizienten und dem Wassergehalt ausge-hend von der Osmolarität berechnet werden. Diese reale Osmolalität kann auch über die Erniedrigung des Gefrierpunkts gemessen werden. Die Osmolalität des Plasmas beträgt 288 Milliosmol bezogen auf ein Kilogramm. Demzufolge sollte auch eine isotone Infusions- lösung zur Flüssigkeitssubstitution eine Osmolalität von 288 mosm / kg aufweisen. Für die zentralvenöse Anwendung sind beträchtliche Abweichungen von der Isotonie zu-lässig. Je kleiner aber die Vene ist, desto geringer wird die lokale Toleranz.

Wo die Infusionsbedingungen eine schlechte lokale Verträglichkeit erwarten lassen, ist eine mehr als zweifache Abweichung von der Isotonie (ca. 600 mosm / l) zu vermeiden. Wo eine sehr kleine Vene unbedingt durchgängig erhalten werden muss, dürfen nur iso-


30 31

2.6 Flüssigkeitsaustausch in der Endstrombahn Der Austausch von Wasser und anderen Molekülen bzw. Ionen (Glucose / Elektrolyte etc.) erfolgt in der terminalen Strombahn aufgrund der unterschiedlichen Druckverhältnisse im arteriellen bzw. venösen Schenkel. Hauptsächlich der Blutdruck und in geringem Mass auch der interstitielle onkotische Druck versuchen, Wasser und kleine Moleküle aus den Kapillaren in das Interstitium abzudrängen. Andererseits wirken der intrakapillare onkotische Druck (Albumin / Plasma-Proteine) und der (relativ geringe) interstitielle Gewebs-druck dem Blutdruck entgegen. Die Resultante aus all diesen Drucken bestimmt dann letztlich in der Endstrombahn, ob Flüssigkeit ins Interstitium «abgepresst» wird (Arteriolen), oder ob Flüssigkeit aus dem Interstitium ins Gefässsystem resorbiert wird (Venolen). Die folgende Skizze zeigt schema-tisch die in der Endstrombahn herrschenden Druck- und Fliessverhältnisse. Die senkrechten Pfeile stellen die resultierenden effektiven Filtrations- und Reabsorp- tionsdrucke dar. Der wichtigste Faktor ist der Blutdruck, der von 30 – 40 mmHg auf der arteriellen Seite des Kapillarsystems auf ca. 10 mmHg auf der venösen Seite abfällt.

Abbildung 10: Druckverhältnisse in der Endstrombahn

Abbildung 9: Kolloidosmotischer Druck (KOD) Kationen (Elektrolyte)

Anionen (Elektrolyte)

Kolloide (z. B. Albumin oder HES)

Der kolloidosmotische Druck KOD entspricht dem hydrostatischen Druck der Wassersäule h.


H2O

H2O

h

Kapillare postkapillareVenole

Lymphe

Druc

k (m

m H

g)

30

20

10

VenoleArteriole


32 33

Hypernatriämie: Na+ > 155 mmol / l Natriumkonzentration im Serum

Ursachen■ Verlust von freiem Wasser bzw. hypotoner Flüssigkeit■ Übermässige Natriumzufuhr■ Akute und chronische Niereninsuffizienz

Klinische Symptomatik■ Trockene Schleimhäute■ Durst, Fieber■ Oligurie■ Oedeme

Therapie der HypernatriämieJe nach Ursache: Einschränkung der Natriumzufuhr, evtl. Dialyse

Zur Natriumsubstitution errechnet sich der Natriumbedarf wie folgt:

Na-Bedarf (mmol) = (Na+-Soll - Na+-Ist) × kgKG × 0.2(Körpergewicht in kg × 0.2 = extrazelluläres Volumen)

Erkrankungen wie Herzinsuffizienz, generalisierte Ödeme, Lungenödem, Hypertonie, Eklampsie und schwere Niereninsuffizienz verbieten eine Natriumzufuhr.

Elektrolyt-Konzentrate nur als Zusatz zu Infusionslösungen verwenden!

2.7 Normalbereiche und Mittelwerte im Serum und Tagesbedarf der wichtigsten Elektrolyte beim Erwachsenen

2.7.1 NatriumNatrium ist das wichtigste Kation im EZR.

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarf132–155 mmol / l 142 mmol / l 2 mmol / kgKG / Tag

Eine Bestimmung des Serum-Natrium-Spiegels gibt keinen Aufschluss über den Natrium-Gesamtbestand des Körpers, ist jedoch ein Mass für den Bestand des Organismus an freiem Wasser.

HyponatriämieNatriumkonzentration im Serum < 132 mmol / l

UrsachenHyponatriämie ist häufig gleichbedeutend mit relativem Wasserüberschuss und nicht mit Natriummangel. Der Natriumbestand des EZR kann dabei erhöht sein (terminale Herzin-suffizienz, Leberzirrhose), normal oder vermindert (Natriumverluste durch Schwitzen, ga-strointestinale Verluste, forcierter Diuretikagebrauch, Zustand nach grösseren Blutungen).

Klinische Symptomatik■ Appetitlosigkeit■ Brechreiz, Erbrechen■ Muskelschwäche, Muskelkrämpfe, Krampfanfälle■ Bewusstseinsstörungen

Therapie der HyponatriämieUrsachen diagnostizieren und spezifisch behandeln. Zufuhr von Natrium in Form von Infusionslösungen (NaCl 0.9 %) oder NaCl-Injektionslösungen.


34 35

Klinische Symptomatik bei Hypokaliämie■ Tonusverminderung der glatten und quergestreiften Muskulatur bis zur schlaffen Lähmung der Skelettmuskulatur ■ Apathie, Somnolenz, Bewusstlosigkeit■ Magen-Darm-Atonie mit Obstipation oder paralytischem Ileus ■ Hypotonie, Tachykardie, Herzrhythmusstörungen, plötzlicher Herzstillstand

Hypokaliämie führt zu erhöhter Digitalisempfindlichkeit, woraus trotz normaler Digita-lisierung eine Digitalisintoxikation resultieren kann.

Therapie der HypokaliämieKaliumreiche Kost: Obst (Bananen, Aprikosen, Ananas), Gemüse (Spinat, Kartoffeln), Fleisch,Orale KaliumsubstitutionKaliumreiche Infusionslösungen: z. B. Aequifusine® (20 mmol K+ / l) oder Elektrolyt- Konzentrate (z. B. KCl 7.45 % oder 14.9 %)

Wichtige Hinweise zur Anwendung von KaliumElektrolyt-Konzentrate nur als Zusatz zu Infusionslösungen verwenden! Zur Vermeidung von Herzrhythmusstörungen sollte die Anhebung des Serum-Kalium- Spiegels langsam über Tage erfolgen.

Die Infusion von Kalium sollte grundsätzlich mit Hilfe von Infusionspumpen erfolgen.

Nicht mehr als 20 mmol K+ / h und maximal 2 mmol K+ / kgKG pro 24 Std. verabreichen (EKG-Monitor-Kontrolle).

Gesteigerte Digitalisintoxikation bei Hypokaliämie!

Zur Kaliumsubstitution errechnet sich der Kaliumbedarf wie folgt: mmol / K+ = (K+-Soll – K+-Ist) × kgKG × 0.2 × 2(Extrazellularraum = KG in kg × 0.2; 2 = Erfahrungswert; K+-Soll = 4.5 mmol / l)

2.7.2 KaliumKalium ist das wichtigste Kation im IZR.

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarf3.5 – 5.5 mmol / l 4.5 mmol / l 1 mmol / kgKG / Tag

HypokaliämieKaliumkonzentration im Serum < 3.5 mmol / l

Ursachen Extrarenal: ■ Ungenügende Zufuhr■ Gastrointestinale Verluste: aus Drainagen, Fisteln ■ Schwere Diarrhöen■ Enteritiden, Ileus■ Alkalose■ Insulintherapie■ Blutverdünnung: Pseudohypokaliämie

Renal: ■ Diuretikatherapie und –abusus■ Tubulopathien■ Exzessiver Mineralocorticoideffekt■ M. Cushing, Conn-Syndrom■ AGS (adrenogenitale Syndrome) ■ Steroid-Therapie■ Sek. Hyperaldosteronismus


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Notfalltherapie bei schwerer Hyperkaliämie > 8 mmol / l■ Ca-Gluconat 10 % 10–20 ml über 2 min i.v. (Vorsicht bei digitalisierten Patienten) i.v.-Infusion von 200 ml 20 % Glucose + 20 E Altinsulin (über 30 min)■ NaHCO3 zum Acidoseausgleich■ Dialyse

2.7.3 CalciumDer menschliche Körper enthält etwa 900 – 1200 g Calcium. 99 % des Calciums befinden sich im knöchernen Skelett. Im Plasma liegt es in drei Fraktionen vor. 46 % des Gesamt-Calcium im Serum sind an Proteine gebunden, 10 % an anorganische Säuren. Der Rest von 44 % liegt in freier ionisierter Form vor. Nur Änderungen des ionisierten Anteiles gehen mit klinischen Manifestationen einher. Die Aussagekraft des üblicherweise bestimmten Gesamt-Calcium im Serum ist somit begrenzt.

Änderungen der Serumproteine gehen direkt proportional mit Änderungen des Serum-Ca einher. Die Konstanthaltung des Calciumspiegels im Plasma wird hormonell durch Para-thormon, Vitamin D, Calcitonin geregelt, die die enterale Absorption, Skelettmineralisati-on und renale Ausscheidung beeinflussen. Parathormon und Acidose steigern, Calcitonin und Alkalose senken den ionisierten Anteil.

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarfgesamt 2.1 – 2.9 mmol / lionisiert0.9 – 1.1 mmol / l

2.4 mmol / l 0.1 – 0.2 mmol / kgKG / Tag

HyperkaliämieKaliumkonzentration im Serum > 5.5 mmol / lUrsachen■ Oligurie / Anurie■ Niereninsuffizienz■ Fehlende Mineralocorticoidwirkung■ Therapie mit Aldosteronantagonisten■ Acidose■ Insulinmangel■ Gewebsnekrosen■ Hämolyse■ Verbrennungen

Klinische SymptomatikIn Abhängigkeit von der Höhe des Serum-Kalium-Spiegels:■ Parästhesien■ Bradykardie, Arrhythmie, Blutdruckfall, Kammerflimmern und diastolischer Herzstillstand ■ Verwirrtheit, Bewusstlosigkeit■ Ein Anstieg über 7 mmol / l kann zur Kaliumintoxikation führen

Therapie der HyperkaliämieJe nach Höhe des Serum-Kalium-Spiegels: ■ Steigerung der Kaliumaufnahme in die Zellen durch 40 %ige Glucose-Infusions-

lösungen und Altinsulin (1 I.E. Altinsulin pro 4–5 g Glucose)

Acidoseausgleich mit Natriumhydrogencarbonat: ■ 1.4 % bzw. 8.4 % als Infusionslösung oder Elektrolyt-Konzentrat■ Vermeiden einer Katabolie durch Ernährungstherapie■ Verstärkte Diurese (z. B. mit Furosemid)■ Evtl. Dialyse


38 39

Wichtige Hinweise zur Anwendung von Calcium■ Langsame Zufuhr unter Beobachtung des Patienten ■ Bei zu rascher intravenöser Zufuhr treten Wärme und starkes Hitzegefühl, Herzklopfen und Kollapsneigung auf. ■ Bei Kindern darf Calcium nur langsam i.v. verabreicht werden. Calcium kann bei digitalisierten Patienten Störungen der Herztätigkeit verursachen. ■ Calcium darf phosphathaltigen Infusionslösungen nur zugespritzt werden, wenn die

Kompatibilität vom Hersteller geprüft wurde (Gefahr der Ausfällung von Ca-Phosphat).

HypercalcämieCalciumkonzentration im Serum > 2.7 mmol / l (ionisiert <1.1 mmol / l)

Ursachen ■ Osteolytische Prozesse – Knochenmetastasen – Hämoblastosen■ Hyperthyreose■ Vitamin-D-Intoxikation■ Morbus Addison■ Immobilisation (Osteoporose, Morbus Paget u. a.)■ Idiopathische familiäre Hyercalcämie

Klinische SymptomatikRenal: Polyurie, Polydipsie, Konzentrationsschwäche, Neigung zu DehydrationGastro-intestinal : Inappetenz, Meteorismus, Obstipation, Erbrechen, Hyperacidität mit UlcusneigungCardiovaskulär : Hypertonie, Bradykarie, Neigung zu ArrhythmienNeuromuskulär : Hyporeflexie, Muskelschwäche, Bewusstseinsänderungen

HypocalcämieCalciumkonzentration im Serum < 2.1 mmol / l (ionisiert < 0.9 mmol / l)

Ursachen■ Niereninsuffizienz (häufigste Ursache)■ Vitamin-D-Mangel■ Gestörter Vitamin-D-Metabolismus■ Hypoparathyreoidismus■ Calcium-Malabsorption■ Renale Verluste bei Diuretika-Abusus■ Magnesiummangel■ Alkalose

Klinische Symptomatik bei Hypocalcämie■ Gesteigerte neuromuskuläre Erregbarkeit■ Parästhesien■ Tetanie■ Spasmen der glatten Muskulatur (Bronchien, Magen-Darm-Trakt)■ Cerebrale Anfälle■ Koma

Therapie der HypocalcämieBehandlung des Grundleidens, je nach Schwere: ■ Orale Medikation■ Calcium-Gluconat langsam i.v. 10 % oder 20 %

Therapie der hypocalcämischen Krise (akute Hypocalcämie mit schwerer Tetanie)■ Sofortige Gabe von Calcium-Gluconat 10 % (20 – 40 ml i.v. über 10 – 15 Min).

Bis zum Verschwinden der Tetaniezeichen: Titration des Serum-Ca durch langsame i.v. Infusion mit 10 % Calcium-Gluconat; Diät, Phosphatrestriktion.


40 41

Störungen der Absorption:■ Transportdefekte, Durchfall, Darmresektion■ Laxantienabusus

Parenterale Ernährung mit magnesiumfreien LösungenRenale Verluste: ■ Renal tubuläre Acidose, chronische Diuretikagabe■ Hyperaldosteronismus■ Hyperthyreose

Extrarenale Verluste: ■ Massives Schwitzen, Laktation, akute Pankreatitis

Klinische Symptomatik■ Muskulär-tetanische Zeichen: Tremor, (Waden-) Krämpfe, Parästhesien■ Zentrale Zeichen: Apathie, Depression, Schwindel, Angst, Nervosität■ Kardiale Zeichen: Tachykardie, Rhythmusstörungen■ Viszerale Zeichen: Magen-Darm-Krämpfe, Übelkeit, Erbrechen

Therapie der Hypomagnesiämie■ Orale Substitution: magnesiumreiche Kost (Nüsse, Frischgemüse)■ Medikamentös: 10 – 25 mmol Mg / Tag oral■ Substitution im Rahmen der parenteralen Ernährung: ca. 20 mmol tgl. per infusionem■ Cave: Magnesiumzufuhr bei Niereninsuffizienz!■ Elektrolyt-Konzentrate: Magnesiumchlorid 0.5 molar B. Braun

Nur als Zusatz zu Infusionslösungen verwenden!

Symptome der hypercalcämischen Krise■ Akuter Verlauf■ Polyurie, gefolgt von Oligurie / Anurie■ Erbrechen, Obstipation, Paralytischer Ileus ■ Verwirrtheit, Somnolenz, Koma■ Gefahr des Herzstillstandes

Therapie der hypercalcämischen Krise (Notfall)■ Steigerung der Ca-Ausscheidung durch Flüssigkeitszufuhr und Gabe von Furosemid (forcierte Diurese)■ Furosemid 100 mg 2 stdl. (Na, K, Ca, Mg-Kontrollen sind erforderlich)■ Corticoide zur Hemmung der intestinalen Ca-Resorption: Prednisolon 100 mg / tägl. i.v.■ Hemmung der Osteolyse durch Calcitonin: 4 E / kg / Tag als Dauertropf i.v.■ Hämodialyse gegen Ca-freies Dialysat bei lebensbedrohlicher Hypercalcämie

2.7.4 Magnesium

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarf0.8 – 1.0 mmol / l 0.9 mmol / l 0.1 – 0.2 mmol / kgKG / Tag

Magnesium ist wichtiger Kofaktor von Enzymen des Intermediärstoffwechsels. Als Calciumantagonist ist es für die neuromuskuläre Erregbarkeit von Bedeutung.

HypomagnesiämieMagnesiumkonzentration im Serum < 0.8 mmol / l

UrsachenHerabgesetzte enterale Aufnahme:■ Chronischer Alkoholismus■ Fasten (magnesiumarme Diät)


42 43

2.7.5 PhosphatIst das wichtigste intrazelluläre Anion. Als energiereiches Phosphat liefert es Energie für wesentliche Stoffwechselvorgänge, aktive Transportmechanismen, Enzymaktivitäten. Es ist Bestandteil von RNS und DNS und aller Membranstrukturen. Zusammen mit Calcium ist es an der Mineralisierung des Knochens beteiligt.

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarf0.9 – 1.5 mmol / l 1.2 mmol / l 0.3 mmol / kgKG / Tag

HypophosphatämiePhosphatkonzentration im Serum < 0.8 mmol / l

Ursachen■ Phosphatbindende Antacida (Aluminiumhydroxid)■ Erbrechen, Durchfall■ Insulinbehandlung beim Coma diabeticum■ Zufuhr von Kohlenhydraten zur parenteralen Ernährung■ Alkoholismus■ Diuretika

Klinische Symptomatik der Hypophosphatämie■ Neuromuskuläre Symptome meist bei Phosphatwerten unter 0.3 mmol / l■ Diffuse Schmerzen■ Allgemeine Muskelschwäche■ Übelkeit, Erbrechen, Anorexie■ Herzarrhythmien■ Störungen der Atemfunktion■ Zentralnervöse Symptomatik■ Blutchemisch werden am häufigsten ein Retikulozytenanstieg und ein Anstieg der Lactatdehydrogenase beobachtet (LDH)

HypermagnesiämieMagnesiumkonzentration im Serum > 1.0 mmol / l

UrsachenRenal: ■ Niereninsuffizienz

Exzessive Zufuhr: ■ Magnesiumhaltige Einläufe und Antacida-Gabe■ Therapeutische Zufuhr (z. B. Eklampsie)■ Parenterale Ernährung

Klinische Symptomatik■ Übelkeit, Erbrechen, Obstipation, Magen-Darm-Atonie bis zum paralytischen Ileus■ Allgemeine Muskelschwäche, Hyporeflexie■ Lähmungen■ Am Herzen: Erregungsbildungs- und Ausbreitungsstörungen ■ Bei Konzentrationen über 10 – 12 mmol / l im Serum besteht Lebensgefahr: Koma, Atemstillstand, Herzstillstand

Therapie der Hypermagnesiämie■ Vermeidung jeglicher Magnesiumzufuhr■ 10 % Ca-Gluconat 10 - 20 ml langsam i.v. als Akutmassnahme Glucose-Insulin-Therapie als 20 – 40 %ige Glucoselösung (1 I.E. Altinsulin pro 4 – 5 g Glucose)■ Evtl. künstliche Beatmung■ Evtl. Dialyse


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2.7.6 Chlorid

Normalbereich Serum Mittelwert Serum Tagesbedarf95 – 110 mmol / l 103 mmol / l 1.5 mmol / kgKG / Tag

Chlorid steht in enger Beziehung zu Natrium und ist mit diesem wesentlich an der osmotischen Isotonie der extrazellulären Flüssigkeit beteiligt. Daneben hat Chlorid Ein-fluss auf die Regulation des Säuren-Basen-Haushalts.

Reich an Chlorid sind die Schweissdrüsen der Haut und die salzsäure-produzierenden Zellen des Magens. Erbrechen von Magensaft führt zu grossen Chloridverlusten.

Chlorid wird im Wesentlichen über die Nieren ausgeschieden.

HypochlorämieChloridkonzentration im Serum < 95 mmol / l

Ursachen■ Gastrointestinale Verluste, z. B. starkes Erbrechen, Absaugen von Magensaft■ Längerfristige, hochdosierte Therapie mit NNR-Hormonen (NNR = Nebennierenrinde)■ Hyperhydration■ Metabolische Alkalosen■ Diuretika

Klinische Symptomatik■ Allgemeine Schwäche ■ Verstärkte neuromuskuläre Erregbarkeit■ Ähnliche Symptome wie bei Alkalose und Hypokalämie

Therapie der Hypochlorämie■ Infusion von Kochsalz-Lösung 0.9 % B. Braun mit KCI-Zusatz

(¼ der Chloridzufuhr sollte als KCI erfolgen)

Therapie der HypophosphatämieElektrolyt-Konzentrat: z. B. Kaliumphosphat B. Braun 13.6 % (1 molar) oder Aequifusine® (enthält zuätzlich Glucose)

Die Infusion von Phospat richtet sich nach den Phosphatspiegeln im Serum. Als Anhalts-werte können gelten: ■ 20 – 30 mmol Phosphat / Tag bei der parenteralen Ernährung■ 2 – 6 mmol Phosphat / h in den ersten 24 Std. bei Coma diabeticum Hinweise zur Anwendung von Phosphat: Elektrolyt-Konzentrate als Zusatz zu Infusions-lösungen verwenden (Nicht direkt injizieren!).

Hyperphosphatämie■ Phosphatkonzentration im Serum > 1.5 mmol / l

UrsachenRenal: ■ Verminderte Ausscheidung bei Niereninsuffizienz■ Erhöhte Phosphatresorption (Hypoparathyreoidismus)

Exzessive Zufuhr: ■ Enteral oder im Rahmen der parenteralen Ernährung■ Transfusion älteren Blutes■ Vitamin-D-Intoxikation

Zellzerfall: ■ Hämolyse, Myolyse, Tumorzellzerfall (Zytostatikatherapie)

Klinische Symptomatik■ Ausfallen von Calciumphosphat in verschiedenen Geweben


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III. Der Säure-Basen-Haushalt

1. pH-Wert-Definition und Bedeutung des pH-Wertes

Abbildung 11: Die Bedeutung des pH-Wertes physiologischer Systeme

DEFINITION

Unter dem pH-Wert versteht man vereinfacht den negativen dekadischen Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration [H+]. pH = - log [H+]. Der Begriff leitet sich von pondus Hydrogenii oder potentia Hydrogenii (p = lat. pondus = Gewicht; potentia = Kraft; H = hydrogenium = Wasserstoff) ab.

*Beispiel:Eine Lösung mit 0.0000001 mol H+ / l entsprechend 10-7 g H+ / l hat einen pH-Wert von 7.0 (Atomgewicht von Wasserstoff = 1; deshalb ist in diesem speziellen Fall 1 Mol H+ = 1g)

Definition nach Brønsted

Säuren sind Moleküle oder Ionen, die Protonen (H+) abgeben können. Säuren haben pH-Werte unter 7.

Basen sind Moleküle oder Ionen, die Protonen (H+) aufnehmen können. Basen haben pH-Werte über 7.

HyperchlorämieChloridkonzentration im Serum > 110 mmol / l

Ursachen■ Respiratorische Alkalosen■ Schwere Dehydrationen■ Exzessive Chloridzufuhr■ Nierenerkrankungen, z. B. renale tubuläre Acidose

Klinische SymptomatikUnspezifisch; dominierende Symptomatik ist häufig durch begleitende metabolische Acidose bedingt (vertiefte Atmung, erhöhte Atemfrequenz).

Therapie der Hyperchlorämie■ Zufuhr chloridarmer Flüssigkeit, Substitution von Chlorid durch metabolisierbare Anionen wie Lactat, Acetat, Malat■ Therapie der begleitenden Acidose

2.8 Elektrolytbedarf bei Neugeborenen und KleinkindernAus der folgenden Tabelle lässt sich bei bekanntem KG der durchschnittliche Tagesbedarf berechnen, wobei die individuellen Schwankungen ein beträchtliches Ausmass annehmen können und eine laufende Kontrolle und Anpassung erfordern:

Na+

mmol / kgKGK+

mmol / kgKGMg++

mmol / kgKGCa++

mmol / kgKGPhosphat

mmol / kgKGChlorid

mmol / kgKG

2–5 1–3 0.1–0.7 0.1–1 0.5–1 0.1–1Tabelle 7: Elektrolytbedarf bei Neugeborenen und Kleinkindern

sauer alkalisch (= basisch)

Kohlensäure(Kohlendioxid)

Bicarbonat

H2CO3 p H

7,45

pH = 7,4

7,35

Physiologischer Neutralpunkt

HCO3-

*Streng genommen existieren Protonen nicht allein in einer wässrigen Lösung, sondern liegen nach Brønsted an Wassermolekülen gebunden in Form von Oxonium-Ionen H3O+ vor. Der Einfachheit halber erfolgt die Darstellung in den Formeln als H+.

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HA H+ + A–

undissozierte Säure Wasserstoffion* korrespondierende Base

Starke Säuren liegen in wässrigen Lösungen nahezu vollständig dissoziiert in Form der Ionen H+ und A- vor. Es gibt aber auch sogenannte schwache Säuren, bei denen neben den Ionen H+ und A- immer auch ein höherer Anteil HA in den Lösungen anwesend ist. Wie hoch dieser Anteil HA ist, wird durch die sogenannte Gleichgewichtskonstante K (siehe hierzu 2.1) bestimmt. Schwache aber auch mehrbasige Säuren bilden die Grundlage von Puffersystemen. Der normale pH-Wert des menschlichen arteriellen Blutes beträgt 7.40. Das ist der phy-siologische Neutralpunkt, welcher durch ein Puffersystem eingestellt wird. Die physiologi-sche Schwankungsbreite beträgt 7.35 – 7.45 (im venösen Blut 7.32 – 7.37 – 7.42). Es gehört zu den erstaunlichsten Phänomenen des menschlichen Körpers, dass im selben Organismus, der einerseits sein Blut-pH mittels verschiedener Puffersysteme in sehr engen Grenzen reguliert, auch Zellen vorhanden sind, die einen Magensaft mit einem pH-Wert von 1.2 produzieren können. Diese Zellen können also H+-Ionen um den Faktor 106 (1 Million) konzentrieren.

2. Physiologische Puffersysteme

2.1 Was sind Puffersysteme?Der Körper hat immer das Bestreben, einen «normalen», d. h. den physiologischen pH-Wert aufrecht zu erhalten. Hierfür stehen ihm verschiedene physiologische Puffersysteme zur Verfügung. Das Kohlensäure-Bicarbonat-System ist eines der wichtigsten Puffersysteme neben weiteren Blutpuffern wie Hämoglobin, Serumproteinen und Phosphat. Nach dem Massenwirkungsgesetz gilt bei einer schwachen Säure (wie z. B. Kohlensäure) mit der Gleichgewichtsreaktion

HA H+ + A–

die folgende Gesetzmässigkeit [H+] x [A–] = K [HA]

K ist die sog. Gleichgewichtskonstante oder Dissoziationskonstante und die eckigen Klam-mern symbolisieren die jeweiligen molaren Konzentrationen. Nach Logarithmieren der Gleichung von Seite 48 unten erhält man:

log [H+] + log [A–] – log [HA] = log K oder – log [H+] – log [A–] + log [HA] = – log K

oder – log [H+] = – log K + log [A–] / [HA]

Allgemein formuliert gilt folgende Gleichung für praktisch alle Puffersysteme: pH = pK + log [Base] / [Säure], denn - log [H+] = pH und - log K = pK (gemäss Definition)

Puffersysteme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie den pH-Wert relativ konstant halten, wenn dem Puffersystem Säuren (H+) oder Basen zugefügt werden. Die Pufferkapazität eines Puffersystems (bestehend aus einer schwachen Säure und der damit korrespondierenden Base) beschreibt die Stabilität des pH-Wertes bei Zugabe star-ker Säuren (H+) bzw. starker Basen (OH–). Ein Puffersystem weist dann eine hohe Pufferkapazität auf, wenn sich der resultierende pH-Wert, auch bei höherer zugegebener Menge an Säure oder Base, nur unwesentlich ändert.


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2.2 Das Kohlensäure-Bicarbonat-PuffersystemHier gilt folgende chemische Gleichgewichtsreaktion:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3– + H+

gasförmiges Kohlendioxid gelöste Kohlensäure Bicarbonat Wasserstoffion

Aus dieser chem. Gleichgewichtsreaktion ergibt sich nach dem Massenwirkungsgesetz die Hendersson-Hasselbalch’sche Gleichung:

pH = pK + log [HCO3-] / [H2CO3]

Anstelle von H2CO3 (Kohlensäure) kann man auch den CO2-Partialdruck (pCO2) einführen, der klinisch problemlos gemessen werden kann. Dann gilt folgende Beziehung:

pH = pK + log [HCO3–] / 0.03 x pCO2

Der Faktor 0.03 gilt nur dann, wenn der pCO2 in der Druckeinheit mm Hg (=Torr) und HCO3

– (Bicarbonat) in mmol / l angegeben wird.

Wenn man also die Bicarbonatkonzentration errechnen will (sie ist nicht direkt klinisch messbar), muss man den pH-Wert und den CO2-Partialdruck messen. Der pK-Wert für obige Gleichung ist konstant und hat den Wert 6.1. Die Normalwerte für den Partialdruck und die Bicarbonatkonzentration im arteriellen und venösen Blut sind in folgender Ta-belle aufgeführt:

Normalwerte Bicarbonatkonzentration[HCO3

-]CO2-PartialdruckpCO2

im arteriellen Blut 22 – 24 – 26 mmol / l 34 – 40 – 46 mm Hg

im venösen Blut 24 – 26 – 28 mmol / l 42 – 46 – 55 mm HgTabelle 8: Bicarbonatkonzentration im arteriellen und venösen Blut

2.3 Weitere physiologische Puffersysteme

ProteinpuffersystemDie Puffereigenschaften der Proteine im Blut rühren daher, dass die Proteinbausteine Aminosäuren sind, die sowohl H+-Ionen aufnehmen (am N-Atom) als auch H+-Ionen ab-geben können, also einerseits als Säure, andererseits aber auch als Base fungieren können. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Aminosäure «Histidin». Aber auch das Hämoglobin und andere Plasmaproteine (z. B. Albumin) haben ausgeprägte Puffereigenschaften, wobei dem Hämoglobin unter den Proteinpuffern eine besondere Bedeutung zufällt aufgrund seiner relativ hohen Konzentration und seiner speziellen che-mischen Struktur. Ein weiteres Puffersystem des Blutes stellen die anorganische Phosphate dar, wobei das H2PO4

- als H+-Donator (=Säure) fungiert, während das HPO4–– die korrespondierende Base

darstellt:

H2PO4– H+ + HPO4

2–

Säure Wasserstoffion korrespondierende Base

Die Bedeutung des Phosphatpuffersystems ist eher gering, da die Phosphatkonzentration im Blut relativ klein ist.

Gesamtpufferbasen und «BaseExcess» (BE)Die Puffereigenschaften des Blutes werden durch die Gesamtheit seiner Puffersysteme bestimmt, also durch die Gesamtpufferbasen. Diese haben im arteriellen Blut eine Ge-samtkonzentration von ca. 48 mmol / l, wobei das Bicarbonat allein schon ca. 50 % aus-macht und die Proteine annähernd 50 %. Abweichungen vom Normalwert der Pufferbasen (48 mmol / l) bezeichnet man als Basenüberschuss oder im englischen als «BaseExcess» (BE). Im arteriellen Blut des Gesunden ist laut Definition der BE = 0. Steigt die Konzentra-tion der Pufferbasen im Blut an, dann wird der BE positiv; im umgekehrten Fall, also bei einem Pufferbasendefizit, spricht man von einem negativen BE. Der Normalbereich des BE bewegt sich zwischen –2.5 und +2.5 mmol / l H+-Äquivalent.


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3. Acidosen / Alkalosen

3.1 Die wichtigsten klinischen Parameter des Säure-Basen-HaushaltsJede Abweichung der Wasserstoffkonzentration auf einen pH-Wert < 7.36 wird als Acidose und auf einen pH-Wert > 7.44 als Alkalose bezeichnet (Abbildung Nr. 12) . Acidosen und Alkalosen sind somit Verschiebungen des Säure-Basen-Gleichgewichtes, die durch körpereigene Kompensationsmechanismen nicht mehr ausgeglichen werden können. Nach ihrer Entstehung unterscheidet man respiratorische und metabolische Störungen. Man spricht von kompensierter Acidose oder Alkalose, wenn durch die Puffersysteme des Organismus der pH-Wert im annähernd physiologischen Bereich gehalten werden kann. Dekompensierte Störungen zeigen deutliche pH-Abweichungen vom Normbereich.

Normalwerte:pH-Wert: 7.36 – 7.44Kohlendioxidpartialdruck paCO2: 34 – 46 mmHgStandardbicarbonat: 22 – 26 mmol / lBaseExcess: -2.5 – +2.5 mmol / l H+-Äquivalent

Abbildung 12: Acidose / Alkalose

Ein erhöhter oder erniedrigter CO2-Partialdruck (paCO2) gibt deutliche Hinweise, ob eine Störung primär respiratorisch bedingt ist. Abweichungen des BaseExcess (BE) erlauben einen eindeutigen Hinweis auf nicht respira-torische, also auf metabolische Störungen des Säure-Basen-Haushalts (SBH). Metaboli-sche Störungen des SBH erkennt man auch an grösseren Abweichungen des Standard-Bicarbonat-Wertes. Der Standardbicarbonat-Wert ist definitionsgemäss die HCO3

- Konzentration des Blut-plasmas bei 37˚C, bei einem paCO2 von 40 mmHg und bei vollständiger O2-Sättigung des Hämoglobins.

3.2 Metabolische AcidoseEine metabolische Acidose ist dadurch charakterisiert, dass zwar ein zunächst normaler paCO2 vorliegt, aber der BE-Wert nach unten von der Norm abweicht (BE # 3.0 mmol / l), der pH meist unter 7.35 liegt und das Serum-Bicarbonat unter 22 mmol / l abfällt.

Störung Erhöhte Produktion oder vermehrte Retention von H+-Ionen oder Verlust von Basen

Kompensation Respiratorisch, Ventilationssteigerung mit Abfall des paCO2

UrsachenErhöhter Anfall von Säuren: Fieber, Stoffwechselsteigerung, Lactatacidose, Hunger, Schock, O2-Mangel

Eine weitere Untergruppe der metabolischen Acidose stellt die beim Diabetiker häufig zu beobachtende Ketoacidose dar (verursacht durch die stark gesteigerte Fettverbrennung beim Diabetiker).

Verminderte renale Ausscheidung: Niereninsuffizienz Alkaliverluste über den Darm: Diarrhoe, Gallen-, Pankreas-, Dünndarmfisteln


Acidose Alkalose

Kohlensäure(Kohlendioxid)

Bicarbonat

H2CO3

7,45

pH = 7,4

7,35

Physiologischer Neutralpunkt

HCO3-

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Klinische Symptomatik■ Schwäche, Desorientiertheit■ Tiefe acidotische Kussmaul’sche Atmung (Hyperventilation)■ Hyperkaliämie■ Cardiovaskulär: Abnahme des HZV, RR- Abfall, Herzrhythmusstörungen (Hyperkaliämie)

Therapie der metabolischen Acidosen■ Behandlung des Grundleidens (z. B. Diabetes, Schock)■ Medikamentöse Pufferung ■ Natriumhydrogencarbonat 1.4 % (1⁄6 molar) bzw. 8.4 % (1 molar)

Wichtige Hinweise zur Anwendung von Elektrolyt-Konzentraten bei metabolischer AcidoseDie erforderliche Puffermenge errechnet sich aus den Werten der Blutgasanalyse nach folgenden Formeln für Erwachsene:

■ ml 1-molares Natriumhydrogencarbonat 8.4 % = BE × kgKG × 0.3

■ ml 1⁄6 -molares Natriumhydrogencarbonat 1.4 % = BE × kgKG × 0.3 × 6

(Der Faktor 0.3 entspricht dem Anteil extrazellulärer Flüssigkeit zur Gesamtflüssigkeit bei Erwachsenen. Für Kleinkinder beträgt der Faktor 0.4, für Säuglinge 0.5.)

Elektrolyt-Konzentrate nur als Zusatz zu Infusionslösungen anwenden!

Da eine Acidosekorrektur nicht zu rasch erfolgen sollte, empfiehlt es sich, zunächst die Hälfte der errechneten ml Pufferbase zuzuführen und weitere Gaben von der Blutgas-analyse abhängig zu machen.

Bei paravenöser oder intraarterieller Injektion können bedingt durch die Alkalität der Prä-parate Gewebsschädigungen in Form von Nekrosen auftreten.

Blindpufferungen sind nicht ratsam und sollten nur noch in aussergewöhnlichen Not-situationen durchgeführt werden. Organische Alkalisalze wie Lactat und Malat sind bio-chemische Vorstufen des Bicarbonats. Sie wirken nur langsam alkalisierend und sind daher nicht zur akuten Therapie geeignet.

Für die Therapie mit Hydrogencarbonat ist eine ausreichende Atemfunktion erforderlich (Elimination über die Lungen).

3.3 Respiratorische AcidoseArterieller CO2-Druck über 45 mmHg (entspricht 6 kPa)Abfall des pH-Wertes unter 7.36

StörungPulmonal, unzureichende CO2-Abatmung

KompensationMetabolisch, vermehrte renale HCO3

- Reabsorption

UrsachenPulmonal: ■ Verlegung von Trachea oder Bronchien■ Pneumonie, Stauungslunge, Fibrose, Atelektase, Erkrankungen der Pleura■ Zustand nach Pneumonektomie

Schädigung des Atemzentrums ■ Barbiturate, Opiate, Hypoxie, Schädel-Hirn-Trauma

Klinische Symptomatik■ Dyspnoe, Zyanose■ Müdigkeit, Schwäche■ Unruhe, Desorientiertheit, Koma


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Therapie der respiratorischen Acidosen■ Zur Beseitigung des erhöhten pCO2: Steigerung der alveolären Ventilation■ Respiratortherapie■ Physikalische Massnahmen (Atemgymnastik, Inhalation, Sekretverflüssigung)

Eine medikamentöse Korrektur der Acidose ist nicht angezeigt!

3.4 Metabolische Alkalose■ Anstieg der Bicarbonat-Konzentration über 26 mmol / l■ Anstieg des pH-Wertes über 7.44■ Basenüberschuss über +3 mmol / l

Störung■ Verluste von Säuren oder erhöhter Anstieg des paCO2

KompensationRespiratorisch:■ Hypoventilation mit daraus folgendem Anstieg des paCO2

■ Metabolische Alkalosen kommen häufig zusammen mit Hypokaliämien vor. Auch Hypochlorämien werden beaobachtet.

UrsachenÜberangebot an basischen Substanzen: ■ Massivtransfusion■ Überkorrektur einer Acidose■ Zufuhr grösserer Mengen metabolisierbarer Anionen, z. B. Lactat, Malat, Acetat■ Erbrechen (Pylorusstenose)■ Hyperemesis gravidarum (Schwangerschaftserbrechen)■ Ableitung des Magensaftes bei Magenatonie■ Verminderte HCO3

--Ausscheidung■ Kaliummangel (hypokaliämische Alkalose)

Klinische Symptomatik■ Atemdepression■ Rhythmusstörungen (meist durch Hypokaliämie und Verminderung des ionisierten

Calciums)

Therapie der metabolischen AlkalosenZiel der Therapie ist die Normalisierung der HCO3

--Konzentration, Ausgleich der H+-, K+- und CI–-Defizite.

Elektrolyt-Konzentrate: Kaliumchlorid 7.45 % (1 molar) bzw. 14.9 % (2 molar) B. BraunSalzsäure 7.25 % (2 molar)

Infusionslösungen: NaCl 0.9 % B. Braun

Eine hypokaliämische metabolische Alkalose erfordert die gleichzeitige Zufuhr von Kalium!


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3.5 Respiratorische AlkaloseIm Gegensatz zur metabolischen Alkalose, handelt es sich bei der respiratorischen Alka-lose um eine atemfunktionsbedingte Erniedrigung der CO2-Konzentration im Blut.

■ paCO2 unter 35 mmHg (ca. 4.7 kPa)■ pH > 7.44■ BE positiv!

Störung ■ Hyperventilation mit Abfall des paCO2

Kompensation ■ Verminderung der renalen Säureausscheidung■ Vermehrte HCO3

--Elimination

Ursachen■ Organische ZNS-Erkrankungen, Schädel-Hirn-Trauma, Fieber, Intoxikationen ■ Psychisch bedingt durch emotionelle Fehlsteuerung der Atmung (Angst, innere Spannung, Schmerz)■ Hormonelle Einflüsse, prämenstruell und in der Schwangerschaft■ Hypoxie durch kompensatorische Hyperventilation bei Aufenthalt in grossen Höhen,

Anämien, Herzinsuffizienz

Klinische SymptomatikIn Abhängigkeit von der Grundkrankheit: ■ Angst ■ Atemnot ■ Schwindel ■ Parästhesien ■ Krampfneigung ■ Evtl. Hyperventilationstetanie (Abfall des ionisierten Calciumanteils im Blut)

Therapie der respiratorischen AlkalosenBeseitigung der alveolären Hyperventilation durch Behandlung des Grundleidens

Bei tetanischen Zuständen: CO2-Rückatmung in Papiertüte. Bei der Therapie der respira-torischen Alkalose ist eine Zufuhr puffernder Substanzen nicht erforderlich!


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Die Infusionslösungen können nach ihren Hauptindikationen in folgende Gruppen einge-teilt werden:

1. Lösungen zur Erhaltung des Wasser- und Elektrolytgleichgewichtes

Unter diese Kategorie fallen Infusionslösungen, die den «Basis-Tagesbedarf» des Erwach-senen an Wasser, Elektrolyten und Glucose bei Verabreichung von 2–3 Liter der Infusions-lösung gewährleisten. Solche Infusionslösungen werden in der Praxis oft auch als «Basis-lösungen» bezeichnet.

Der Tagesbedarf des gesunden Erwachsenen beträgt■ Ca. 2500 – 3000 ml Wasser■ Ca. 100 – 150 mmol Na+

■ Ca. 40 – 70 mmol K+ und■ Ca. 20 mmol Ca+

■ Ca. 10 – 20 mmol Mg++

■ Ca. 35 – 100 mmol Cl-

■ Ca. 100 – 150 g Glucose

Diese 100 – 150 g Glucose sind der minimale Tagesbedarf für die sog. «obligat gluco-seabhängigen Organe» bzw. Gewebe; in erster Linie das zentrale Nervensystem (ZNS), aber auch Erythrozyten, Tubulusepithelien, Granulationsgewebe etc. können nur Glucose verwerten.

Mit solchen Basislösungen lassen sich Diurese, Perspiratio insensibilis und die Homöo-stase des Wasser-Elektrolythaushalts und des Säure-Basen Haushalts aufrechterhalten. Die wichtigste kaliumhaltige «Basislösung» in der Schweiz ist das Aequifusine® (siehe Tab. 9).

IV. Klassifizierung und Anwendung der wichtigsten Infusionslösungen in der Schweiz

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Aequifusine® mmol / l Na+ 40

K+ 20

Ca++ –

Mg++ 1.5

HPO4–– 7

CI– 33

Lactat– 23

Glucose 50 g

Osmolarität 402 mosmol / l

pH 4.9Tabelle 9: Kaliumhaltige Basislösung

Neben dem K+-haltigen Aequifusine® werden in der Schweiz auch noch sehr häufig K+-freie, sog. «Kochsalz-Glucose-Mischlösungen» verwendet, die allgemein als «Glucosaline»-Lösungen bezeichnet werden (siehe Tab. 10).

Glucosaline1:1 2:1 4:1

Na+ 77 mmol / l 51 mmol / l 31 mmol / l

K+ – – –

Ca++ – – –

Mg++ – – –

HPO4–– – – –

CI– 77 mmol / l 51 mmol / l 31 mmol / l

Lactat– – – –

Glucose 25 g 33 g 40 g

Osmolarität 293 mosmol / l 288 mosmol / l 284 mosmol / l

pH 4.8 4.8 4.9Tabelle 10: Kaliumfreie Basislösung

2. Korrigierende Lösungen

In der modernen Infusionstherapie kommt man immer mehr weg von gebrauchsfertigen sog. «Korrektivlösungen», sondern man bevorzugt ein bilanziertes, auf den Patienten und sein spezielles Krankheitsbild «zugeschnittenes» Infusionsregime. Das heisst, man verwen-det handelsübliche Infusionslösungen und versetzt diese z. B. mit Elektrolytkonzentraten, mit Säurekonzentraten (z. B. Salzsäure) oder mit starken Basen (z. B. Natriumbicarbonat 8.4 % etc. ).


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3. Substituierende Lösungen

3.1 Vollelektrolytlösungen und Kristalloider VolumenersatzBei grösseren pathologischen Verlusten von extrazellulärer Flüssigkeit (EZF) sollte man Infusionslösungen einsetzen, die der Zusammensetzung der EZF so gut wie möglich ent-sprechen bzw. ihr möglichst nahe kommen. Es handelt sich um sog. Vollelektrolytlösun-gen.

Zunächst aber ein kurzer Überblick über die Entwicklung dieser Vollelektrolytlösungen: Anfangs erfolgte die Infusionstherapie zur Korrektur extrazellulärer Flüssigkeitsdefizite mit Kochsalzlösungen (0.9 %iger NaCl-Lösung), da diese leicht verfügbar und plasma-isoton war. Die perioperativ und in der Intensivmedizin nach wie vor häufig eingesetzte isotone Kochsalzlösung wird wegen ihrer Osmolarität als «physiologisch» bezeichnet; sie ist aber in mancherlei Hinsicht alles andere als physiologisch!

Zunächst einmal fehlen in der 0.9 %igen NaCl-Lösung etliche in der EZF enthaltene Elek-trolyte, die es bei einem EZF-Defizit zu substituieren gilt. Durch Zusetzen dieser Kationen (Kalium, Magnesium, Calcium) entstand mit der so genannten Ringerlösung die erste Verbesserung der isotonen Kochsalzlösung.

Weiter weist die isotone Kochsalzlösung (wie auch die Ringerlösung) eine höhere Natrium- konzentration auf als die EZF; allerdings ist dieser Unterschied nicht besonders gross. Der Chloridgehalt hingegen ist mit 150 – 154 mmol / l beträchtlich höher als jener der EZF und zwar hoch genug, um einer Acidose Vorschub zu leisten. Einiges spricht dafür, dass es im Rahmen einer hyperchlorämischen metabolischen Acidose nicht nur zu einer Beeinflus-sung des Säure-Basen-Haushalts kommen kann, sondern dass dadurch auch Blutgerin-nung und Harnausscheidung in Mitleidenschaft gezogen werden können. Darüber hinaus kann es im Zuge einer durch eine isotone NaCl- oder Ringerlösung ausgelösten hyper-chlorämischen Acidose zu einer Verschlechterung einer vorbestehenden Acidose infolge einer vor Beginn der Infusionstherapie bestehenden Gewebsminderdurchblutung kom-men.

Drittens müssen sowohl die isotone Kochsalzlösung als auch die Ringerlösung als un-physiologisch gelten, da sie den basischen physiologischen Puffer Bicarbonat nicht ent-halten und ihre intravenöse Verabreichung daher zu einer Verdünnung des Bicarbonat-bestands im Extrazellulärraum mit konsekutiver Verdünnungsacidose führt. Da Bicarbonat in herkömmlichen Infusionslösungen bzw. in nicht aus Glas bestehenden Behältnissen kaum stabil ist, werden den meisten Lösungen stattdessen so genannte Bicarbonatvor-stufen zugesetzt. Zudem kann Natriumhydrogencarbonat bei allen Infusionslösungen, die Calcium enthalten oder denen Calcium zugesetzt wird, nicht verwendet werden, da es sonst umgehend zur Ausfällung von Calciumcarbonat käme.

Sowohl das Problem des zu hohen Chloridgehalts als auch das Fehlen von Bicarbonat-vorstufen konnte mit der Entwicklung von Ringerlactat gelöst werden. Durch den Lactat-zusatz konnte die Chloridbelastung vermindert und damit die Wahrscheinlichkeit des Auf-tretens einer hyperchlorämischen Acidose vermindert werden. Darüber hinaus wird Lactat zu Bicarbonat verstoffwechselt und stellt damit eine erhöhte Pufferkapazität bereit.

Obwohl Ringerlactat weltweit am meisten eingesetzt wird, bietet die Verwendung von Acetat / Malat anstelle von Lactat zusätzliche Vorteile. Der Lactatabbau hängt hauptsäch-lich von der Stoffwechselkapazität der beiden wichtigsten lactatklärenden Organe Leber und Niere ab. Acetat und Malat können hingegen von den meisten Gewebezellen des Organismus metabolisiert werden.


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Abbildung 13: Entwicklung der (Voll)elektrolytlösungen

Mit der vor diesem Hintergrund entwickelten sog. «balancierten» Infusionslösung (Ringerfundin® B. Braun) steht nunmehr die fortschrittlichste aller Vollelektrolytlösun-gen zur Verfügung (Abb. 13). Im Gegensatz zur herkömmlichen Ringerlactatlösung ent-hält diese balancierte Infusion Acetat sowie Malat und gewährleistet auch dann eine beträchtliche Pufferkapazität, wenn die Stoffwechselkapazität von Niere und Leber für Lactat stark eingeschränkt ist. In solchen Fällen würde die ohnehin schon hohe Lactatbe-lastung durch die Infusion einer lactathaltigen Lösung noch weiter erhöht. Darüber hinaus wird bei der Metabolisierung der Bicarbonatvorstufen Acetat und Malat wesentlich weniger Sauerstoff verbraucht als bei der Verstoffwechselung von Lactat.

In der folgenden Tabelle wird die Zusammensetzung der «balancierten Infusionslösung» mit der Zusammensetzung des Plasmas, der isotonen NaCl 0.9 % und der weit verbreiteten Ringerlactatlösung (nach Hartmann) vergleichend dargestellt:

Parameter BalancierteInfusionslösung

Plasma NaCl 0.9 % Ringerlactat nach Hartmann

Na+ (mmol/l) 145 142 154 130

K+ (mmol/l) 4 4 – 5

Ca++ (mmol/l) 2.5 2.5 – 2

Mg++ (mmol/l) 1 1.25 – –

Cl– (mmol/l) 127 103 154 112

Lactat (mmol/l) – – – 27

Acetat (mmol/l) 24 – – –

Malat (mmol/l) 5 – – –

Osmolarität (mosmol/l) 309 291 308 278

Osmolalität (mosmol/kg) 290 288 286 257

Bicarbonat (HCO3–) (mmol/l) – 24 – –

Tabelle 11: Zusammensetzung ausgewählter Elektrolytlösungen und des Plasmas

Aus der Tabelle kann man gut ersehen, dass die Elektrolytzusammensetzung und die Osmolalität der sog. «balancierten» Infusionslösung (Ringerfundin® B. Braun) mit jener des Plasmas annähernd identisch ist mit Ausnahme des Bicarbonats, das in Infusionsbehältern in Beisein von Ca++ und Mg++ nicht stabil ist und deshalb durch die Bicarbonatvorstufen Acetat und Malat ersetzt wurde. 1 Mol Acetat setzt 1 Mol Bicarbonat frei, während beim Malat pro Mol sogar 2 Mol Bicarbonat freigesetzt werden. Lactat ist zwar auch eine Bicarbonatvorstufe, hat aber den Nachteil, dass es z. B. bei Leberinsuffizienz ungeeignet ist, da Lactat vorwiegend in der Leber metabolisiert wird und so zu einer metabolischen Acidose («Lactatacidose») führen kann. Zusammenfassend kann man sagen, dass diese moderne, sog. «balancierte» Vollelektrolyt-lösung ■ isoton ist (290 mosmol / kg)■ eine Plasma ähnliche Zusammensetzung aufweist■ den Säure-Basen-Haushalt nicht beeinflusst ■ auch bei Leberinsuffizienz einsetzbar ist

Na+

Cl-

NaCl

1850 1890 1950 2005

Ringer RingerLactat Ringerfundin®

Cl-

Na+ / K+

Mg2+ / Ca2+Na+ / K+

Mg2+ / Ca2+Na+ / K+

Mg2+ / Ca2+

Cl-Lactat

Cl-

Acetat Malat


68 69

Sie ist dadurch ausgezeichnet geeignet als sog. «kristalloides» Volumenersatzmittel vor, während und nach kleineren und mittleren Operationen bei einem erwarteten Blutverlust von ½ – 1 Liter. Allerdings ist auch zu berücksichtigen, dass Kristalloide sich nicht nur im Plasma, sondern im gesamten EZR, also auch im Interstitium, verteilen. Dies hat zur Folge, dass pro verab-reichtem Liter (1000 ml) an Kristalloid «nur» ca. 250 ml im Plasma verbleiben. Bei grösse-ren Volumenverlusten («Hypovolämie» verschiedenster Genese) empfiehlt es sich, zusätz-lich auch Kolloide einzusetzen.

Kristalloide sind in der Infusionstherapie sehr weit verbreitet. Allein verabreicht haben sie jedoch nur eine kurzfristige Volumenersatz-Wirkung und sind daher nur bei leichter Hypovolämie einsetzbar.

3.2 «Kolloidaler» VolumenersatzBei Blutverlusten, die 10 % des Blutvolumens übersteigen, sind kolloidale Lösungen in die Infusionstherapie einzubeziehen, da mit Kristalloiden die zu infundierenden Volumina sehr gross würden und eine rasche Wiederherstellung der Normovolämie – wie im Falle einer akuten Hämorrhagie – nicht möglich wäre. Bei Applikation von grossen Volumina an nicht balancierten Elektrolytlösungen besteht zudem die Gefahr von peripheren Gewebs-ödemen. Weiter können bei mehrfach traumatisierten Patienten und zusätzlicher Überbe-lastung des Lymphsystems pulmonale Komplikationen entstehen.

Die gemeinsame Anwendung von Kolloiden und isotonen, kristalloiden Lösungen ist in diesen Fällen effizienter (Smith & Norman, 1982). Die kolloidalen Lösungen führen zu ei-ner Normalisierung des intravasalen Volumens, während die kristalloiden Lösungen die basale Flüssigkeitszufuhr und die Rehydration des Interstitiums gewährleisten sowie Ver-luste im sog. «Third Space» kompensieren.

Welche Kolloide werden derzeit in der klinischen Praxis angewendet?Man kann die heute im Routinegebrauch existierenden hochmolekularen Substanzen in ■ körpereigene natürliche Kolloide und ■ körperfremde synthetische Kolloide unterteilen

3.2.1 Natürliche KolloideZu dieser Gruppe zählen alle Präparate, die aus menschlichem Blut hergestellt werden. Voraussetzung für ihre Bereitstellung ist ein funktionierendes Blutspendewesen. Durch entsprechende Aufbereitung des Blutes und nachfolgender Fraktionierung des Plasmas gewinnt man Präparate, die sämtliche Bestandteile des menschlichen Plasmas enthalten (gefrorenes Frischplasma, fresh frozen plasma, FFP) oder isolierte Plasmafraktionen, die zur gezielten Substitution fehlender oder verminderter Plasmabestandteile (Fibrinogen, Gerinnungsfaktoren, z. B. Faktor VIII, Humanalbumin, Immunglobuline) therapeutisch ge-nutzt werden. Die rigorose Überprüfung auf übertragbare Erkrankungen und die teilweise aufwendigen Herstellverfahren bedingen den hohen Preis der Präparate und schränken ihre Verwendung auf spezielle Indikationen ein.

Frischplasma, welches fast ausschliesslich in Form des gefrorenen Frischplasmas ange-boten wird, sollte aufgrund des Risikos von viral übertragbaren Erkrankungen nicht mehr zur Volu menersatztherapie eingesetzt werden. Es ist nur bei klinisch manifesten Gerin-nungsstörungen (z. B. nach Massivtransfusionen, bei Verbrauchskoagulopathie) indiziert, da es noch alle Blutgerinnungsfaktoren enthält. Im FFP finden sich jedoch keine funk- tionstüchtigen Thrombozyten.

Unter allen natürlichen Plasmaprodukten besitzt Albumin quantitativ die grösste Bedeu-tung.

HumanalbuminAlbumin ist ein gut wasserlösliches Eiweissmolekül mit einem rel. Molekulargewicht von 66‘000. Albumin erfüllt wesentliche Transportaufgaben. So bindet Albumin Abbauprodukte des Organismus, z. B. freies Bilirubin oder freie Fettsäuren, die ansonsten im Plasma


70 71

unlöslich wären. Darüber hinaus ist es an der Regulation des ionisierten Anteiles bestimmter Kationen wie Calcium und Magnesium sowie am Gleichgewicht zwischen freier (aktiver) und gebundener (inaktiver) Form von Medikamenten beteiligt.

Die andere wichtige Funktion von Albumin ist die Regulation des kolloidosmotischen Druckes. In seiner physiologischen Konzentration (40 – 50 g / l, entsprechend 50 – 60 % der Serumproteine) ist Albumin zu 75 – 80 % an der Aufrechterhaltung des onkotischen Drucks des Plasmas (entsprechend 18 – 22 mmHg) beteiligt. In dieser Funktion kann es durch synthetische Kolloide ersetzt werden. Als untere kritische Grenze wird ein KOD von 15 – 20 mmHg angesehen. Dies entspricht einem Serumalbuminspiegel von etwa 25 g / l bzw. einem Gesamteiweiss von etwa 50 g / l. Bei Unterschreiten dieses Wertes ist mit dem Auftreten von Gewebsödemen zu rechnen. Dies kann durch Infusion künstlicher, kolloidaler Lösungen verhindert werden.

Humanalbuminlösungen sind als isoonkotische (4 – 5 %) oder hyperonkotische 20 – 25 %ige Lösungen im Handel. In den vergangenen Jahren führten geänderte Therapieempfehlun-gen bei der Behandlung der Hypovolämie zu einem deutlich verringerten Albuminver-brauch und trugen dadurch zu Kostendämpfungen bei.

Mittlerweile besteht ein breiter Konsens, dass es für die Anwendung von Human- albumin als Volumenersatzmittel keine rationale Basis gibt (Adams et al., 1991).

In zahlreichen Studien konnten nach Albumingabe im Vergleich zur Anwendung künst-licher, kolloidaler Volumenersatzmittel keinerlei positive Effekte in bezug auf Mortalität oder Morbidität operativer oder intensivmedizinisch betreuter Patienten festgestellt wer-den (Grundmann et al., 1986; London et al., 1989; London et al., 1992; Stockwell et al., 1992; Vogt et al., 1994; Boldt et al., 1993 Gold et al., 1990 Cochrane Injuries Group 1998).

Die in vielen Ländern verabschiedeten Konsensuskonferenzen (Perret et al., 1989; Kahn, 1994; Vermeulen et al., 1995) empfehlen daher die Gabe von Albumin nur noch bei ganz wenigen, eng umrissenen Indikationen: ■ Bei Vorliegen einer Kontraindikation für synthetische Kolloide■ Zur Volumensubstitution bei Neu- und Frühgeborenen sowie schwangeren Frauen■ Nach Massivtransfusionen■ Beim nephrotischen Syndrom mit schwerem, akutem Lungenödem und peripheren Ödemen ■ Im Rahmen der Plasmapherese bei erheblichem Austauschvolumen (> 20 ml / kg bei einer Sitzung )■ Bei massiver und / oder chronischer Hypalbuminämie (z. B. bei Leberzirrhose, Tumorpatienten, LYELL- Syndrom)■ Bei schwer brandverletzten Patienten (> 50 % der Körperoberfläche)

In all diesen Fällen wird der hyperonkotischen 20 %igen Albuminlösung der Vorzug ge-geben, da sie weniger Natrium enthält und eine ausgeprägtere Plasmavolumenerhöhung nach sich zieht.

Synthetische KolloideAls Alternative zum Humanalbumin besteht heute die Wahl im wesentlichen zwischen zwei verschiedenen Klassen halbsynthetischer Kolloide (Gelatine-Derivat und Hydro-xyethylstärke = HES). Im Gegensatz zu Albumin, dessen Moleküle alle einheitlich gross sind, bestehen die Lösun-gen künstlicher Kolloide aus einem Gemisch verschieden grosser Moleküle. Aufgrund dieser Polydispersität sind zur Charakterisierung kolloidaler Lösungen statistisch gemittelte Grössen notwendig. Ein wesentliches Kriterium ist das mittlere Molekulargewicht (Mw), das sich aus dem Massenanteil der einzelnen Molekülarten bestimmen lässt und deren arithmetischem Mittelwert entspricht. Eine zweite, oft angegebene Grösse ist das sog. Zahlenmittel der molaren Massen (Mn), das den Median der Molaren Massen wiedergibt.


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Entscheidend für die Geschwindigkeit, mit der niedermolekulare Anteile einer kolloidalen Lösung renal eliminiert werden, ist aber nicht allein das Molekulargewicht, sondern auch der sog. hydrodynamische Durchmesser (Rh). Andere Faktoren wie Form und elektrische Ladung der Moleküle spielen ebenfalls eine Rolle. So können die Moleküle des einen Kolloids bei gleichem Molekurlargewicht durchaus voluminöser und raumgreifender sein als die eines anderen Kolloids. So erklärt sich, warum die niedermolekulare Gelatine durchaus eine intravasale Verweildauer aufweist, die mit der von mittelmolekularer Stärke vergleichbar ist. Der mittels Lichtstreuung relativ einfach zu bestimmende hydrodynami-sche Durchmesser beträgt für succinylierte Gelatine (Mn = 23‘000) etwa 13nm, wogegen er für eine mittelmolekulare Hydroxyethylstärke mit einem Mn von 70‘000 lediglich etwas höher ist und 21 nm aufweist (Burchard & Aberle, 1995). Zudem werden bei der Herstel-lung von succinylierter Gelatine in beträchtlichem Umfang negative Ladungen in das Mo-lekül eingeführt, was den Austritt aus dem Gefässsystem und die renale Filtration zusätz-lich reduziert.

Hydroxyethylierungsgrad Während Gelatine ausschliesslich durch die Konzentration und das Molekulargewicht charakterisiert wird, ist bei Hydroxyethylstärken der sog. Hydroxyethylierungsgrad ein in biochemischer und klinischer Sicht bedeutsamer Parameter (Förster et al., 1988; Förster & Asskali, 1998). Erst durch die Einführung von Hydroxyethylgruppen an den Glucosemono-meren entsteht ein infundierbares Produkt, das dadurch die enzymatische Spaltung durch die a-Amylase im Plasma reduziert wird, und zwar umso stärker, je höher der Hydroxy-ethylierungsgrad ist. Ensprechend verlängert sich die intravasale Verweildauer. Allgemein gilt deshalb: je höher der Hydroxyethylierungsgrad, desto langsamer erfolgt die Elimi-nation und desto länger ist die intravasale Verweildauer des Kolloids.

GelatineAusgangsprodukt für die Gelatine ist Kollagen, das durch alkalische oder saure Hydrolyse aus Knochen von BSE-freien Rindern gewonnen wird. In Abhängigkeit vom Produktions-prozess wird im Wesentlichen unterschieden zwischen succinylierter und harnstoffver-netzter Gelatine.

Succinylierte Gelatine (MFG=modifizierte flüssige Gelantine): wird erhalten durch Umset-zung mit Bernsteinsäureanhydrid, was die negative Ladung der Moleküle deutlich erhöht und die Quartärstruktur der Polypeptide beeinflusst. Die Fähigkeit der Moleküle durch die Kapillarmembran zu diffundieren, wird dadurch deutlich reduziert, was zu einer längeren Verweildauer im Gefässsystem führt.

Harnstoffvernetzte Gelatine: wird durch Zugabe von Diisocyanat hergestellt. Die Vernet-zung von 3 kleineren Peptidsträngen führt – im Gegensatz zur MFG – zu einem Anstieg des mittleren Molekulargewichts des Endproduktes.

Zur Herstellung von Infusionslösungen auf Gelatinebasis sollte ausschliesslich Gelatine von ausgewiesenen Lieferanten eingesetzt werden, die das Knochenmaterial aus BSE- freien Ländern beziehen und deren Produktionsverfahren den Sicherheitsanforderungen der europ. Regierungsbehörden genügen.

Die 4 %ige modifizierte flüssige Gelatine (MFG) wird in Deutschland unter dem Waren-zeichen Gelafundin® 4 %, im übrigen Europa unter dem Handelsnamen Gelofusine® und in der Schweiz, dem Ursprungsland der MFG, als Physiogel® vetrieben.

HydroxyethylstärkeAls Ausgangsmaterial für die Herstellung von Hydroxyethylstärken dient das dem körper-eigenen Glykogen verwandte Amylopektin pflanzlicher Stärken. Amylopektin ist ein hoch-molekulares verzweigtes Glucosepolymer, dessen Kettenglieder a-1.4-glykosidisch ver-bunden sind, wohingegen an Verzweigungsstellen eine a-1.6-glykosidische Bindung vorliegt. Während des Herstellungsprozesses finden eine Teilhydrolyse und die Einführung von Hydroxyethylgruppen an den Kohlenstoffatomen C2, C3 und C6 der Glukoseeinheiten statt. Ohne die Substitution wäre die Stärke nur schlecht wasserlöslich und würde inner-halb weniger Minuten durch die körpereigene a-Amylase hydrolysiert. Wie bereits angeführt, werden Hydroxyethylstärken nicht nur durch ihr mittleres Mole-kulargewicht, sondern vor allem durch ihren Hydroxyethlierungsgrad charakterisiert. Der Hydroxyethylierungsgrad wird als molarer Substitutionsgrad (MS) angegeben.


74 75

Untersuchungen von Förster et al., 1989 haben ergeben, dass der Hydroxyethylierungs-grad allein über die intravasale Verweildauer eines Präparates bestimmt, solange das Mo-lekulargewicht der Mehrzahl der Moleküle oberhalb der Nierenschwelle liegt. Es hat sich eingebürgert, zur Charakterisierung zunächst das relative Molekulargewicht Mw, oft in Tausend Einheiten und dann durch einen Querstrich getrennt den Hydroxyethylierungs-grad in Form der molaren Substitution (MS) anzugeben. Eine Lösung mit der Bezeichnung 6 % HES 200 / 0.5 enthält folglich 6 % Hydroxyethylstärke mit einem mittleren Mw von 200‘000 und einem MS von 0.5. Die derzeit modernste und am häufigsten verbreitete HES-Lösung ist niedermolekular (MG = 130), hat einen reduzierten Hydroxyethylierungs-grad von 0.4 bzw. 0.42 (z. B. Venofundin® / Tetraspan®) und wird z. B. durch HES 130 / 0.42 charakterisiert.

Synthetische Kolloide weisen in der Regel folgende Merkmale auf: ■ Volumeneffekt von 90 – 100 % (ausser Plasmaexpander, die einen Volumeneffekt von weit über 100 % aufweisen)■ Eine unmittelbare Volumenverweildauer von 3 – 6 Stunden und ■ Eine fast 100 %ige Elimination aus dem Organismus innerhalb von 24 Stunden

Die 4 %ige modifizierte flüssige Gelatine wie auch die niedermolekulare HES 130 / 0.42 weisen diese Eigenschaften auf und sind daher heute die weltweit am häufigsten verwen-deten synthetischen Kolloide.

3.3 Hämotherapie nach MassBei der Kompensation perioperativer Blutverluste sollte bedacht werden, dass der intra-vasale Volumeneffekt kristalloider Lösungen gering (nur ca. 25 % des infundierten Volumen) und nur von kurzer Dauer (30 – 40 min.) ist. Die alleinige Anwendung von Kristalloiden ist daher nur bei kleinen Blutverlusten von bis zu 10 ml / kgKG und bei jüngeren Patienten ohne zusätzliche Vorerkrankung indiziert.

Bei frühzeitiger Gabe kolloidaler Volumenersatzmittel lässt sich das zu infundierende Flüs-sigkeitsvolumen erheblich reduzieren, die Normovolämie wird leichter aufrechterhalten und dadurch das Risiko von Gewebeödemen vermindert.

Die Fortschritte der operativen Medizin haben auch zu Verbesserungen der Volumen- bzw. Blutersatztherapie geführt. An die Stelle der Verwendung von Vollblutkonserven ist das moderne Konzept der Komponententherapie getreten, das die unterschiedlichen Indi- kationsgrenzen der einzelnen Blutbestandteile berücksichtigt. Ziel dieser «Hämotherapie nach Mass» ist es, dem Patienten nur die Blutbestandteile zu verabreichen, deren Defizit sich einer kritischen Grenze nähert.

Normalwert kritischer WertProzentsatz des Normalwertes

Normovolämie (Blutvolumen) 75 ml / kg 75 ml / kg 100 %

Hämatokrit 0.37 – 0.52 0.25 – 0.3 55 – 70 %

Gesamtprotein 70 – 75 g / dl 45 – 50 g / dl 55 %

Gerinnungsfaktoren (FVIII, FV) 100 % 35 % 35 %

Thrombozyten 150 – 450 G / l 50 G / l 25 %Tabelle 12: Kritische Werte einzelner Blutbestandteile, die eine Substitution notwendig machen.

In Anlehnung an das Schema von Lundsgaard-Hansen kann der Volumenersatz bis zum kritischen Hämatokrit von 0.25 bis 0.30 allein mit kolloidalen Lösungen erfolgen. Inter-stitielle Flüssigkeits- und Elektrolytdefizite werden durch die parallele Zufuhr balancierter Kristalloidlösungen ausgeglichen.


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4. Trägerlösungen für Medikamente / Ober- und Untergrenzen der Osmolarität

Eine der häufigsten Anwendungsgebiete von Infusionslösungen im Spitalalltag ist die in-travenöse Zufuhr von Medikamenten mit Hilfe sog. Trägerlösungen.

Die wichtigsten Vertreter sind■ NaCl 0.9 % ■ Glucose 5 %■ Aqua ad injectabilia

NaCl 0.9 % und Glucose 5 % sind isoton und deshalb prinzipiell gut geeignet als Träger-lösungen für Medikamente bei periphervenöser und natürlich auch zentralvenöser Appli-kationsweise.

Aqua ad injectabilia ist nur dann als Trägerlösung geeignet, wenn bei der Zugabe bzw. beim Auflösen des zu verabreichenden Medikamentes die Osmolarität der fertigen Medi-kamentenlösung weder allzu hypoton noch allzu hyperton ist.

Grenzwerte der Osmolarität nach unten oder auch nach oben betreffend der noch tolerab-len periphervenösen Verträglichkeit sind nicht exakt festzulegen, da die periphervenöse Verträglichkeit hypertoner Infusionen einerseits und die Gefahr der Hämolyse («Platzen» der Erythrozyten) anderseits von mehreren Faktoren abhängig sind (z. B. von Venen-beschaffenheit, Alter des Patienten, Tropfgeschwindigkeit etc.).

In der Literatur und in verschiedenen Pharmakopoen (Arzneibüchern) findet man grobe Zahlenangaben der Osmolarität, die als untere noch tolerable Grenze gilt und bei der noch keine Gefahr einer Hämolyse bei intravenöser Verabreichung beim Gesunden zu be-fürchten ist. Diese untere Grenze liegt bei ca. 200 – 220 mosmol / l.

Blutvolumen< 100 %

Hämatokrit< 25 %

(30 % bei Patienten mitkardiovaskulären oder

pulmonalen Problemen)

Serumgesamtprotein< 50 g / l

PlasmatischeGerinnungsfaktoren

< 35 %

Thrombozyten< 50‘000 / mm3

I

II

III

IV

V

5

3,75

2,5

1,75

1,25

21–25 %

50 %

65 %

75 %

Korrektur interstitiellerFlüssigkeits- und Elektrolyt-defizite durch Infusion balancierter Kristalloidlösungen

Volumenersatz mitkolloidalen Lösungen

Volumenersatz mit kolloidalen Lösungen und Transfusion von Erythrozyten (Erythrozyten-konzentrate, selten Vollblut)

Kolloidale Lösungen,Humanalbumin

Zufuhr von Gerinnungsfaktoren in der Form von gefrorenem Frischplasma (FFP)

Transfusion von Thrombozyten-konzentraten oder Vollblut, das jünger als 48 Stunden ist

Blutverlust (%)

Blut

volu

men

(l)


Abbildung 14: Kompensation perioperativer Blutverluste in Anlehnung an das Komponenten-Schema von Lundsgaard-Hansen

78 79

Bei der periphervenösen Verabreichung von Infusions- oder Injektionslösungen findet man in der Literatur Zahlenangaben in der Grössenordnung von 700 – 900 mosmol als obere max. Toleranzgrenze bei einer max. Tropfgeschwindigkeit der Infusion von ca. 30 Tropfen / min. = 90 ml / h. Wie oben bereits erwähnt, spielen aber auch das Alter des Pa-tienten, die Venenbeschaffenheit, die hygienischen Bedingungen, die Liegedauer und der pH-Wert der Lösung eine grosse Rolle.

5. Osmotisch wirksame Infusionslösungen

Bei der sog. «Osmotherapie» verwendet man Lösungen von Substanzen mit relativ niedri-gem Molekular-Gewicht, die in Form einer hypertonen Lösung rasch intravenös infundiert werden.

Der pharmakologisch wirksame Bestandteil bei diesen osmotisch wirksamen Infusions-lösungen ist der 6-wertige Zuckeralkohol D-Mannit (Mannitol, Molekulargewicht 182,17). Mannitol wird im Organismus praktisch nicht metabolisiert und unverändert im Urin aus-geschieden. Bei normalem Glomerulumfiltrat beträgt die Halbwertszeit für Mannitol im Organismus ca. 6 h.

5.1 Osmotherapie zur HirndrucksenkungMannitol 20 % hat sich besonders zur Senkung des Liquordruckes bei Hirnödem bewährt. Durch Zufuhr dieser hypertonen Lösung wird Wasser aus dem interstitiellen in den intra-vasalen Raum verschoben. Durch die Entwässerung des Hirngewebes werden Hirndurch-blutung und Stoffwechsel verbessert.Vorsicht ist geboten bei vorausgegangener Hirnblutung, da durch Druckentlastung eine Hirnblutung reaktiviert werden kann. Mannitol, das nicht im Intermediärstoffwechsel um-gesetzt wird, senkt den Druck für ca. 6 – 8 h.

DosierungMannitol 20 % sollte als intravenöse Kurzinfusion in der kleinsten effektiven Dosis verab-

reicht werden. Im Allgemeinen werden initial zur Hirndrucksenkung ca. 0.3 g / kgKG Man-nitol rasch verabreicht. Zur Vermeidung eines Rebound-Effektes wird empfohlen, die Infu-sion alle 6 – 8 h zu wiederholen. Die Dauer der Therapie richtet sich nach dem Ergebnis der Hirndruckmessung sowie nach der klinischen Symptomatik. Bei wiederholter Anwendung kann die Wirkung von Mannitol 20 % abnehmen.

5.2 Osmotherapie bei NierenversagenHypertone Mannitol-Infusionen finden zur Prophylaxe des akuten Nierenversagens und zur Behandlung einer postoperativen Oligurie seit vielen Jahren Anwendung. Dabei muss die Therapie frühzeitig erfolgen.Mannitol wird glomerulär filtriert, gelangt in hoher Konzentration in das Tubuluslumen, hemmt die Wasserreabsorption, wird tubulär nicht rückresorbiert und in einem hypertonen Filtrat ausgeschieden. Da Mannitol nicht metabolisiert wird, besteht bei nicht ein-setzender Diurese die Gefahr, dass die Substanz im Körper verbleibt und unerwünschte Volumenwirkungen entfaltet. Bei kardialen Risikopatienten ist deshalb Vorsicht geboten. Es empfiehlt sich bei Verdacht auf Oligurie / Anurie den folgenden Mannitol-Test durchzu-führen (siehe Abbildung 15).

Abbildung 15: Ablauf des Mannitol-Tests

1 ml pro kgKG Mannitol 20 %

i.V. innerhalb 5 Min.

Diurese < 30 – 40 ml / h Diurese > 40 ml / h

Diurese-Förderung: 50 – 100 ml / h

Mannitol 20 %

Funkt. Nierensuffizienz


Infusionsstop

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5.3 Osmotherapie in der OphthalmologieIn der Ophthalmologie wird Mannitol 20 % bei akutem Glaukom und vor Kataraktope-rationen verabreicht. Es vermindert das intraokulare Volumen, besonders das des Glas- körpers. Im Allgemeinen werden 500 ml Mannitol 20 % infundiert. Das Maximum der Drucksenkung liegt bei Infusionsende und in den folgenden 15 – 20 Minuten.

Kontraindikationen für Osmotherapeutika:Osmodiuretika sind grundsätzlich kontraindiziert bei Dehydration ohne vorherige und an-schliessende Rehydration. Ebenso bei Herzinsuffizienz, da sie das zirkulierende Blutvolu-men erhöhen, das Herz zusätzlich belasten und ein Lungenödem verstärken können.

Wichtige Hinweise zu Osmotherapeutika:Mannitol 20 % ist ausschliesslich zur Osmotherapie geeignet. Unter der Osmotherapie sind Kontrollen des Venendruckes sowie von Blutdruck und Puls erforderlich. Hypertone Lösungen streng intravenös verabreichen, um Gewebsnekrosen zu vermeiden! Vorbeste-hende Dehydration beseitigen. Rehydration richtet sich nach den Kreislaufgrössen. Elektrolyte gezielt substituieren. Elektrolyt-Haushalt vor Therapie korrigieren und wäh-rend der Anwendung überwachen. Urinausfuhr kontrollieren (Dauerkatheter legen). Bei Übelkeit und Kopfschmerzen Tropfgeschwindigkeit reduzieren.

Die Konzentration der 20 %igen Lösung liegt beim bzw. über dem Sättigungsgrad. Deshalb ist eine Auskristallisation bei Temperaturen unter 25 °C (z. B. während des Transports oder der Lagerung) möglich. Die Auflösung dieser Kristalle kann durch Erwärmen in einem Wärmeschrank / Wasserbad bei 50 °C (Flaschen vorzugsweise in liegender Position) erfol-gen.

6. Infusionslösungen zur parenteralen Ernährung

6.1 Klinische ErnährungDie Indikation für eine klinische Ernährung / Ernährungstherapie ist bei jenen Patienten gegeben, die mittels normaler Ernährungsformen nicht bedarfsadaptiert ernährt werden können. Zusammenfassen lässt sich dies in der Aussage: «Eine Ernährungstherapie ist indiziert, wenn der Patient nicht oder nicht ausreichend essen kann, darf oder will.»

Bei der klinischen Ernährung werden dem Applikationsweg entsprechend zwei Therapie-konzepte unterschieden, nämlich die parenterale Ernährung (PE) und die enterale Ernäh-rung (EE).

Wenn eine enterale Aufnahme nicht möglich oder nicht ausreichend ist, werden die Sub-strate parenteral, d. h. intravenös zugeführt.

Häufig kommt es auch zu einer kombinierten Anwendung beider Therapiesysteme.

6.2 Bestandteile der parenteralen ErnährungFolgende Substrate sind Bestandteile einer vollständigen parenteralen Ernährung:

6.2.1 AminosäurenWichtigste Aufgabe der Ernährungstherapie ist die Erhaltung bzw. die Wiederherstellung des Eiweissbestandes des Organismus. Ziel einer optimalen Eiweisszufuhr liegt in der Ver-hinderung gravierender Eiweissverluste, in der Verbesserung des Ernährungszustandes und in der ausreichenden Synthese entsprechender Proteine (Gerinnung, Akutphase, Wund- heilung). Zur parenteralen Eiweisszufuhr werden Aminosäurelösungen verwendet.

Der Tagesbedarf bei totaler parenteraler Ernährung beträgt ca. 1 – 1.5 g / kgKG und Tag (max. 2 g / kgKG). Der Energiegehalt von Aminosäuren und Proteinen beträgt ca. 4 kcal / g. Der Stickstoffgehalt (N) von Aminosäuren (AS) beträgt im Durschnitt 1 g pro 6.25 g AS.


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6.2.2 KohlenhydrateDie Hauptaufgabe der Kohlenhydrate ist die Energiebereitstellung. In der parenteralen Ernährung wird die Glucose eingesetzt, da sie in allen Organen verwendet werden kann.

Glucose ist ein natürliches Substrat der Zellen und wird überall im Organismus verstoff-wechselt. Einzelne Gewebe und Organe wie ZNS, Knochenmark, Erythrozyten, Tubulus-epithelien und das Granulationsgewebe decken ihren Energiebedarf ausschliesslich aus Glucose. Daneben dient Glucose als Baustein für verschiedene Zellsubstanzen. Desweite-ren stimuliert Glucose die Sekretion von Insulin, dem wichtigsten anabolen Hormon.

Eigenschaften der Glucose ■ Energielieferant für alle Zellen■ Energielieferant für Proteinsynthese■ Essentieller Energieträger für ZNS u. a.■ Energiespeicherung als Glycogen■ Baustein für Glycoproteine, Nucleotide u. a. ■ Stimulation der Insulinsekretion

Der minimale Tagesbedarf an Glucose beim gesunden Erwachsenen ist ca. 100 – 150 g (für die obligat glucoseabhängigen Organe wie ZNS etc.).

Die maximale Tagesmenge ist ca. 250 – 350 g (max. 5 g / kgKG / Tag).

Werden dem Organismus 350 g Glucose angeboten, wird die Glucose in der Leber in Fett umgewandelt und gespeichert. Cave Fettleber! Bei dieser Fettsynthese werden enorm hohe Mengen an CO2 freigesetzt, die vom Patienten abgeatmet werden müssen. Eine zu hohe Glucosezufuhr kann die Ursache sein für respiratorische Probleme beim Intensiv-patienten.

Der Energiegehalt von Glucose beträgt 4 kcal / g. Der Energiebedarf eines 75 kg Patienten beträgt ca. 2000 – 2500 kcal. Da die täglich «erlaubte» Glucosemenge aber nur ca. 300 g beträgt, kann der Energiebedarf durch Glucose allein nicht gedeckt werden. Deshalb sind Lipide (Fette) als weitere Energieträger von enormer Bedeutung in der parenteralen Ernährung.

6.2.3 Lipide (Fette)Fette sind chemische Verbindungen aus Fettsäuren und Glycerin (Triglyceride). Je nach Länge der Kohlenstoffketten der Fettsäuren unterscheidet man zwischen langkettigen Tri-glyceriden (LCT) und mittelkettigen Triglyceriden (MCT). Innerhalb der Fettsäuren werden je nach Anzahl der Doppelbindungen unterschieden:

gesättigte Fettsäuren keine Doppelbindung z. B. Palmitinsäureeinfach ungesättigte Fettsäuren 1 Doppelbindung z. B. Ölsäuremehrfach ungesättigte Fettsäuren 2 Doppelbindungen z. B. Linolsäure

Da Fette praktisch nicht wasserlöslich sind, werden sie für die parenterale Applikation in emulgierter Form eingesetzt. Die Grösse der Fetttropfen (Chylomikronen=Lipomikronen) liegt dabei in der Grössenordnung von 0.2 – 1 μm. Als Emulgator kommen natürliche Phos-phatid-Gemische zum Einsatz, deren Hauptbestandteil Ei-Lecithin ist.

Dosierung / InfusionsgeschwindigkeitPrinzipiell sollten Fettemulsionen so langsam und kontinuierlich wie möglich infundiert werden. Allgemein gelten folgende Dosierungsrichtlinien:

Patient Dosierung InfusionsgeschwindigkeitErwachsene # 2 g / kgKG Tag # 0.15 g / kgKG Stunde

Kinder # 3 g / kgKG Tag # 0.15 g / kgKG Stunde


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Besonders bei dem Beginn der Fettapplikation ist auf eine langsame Infusionsgeschwindig- keit zu achten.

Fettemulsionen sind hochkonzentrierte Energieträger. 1 g Fettemulsion liefert bei Ver-stoffwechslung ca. 9 kcal. Der Tagesbedarf beträgt ca. 1 – 1.5 g / kgKG und Tag (max. 1.8 g / kgKG / Tag). 6.2.4 VitamineVitamine zählen zu den essentiellen, d. h. vom Organismus nicht bzw. nicht in adäquater Menge synthetisierbaren Substanzen und müssen daher exogen zugeführt werden. Sie werden gemäss ihrer Löslichkeit unterteilt in wasser- und fettlösliche Vitamine:

wasserlösliche Vitamine fettlösliche VitamineThiamin (B1) Retinol (A)

Riboflavin (B2) Calciferol (D)

Pyridoxin (B6) Tocopherol (E)

Nicotinamid Phyllochinon (K)

Folsäure

Cobalamin (B12)

Ascorbinsäure (C)

Pantothensäure

Biotin

Tabelle 13: Vitamine

Vitamine besitzen z. B.: klinische Relevanz hinsichtlich einer Vielzahl versch. Bereiche wie:Wundheilung A, B6, B12, CHeilung von Frakturen C, DEnergiestoffwechsel B1, B2, B6, B12, CImmunsystem B6, Folsäure, KBlutgerinnung B12, KRadikalfänger C, E

Die fettlöslichen Vitamine können im Organismus in unterschiedlichem Masse gespeichert werden. Dies ermöglicht im Einzelfall eine endogene Versorgung über Wochen. Das Aus-mass der Speicherung hängt vom Ernährungszustand ab. Eine Zufuhr ist daher besonders bei längerfristiger parenteraler Ernährung sowie bei schlechtem Ernährungszustand auch kurzfristig erforderlich.

Wasserlösliche Vitamine, mit Ausnahme von Cobalamin, können kaum gespeichert werden und sind daher auch bei kurzzeitiger parenteraler Ernährung zu substituieren.

6.2.5 SpurenelementeSpurenelemente sind anorganische Elemente, die für den Organismus notwendig sind und bei deren Mangel Leistungsdefizite auftreten. Spurenelemente sind im Organismus an vielfältigen Reaktionsmechanismen beteiligt. Mit zunehmendem Energieumsatz steigt der Spurenelementumsatz an, z. B. zeigt sich ein erhöhter Zinkbedarf bei Kohlenhydratzufuhr.

Spurenelemente können bei einer Unterversorgung zu uncharakteristischen metaboli-schen Störungen führen. Bei anhaltender unzureichender Zufuhr kommt es zu endgül- tigen, für jedes Element charakteristischen Mangelsymptomen. Wird ein Mangel nicht ausgeglichen, kann dies zu irreversiblen Schäden bis hin zum Tod führen.


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Tabelle 14 zeigt den täglichen Bedarf an Spurenelementen bei einer parenteralen Ernährung.

Spurenelement Bedarf / Tag mg μmol

Eisen 0.5 – 5.0 9 – 90

Zink 2.5 – 4.0 38 – 61

Mangan 0.15 – 0.8 3 – 15

Kupfer 0.5 – 1.5 8 – 24

Chrom 0.01 – 0.02 0.2 – 0.4

Molybdän 0.01 – 0.03 0.1 – 0.3

Selen 0.02 – 0.05 0.3 – 0.6

Fluorid 0.5 – 1.0 25 – 50

Jodid 0.07 – 0.3 0.6 – 2.4Tabelle 14: Täglicher Bedarf Erwachsener an Spurenelementen

HinweiseDetaillierte Ausführungen zu der sehr komplexen Thematik «klinische Ernährung» würden den Rahmen dieser Übersichtsbroschüre sprengen. Deshalb verweisen wir auf die ein-schlägige Fachliteratur und / oder auf folgende Internetseiten:

■ www.geskes.ch■ www.nutrition-partner.com■ www.ernaehrung.bbraun.com


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1. Starre, nicht kollabierbare Infusionsbehälter

1.1 Infusionsbehälter aus GlasGlasflaschen waren früher das Standardbehältnis, sie wurden und werden aber zuneh-mend von halbstarren Kunststoffbehältnissen oder Infusionsbeuteln abgelöst. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften sind Glasflaschen für spezielle Lösungen (z. B. Aminosäure-Lösungen) und Anwendungen immer noch das Mittel der Wahl.

Die Glasflasche weist verschiedene Vorteile auf: ■ Sie ist durchsichtig (transparent), ein Kriterium, das besonders wichtig ist zum

Erkennen von Ausflockungen, Verfärbungen, Ausfällungen etc. ■ Sie ist gasdicht und chemisch inert, d. h. sie reagiert chemisch nicht mit den verschie-

denen Inhaltsstoffen der Lösung (sehr wichtig z. B. bei Medikamentenapplikation!). ■ Ein starrer Behälter wie die Glasflasche kollabiert nicht und behält daher ihre ursprüngliche Form während der gesamten Infusionsdauer bei. Das bedeutet, dass man mit der Glasflasche eine exakte Bilanzierung mit linearer Skala durchführen kann.

Den Vorteilen der Glasflasche stehen aber auch mindestens ebenso viele Nachteile ent-gegen. Die Glasflasche■ ist zerbrechlich ■ ist relativ schwer■ ist nicht sehr griffig■ muss belüftet werden, d. h. am Infusionsende ist eine genaue Überwachung nötig, um eine Luftembolie zu vermeiden■ ist für eine Druckinfusion völlig ungeeignet ■ muss an der Einstichstelle desinfiziert werden■ weist eine erhebliche Partikelbelastung auf


100 ml 250 ml 500 ml 1000 ml

100 ml 250 ml 500 ml 1000 ml

Halbstarre Kunststoffbehältnisse – Ecoflac® plus

Kollabierbarer Weichbeutel – Ecobag®

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■ Relativ hohe Gasdurchlässigkeit (Oxidationsgefahr), deshalb ungeeignet für Aminosäuren, Fettemulsionen und oxidationsempfindliche Substanzen / Medikamente■ Bilanzierbarkeit sehr ungenau■ Bei der Entsorgung / Verbrennung entsteht umweltschädigende Salzsäure■ Eine Vielzahl von Medikamenten wird von PVC adsorbiert; die Wirksamkeit dieser Medikamente ist dadurch naturgemäss vermindert bzw. nicht mehr vorhanden

Als Hauptvorteil des PVC-Beutels wird vom Anwender meist «das geschlossene System» genannt, d. h. der Beutel enthält praktisch keine Luft und daher ist eine Luftembolie aus-geschlossen. Luftfreie Behälter sind generell bestens zur Druckinfusion geeignet.

2.2 Kollabierbare Polyethylen (PE) bzw. Polypropylen (PP)-BehälterIn Europa hat sich in den letzten 10 Jahren der kollabierbare, halbstarre Kunststoffbe-hälter (PVC- und latexfrei) am meisten durchgesetzt, da er sehr anwenderfreundlich ist und eine Reihe von praxisgerechten Vorteilen aufweist. Der Vorreiter dieses Behältertyps ist der in vielen Ländern sehr verbreitete Ecoflac® plus (B. Braun), der folgende Eigen-schaften aufweist:■ Kollabiert vollständig und ohne Belüftung wie ein flexibler Weichbeutel: «geschlossenes System»■ Unzerbrechlich und relativ geringes Gewicht■ PE ist ein sog. inertes Material, d. h. es verhält sich «neutral» zu praktisch allen Medikamenten: keine Adsorption■ Relativ gute Bilanzierbarkeit■ Standfest und anwenderfreundlich (einfaches «Handling»)■ Relativ grosse Zuspritzvolumina (besonders bei vorhergehender Luftentnahme): wichtig bei Zytostatikazubereitung■ Sehr geringe Partikelbelastung■ Geringes Abfallvolumen (Behälter kollabiert) / geringes Abfallgewicht■ Beim Verbrennen entsteht nur CO2 und H2O■ Totales stoffliches Recycling möglich (reines PE)

1.2 Starre Infusionsbehälter aus KunststoffSie bestehen meist aus Polypropylen (PP) oder LD Polyethylen (LD = Low density). Im Prin-zip sind ihre Handling-Eigenschaften der starren Glasflasche sehr ähnlich, allerdings mit dem Vorteil, dass der Kunststoffbehälter nicht zerbrechlich ist und auch nicht das hohe Eigengewicht der Glasflasche aufweist. Starre Kunststoffbehälter für Infusionen sind im europäischen Raum kaum anzutreffen, während halbstarre Infusionsbehälter inzwischen fest etabliert sind und sich breiter An-wendung erfreuen. Der starre Kunststoffbehälter hat praktisch nur noch als Spüllösungsflasche (viereckige oder runde Form) in der Chirurgie oder auch in der Urologie seinen festen Platz.

2. Kollabierbare Infusionsbehälter aus Kunststoff mit und ohne Luft

2.1 PVC-BeutelIn Europa werden PVC-Beutel aus Gründen der Umweltbelastung bei der Entsorgung / Verbrennung immer weniger verwendet.Beim Verbrennen von PVC entsteht u. a. hochaggressiver Chlorwasserstoff (= Salzsäure). Ausserdem enthalten PVC-Beutel auch immer Weichmacher, die mehr oder weniger aus der Beutelfolie herausgelöst werden können und die besonders bei Kindern toxische Effek-te im Organismus hervorrufen können. Da die «Handlingseigenschaften» des äusserst wei-chen PVC-Beutels bei Anwendern sehr beliebt sind, ist der PVC-Beutel in vielen Ländern noch relativ stark verbreitet (UK / Amerika / Asia Pacific), aber der Trend geht auch in diesen Ländern eindeutig in Richtung «flexible, aber umweltschonende» Infusionsbeutel.

Eigenschaften des PVC-Beutels: ■ Hohe Partikelbelastung■ Setzt Weichmacher (Phtalate) frei; potentiell toxische Effekte möglich■ Relativ hohe H2O-Durchlässigkeit; bei zunehmender Temperatur und Lagerzeit kann der Wasserverlust erheblich sein; daraus resultiert eine relativ geringe Haltbarkeitsdauer

(1–2 Jahre)


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Neben den vielen Vorteilen der luftfreien flexiblen Weichbeutel gibt es aber auch einige wesentliche Nachteile:■ Keine Standfestigkeit (im Gegensatz zum halbstarren Behälter)■ Spezielle Halterungen nötig beim Medikamententransfer (liegender Beutel)■ Zuspritzvolumina geringer als beim halbstarren Behälter■ Bilanzierbarkeit sehr ungenau! Diese hat lediglich orientierenden Charakter

2.4 Konzept «Zu zweit geht alles besser»Wie bereits erwähnt, ist der Hauptvorteil der flexiblen luftfreien Weichbeutel die Anwen-dung bei der Druckinfusion.

Flexible luftfreie Weichbeutel stellen somit die ideale Ergänzung dar für die bereits unter 2.2 beschriebenen halbstarren Kunststoffbehälter. Letztere sind die beste Wahl für alle Routine-Anwendungen im gesamten Spital. Form und Funktion der halbstarren Behälter (z. B. Ecoflac® plus B. Braun) sind perfekt auf die täglichen Herausforderungen eines mo-dernen Spitalbetriebes abgestimmt. Ein standfester, halbstarrer und trotzdem total kolla-bierender PE-Behälter bietet dem Anwender die notwendige Stabilität beim Zuspritzen von Additiven und Medikamenten. Zusätzlich haben diese modernen halbstarren Behäl-ter zwei getrennte Zuspritz- und Anstichports, sind transparent und inert und selbstver-ständlich sind auch sie PVC- und latexfrei.

2.3 Flexible, PVC- und latexfreie Infusionsbeutel (ohne Luft)Speziell für die Anwendung in der Anästhesie und Notfallmedizin wurden von verschiede-nen Herstellern luftfreie, total kollabierbare Weichbeutel hergestellt, die gerade wegen dieser Eigenschaft für die Anwendung bei Druckinfusionen besonders geeignet sind. Bei der Druckinfusion muss der Infusionsbehälter luftfrei sein, da sonst die Gefahr einer Luftembolie besteht, besonders wenn sich der Infusionsbeutel in einer Druckmanschet-te befindet und die Infusion unbeaufsichtigt läuft. Solche moderne, umweltschonende Infusionsbeutel müssen natürlich zusätzlich auch transparent und inert (keine Medika-mentenadsorption an der Beutelfolie) sowie universell einsetzbar sein. Zusätzlich sollten sie PVC- und latexfrei sein und bei der Verbrennung nur CO2 und H2O freisetzen. Sehr vorteilhaft bei diesen modernen flexiblen Weichbeuteln sind auch die garantiert sterilen, getrennten Zuspritz- und Anstichports, die diese Beutel besonders für die Zubereitung und Applikation von Zytostatika geeignet machen. Häufig bestehen diese flexiblen Weichbeu-tel aus einer Mehrschichtenfolie, wobei die mit der Infusionslösung in direktem Kontakt stehende Folienschicht inert sein muss und deshalb meist aus PE oder PP besteht (z. B. Ecobag® i.v. B. Braun). Praktisch alle weltweit verwendeten, flexiblen luftfreien Infusions-beutel haben einen Umbeutel, der einerseits einen mechanischen Schutz für die relativ empfindliche Beutelfolie darstellt, anderseits aber auch den Wasser- und Gasaustausch beeinträchtigt und somit wesentlich zur Verlängerung der Haltbarkeitsdauer der ent-sprechenden Beutelinhalte (Infusionslösungen) beiträgt.

In seltenen Fällen (z. B. Transplantationschirurgie) werden auch «aussen» keimfreie Infu-sionsbeutel gefordert, was ebenfalls durch den im Umbeutel autoklavierten (= dampf-sterilisierten) Infusionsbeutel gewährleistet ist.

Eine weitere sehr anwenderfreundliche Eigenschaft total kollabierbarer luftfreier Weich-beutel ist das äusserst geringe Abfallvolumen und das sehr geringe Abfallgewicht.


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Durchlässigkeit für Sauerstoff. Das ist eine absolut notwendige Eigenschaft für TPN- Folien, wenn eine längere Haltbarkeit (z. B. 2 Jahre) für die einzelnen Substrate, vor allem für die Lipidkomponente gewährleistet sein soll.

Die Kammer mit der Fettemulsion muss extrem sauerstoffgeschützt sein, damit die Fett-emulsion nicht oxidiert werden kann und dadurch auch keine toxischen Peroxide entste-hen können. Deshalb sind alle handelsüblichen TPN-Beutel zusätzlich mit einem Umbeutel versehen und meistens liegt zwischen dem TPN-Beutel und dem Umbeutel sogar noch ein Antioxidans, um eine Peroxidbildung über die gesamte Laufzeit des Produktes zu verhin-dern. Das Antioxidans kann z. B. ein Salz mit niedriger Oxidationsstufe sein (z. B. Eisen II-Salz), welches eine hohe Affinität zu O2 aufweist.

Zusätzlich zur antioxidativen Eigenschaft der «TPN-Folie» sollte diese auch transparent, PVC- und latexfrei sein und die TPN-Beutel müssen mit getrennten Anstich- und Zuspritz-ports versehen sein.

Eine der ersten TPN-Folien mit all den o. g. Eigenschaften war die sog. «V90-Folie», die Anfang der 90er Jahre von der B. Braun Medical AG entwickelt und zuerst nur für Zwei-kammerbeutel (Glucose / Aminosäuren) unter dem Handelsnamen Nutriflex® eingesetzt wurde. Mitte der 90er Jahre wurde dann von der gleichen Firma der 1. Dreikammerbeutel in Europa mit der V90-Folie gefertigt und unter dem Markennamen Nutriflex® Lipid in den Handel gebracht.

Mittlerweile bieten mehrere Firmen weltweit Mehrkammerbeutel mit O2-undurchlässiger Folie für die parenterale Ernährung an.

Aus der Vielzahl der inzwischen weltweit verfügbaren Behältertypen und Folienmateria-lien muss letztlich der Therapeut und der Anwender die für den Patienten und sein Krank-heitsbild optimal geeigneten Materialien und Produkte auswählen.

3. Behältertypen für die totale parenterale Ernährung (TPN)

Bei der parenteralen Ernährung gibt es prinzipiell 3 verschiedene Möglichkeiten, und auch drei verschiedene Behältertypen, um die Substrate und Mikronährstoffe dem Patienten intravenös zuzuführen. Die Applikation der TPN-Substrate kann erfolgen

■ Als Einzelkomponenten in getrennten Behältern (meistens Glasflaschen). Pro Infusions- behälter ist eine Infusionspumpe nötig.

■ Mittels Mischbeuteln, d. h. unter keimarmen Bedingungen (Laminar flow) werden die leeren Mischbeutel mit den einzelnen Nährsubstraten und mit Vitaminen und Spuren-elementen durch geschultes Fachpersonal (Spitalapotheke) befüllt. Anschliessend kann diese individuelle «TPN-Rezeptur» dem jeweiligen Patienten verabreicht werden (sog. «Compounding»).

■ Durch industriell gefertigte, befüllte und sterilisierte Zwei- und Dreikammerbeutel, die nach Durchmischen der voneinander getrennten Kammerinhalte eine sog. «All-in-one»-Mischung darstellen und so dem Patienten über 24 Stunden oder länger (meist mit Hilfe einer Infusionspumpe) verabreicht werden können.

Während die Behälter von Einzelkomponenten meist aus Glas bestehen, sind die Misch-beutel und auch die industriell befüllten Mehrkammerbeutel aus Kunststoff: Die leeren Mischbeutel, die beim sog. «Hospital Compounding» verwendet werden, bestehen mei-stens aus EVA (Ethyl-Vinyl-Acetat), einer transparenten und vor allem sehr weichen und umweltschonenden Kunststoff-Folie.

In der Schweiz ist das Hospital Compounding hauptsächlich in der Pädiatrie etabliert und spielt auch noch bei der heimparenteralen Ernährung eine gewisse Rolle, während es bei der parenteralen Ernährung für Erwachsene fast ganz von den industriell gefertigten «All-in-one»-Mischlösungen verdrängt wurde.

Die Letzteren sind als Zwei- und Dreikammerbeutel verschiedener Hersteller im Handel, wobei eine Eigenschaft allen diesen Beuteln gemeinsam ist, nämlich eine sehr geringe


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1. Medikamenten-Zubereitung

Bei der Zubereitung von Präparationen gilt das grösste Augenmerk der Sicherheit. Eine sichere Verabreichung von Lösungen oder Lyophilisaten, insbesondere Zytostatika, steht im Vordergrund.

Verschiedene Transfer-Sets stehen für die Entnahme und das Zusammenführen von Medikamenten zur Verfügung.

Entnahme- und Zuspritzspikes für MehrdosenbehältnisseMehr Sicherheit, Komfort und Wirtschaftlichkeit für die Arzneimittelzubereitung. Leich-teres Arbeiten und verbesserte Hygiene bei der Mehrfachentnahme durch grosse, dicht-schliessende Klappe und berührungsgeschützten Konnektor:

■ Mini-Spike mit Belüftungsfilter, ohne Partikelfilter (grüner Schnappverschluss) Reduziertes Kontaminationsrisiko bei Entnahme und Präparation durch eingebauten bakteriendichten 0.45 µm Belüftungsfilter.

■ Mini-Spike Filter, mit Partikelfilter (blauer Schnappverschluss) Reduziertes Kontaminationsrisiko bei Entnahme und Präparation durch eingebauten bakteriendichten 0.45 µm Belüftungsfilter und 5 µm Partikelfilter.

■ Mini-Spike Chemo mit aerosoldichtem Belüftungsfilter und Partikelfilter (roter Schnappverschluss) Zuverlässiger Schutz vor toxischen Substanzen bei der Zubereitung von Zytostatika-

Lösungen durch einen aerosoldichten 0.2 µm Belüftungsfilter. Reduziertes Kontamina-tionsrisiko bei Entnahme und Präparation durch einen 5 µm Partikelfilter.


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Alle Mini-Spikes sind auch als V-Version erhältlich. Nebst dem Belüftungs- und / oder Partikelfilter bietet ein integriertes Zweiwegventil einen Auslaufschutz bei kopfüber ste-henden Behältnissen.

Mini-Spike Mini-Spike Filter Mini-Spike Chemo Mini-Spike Chemo Vmit integriertem Luftfilter mit integriertem Partikel- mit integriertem Aerosolfilter mit integriertem Ventil filter

Ecoflac® ConnectDas geschlossene Verbindungssystem Ecoflac® Connect ist nicht nur einfach zu bedienen, es minimiert die Kontami - nationsgefahr, verhindert Medikationsfehler und ist besonders gut für die Verabreichung von Antibiotika geeignet.

Geschlossenes System ■ Jederzeit ersichtlich, was verabreicht wird■ Reduktion von nosokomialen Infektionen ■ Nadelfrei – Vermeidung von Nadelstich-

verletzungen■ Zeitsparend – weniger

Arbeitsschritte, Entsorgung als Ganzes

Ecoflac® MixBei der Zugabe des Inhaltes ganzer Injektionsflaschen empfiehlt sich die Verwendung der Transfer-Kappe Ecoflac® Mix. Sie ist speziell für die Twincap (Zugabeport des Ecoflac® plus Behältnisses) konzipiert worden. Die Ergonomie gewährleistet einen sicheren Halt des Transfer-Sets auf dem Behältnis und ermöglicht ein zuverlässiges Auflösen von Lyophili-saten oder Mischen von Lösungen und Medikamenten.

Doppeldorn Transofix®

Eine andere Möglichkeit zur Überführung von Lyophilisaten, zum Mischen von Lösungen und Medikamenten (bei Behältnissen mit grösserem Konus) stellt der Doppeldorn Transofix® dar. Er wird auch oft zum Ausgiessen von Flüssigkeiten verwendet.

Schutzfolie entfernen Ecoflac® Mix auf die Behäl-terkappe aufsetzen

Stechampulle auf den Ecoflac® Mix aufsetzen

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Durch leichtes, mehrmali-ges Drücken auf die Behäl-terwand das Lyophilisat /Pulver auflösen

Zurückführen des aufgelö-sten Arzneimittels in den Ecoflac® plus-Behälter

Mit dem Ecopin® lassen sich die Anstechports von Ecoflac® plus Behältern manipulations- sicher verschliessen (z. B. bei Zytostatikazugabe).

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Ecoflac® Connect

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2. Applikation der Infusionen

Die Ansprüche an Versorgung und Pflege sind kontinuierlich gewachsen, und damit hat sich auch die Erwartungshaltung gegenüber Produkten für die Applikation der Infusion ver-ändert. Ziel ist es, die Patienten optimal und mit Produk-ten zu versorgen, die sich mit einem höchsten Anspruch an Sicherheit und Anwendungskomfort für Patient und Fachper-sonal auszeichnen. Es gibt ein Infusionsgerät, das die tägliche Arbeit erleichtert und sich für die wirtschaftliche Durchfüh-rung von Infusionen sowie die optimierte Sicherheit in der Anwendung ausweist.

Intrafix® SafeSet: Das spezielle Infusionsgerät, das automa-tisch entlüftet und vor Luftinfusionen schützt. Das Intrafix® SafeSet für Druck- und Schwerkraftinfusionen mit zwei innovativen Produktmerkmalen - Air Stop und Prime Stop – senkt die Komplikationsrate, reduziert die Mani- pulationen und erleichtert dadurch entscheidend die tägliche Anwendung.

■ AirStop: der zusätzliche Schutz vor Luftinfusionen. Die einzigartige Filtermembran in der Tropfkammer sichert den Stopp der Infusion auf dem Niveau des Tropfkammerbodens und verhindert so den Eintritt von Luft in die Verbindungs-leitung.

■ PrimeStop: die Schutzkappe mit integrierter flüssigkeits-abweisender Membran für die bequeme und zeitsparende automatische Entlüftung, ohne Lösungsverlust. Das Konta-minationsrisiko vorbereiteter Lösungen wird verringert.

Discofix® CAls unverzichtbarer Bestandteil von Infusionssystemen spielen Dreiwegehähne eine entscheidende Rolle im Rahmen moderner, komplexer Behandlungskonzepte die den Einsatz hochdosierter und –wirksamer Arzneimittel vorsehen.

Discofix® C ist der spannungsrissbeständige Dreiwege-hahn für eine Infusionstherapie und Monitoring mit Sicherheit ohne Kompromisse.

■ 100 %ige Arzneimittelbeständigkeit, dauerhafte leckagefreie Verbindungen auch im Langzeit-Einsatz

■ Taktiles Signal für spürbare Sicherheit, komfortable und exakte Positionierung des Drei-wegehahnes

■ Die drehbare Überwurfmutter ermöglicht den problemlosen, schnellen Anschluss ans Infusionssystem und gewährleistet eine zuverlässige Systemverbindung.

■ Lernen Sie den bequemen, nadelfreien Zugang für die Durchführung von Injektionen und Blutentnahmen schätzen.

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3. Intravenöse Verabreichung

Die Venenverweilkanüle, oder auch peripherer Venenkatheter genannt, dient der Flüssig-keitstherapie oder der intravenösen Applikation von Medikamenten, ohne den Patienten mehrmals mit Einstichen zu belasten. Auch Bluttransfusionen werden im Allgemeinen über Venenverweilkanülen appliziert.

Zunehmend werden Sicherheitskanülen eingesetzt, um das Risiko von Nadelstichver- letzungen und einer Infektion mit HIV, Hepatitis C oder Hepatitis B zu vermindern. Bei der Entfernung der Stahlkanüle aus dem Polyurethan-Katheter, welcher in der Vene liegt, wird automatisch ein Schutz - eine Metallklammer - über die Spitze der Kanüle gefahren.

Vasofix® Safety Die Sicherheits-Venenverweilkanüle mit Zuspritzport■ Einfache Punktion in unterschiedlichsten Winkeln■ Mühelose Katheterinsertion■ Selbstaktivierende Clip-Technik sichert die Kanülenspitze■ Hygienische Arzneimittelverordnung über den Zuspritzport

Introcan® SafetyDie Sicherheits-Venenverweilkanüle ohne Zuspritzport■ Einfache Punktion in unterschiedlichsten Winkeln■ Mühelose Katheterinsertion■ Selbstaktivierende Clip-Technik sichert die Kanülenspitze

Verschlusskonen / StopfenCombi-Stopper Verschlusskonen in den verschiedenen Farben rot, weiss und blau

■ Luer-Lock weiblich und männlich■ Steriler Verschluss aller Arten von Anschlüssen am Infusionsset■ Sicherer Verschluss von vorgefüllten Spritzen

TEC 1000 (Tamper-evident syringe cap)manipulationssicherer Luer-Lock-Spritzenverschluss

■ Zweiteilige Verschlusskappe, bricht bei Öffnung entzwei■ Einzigartiges Blisterpack (à 10 Stück) zum einhändigen,

stabilen Aufsetzen des Verschlusses

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Im Unterschied zu peripheren Venenkathetern erlaubt ein zentralvenöser Venenkatheter (ZVK) die Zufuhr hochkonzentrierter Elektrolyt- und Nährstofflösungen und die Messung des zentralvenösen Druckes.

Certofix®

Mono- bis mehrlumige Cavakatheter-Bestecke zur Kathete-risierung der oberen Hohlvene nach der Seldinger-Methode mit der Möglichkeit zur intraatrialen EKG-Ableitung.

■ Problemloses Katheterlegen auch bei extrem schwierigen anatomischen Gegebenheiten durch die besonderen Eigen- schaften des Führungsdrahtes: 100 % knickfest, Zugfestigkeit und ideales Verhältnis zwischen Flexibilität und Elastizität

B. Braun verfügt über eine hochdifferenzierte Palette an ZVK-Produkten aus modernsten Werkstoffen und mit neusten Technologie–Instrumenten, die im klinischen Einsatz erfolgs-bestimmend sind.

Space vereinfacht die InfusionDank den Space Infusionspumpen ist die Medikamentenabgabe im Vergleich zur Schwerkraftinfusion um ein Vielfaches verein-facht und sicherer geworden. Die Langzeit-Fördergenauigkeit wird überwacht und konstant beibehalten, so dass sie nicht mehr stetig über die Tropfenregulierung angepasst werden muss. Die universell anwendbaren Space Pumpen können in Kombi-nation mit B. Braun Standard Verbrauchsmaterialien verwendet werden, so auch für Parenterale und Enterale Ernährung, sowie Bluttransfusionen und Schmerztherapien.

Zwei Pumpentypen – ein KonzeptDer kundenspezifisch konfigurierbare Perfusor® und Infusomat® Space verfügt über ein einheitliches Interface, welches den medizinischen und technischen Schulungsaufwand verringert, sowie die Arbeitsabläufe und Sicherheitsstandards optimiert. Das Space Sicherheitskonzept umfasst unter anderem eine in-tegrierte Medikamentendatenbank mit Hard- und Softlimits, Alarmdetektion durch neuste Sensorik und einen Anti-Free-Flow Mechanismus. Zudem unterstützt B. Braun Space alle gängigen Patienten Daten Management Systeme (PDMS) und ermöglicht somit eine lückenlose Therapiedokumentation für die digitale Patientenakte. Durch die Standardisierung der Infusionstechnik und den unterschiedlichsten Therapiemöglichkeiten können die Pumpen universell und stationsübergreifend eingesetzt werden; dies wiederum erhöht die Mobilität innerhalb und ausserhalb des Spitals. Dank den Prozessoptimierungen können Investi-tionsmittel effizienter eingesetzt sowie Betriebs- und Verwal-tungskosten reduziert werden.

B. Braun Medical AG | Hospital Care | Seesatz 17 | 6204 SempachTel. 0848 83 00 44 | Fax 0800 83 00 43 | [email protected] | www.bbraun.ch

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Informationsportal für Spitalapotheker■ Aktuelle physikalisch-chemische Kompatibilitätsdaten■ Osmolaritäten-Rechner■ FAQ zur Infusionstherapie

pharmacists.bbraun.ch

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Grundlagen der Infusionstherapie - B. Braun Schweiz · 6 7 I. Allgemeines zur Infusionstherapie 1. Historische Entwicklung Mit der Entdeckung des Blutkreislaufs durch William Harvey