Die Alveolargasgleichung
Dieses Kapitel ist besonders relevant für Abschnitt F9(iv) des CICM-Primärlehrplans 2017, in dem von den Prüfungskandidaten erwartet wird, dass sie in der Lage sind, „die gebräuchlichen Gleichungen der Atmung zu verstehen“. Obwohl es keine spezifischen CICM-Prüfungsfragen gibt, die direkt nach dieser Gleichung fragen, verlangt praktisch jede ABG-Frage, dass der Kandidat den A-a-Gradienten berücksichtigt, was die Alveolar-Gas-Gleichung unabdingbar macht.
Kurz gesagt, beschreibt diese Gleichung die Konzentration von Gasen in der Alveole und erlaubt uns somit, fundierte Vermutungen über die Effektivität des Gasaustauschs anzustellen. Daraus lassen sich spannungsbasierte Indizes der Oxygenierung wie der A-a-Gradient oder das a/A-Verhältnis (ausgedrückt in Prozent) berechnen. Häufig übernimmt das ABG-Gerät diese Arbeit für Sie, sofern Sie den FiO2-Wert eingegeben und angegeben haben, dass es sich um eine arterielle Probe handelt. Das Ergebnis wird in der Regel als pO2(a/A) angegeben.
Alveolengasgleichung
Ein hervorragender Artikel, der die Geschichte dieser Gleichung erforscht, behandelt die ursprüngliche Arbeit von Fehn, Rahn und Otis aus dem Jahr 1946. Die moderne Form der Gleichung lautet wie folgt:
So können wir bei Raumluft und auf Meereshöhe bestimmte Konstanten annehmen.
PAO2 = (0,21 x (760 – 47)) – (PaCO2 x 1.25)
Also:
PAO2 = (149 – (PaCO2 x 1.25)
Der Patient mit einem relativ normalen PaCO2 (sagen wir 40):
PAO2 = (149 – 50)
Ein normaler Mensch sollte also einen PAO2 von etwa 99 mmHg haben.
Oder für einen Patienten mit normalem PaCO2 und erhöhtem FiO2:
PAO2 = (FiO2 x 713) – 50
Natürlich ist es möglich, einen merkwürdigen respiratorischen Quotienten zu haben, aber dazu müssten wir den Gesamtkörper-VO2 und -VCO2 messen, was nur mittels indirekter Kalorimetrie möglich ist.
Wie hoch sollte also Ihr PAO2 bei einem bestimmten FiO2 sein? In mmHg lauten die Werte wie folgt:
| FiO2 21% | 100 |
| FiO2 30% | 164 |
| FiO2 40% | 235 |
| FiO2 50% | 307 |
| FiO2 60% | 378 |
| FiO2 70% | 449 |
| FiO2 80% | 520 |
| FiO2 90% | 592 |
| FiO2 100% | 662 |
Zusammengefasst, kann man sagen, dass für jede 10%ige Erhöhung des FiO2 der PAO2 um etwa 71-72 mmHg ansteigt.
Atmosphärisches Gasgemisch
Natürlich wäre es verfehlt, wenn wir nicht fragen würden: Warum titriert die Erde ihren FiO2 auf 21% (oder genauer gesagt 20,9%)?
Glücklicherweise wäre dies nicht der erste lächerliche Exkurs in die Physiologie. John F. Nunn hat zum Beispiel ein Kapitel (Kapitel 1 von Nunn’s Respiratory Physiology) über die Atmosphäre geschrieben. Darin bedankt er sich dafür, dass Treibhausgase die Existenz von Oberflächenwasser in den letzten 4000 Millionen Jahren ermöglicht haben, und er beklagt, dass die Sonne „unerbittlich darauf zusteuert, ein roter Riese zu werden, der schließlich die inneren Planeten einhüllen wird“. Leider verläuft der Rest des Lehrbuchs nüchtern auf einem geraden und vorhersehbaren Weg.
Eine bessere Einführung in das Thema bietet wahrscheinlich The Chemical Evolution of the Atmosphere and Oceans, von Heinrich D. Holland. Der Autor gesteht auf Seite 2, dass „die Bandbreite der im Buch behandelten Themen unangenehm groß ist“ und dass bei der Zusammenstellung des Manuskripts aufgrund der Masse an Informationen „ständig das Chaos drohte“. Für eine Monographie, die zwischen 1968 und 1981 geschrieben wurde, ist dies auf jeden Fall ein gutes Werk. Es verdient die Aufmerksamkeit all derer, die ihre CICM-Abschlussprüfungen hinter sich haben und sich noch für das geschriebene Wort begeistern können.