Medizinwelt | Medizinstudenten Charite | Basislehrbuch Innere Medizin | Wasser- und Elektrolythaushalt\nMedizinweltMedizinstudenten ChariteBasislehrbuch Innere MedizinBuchkapitelWasser- und Elektrolythaushalt\nDie FlüssigkeitsräumeFlüssigkeitsräume (Kompartimente)Kompartimente des Körpers.\nHomöostase im ICR und ECR:Homöostase:Intrazellulärraum (IZR)Homöostase:Extrazellulärraum (ECR)Extrazellulärraum (EZR):Homöostase Die Wasserbewegungen zwischen ICR und ECR werden durch den osmotischen Druck bestimmt, die Verschiebungen innerhalb des ECR zwischen Interstitium und Intravasalraum durch den hydrostatischen und den onkotischen Druck.\nFlüssigkeitsräume und ihre Flüssigkeitsräume:ElektrolytzusammensetzungElektrolytzusammensetzung:FlüssigkeitsräumeElektrolytzusammensetzung: Kompartimente:ElektrolytzusammensetzungDie im ICR etwas höhere Teilchenkonzentration ist die Folge der dort höher konzentrierten, nicht-diffusiblen Proteine (Donnan-Effekt).\nVeränderung des ICR- und ECR-Volumens durch Gabe von isotoner Kochsalzlösung und Mannitol.\nAuswirkung der Zufuhr von jeweils zwei Liter verschiedener Flüssigkeiten (ohne Berücksichtigung der physiologischen Gegenregulation).\nPhysiologische tägliche Wasserein- und -ausfuhr.\nRenin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS):PlasmavolumenregulationPlasmavolumenregulation:Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)Plasmavolumenregulation über das RAAS und nierenwirksame Peptide. Beide Mechanismen wirken über eine Regulation des extrazellulären Natrium-Gehaltes.\nOsmolalitätsregulation über den Osmolalitätsregulation:DurstmechanismusDurstmechanismus:OsmolalitätsregulationDurstmechanismus und die ADH-Osmolalitätsregulation:ADH-SekretionADH-Sekretion:OsmolalitätsregulationSekretion: Bei starken Volumenveränderungen wirken diese beiden Mechanismen aber auch bei der Volumenregulation mit.\nNatrium-Natrium-BestandBestand und Natrium-Natrium-KonzentrationKonzentration.\nUrsachen der Hyponatriämie:UrsachenHyponatriämie.\nUrsachen der Hypernatriämie.\nLaborbefunde bei Störungen des Natrium- und Wasserhaushalts.\nÜbersicht über die mögliche Pathogenese eines Ödeme:PathogeneseÖdems.\nÄtiologie und Pathogenese der isotonen und hypotonen Hyperhydratation.\nÜberblick über den Kalium-Haushalt.\nEKG-Veränderungen bei K+-Störungen.\nUrsachen der Hypokaliämie:UrsachenHypokaliämie.\nUrsachen der Hyperkaliämie:UrsachenHyperkaliämie.\nRegulation des Kalzium-Haushalts.\nHypokalzämie:ÄtiologieÄtiologie und Hypokalzämie:PathogenesePathogenese der Hypokalzämie.\nEinflüsse auf den pH-Wert des Blutes.\nNatrium-Reabsorption in der Niere. Die Tubuluszellen sind zur Sekretion von H+ im Austausch mit Na+ befähigt: Der (durch die Na+-K+-ATPase vermittelten) Ausschleusung von Na+-Ionen ins Interstitium folgt ein passiver Einstrom von Na+ aus dem Tubulus in die Zelle. An diesen Einstrom ist die Ausschleusung von H+ in den Tubulus gekoppelt. Das H+ entsteht durch Dissoziation von H2CO3, dessen Bildung aus CO2 und H2O durch die Karboanhydratase gefördert wird. Wird die Karboanhydratase (z. B. medikamentös) gehemmt, kann der proximale Tubulus kein H+ mehr ausscheiden.\nHäufige Ursachen von Azidose:UrsachenAlkalose:UrsachenAzidosen und Alkalosen.\nSäure-Base-Säure-Base-NomogrammNomogramm. Die Änderung des pCO2 ist entweder primär (bei respiratorischen Störungen) oder sekundär (bei metabolischen Störungen).\nDiagramm zu den primären Säure-Base-Säure-Base-Störungen:KompensationStörungen und ihrer Kompensation mit eingezeichnetem Beispiel. Die durchgezogenen Pfeile geben die pH-Abweichungen ohne Kompensation, die durchbrochenen Pfeile die pH-Abweichungen nach Kompensation an. Zu beachten ist, dass die Kompensation stets nur partiell ist, d. h. den pH-Wert nicht bis zum Ausgangswert korrigiert.\nIonenstruktur des Plasmas mit Anionen- und Kationenrest sowie Anionenlücke.\nDifferenzialdiagnose der metabolischen metabolischen Azidose:DifferentialdiagnoseAzidoseAzidose:metabolische. RTA renal-tubuläre Azidose; ETOH Ethylalkohol.\nDurchschnittliche Elektrolytkonzentrationen und tägliche Produktionsmengen von Körpersekreten (in mmol/l)Verbrennungen:ElektrolytkonzentrationenPankreassekret:ElektrolytkonzentrationenMagensaft:ElektrolytkonzentrationenKörpersekrete:ElektrolytkonzentrationenKolon:ElektrolytkonzentrationenGalle:ElektrolytkonzentrationenElektrolytkonzentrationen:KörpersekreteDünndarm:ElektrolytkonzentrationenDiarrhö:Elektrolytkonzentrationen\nSekret Na+ K+ Cl HCO3– H+ Menge (ml in 24 h)\nMagen 20–80 5–20 100–150 0 0–30 2.500\nGalle 120–140 5 100 60 0 500\nPankreas 120–140 5–15 40–80 100–150 0 1.500\nDünndarm 100–140 5–15 90–130 50 0 1.000\nKolon 60 70 15 30 0 200\nDurchfall 10–90 10–80 10–110 20–50 0 1.000–30.000\nVerbrennung 140 5 110 bis 30 0 (Protein: 3–5 g/dl) bis mehrere Liter\nDifferenzierung der Hyponatriämie nach Extrazellularvolumen und Natrium-Konzentration des Urins\nerniedrigte Urin-Natrium-Konzentration (< 30 mmol/l):\nextrarenale Na+-Verluste, z. B. durch\nerhöhte Urin-Natrium-Konzentration (> 30 mmol/l):\nrenale Na+-Verluste, z. B. durch\nNephropathie mit Salzverlust\nexzessive parenterale Zufuhr hypotoner Lösungen\nphysiologischer ADH-Exzess, etwa nach Operationen\nBeurteilung durch klinische Untersuchung (11.2, 11.4)\nDas SIADH kann bei geringer Salzzufuhr auch mit einer erniedrigten Urin-Natrium-Konzentration einhergehen\nKlinische Erscheinungen bei Störungen des WasserhaushaltsWasserhaushaltsstörungen:klinische ErscheinungenVolumenüberschuss:klinische ErscheinungenVolumenmangel:klinische Erscheinungen\nDen Intravasalraum betreffend\nverlangsamte Kapillarfüllung auf Fingerdruck(Rekapillarisierungszeit), gemessen z. B. durch Druck auf die Haut des Brustkorbs oder auf das Nagelbett – normal sind < 2 Sekunden\nvermehrte Jugularvenenfüllung (Stauung bei 45-Oberkörperhochlage deutet auf erhöhtes Volumen in den zentralen Venenabschnitten hin)\nhepatojugulärer Reflux (Jugularvenen füllen sich bei Druck auf die Leber)\nDen gesamten ECR betreffend\nverminderte Tränenproduktion (bei Kindern)\nSchweregrade der Dehydratation (mit Angabe der Wasserverluste in % des Körpergewichts)Dehydratation:Schweregrade\nLeicht (3–5 %) Mäßig (6–8 %) Schwer (9–12 %)\netwas trockene Schleimhäute\nleicht erhöhte Herzfrequenz\nverminderte Hautperfusion (verlängerte Füllungszeit auf Fingerdruck)\nSäure-Base-Störungen und ihre KompensationSäure-Base-Störungen:Kompensationrespiratorische Azidose:Kompensationrespiratorische Alkalose:Kompensationmetabolische Azidose:Kompensationmetabolische Alkalose:Kompensation\nArt der Störung Primäre Veränderung Kompensatorische Veränderung Berechnung der kompensatorischen Veränderung Mechanismus der Kompensation\nRespiratorische Azidose pCO2 HCO3– [HCO3–] pCO2/10 (bei chronischem Bestehen bis zu 4 so viel) Erhöhung der renalen Bikarbonat-Schwelle\nMetabolische Azidose H+ pCO2 pCO2 (1,5 [HCO3–]) + 8 alveoläre Hyperventilation\nRespiratorische Alkalose pCO2 HCO3– [HCO3–] 2 pCO2/10 (bei chronischem Bestehen bis zu 2,5 so viel) Erniedrigung der renalen Bikarbonat-Schwelle\nMetabolische Alkalose H+ pCO2 pCO2 [HCO3–] 0,6 alveoläre Hypoventilation\nNormwerte der Blutgasanalyse\nArterielles Blut Gemischt-venöses Blut Venöses Blut\npH 7,40 (7,37–7,44) 7,36 (7,31–7,41) 7,36 (7,31–7,41)\npCO2 in mmHg 35–45 41–51 40–52\nHCO3–in mmol/l 22–26 22–26 22–28\nBase Excess 2 bis +2 2 bis +2 2 bis +2\naus dem rechten Vorhof gewonnen mittels Pulmonalis-Katheter\nKörperwasser und seine Verteilung 876\nOsmotische Konzentration 881\nÜbergeordnete Steuerung 881\nDiagnostisches Vorgehen 883\nStörungen des Wasserhaushalts 889\nDiagnostisches Vorgehen 896\nStörungen im Chlorid-Haushalt 906\nSäure-Base-Störungen und ihre Kompensation 910\nDiagnostisches Vorgehen 912\nDas Leben entstand im Wasserhaushalt:von-bisElektrolythaushalt:von-bisWasser. Auch wenn sich die komplexeren Lebewesen mit der Besiedelung von Land und Luft rein räumlich vom Wasser lösen konnten, ist ihr Stoffwechsel noch immer an das wässrige Milieu gebunden. Der Mensch ist damit wie die anderen Landbewohner zum regelmäßigen Besuch eines Wasserlochs (oder eines Getränkeautomaten) gezwungen.\nFlüssigkeit ist jedoch nicht alles. Leben kann sich nur dort entfalten, wo die flüssige Phase in ihrer chemischen Zusammensetzung in engen Grenzen konstant bleibt – und das unter den unterschiedlichsten Umweltbedingungen, beim Trekking im Himalaya genauso wie beim Spaziergang auf dem Mond. Zu diesen lebenserhaltenden Eckwerten gehören eine bestimmte Konzentration von Wasserstoffionen (pH-Wert), eine bestimmte Konzentration an gelösten Stoffen (Osmolarität) und eine bestimmte Konzentration und Verteilung bestimmter Elektrolyte.\nViele Zell-, Enzym- und Membranfunktionen laufen nur ab, wenn diese Zutaten in bestimmten Kompartimenten in einer bestimmten Konzentration vorliegen (am richtigen Ort, in der richtigen Menge, zur richtigen Zeit). Dieser enge Funktionsrahmen muss trotz stark fluktuierender Aufnahme von Wasser, Salzen, Säuren und Basen aufrechterhalten werden, und hieran sind fast alle Organe – vor allem die Lunge, die Nieren, die Leber, die Nebennieren, die Haut und das ZNS – beteiligt. Kein Wunder, dass das Verständnis der HomöostaseHomöostase (so wird die Aufrechterhaltung des beschriebenen inneren Milieus auch genannt) für den Studierenden recht schweißtreibend sein kann.\nStörungen des Wasser- und Elektrolythaushalts sind meist Folge komplexer Grunderkrankungen. Nicht selten sind sie aber auch iatrogen induziert, z. B. wenn die evolutionären Schutzmechanismen durch moderne Erfindungen wie intravenöse Infusionen oder Diuretika umgangen werden.\nDie klinischen Konsequenzen einer gestörten Homöostase sind vielfältig. Sie können von einer unspezifischen Muskelschwäche bis hin zu lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen und ZNS-Symptomen wie Krampfanfällen und Koma reichen. Schon manche rätselhafte Erkrankung ließ sich durch die Bestimmung der Serumelektrolyte, der Blutgase oder der Urinosmolalität plötzlich erhellen.\nWasserhaushalt:von-bisSäure-Base-Haushalt:von-bisElektrolythaushalt:von-bis+++ Säure-Base-Haushalt (Interpretation Blutgasanalyse, gemischte Störungen, Azidose, Alkalose),\nHyperkaliämie (Aldosteron-Mangel) Hypokaliämie, Herzrhythmusstörungen durch Elektrolytverschiebungen\n++ Hyperkalzämie (als Medikamentennebenwirkung), Hyper-, Hyponatriämie (Ursachen, als Medikamentennebenwirkung [Diuretika, Katecholamine, Metformin], Ödeme), DD Hyperosmolares Koma laktatazidotisches Koma, Pathomechanismen, Therapie\nKörperwasser und seine Verteilung\nDas Körperwasser:von-bisGesamtkörperwasser:von-bisGesamtkörperwasser macht beim Erwachsenen je nach Alter und Fettgehalt zwischen 45 und 70 % des Körpergewichts aus, beim gesunden erwachsenen Mann etwa 60 %. Zwei Drittel des Gesamtkörperwassers liegen intrazellulär, ein Drittel extrazellulär. Nur 8 % und damit etwa 5 Liter des Gesamtkörperwasser:intrazelluläresGesamtkörperwasser:intravasalesGesamtkörperwasser:extrazelluläresGesamtkörperwassers befinden sich intravasal.\nLeider kann der Wassergehalt:intrazellulärerWassergehalt:intravasalerWassergehalt:extrazellulärerWassergehalt des Körpers nicht mit Routinemethoden gemessen werden. Der Arzt muss sich deshalb bei der Einschätzung des Wasserhaushalts auf klinische Zeichen verlassen, die ihm entweder eine Wasserüberladung s. HyperhydratationWasserüberladung (Hyperhydratation)Hyperhydratation oder einen Wassermangel:s.a. DehydratationDehydratationWassermangel (Dehydratation) anzeigen (11.4).\nUm den Flüssigkeitshaushalt Kompartimentedes Körpers besser zu verstehen, hat es sich bewährt, den Körper in verschiedene, durch Zell- oder Basalmembranen abgegrenzte Flüssigkeitsräume einzuteilen, die sog. Flüssigkeitsräume:s.a. KompartimenteKompartimente (Kasten Kompartimente und Abb. 11.1). Wegen der selektiven Permeabilität der Körpermembranen sowie aufgrund aktiver Pumpmechanismen hat jedes Kompartiment eine andere chemische Zusammensetzung. Da sich Wasser frei über die Kompartimente verteilt, ist die Teilchenkonzentration (osmotischer Druck)osmotischer DruckDruck:osmotischer in allen Kompartimenten jedoch etwa gleich hoch.\nWasserbewegungen zwischen den Kompartimenten\nDie Verteilung des Wassers Wasserbewegungen:KompartimenteKompartimente:Wasserbewegungenzwischen den verschiedenen Verteilungsräumen (und damit ihr relatives Volumen) wird von osmotischem, kolloidosmotischem und hydrostatischem Druck bestimmt.\nOsmotischer osmotischer DruckDruck:osmotischerDruck: Zwischen Räumen unterschiedlicher Teilchenkonzentration, die durch eine zwischen den Räumen befindliche semipermeable semipermeable MembranMembranen:semipermeableMembran (z. B. Zellmembran) getrennt sind, wird durch das physikalische Bestreben, den Konzentrationsunterschied auszugleichen, ein messbarer Druck ausgeübt: der osmotische Druck. Er führt zu ausgleichenden Wasserbewegungen und damit zu Volumenänderungen der Ausgangsräume (11.1.2).\nKolloidosmotischer kolloidosmotischer DruckDruck:kolloidosmotischerDruck (onkotischer Druck):onkotischer DruckDruck:onkotischer An Membranen, die nur für große Moleküle undurchlässig sind (z. B. die Basalmembran der Kapillaren), entsteht analog zum osmotischen Druck der kolloidosmotische Druck. Er wird im Gefäßsystem vor allem durch Proteine – besonders Albumin – aufgebaut.\nHydrostatischer hydrostatischer DruckDruck:hydrostatischerDruck: gravitationsbedingter, d. h. allein durch das Gewicht einer Flüssigkeit auf ihre Umgebung ausgeübter Druck (z. B. Druck der Blutsäule auf die Gefäßwände). Im arteriellen Schenkel des Kreislaufs wird der hydrostatische Druck durch den vom Herzen aufgebauten Druck entscheidend beeinflusst, im venösen Schenkel spielt die Schwerkraft die entscheidende Rolle.\ndes KompartimenteKörperwassers befinden sich im Intrazellulärraum (IZR)Intrazellularraum (ICR).\ndes Gesamtkörperwassers liegt extrazellulär. Der Extrazellularraum (ECR)Extrazellulärraum (ECR) teilt sich in weitere Räume auf:\ninterstitieller interstitieller RaumRaum: des Extrazellularraums\nintravasaler intravasaler RaumRaum: des Extrazellularraums.\nDaneben enthält der Extrazellularraum noch zwei weitere klinisch wichtige, volumenmäßig im Normalfall jedoch zu vernachlässigende Räume:\ntranszellulärer transzellulärer RaumRaum: physiologischerweise vorkommende Flüssigkeitsansammlungen in Synovial- oder Endothelhöhlen, z. B. Liquor, Synovia, Galle, intraokuläre Flüssigkeit\nsog. potenzieller potenzieller RaumRaum (auch, etwas unglücklich, als dritter Raumdritter Raum bezeichnet): Körperräume, die sich im Krankheitsfalle mit Flüssigkeit füllen können, z. B. Peritoneal- oder Pleurahöhle.\nVerteilung zwischen Intra- und Extrazellularraum\nDie relative Verteilung des Körperwasser:Verteilung zwischen Intra- und ExtrazellulärraumGesamtkörperwassers zwischen diesen durch Zellmembranen getrennten Kompartimenten wird durch deren osmotischen Druck bestimmt. Physiologischerweise ist der osmotische Druck von Intra- und Extrazellularraum (trotz der unterschiedlichen Ionenzusammensetzung) aufgrund der freien Diffusionsmöglichkeit für Wasser zwischen den Kompartimenten etwa gleich und recht konstant.\nNennenswerte osmotische osmotische AbweichungenAbweichungen entstehen besonders dann, wenn die Konzentration des mengenmäßig bei Weitem überwiegenden Teilchens des Extrazellularraums – des Natriums – aus dem Lot gerät: Der resultierende osmotische Druckunterschied sorgt für Nettobewegungen von Wasser zwischen den Kompartimenten, welche dadurch volumenmäßig verändert werden. Es kommt also entweder zu einem Volumenverlust des ICR zugunsten des ECR oder umgekehrt (Abb. 11.2).\nVerteilung zwischen Intra- und Extravasalraum\nIntra- und IntravasalraumExtravasalraumExtravasalraum werden von der Basalmembran der KapillarenKapillaren getrennt. Die relative Verteilung des Körperwassers zwischen diesen Räumen wird durch die im Interstitium und in der Kapillare wirkenden kolloidosmotischer DruckDruck:kolloidosmotischerkolloidosmotischen und hydrostatischer DruckDruck:hydrostatischerhydrostatischen Drücke sowie die Permeabilität der Permeabilität:KapillarenKapillaren:PermeabilitätKapillaren bestimmt.\nDie Basalmembran ist für Elektrolyte frei permeabel, sie hält jedoch Proteine zurück. Durch Proteine wird im Wesentlichen der onkotische Druck aufgebaut (s. o.), der die Flüssigkeit in den Gefäßen hält bzw. zu einer Flüssigkeitsverschiebung in die Gefäße führt. Dem wirkt der hydrostatische Druck entgegen, der vom Herzen und von der Schwerkraft aufgebaut wird. Besonders im arteriellen Schenkel der Kapillaren wird deshalb Flüssigkeit aus den Gefäßen ins Interstitium abgepresst, während es im venösen Schenkel infolge der erhöhten Kolloidkonzentration zur Wiederaufnahme von Wasser in das Gefäßlumen kommt.\nDiese Prozesse stehen beim Gesunden im Gleichgewicht.\nElektrolytverteilung zwischen den Kompartimenten\nIntra- und Extrazellularraum Kompartimente:ElektrolytverteilungElektrolytverteilung:Kompartimenteunterscheiden sich grundsätzlich in ihrer Elektrolytzusammensetzung. Intrazellulär überwiegt als Kation bei Weitem KaliumKalium, extrazellulär NatriumNatrium. Negative Ladung tragen intrazellulär überwiegend Proteine und PhosphatPhosphate, extrazellulär im Wesentlichen ChloridChlorid und BikarbonatBikarbonat (Abb. 11.3).\nDie unterschiedliche Elektrolytzusammensetzung wird durch aktive Pumpmechanismen an der Zellmembran aufrechterhalten (die Na+/K+-Pumpe hält Natrium im Extrazellularraum, Kalium dagegen im Intrazellularraum).\nIntra- und Extrazellularvolumen\nDas Volumen von Intra- und IntrazellulärvolumenExtrazellulärvolumenExtrazellularraum hängt von deren jeweiligem Wassergehalt ab.\nDieser wird zum einen – wie im vorangegangenen Abschnitt beschrieben – von der OsmolalitätOsmolalität (bzw. dem von ihr ausgeübten osmotischen Druck)osmotischer DruckDruck:osmotischer bestimmt: Fügt man dem Extrazellularraum z. B. Mannitol zu, so kommt es zur Volumenausdehnung des Extrazellularraums auf Kosten des Intrazellularraums (Abb. 11.4). Die Osmolalität bestimmt also die relative Osmolalität:Volumenverteilung, frelativeVolumenverteilung zwischen den Kompartimenten bzw. die relative Größe des ICR und ECR.\nDarüber hinaus wird die Größe von ECR und ICR durch die absolute Menge der Elektrolyte im Kompartiment bestimmt: Fügt man dem Extrazellularraum z. B. isotone Kochsalzlösung zu, so erhöht sich die Osmolalität des ECR dadurch nicht, und die Natrium-Konzentration ändert sich allenfalls minimal. Was sich ändert, ist der Natrium-Bestand des Natrium-Bestand:ExtrazellulärraumNatrium-Bestand:ExtrazellulärraumExtrazellulärraum (EZR):NatriumbestandExtrazellularraums. Da das Natrium aufgrund aktiver Regulationsmechanismen fast ausschließlich im ECR verbleibt, kommt es durch den erhöhten Natrium-Bestand zur Volumenausdehnung des ECR. Der Intrazellularraum verändert sich in diesem Falle volumenmäßig praktisch nicht, es handelt sich also um eine absolute Volumenausdehnung des ECR (Abb. 11.4).\nDie beiden Kationen Natrium und Intrazellulärvolumen:VeränderungExtrazellulärvolumen:VeränderungKalium sind die einzigen mengenmäßig bedeutenden kompartimentgebundenen Elektrolyte, sodass nur sie als volumenbestimmend gelten können (Na+ für den ECR, K+ für den ICR). Die Bedeutung des Natriums übersteigt dabei die des Kaliums erheblich, da lediglich das Extrazellularvolumen aktiv durch übergeordnete Steuerungsmechanismen reguliert wird.\nNatrium-Gehalt und Extrazellularvolumen\nDie Steuerung des Natrium-Gehalt:ExtrazellulärvolumenExtrazellulärvolumen:NatriumExtrazellularvolumens (und – da das Intrazellularvolumen nicht aktiv reguliert wird – des gesamten Körperwassers) erfolgt über die Retention bzw. Exkretion von Na+. Das absolute Volumen des Gesamtkörperwassers korreliert somit mit dem Natrium-Gehalt des Natrium-Gehalt:des KörperKörpers.\nDer Körper passt die tägliche Natrium-Natrium-AusscheidungAusscheidung an die tägliche Natrium-Aufnahme Natrium-Aufnahmean. Dies geschieht physiologischerweise in erster Linie über den Renin-Angiotensin-Aldosteron-Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS):NatriumhaushaltNatriumhaushalt:Renin-Angiotensin-Aldosteron-MechanismusMechanismus sowie über nierenwirksame nierenwirksame Peptide:NatriumhaushaltNatriumhaushalt:nierenwirksame PeptidePeptide (11.1.3).\nDer enge Zusammenhang zwischen Natrium-Gehalt und Wassergehalt erklärt, warum die Natrium-Ausscheidung der Nieren so stark fluktuieren kann. Die Natrium-Ausscheidung über den Urin kann von einem Bruchteil eines Millimols bis zu 2.000 mmol pro Tag variieren: Nur durch Natrium-Konservierung schafft es der Mensch von Wasserloch zu Wasserloch.\nTherapeutische Anwendung physiologischer Prinzipien\nDie intravenöse Zufuhr eines Infusionslösungen:therapeutische Anwendungidentischen Volumens an Kolloidlösung:therapeutische AnwendungKolloidlösung (z. B. 5-prozentige Albumin-Lösung), physiologischer Kochsalzlösung, physiologischeKochsalzlösung (enthält je 154 mmol/l Na+ und Cl) und 5-prozentiger Glukose-Lösung hat sehr unterschiedliche Effekte auf die einzelnen Flüssigkeitsräume (Abb. 11.5):\nGlukose-Glukose-Lösung:therapeutische AnwendungLösung wird gleichmäßig auf alle Kompartimente verteilt. Dies ist dadurch bedingt, dass die Glukose im Körper metabolisiert wird und das verbleibende freie Wasser ungehindert über die Körpermembranen diffundieren kann. (Voraussetzung für die Volumenneutralität der Glukose-Lösung ist allerdings das Vorhandensein von Insulin. Fehlt InsulinInsulin [z. B. im diabetischen Koma],Koma:diabetischesdiabetisches Koma so kommt es durch den osmotischen Effekt der nicht in den Intrazellularraum transportierten und dort verstoffwechselten Glukose zu einer Volumenausdehnung des Extrazellularraums auf Kosten des Intrazellularraums.)\nPhysiologische Kochsalzlösung, physiologische:therapeutische AnwendungKochsalzlösung verbleibt praktisch ausschließlich im extrazellulären Kompartiment, weil Na+ aufgrund der beschriebenen aktiven Pumpmechanismen nicht in den ICR gelangen kann. Physiologische Kochsalzlösung ist damit die Lösung der Wahl für die Behandlung des extrazellulären Wassermangel:Kochsalzlösung, phsiologischeWassermangels, etwa bei interstitiellen Wasserverlusten im Rahmen von Durchfall.\nKolloidlösung:therapeutische AnwendungKolloidlösung verbleibt als hochmolekulare Lösung im vaskulären Kompartiment (Intravasalraum), weil die enthaltenen Makromoleküle nicht über die Basalmembran ins Interstitium diffundieren können. Kolloidale Lösungen erscheinen deshalb als die perfekte Behandlung für den intravasalen Wassermangel (Hypovolämie). Ihre hypothetische Überlegenheit bei der Therapie der Hypovolämie:KolloidlösungHypovolämie gegenüber der physiologischen Kochsalzlösung hat sich in klinischen Versuchen jedoch nicht bestätigt.\nWeitere wichtige Infusionslösungen\nRinger-Ringer-Laktat:therapeutische AnwendungLaktat: leicht hypotone Kristalloidlösung mit der folgenden Zusammensetzung: Na+ (130 mmol/l), K+ (4 mmol/l), Ca2+ (3 mmol/l), als begleitendes Anion liegt neben Chlorid (109 mmol/l) Laktat vor (28 mmol/l). Wie andere organische Anionen (z. B. Acetat, Zitrat, Glukonat) wird Laktat in der Leber zu Bikarbonat metabolisiert. Ähnlich der physiologischen Kochsalzlösung wird Ringer-Laktat zur initialen Schocktherapie bei Hypovolämie verwendet. Vorteile sind die geringere Chloridbelastung. Nachteilig kann das verwendete Laktat dann sein, wenn beim schwerwiegenden Schock die Leberzellen so weit geschädigt sind, dass das Laktat nicht zu Bikarbonat metabolisiert werden kann.\nHydroxyethylstärke (HES)Hydroxyethylstärke (HES): synthetisches Kolloid, das als sogenannter Plasmaexpander bei Hypovolämie Verwendung findet. Die theoretischen Vorteile konnten klinisch nicht bestätigt werden. Zudem sind allergische, z. T. lebensbedrohliche Reaktionen beschrieben worden.\nJede Infusionslösung Wasser:reinestransportiert eine bestimmte Menge an Wasser in den Körper. Freies Wasser beschreibt denjenigen Anteil des infundierten Wassers, der nicht durch volumenwirksame Teilchen gebunden ist. So besteht z. B. 5-prozentige Glukose-Lösung zu 100 % aus freiem Wasser, da nach Metabolisierung der Glukose lediglich reines Wasser zurückbleibt. Eine 0,45-prozentige (d. h. 0,5-normale) Kochsalzlösung enthält 500 ml freies Wasser pro Liter, während Ringer-Laktat mit seinem Ionengehalt von 274 mmol/l etwa 50 ml freies Wasser pro Liter enthält (wenn man eine normale Serumosmolalität von 290 mmol/l zugrunde legt).\nFlüssigkeitsbedarf und Wasserumsatz\nDer tägliche Wasserumsatz beim gesunden Erwachsenen beträgt ca. 2–2,5 Liter pro Tag. Zufuhr und Ausfuhr verteilen sich wie in Abb. 11.6 beschrieben. Der Flüssigkeitsbedarf hängt von vielen Faktoren ab, so zum Beispiel vom Kalorienverbrauch (d. h. dem Stoffwechselumsatz), den Bedürfnissen der Thermoregulation, den aktuellen Wasserverlusten (z. B. Durchfall), der Zufuhr von Salzen und Proteinen sowie der Konzentrationsfähigkeit der Nieren.\nAls Faustregel für den Stoffwechselumsatz gilt, dass 1 ml Wasser benötigt wird, um eine Kilokalorie Energie zu verstoffwechseln und ihre Abbauprodukte auszuscheiden. Kalorienbedarf und Wasserbedarf sind somit eng gekoppelt.\nDie Ausscheidung über die Körperoberflächen, vorrangig über Haut und Lunge, wird als Perspiration bezeichnet. Sie kann unterteilt werden in:\nPerspiratio sensibilis: spürbare Perspiration (Schweiß)\nPerspiratio insensibilisPerspiratio:insensibilis: nicht-spürbare Perspiration über Hautverdunstung und Lunge. Sie kann bei Fieber und bei Tachypnoe bis zu 50 % der Ausfuhr betragen und damit entscheidende Flüssigkeitsverluste bewirken.\nIn der Klinik wird bei vielen FlüssigkeitsbilanzKrankheitsbildern der Wasserumsatz rechnerisch erfasst, um Abweichungen im Flüssigkeitshaushalt frühzeitig zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten. Bei diesen bilanzierten Patienten wird am Bett oder im Krankenblatt ein sog. Bilanzbogen geführt, in dem Ein- und Ausfuhr über 24 Stunden addiert werden. Bei der Einfuhr muss rechnerisch noch das Oxidationswasser hinzugeschlagen werden, bei der Ausfuhr die Perspiration (Kasten Flüssigkeitsbilanz).\nSalzkonzentrationen der verschiedenen Körperflüssigkeiten\nDie Kenntnis der Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten:SalzkonzentrationenKörperflüssigkeiten ist aus zwei Gründen wichtig: Zum einen können die physiologischen Konsequenzen eines Verlustes an bestimmten Flüssigkeiten nur dann abgeschätzt werden, wenn ihre Zusammensetzung bekannt ist. Zum Zweiten müssen im klinischen Alltag Sekretverluste häufig therapeutisch ersetzt werden. Die Wahl der entsprechenden Substitutionslösung hängt von der Zusammensetzung der verlorenen Flüssigkeit ab (Tab. 11.1). Da die Zusammensetzung der Sekrete z. T. variiert, werden deren Bestandteile bei Bedarf im Labor analysiert (was im Falle von peranalen Flüssigkeitsverlusten nicht immer auf die Begeisterung des Laborpersonals stößt).\nFolgende Faustregeln gelten:\nBei starkem Schwitzen müssen trotz der relativen Hypotonie des Schweißes neben Wasser auch Elektrolyte (v. a. NaCl) ersetzt werden.\nVerluste an Magensaft (durch Erbrechen oder Absaugsonden) führen zu H+- und Cl-Verlusten ( hypochlorämische metabolische Alkalose).\nBei Verlust von Galle oder Pankreassaft dominieren Bikarbonat-Verluste ( metabolische Azidose). Körperwasser:von-bisGesamtkörperwasser:von-bis\nDer osmotische Effekt einer Lösung hängt nicht von ihrer Ladung oder Masse, sondern einzig und allein von der Zahl der in ihr gelösten Teilchen ab. Ein osmotischer Konzentrationsunterschied von nur einem Milliosmol (mosmol) baut dabei einen osmotischen Druck von 19,3 mmHg (2,57 kPa) auf. Man unterscheidet:\nOsmolarität: Konzentration gelöster Teilchen pro Liter. Einheit: osmol/l\nOsmolalität: Konzentration gelöster Teilchen pro Kilogramm. Einheit: osmol/kg. Normwert der Osmolalität im Plasma oder Serum 280–296 mosmol/kg.\nBei proteinhaltigen Lösungen wie Blutplasma ist die Angabe der Osmolalität vorzuziehen, da diese Einheit berücksichtigt, dass die Eiweißmoleküle selbst ein relativ großes Volumen einnehmen.\nTrinkmenge, FlüssigkeitsbilanzFlüssigkeitsbilanzFlüssigkeitsbilanz:Einfuhr/AusfuhrFlüssigkeit in Speisen, Sonden, Infusionen\nOxidationswasser: bis 300 ml/Tag, bei stark katabolen Zuständen wie bei Fieber und Hyperthyreose oder postoperativ bis zu 600 bis 900 ml/Tag. (Als Fausregel kann gelten: Für jede 100 kcal Energieverbrauch werden etwa 15 ml Oxidationswasser frei.)\nStuhl: nur grobe Schätzung möglich (bei normalem Stuhlgang 100–150 ml, bei Diarrhö wesentlich mehr)\nSekretion aus Sonden, Drainagen, Fisteln\nPerspiration: bei normaler Körpertemperatur bis 900 ml/Tag, bei Fieber zusätzlich 1 Liter pro Grad Temperatur\nDie im Labor gemessene Osmolalität sollte von der geschätzten Osmolalität (Kasten Abschätzung der Serumosmolalität) um nicht mehr als 15 mosmol/kg abweichen. Tut sie es dennoch (der Kliniker spricht dann von einer osmotischen Lücke), so kann vermutet werden, dass physiologischerweise nicht vorkommende osmotisch aktive Substanzen im Serum vorhanden sind, wie z. B. Mannitol, Ethylalkohol oder andere Alkohole wie Methanol oder Ethylenglykol.\nEine osmotische Lücke kann deshalb bei der Diagnostik von unklaren Vergiftungen hilfreich sein. Sie spielt auch bei der Abklärung einer metabolischen Azidose eine entscheidende Rolle (11.10.3).\nAbschätzung der Serumosmolalität\nDie Serumosmolalität:AbschätzungSerumosmolalität lässt sich anhand der Konzentrationen der im Serum hauptsächlich osmotisch wirksamen Einzelkomponenten abschätzen:\nOsmolalität:AbschätzungOsmolalität (mosmol/kg) 2 Na+ (mmol/l) + Glukose (mmol/l) + Harnstoff (mmol/l).\nFalls Glukose und Harnstoff in mg/dl angegeben werden, sind die folgenden Umrechnungsfaktoren einzusetzen: 2 Na+ (mmol/l) + Glukose (mg/dl)/18 + Harnstoff (mg/dl)/5,9.\nBei normalen Glukose- und Harnstoff-Konzentrationen kann näherungsweise auch nach der Formel 2 Na+ (mmol/l) + 10 geschätzt werden.\nOsmolalität versus Tonizität\nWährend die Osmolalität den osmotischen Druck und damit die Teilchenkonzentration einer Lösung beschreibt, bezeichnet die Tonizität den Effekt einer Lösung (z. B. Plasma) auf das Volumen einer Zelle. Lösungen, die einer Zelle Wasser entziehen, nennt man hyperton. Lösungen:isotoneLösungen:hypotoneLösungen:hypertoneisotone Lösungenhypertone LösungenLösungen, die das Volumen einer Zelle erhöhen, sind hypoton. Lösungen ohne Volumeneffekt sind isoton.\nNun hängt die Tonizität einer Lösung praktisch direkt mit ihrer Osmolalität zusammen – mit einer feinen Einschränkung: Teilchen, die ungehemmt über die Zellmembran diffundieren (z. B. Harnstoff, Ethanol), tragen zwar zur Osmolalität einer Lösung, nicht jedoch zu ihrer Tonizität bei, da sich ihr osmotisches Potenzial wegen der raschen Equilibrierung nicht in Volumeneffekten niederschlägt.\nOsmolalitätsänderungen (z. B. durch extrazelluläre Wasser- und/oder Elektrolytverluste) führen zu Wasserverschiebungen zwischen den Kompartimenten und damit zu Veränderungen der Elektrolytkonzentrationen in den Verteilungsräumen.\nDa insbesondere die Hirnzellen sehr empfindlich auf Milieuänderungen reagieren, äußern sich Abweichungen vor allem durch zerebrale Symptome: Somnolenz bis Koma, hirnorganisches Psychosyndrom, Krampfanfälle.\nDie Homöostase des Wasser-Elektrolyt-Osmolalitäts-Haushalts Waserhaushalt:Steuerung, übergeordneteOsmolalität:Steuerung, übergeordneteElektrolythaushalt:Steuerung, übergeordneteist komplex. Sie zielt in zwei Richtungen: Volumenregulation und Osmoregulation. Das grundsätzliche Verständnis wird erleichtert, wenn man sich drei Grundprinzipien vor Augen hält:\nDas einzige aktiv durch Steuerungsmechanismen regulierte Kompartiment ist der Extrazellularraum.\nDie Volumenregulation des Extrazellulärraum (EZR):VolumenregulationExtrazellularraums erfolgt durch Ausscheidung (oder Retention) von Natrium.\nDie Regulation der Teilchenkonzentration (Osmoregulation)Osmoregulation erfolgt dagegen durch Ausscheidung (oder Retention) von freiem Wasser.\nVier wesentliche Regulationsmechanismen spielen für die Aufrechterhaltung von Osmolalität und Volumen eine Rolle:\nDabei stehen die ersten zwei Mechanismen vor allem im Dienst der Volumenregulation (und damit auch der Kreislaufregulation) – wie in 11.1.1 besprochen, wirken sie letztendlich über eine Veränderung des extrazellulären Natrium-Gehaltes.\nDie letzteren zwei Mechanismen beeinträchtigen die Wasserbilanz und stehen deshalb primär im Dienst der Osmoregulation. Ihr Anteil an der Steuerung des Extrazellularvolumens ist normalerweise gering, kann jedoch im Krankheitsfalle die Osmolalitätsregulation übertrumpfen und damit für den Volumenstatus entscheidend werden.\nIn der Niere registrieren Zellen Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)des juxtaglomerulären Apparates die Natrium-Konzentration des Primärharns. Zusätzlich messen Barorezeptoren im arteriellen Schenkel des Glomerulus den Blutdruck.\nBei Abfall der Nierendurchblutung – in geringem Maße auch bei Abfall der Na+-Konzentration im Primärharn – wird vermehrt Renin gebildet und damit das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System aktiviert (Abb. 11.7). Durch die Wirkung von Angiotensin II kommt es zur Vasokonstriktion verschiedener Gefäßsysteme, durch die Wirkung von Aldosteron zur vermehrten Na+- und Wasserretention. Der letztere Mechanismus führt zu einer Zunahme des Extrazellularvolumens und damit auch des Blutvolumens.\nDie Aktivierung venöser nierenwirksame PeptideDehnungsrezeptoren in den intrathorakalen Kapazitätsgefäßen und im rechten Herzvorhof beeinflusst die Wasser- und Natrium-Balance durch:\nAuslösung autonomer Reflexe, die ihrerseits wiederum die renale Natrium-Ausscheidung beeinflussen.\nAktivierung hormonaler Mediatoren mit natriuretischer Wirkung, darunter das atriale natriuretische Peptid (ANP)atriales natriuretisches Peptid (ANP). Diese Mediatoren wirken z. T. antagonistisch zum RAAS-System, ihr Nettoeffekt besteht in der gesteigerten Natrium-Ausscheidung durch die Nieren.\nDie ADH-Sekretion des Hypothalamus wird in erster Linie durch hypothalamische Osmorezeptoren:ADH-SekretionOsmorezeptoren gesteuert. Steigt die Osmolalität des Extrazellularraums an, so wird die Ausschüttung von ADH gesteigert und die renale Wasserausscheidung gedrosselt (Abb. 11.8).\nErst in zweiter Linie wird die ADH-Sekretion durch Druckrezeptoren:ADH-SekretionDruckrezeptoren in der Medulla und in den Pulmonalarterien modifiziert. Steigt der intravaskuläre Druck, so wird im Hypothalamus die Ausschüttung von antidiuretischem Hormon gehemmt und dadurch die Urinausscheidung erhöht (Gauer-Henry-Reflex).Gauer-Henry-Reflex Dieser Reflex übertrumpft die Osmoregulation jedoch erst bei starken intravaskulären Druckverlusten. Hierzu müssen etwa 10–20 % des Intravasalvolumens verloren gehen.\nDer stärkste physiologische Stimulus der ADH-Sekretion ist das Erbrechen, starke unphysiologische Stimuli sind Gefäßverletzungen sowie Verbrennungen, intraabdominelle Operationen und Trauma.\nSteigt die Serumosmolalität an, so kommt es über vom thalamischen Durstzentrum ausgehende Regelkreise zum Durstgefühl und somit zur Wasseraufnahme (Abb. 11.8).\nZusätzliche Steuerungsmechanismen im Krankheitsfall\nIm Krankheitsfall können weitere Mechanismen an der Volumen- und Osmolalitätshomöostase beteiligt sein. So kommt es beispielsweise bei längerfristig gesteigertem Extrazellularvolumen über eine Blutdruckerhöhung im Intravasalraum zu einer DruckdiureseDruckdiurese.\nEffektives und ineffektives Extrazellularvolumen\nDerjenige Anteil des extrazellulären Extrazellulärvolumen:ineffektivesExtrazellulärvolumen:effektivesVolumens, der zur Perfusion der Organe beiträgt (und somit die Barorezeptoren und die Reninsekretion beeinflusst), wird effektives zirkulierendes Volumen genannt. Dieses ist im Normalfall mit dem Intravasalvolumen identisch, kann jedoch im Krankheitsfalle erheblich kleiner sein.\nSo trägt das Intravasalvolumen z. B. bei Herzinsuffizienz:IntravasalvolumenHerzinsuffizienz aufgrund des Pumpversagens nicht im vollen Maße zur Organperfusion bei. Obwohl das Intravasalvolumen erhöht ist, wird das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System aufgrund des erniedrigten renalen Perfusionsdrucks angekurbelt, sodass es zur Natrium-Retention und damit weiteren Ausweitung des Extrazellularvolumens kommt (mit den bekannten Folgen der Ödembildung).\nAuch bei Flüssigkeitsverlusten in den dritten RaumFlüssigkeitsverluste:in den dritten Raum ist der Extrazellularraum als Ganzes zwar ausgeweitet, aufgrund der Verlagerung des Volumens in hämodynamisch ineffektive Räume (z. B. die Bauchhöhle) ist das der Organperfusion dienende Extrazellularvolumen vermindert.\nUrinbefunde als Parameter des Extrazellularraums\nDie Regulation des ECR-Extrazellulärraum (EZR):UrinbefundeVolumens über den extrazellulären Natrium-Gehalt bedeutet, dass die Natrium-Konzentration des Urins Urin:Natrium-KonzentrationNatrium-Konzentration:im Urinentscheidende (und häufig unterschätzte) diagnostische Hinweise auf das effektive extrazelluläre Volumen geben kann. Betrachtet man die oben beschriebenen Regulationsmechanismen des Extrazellularvolumens, so erkennt man z. B., dass die ausgeschiedene Natrium-Menge mehr oder weniger direkt den Aldosteron-Spiegel im Blut widerspiegelt.\nEine erniedrigte Natrium-Konzentration des Urins lässt demnach auf einen hohen Aldosteron-Spiegel im Blut und damit ein relativ geringes effektives Extrazellularvolumen schließen, während eine hohe Urin-Natrium-Konzentration für eine supprimierte Aldosteronsekretion und damit ein erhöhtes effektives Extrazellularvolumen spricht.\nEbenso erlaubt die UrinosmolalitätUrinosmolalität wichtige Rückschlüsse auf den ADH-Spiegel und damit die Osmolalität des ECR. Ist der ADH-Spiegel hoch, so wird in den Sammelrohren freies Wasser zurückgehalten, sodass es zu einer erhöhten Urinosmolalität (bzw. spezifischem Gewicht) kommt.\nBei der Interpretation der Urinosmolalität ist zu berücksichtigen, dass diese nicht nur durch die ADH-gesteuerte Verfügbarkeit an freiem Wasser beeinflusst wird, sondern auch durch die Konzentration der ausgeschiedenen Elektrolyte (v. a. Na+), welche größtenteils die Wirkung des Aldosterons widerspiegeln. Will man also aus der Urinosmolalität Schlüsse auf die ADH-Sekretion ziehen (klinisch vor allem bei der Betreuung postoperativer Patienten von Bedeutung), so subtrahiert man von der Gesamtosmolalität des Urins die Teilchenkonzentration der darin enthaltenen Elektrolyte (in der Praxis werden meist nur Na+ und K+ bestimmt und das Resultat zur Berücksichtigung der anionischen Partner verdoppelt). Die so errechnete, nicht elektrolytbedingte Osmolalität korreliert gut mit den Serum-ADH-Spiegeln.\nFast alle Störungen des Wasser- und Elektrolythaushalts münden letztendlich in drei Endstrecken:\nVolumenstörungen: Je nach Ausmaß und begleitender Osmolalitätsstörung gehen die Störungen des Extrazellularvolumens mit mehr oder weniger ausgeprägten Störungen des Intravasalvolumens (Kreislaufstörungen) einher.\nDie Terminologie der Volumenstörungen ist verwirrend. Störungen des Extrazellularvolumens als Ganzes werden oft als Hydratationsstörungen (Dehydratation/Hyperhydratation) bezeichnet, während für Störungen des Intravasalvolumens der Begriff Volumenstörung (Hypovolämie/Hypervolämie) verwendet wird.\nDie genannten Störungen betreffen zumindest bei längerem Bestehen sowohl den Extrazellularraum (ECR) als auch den Intrazellularraum. Da die Störungen jedoch meist im ECR entstehen (z. B. Elekrolytverluste über Urin, Durchfall, Erbrechen) und auch die Gegenregulation primär im ECR erfolgt (z. B. über die Renin-Angiotensin-Aldosteron-Achse), ist dieser das klinisch relevantere Kompartiment.\nLeider ist die Diagnostik oft dadurch erschwert, dass Elektrolyt-, Osmolalitäts- und Volumenstörungen gleichzeitig vorliegen. Umso wichtiger ist ein systematisches diagnostisches Vorgehen. Folgende Fragen können die klinische Einschätzung erleichtern:\nBestehen Zeichen einer Störung des Intravasalvolumens (Hypovolämie, Hypervolämie)?\nDiese Frage ist vordringlich zu Intravasalvolumen:Störungenbeantworten, da intravasaler Volumenmangel zum Schock führen kann.\nZeichen einer HypovolämieHypovolämie sind:\neingeschränkte Hautperfusion: kühle, klamme Haut mit verzögerter Kapillarfüllung nach Fingerdruck\nTachykardie, schwache periphere Pulse\northostatische Hypotonie, später Kreislaufversagen.\nDie Zeichen einer HypervolämieHypervolämie sind weniger spezifisch; sie fällt oft erst durch eine zunehmende Herzinsuffizienz, evtl. auch durch eine arterielle Hypertonie auf.\nBestehen Zeichen einer Störung des Extrazellularvolumens (Dehydratation, Hyperhydratation)?\nVolumenstörungen des Intravasalraums treten nur selten isoliert – d. h. ohne begleitende Volumenveränderung des gesamten Extrazellularraums – auf (z. B. in der Frühphase eines raschen Blutverlustes). Umgekehrt betrifft jede signifikante Volumenstörung des ECR früher oder später auch den Intravasalraum (z. B. hypovolämischer Schock nach lange bestehender Durchfallerkrankung). Es ist dennoch wichtig, das Extrazellularvolumen jeweils unabhängig vom Status des Intravasalraums einzuschätzen, da sich Volumenstörungen wegen vielfältiger Kompensationsmechanismen oft erst spät am Intravasalraum manifestieren.\nTypische Zeichen der extrazellulären DehydratationDehydratation sind z. B.\nverminderte Schweißproduktion (kein Achselschweiß), bei Kindern auch verminderte Tränenproduktion\nverminderter Hautturgor bis hin zu stehenden Hautfalten.\nDie Zeichen der HyperhydratationHyperhydratation sind wiederum weniger spezifisch, evtl. liegen periphere Ödeme, Aszites oder Lungenödeme vor.\nBestehen spezifische Zeichen einer Osmolalitätsstörung oder einer Elektrolytabweichung?\nDiese Frage ist klinisch oft schwer zu beantworten, da sich die Zeichen von Elektrolytabweichungen und Osmolalitätsstörungen:und ElektrolytstörungenOsmolalitätsstörungen überlappen und beide zudem nur unspezifische klinische Erscheinungen produzieren. Sowohl Osmolalitätsänderungen als auch Elektrolytstörungen – vor allem die des Natriums – führen zu ZNS-Symptomen (zerebrale Krampfanfälle sowie Bewusstseinsstörungen). Andere Elektrolytentgleisungen sind praktisch klinisch stumm (so ist das erste klinische Zeichen einer Hyperkaliämie oft der Tod durch Kammerflimmern:HyperkaliämieKammerflimmern). Zur definitiven Diagnostik muss deshalb oft das Labor zu Hilfe gezogen werden, mithilfe dessen z. B. Abweichungen der Osmolalität (11.1.2) und der Serumelektrolyte samt dem sie beeinflussenden chemischen Milieu (z. B. Glukose, pH-Wert, Albumin) erkannt werden. Auch im EKG:ElektrolytstörungenEKG lassen sich manche Elektrolytabweichungen erkennen (z. B. K+, Ca2+).\nNatrium:von-bisNatrium ist das Hauptkation des extrazellulären Raums. Diese herausragende Stellung beruht auf aktiven Transportmechanismen an der Zellmembran, die Natrium auf der Extrazellulärseite, Kalium auf der Intrazellularseite anreichern (Na+/K+-Pumpe).\nDer Natrium-Gradient an der Zellmembran ist mit entscheidend für die Erregbarkeit der Zelle. Störungen der Natrium-Konzentration führen deshalb zu Zellfunktionsstörungen. Diese sind vor allem an den Zellen des ZNS zu erkennen.\nDarüber hinaus determiniert Natrium das Volumen und die Osmolalität des ECR.\nUm die physiologischen Wirkungen des Natriums zu verstehen, muss zwischen Natrium-Bestand und Natrium-Konzentration unterschieden werden (Abb. 11.9).\nDer Natrium-Bestand ist die Gesamtmenge des Natriums im Extrazellularraum. Er bestimmt aufgrund der starken Bindung des Na+ an den Extrazellularraum dessen Wassergehalt und damit das Extrazellularvolumen.\nDavon abzugrenzen ist die Natrium-Konzentration im Extrazellulärraum (EZR):NatriumkonzentrationECR. Sie bestimmt zu weiten Teilen die Gesamtosmolalität des ECR. Der Normwert im extrazellulären Kompartiment (und damit im Serum) ist 135–144 mmol/l.\nBeide Größen werden unterschiedlich reguliert: Die Natrium-Natrium-Konzentration:OsmolalitätsregulationKonzentration wird im Rahmen der Osmolalitätsregulation über ADH und den Durstmechanismus geregelt, während der Natrium-Bestand im Rahmen der Volumenregulation:Natrium-BestandVolumenregulation über das RAAS und nierenwirksame Peptide reguliert wird (Abb. 11.7 und Abb. 11.8). Während die Natrium-Konzentration messbar ist, ist der Natrium-Bestand nur klinisch abschätzbar. Wichtigstes Kriterium ist dabei der extrazelluläre Hydratationszustand (11.4).\nBeide Größen werden in engen Grenzen konstant gehalten. Sie ändern sich häufig parallel, nicht selten jedoch auch gegenläufig. So führt z. B. die Infusion einer 3-prozentigen Kochsalzlösung nicht nur zu einer Erhöhung der extrazellulären Natrium-Konzentration und Osmolalität, sondern auch zu einer Erhöhung des Natrium-Bestandes. Die Infusion von freiem Wasser dagegen verringert die Natrium-Konzentration und die Osmolalität, nicht aber den Natrium-Bestand.\nDesgleichen kann es bei Natrium-Verlusten aus dem ECR (etwa bei Durchfallerkrankungen) sowohl zu einer Erhöhung der Natrium-Konzentration (Wasserverluste überwiegen Na+-Verluste) wie auch einer Erniedrigung der Natrium-Konzentration (Na+-Verluste überwiegen Wasserverluste) oder gleichbleibender Natrium-Konzentration (balancierte Na+- und Wasserverluste) kommen.\nStörungen der Natrium-Konzentration\nAbweichungen der Natrium-Konzentration werden als Hyponatriämie (Na+ i. S. < 135 mmol/l) oder Hypernatriämie bezeichnet (Na+ i. S. > 145 mmol/l).\nUrsache einer Hyponatriämie ist entweder der Verlust von Natrium, z. B. über Nieren oder Darm (Verlusthyponatriämie),Verlusthyponatriämie oder die erhöhte Wasseraufnahme (Verdünnungshyponatriämie). Erstere Form geht mit einer Verminderung des ECR-Volumens einher, sodass Zeichen der Dehydratation vorliegen. Letztere Form dagegen geht häufig mit Zeichen der Wasserüberladung (Hyperhydratation) einher.\nDie viel seltenere Hypernatriämie weist praktisch immer auf einen Wasserverlust hin, z. B. als Folge eines Diabetes Diabetes insipidus:Hypernatriämieinsipidus.\nKlinik des gestörten Natrium-Haushalts\nAus der physiologischen Funktion des Natriums kann das klinische Erscheinungsbild bei Störungen im Natrium-Haushalt hergeleitet werden:\nVeränderungen der Natrium-Konzentration führen zu:\ngestörter Membranfunktion: Diese kann zentralnervöse Störungen wie Krampfanfälle oder Bewusstseinsstörungen hervorrufen.\nAbweichungen der Osmolalität: Die hierdurch ausgelösten Wasserverschiebungen zwischen den Kompartimenten verursachen zentralnervöse Störungen.\nVeränderungen des Natrium-Bestandes ziehen Volumenstörungen (11.4) nach sich.\nDas klinische Erscheinungsbild ist durch die gestörte Zellfunktion im ZNS gekennzeichnet. Durch die mit der Hyponatriämie einhergehende Wasserverschiebung in den Intrazellularraum schwellen die Hirnzellen an. Entwickelt sich die Hyponatriämie langsam, so treten Symptome in der Regel erst ab einer Natrium-Natrium-Konzentration:HyponatriämieKonzentration von < 115 mmol/l auf (bei rascher Entwicklung auch schon ab 125 mmol/l).\nHäufige Symptome sind Reizbarkeit, allgemeine Schwäche, Muskelkrämpfe, Kopfschmerzen, Nausea, Erbrechen; später Bewusstseinsstörungen (Verwirrung, Lethargie bis hin zum Koma), zerebrale Krampfanfälle und Zeichen der Hirneinklemmung.\nBeruht die Hyponatriämie auf Natrium-Verlusten,Natrium-Verluste:Hyponatriämie so stehen klinisch oft die Zeichen der begleitenden Hydratationsstörung im Vordergrund (Exsikkose).\nNatrium-Verluste:Ätiologie/PathogeneseVerluste über den Magen-Darm-Trakt: Diarrhö, Erbrechen, chirurgische Fisteln, Ileus oder Pankreatitis mit Na+-Verlusten in den dritten Raum (Abb. 11.10)\nVerluste über die Nieren: Diuretika-Therapie, osmotische Diurese, Nephritis mit Salzverlust, Nebenniereninsuffizienz (erniedrigte Aldosteron-Spiegel).\nDurch die mit dem Natrium-Verlust einhergehende Volumenstörungen:HyponatriämieVolumenstörung werden potente Regulationsmechanismen aktiviert (tubuläre Na+-Reabsorption durch Aktivierung des RAAS sowie nierenwirksamer Peptide, 11.1.3), sodass die Serumkonzentration des Natriums bei verlustbedingter Ätiologie selten unter 130 mmol/l fällt.\nHierbei kommt es durch ein relatives Überwiegen von freiem Wasser zu einem Abfall der Natrium-Konzentration.Natrium-VerdünnungHyponatriämie:Natrium-Verdünnung Der Gesamtbestand an Natrium und damit das ECR-Volumen kann dabei erniedrigt, normal oder erhöht sein!\nIst die verminderte Natrium-Konzentration von einer Erhöhung des Natrium-Bestandes begleitet (Hyperhydratation), so kommt es im Rahmen der Volumenregulation zu einer potenten Natriurese, was die Hyponatriämie exazerbiert. Hier können dann extrem niedrige Natrium-Konzentrationen auftreten.\nZu einer Natrium-Verdünnung kann es kommen bei:\nerhöhter Sekretion von ADH: adäquater ADH-ADH-Exzess:Natrium-VerdünnungExzess (postoperativ, bei Verbrennungen, bei Trauma) sowie inadäquater ADH-ADH-Exzess:adäquaterExzess bei pulmonalen oder intrakraniellen Erkrankungen (SIADH, 8.6.3)\nBedingungen, bei denen die Wasserausscheidung der Nieren durch andere Prozesse gestört ist: Herzinsuffizienz, Niereninsuffizienz, schwerer Mangel an Schilddrüsenhormonen oder Glukokortikoiden\nWasserintoxikation (Süßwasservergiftung), psychogener Polydipsie\nKrankheiten mit osmotischer Überladung: Hyperglykämie (etwa im diabetischen Koma), Gabe von Mannitol, Äthanol oder Kontrastmitteln\nnephrotischem nephrotisches Syndrom:HypovolämieSyndrom und Leberzirrhose:HypovolämieLeberzirrhose: Durch den mit der Hypoproteinämie einhergehenden Abfall des intravasalen onkotischen Drucks kommt es zur signifikanten Hypovolämie, durch die neben Aldosteron auch vermehrt ADH sezerniert wird ( Wasserretention).\nBei Hyperglykämie fällt die Serum-Natrium-Serum-Natrium:HyperglykämieHyperglykämie:Serum-Natrium-KonzentrationKonzentration wegen der glukosebedingten Wasserretention:glukosebedingteWasserretention im ECR um 1,7 mmol/l pro 100 mg/dl Glukose-Überschuss.\nunzureichende Salzzufuhr (selten)\nBei schwerer Hypokaliämie kommt es zum transzellulären Austausch von K+ gegen Na+, sodass das Serum-Serum-Natrium:HypokaliämieNatrium abfällt.\nZunächst muss geklärt werden, ob es sich um eine Verlusthyponatriämie:DiagnostikVerdünnungshyponatriämie:DiagnostikVerlusthyponatriämie oder um eine Verdünnungshyponatriämie handelt. Verlusthyponatriämien gehen in der Regel mit extrazellulären Volumenverlusten, Verdünnungshyponatriämien mit einem normalen oder erhöhten Extrazellulärvolumen einher. Zur klinischen Einschätzung des ECR-Hyponatriämie:ECR-Volumen, EinschätzungVolumens 11.2.\nDie Untersuchung des Urins kann hilfreich sein, die Befunde müssen allerdings sorgfältig interpretiert werden (Tab. 11.2):\nSalzverluste über den Darm führen zu einem erniedrigten Urinvolumen mit geringer Natrium-Konzentration.\nSalzverluste:HyponatriämieSalzverluste über die Nieren führen zu einer erhöhten Urin-Natrium-Konzentration.\nAuch bei Hyponatriämien mit einem erhöhten effektiven Extrazellularvolumen (11.1.3) steigt wegen der damit einhergehenden Unterdrückung des RAAS die Natrium-Konzentration im Urin. Dies gilt z. B. für die Hyponatriämie bei – adäquat oder inadäquat – erhöhter ADH-Sekretion.\nDiese stützt sich auf drei Pfeiler:\nLiegt eine begleitende Volumenstörungen:HyponatriämieVolumenstörung vor, so wird diese vorrangig behandelt: durch Gabe isotoner Lösungen bei Schock bzw. Hypovolämie, Volumenausgleich bei Dehydratation oder durch Flüssigkeitsrestriktion bzw. Diuretika bei Hyperhydratation.\nIst die Hyponatriämie symptomatisch (liegen also z. B. ZNS-Symptome wie Krampfanfälle oder Bewusstseinsstörungen vor), so muss die Natrium-Konzentration akut, aber langsam durch Gabe von hypertoner (z. B. 3-prozentiger) Na+-Lösung angehoben werden. Es wird keine volle Korrektur der Natrium-Konzentration angestrebt, der Na+-Spiegel sollte in 24 h, wenn möglich, um nicht mehr als 8 mmol/l angehoben werden (Kasten Berechnung der Natrium-Substitution ).\nNatrium-Substitution:HyponatriämieHyponatriämie:Natrium-SubstitutionDie Korrektur muss auch bei akuten Erscheinungen langsam (nicht schneller als 1 mmol/l/h) erfolgen, da sonst wegen rascher Osmolalitätsänderungen Krampfanfälle sowie das sog. osmotische osmotisches DemyelinisierungssyndromDemyelinisierungssyndrom:osmotischesDemyelinisierungssyndrom auftreten können. Bei Letzterem handelt es sich um eine osmolalitätsbedingte Schädigung vor allem der Hirnstammneurone (pontine Myelinolyse)pontine MyelinolyseMyelinolyse, pontine mit teilweise bleibenden neurologischen Ausfällen.\nSind die Symptome beseitigt, wird die Natrium-Konzentration langsam in den Normalbereich gebracht. Dies kann (bei einer Verlusthyponatriämie) durch Zufuhr isotoner Kochsalzlösung geschehen oder (bei einer Verdünnungshyponatriämie) durch Wasserrestriktion bzw. Behandlung der zugrunde liegenden Ursachen.\nEine neue Form der Therapie der Hyponatriämie zeichnet sich durch die Entwicklung aquaretischer aquaretische Medikamente:HyponatriämieMedikamente ab. Diese antagonisieren die Wirkung von ADH am Sammelrohr (z. B. Demeclocyclin) oder an den für die Vermittlung der renalen Wirkung des ADH zuständigen V2-Rezeptoren (etwa Tolvaptan, Lixivaptan). Durch Induktion einer reinen Wasserdiurese:VerdünnungshyponatriämieWasserdiurese ohne Elektrolytverluste könnte die verdünnungsbedingte Hyponatriämie (etwa bei Herzinsuffizienz, Leberzirrhose oder SIADH) in Zukunft effektiver behandelt werden.\nZur Therapie des SIADH 8.6.3.\nBerechnung der Natrium-Substitution bei Hyponatriämie\nPrinzip: Die angestrebte Konzentrationserhöhung für Na+ wird mit dem Volumen des Verteilungsraums multipliziert:\nTheoretisch wäre der Natrium-Substitution:HyponatriämieNatrium-Substitution:BerechnungHyponatriämie:Natrium-SubstitutionVerteilungsraum für Na+ (entspricht dem ECR) mit 20 % des Körpergewichts zu veranschlagen. Dennoch werden bei Erwachsenen 40 % (bei Kindern 60 %) des Körpergewichts eingesetzt, da im Zuge der intravenösen Rehydratationstherapie zunächst der Intravasalraum rasch aufgefüllt wird, wodurch eine Natriurese einsetzt, noch bevor der gesamte ECR vollständig aufgefüllt ist.\nStets wird der (oft überraschend variable) Effekt der Na+-Substitution durch (z. B. stündliche) Kontrollen des Serum-Na+ überprüft.\nDurch die obige Formel wird lediglich die Abweichung der Natrium-Konzentratrion korrigiert, eine evtl. begleitende Volumenstörung (d. h. Störung des Natrium-Bestandes) bleibt davon unberührt.\nBeispiel: Soll eine erniedrigte Na+-Konzentration von 105 mmol/l bei einer 100 kg schweren Frau in 6 Stunden auf 110 mmol/l angehoben werden, so werden in diesem Zeitraum (bei Annahme eines Verteilungsfaktors von 40 %) 5 mmol/l 0,4 100 l an Na+ (also 200 mmol Na+) zugeführt. Das wären z. B. 390 ml einer 3-prozentigen Na+-Lösung – Letztere enthält 513 mmol Na+/l.Hyponatriämie:von-bis\nIm Vergleich zur Hyponatriämie ist die Hypernatriämie selten. Dies liegt daran, dass der Körper mit dem Durstmechanismus und der ADH-Regulation über potente Steuerungsmechanismen verfügt, die einen Anstieg der Serum-Natrium-Konzentration verhindern.\nKennzeichnend ist wiederum die gestörte Zellfunktion im ZNS, die zum einen direkte Folge der gestörten Membranprozesse ist, zum anderen auf die Wasserverschiebungen mit Dehydratation der Hirnzellen zurückzuführen ist.\nDarüber hinaus kann es bei der Hypernatriämie bzw. ihrer Therapie zu zwei spezifischen Schädigungsmustern kommen:\nDas schrumpfende Hirnvolumen kann Risse und Thrombosen der Brückenvenen an der Hirnoberfläche sowie der parenchymatösen Hirngefäße verursachen (vaskulärer Insult).\nDie Korrektur einer Hypernatriämie kann eine schwerwiegende reaktive Hirnschwellung auslösen.\nDieses zunächst paradox erscheinende Phänomen beruht darauf, dass die Gehirnzelle einen einmaligen Schutzmechanismus entwickelt hat, der sie im Falle eines hypertonen Extrazellularraums überleben lässt. Sie exprimiert nämlich in dieser Situation zum Schutz vor deletärem Volumenentzug osmotisch aktive Substanzen (sog. Idiosmole, wahrscheinlich Neurotransmitter), die die intrazelluläre Osmolalität sozusagen künstlich erhöhen. Sinkt im Rahmen der Therapie der extrazelluläre Natrium-Spiegel ab, so verursacht die relativ hohe intrazelluläre Osmolalität einen raschen Wassereinstrom in die Hirnzelle mit zum Teil tödlichen Folgen.\nAuch bei der Hypernatriämie hängt die Klinik ganz entscheidend vom Zeitraum ab, in dem sich die Störung entwickelt. Häufige Symptome sind Irritabilität, Hyperreflexie, Muskelspasmen, Nackensteifigkeit, Krampfanfälle, Ataxie, Hyperthermie und Bewusstseinsstörungen bis hin zum Koma.\nDurch den Verlust an freiem Wasser kommt es zu einer Konzentration des extrazellulären Natriums (Konzentrationshypernatriämie, Abb. 11.11). Der Natrium-Bestand ist zumeist verringert. Klinisch stehen die Zeichen des Volumenverlustes im Vordergrund:\nWasserverluste über die Nieren: Nierenerkrankungen mit eingeschränkter Konzentrierung des Urins (Nephropathien), polyurisches Nierenversagen, Diabetes insipidus (zentral oder renal, 8.6.3)\nWasserverluste über Magen-Darm-Trakt (Diarrhö), Lungen (Hyperventilation, z. B. bei Fieber), Haut (Hitzeregulation) oder in den dritten Raum (z. B. Verbrennungen, Ileus).\nHierbei kommt es zu einer Erhöhung des Natrium-Bestandes und damit einer Ausdehnung des Extrazellularvolumens (Hyperhydratation), welche klinisch meist im Vordergrund steht. Verantwortlich sind:\nexogene Salzzufuhr (z. B. iatrogen im Rahmen der Intensivtherapie mit Natriumbikarbonat)\nendogene Na+-Retention durch Hyperaldosteronismus (8.7.3).\nPrimär muss geklärt werden, ob der Hypernatriämie ein Natrium-Exzess oder ein Wasserverlust zugrunde liegt. Hierzu ist die Untersuchung des Hydratationszustands entscheidend (11.2). Wasserverluste gehen mit extrazellulären Volumenverlusten, Natrium-Exzesse mit einem normalen oder erhöhten Extrazellularvolumen einher.\nDie Untersuchung des Urins kann hilfreich sein, die Befunde müssen wiederum sorgfältig interpretiert werden (Tab. 11.2).\nEine erhöhte Konzentration des Urin-Natriums deutet auf extrazelluläre Volumenexpansion und damit einen Natrium-Exzess hin.\nDie Urinkonzentration (gemessen als Urinosmolalität oder als spezifisches Gewicht) gibt Auskunft über die Wasserausscheidung und damit indirekt auch über die ADH-Spiegel im Blut (11.1.3). Ein verdünnter Urin deutet auf renale Wasserverluste hin, ein konzentrierter Urin auf extrarenale Wasserverluste.\nWie oben beschrieben beinhaltet die Therapie der Hypernatriämie schwere Risiken und muss deshalb genau geplant werden.\nLiegt eine begleitende Volumenstörung vor, so wird diese vorrangig behandelt (Gabe isotoner Lösungen bei begleitender Dehydratation, Gabe von Diuretika bei Hyperhydratation).\nIst die Hypernatriämie symptomatisch (liegen also z. B. ZNS-Symptome wie Krampfanfälle oder Bewusstseinsstörungen vor), so muss die Natrium-Konzentration durch Gabe hypotoner Lösungen langsam ausgeglichen werden (Kasten Behandlung der Hypernatriämie). Ein vernünftiges Therapieziel ist z. B. ein Natrium-Spiegel von 150 mmol/l. Dabei sollte der Natrium-Spiegel um nicht mehr als um 0,5–1 mmol/l pro Stunde (und nicht mehr als 10 mmol pro 24 h) fallen, da es sonst aufgrund der intrazellulär gebildeten Idiosmole (s. o.) zum Hirnödem kommen kann.\nBehandlung der Hypernatriämie\nDie für den Konzentrationsausgleich benötigte Gesamtmenge an freiem Wasser kann berechnet werden, indem man die Differenz aus der gegenwärtigen und der angestrebten Natrium-Konzentration durch die angestrebte Natrium-Konzentration teilt und das Ergebnis mit dem Volumen des Verteilungsraums (in diesem Fall des Gesamtkörperwassers) multipliziert:\nAnstelle dieser etwas komplizierten Formel kann man auch grob von einem Wasserbedarf von 4 ml/kg KG für jedes den Normalwert übersteigende mmol/l an Natrium ausgehen:\nFreies Wasser kann dabei in Form von 5-prozentiger Glukose-Lösung (1 l enthält 1 l freies Wasser) oder als - bzw.-normale Kochsalzlösung (1 l enthält dann jeweils Liter bzw Liter freies Wasser) zugeführt werden (Kasten Therapeutische Anwendung physiologischer Prinzipien in 11.1.1).\nBeispiel: Soll ein erhöhter Natrium-Wert von 170 mmol/l bei einem 100 kg schweren Mann in 24 Stunden auf 160 mmol/l gesenkt werden, so werden in diesem Zeitraum (bei Annahme eines Verteilungsfaktors von 60 %) 10/160 0,6 100 l an freiem Wasser (also 3,75 l) zugeführt.\nDurch die obige Formel wird lediglich die Abweichung der Natrium-Konzentration korrigiert, eine evtl. begleitende Volumenstörung (d. h. Störung des Natrium-Bestandes) bleibt davon unberührt.\nZur Behandlung der Hypernatriämie bei Natriumhaushalt:von-bisNatrium:von-bisDiabetes insipidus 8.6.3.\nStörungen des Wasserhaushalts sind von denen des Natrium-Haushalts nicht zu trennen, da das Extrazellularvolumen in erster Linie durch seinen Gehalt an Na+ bestimmt wird. Entsprechend erfolgt die Steuerung des Extrazellularvolumens primär über die Ausscheidung bzw. Retention von Natrium (11.1.3).\nDe- und Hyperhydratation\nDie Begriffe De- und Hyperhydratation:DefinitionHyperhydratation bezeichnen eine Volumenverminderung bzw. -vermehrung des extrazellulären KörperwassersKörperwasser:extrazelluläres. Hydratationsstörungen können je nach begleitender Natrium-Konzentration von Osmolalitätsstörungen begleitet sein, d. h., sie können isoton ( ohne begleitende Osmolalitätsänderung), hypoton oder hyperton sein. In den beiden letzteren Fällen sind sie mit Flüssigkeitsverschiebungen und damit Volumenänderungen auch des ICR verbunden.\nZu begleitenden Osmolalitätsstörungen kommt es dann, wenn freies Wasser und Körpersalze in ungleichgewichtigem Verhältnis verloren gehen bzw. zurückgehalten werden. So führt z. B. die Cholera zu stärkeren Na+- als Wasserverlusten, sodass eine hypotone Dehydratation resultiert.\nHydratationsstörungen führen stets auch zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Störung des Intravasalvolumens und damit zu Kreislaufsymptomen (s. u.).\nHypo- und Hypervolämie\nDie Begriffe Hypovolämie:DefinitionHypo- und Hypervolämie bezeichnen eine Verminderung bzw. Vermehrung des Intravasalvolumen:Verminderrung s. HypovolämieIntravasalvolumensIntravasalvolumen:Vermehrung s. Hypervolämie. Eine reine, d. h. primär durch eine Störung des Intravasalraums bedingte Hypovolämie ist z. B. die akute Blutung. Hier kommt es praktisch ausschließlich zu Kreislaufsymptomen (z. B. erniedrigtem Blutdruck und erhöhter Pulsfrequenz). Zeichen der Dehydratation treten erst später hinzu (Kasten Kompensationsmechanismen bei akutem Blutverlust). Umgekehrt können zunächst den gesamten Extrazellularraum betreffende Volumenstörungen (De- oder Hyperhydratation) früher oder später zur Hypo- oder Hypervolämie mit entsprechenden Kreislaufstörungen führen.\nEine reine Hypervolämie ist z. B. durch eine akute Überinfusion von Blut oder Albumin-Lösungen möglich.\nKompensationsmechanismen bei akutem Blutverlust\nBis zu 1 Liter akuten Verlustes an intravasaler Flüssigkeit kann vom Erwachsenen ohne klinische Zeichen kompensiert werden.\nBei größeren Verlusten kommt es zunächst zur lageabhängigen Hypotension (orthostatische Dysregulation) orthostatische Dysregulation:Blutverluste, akuteals einem der ersten und verlässlichsten Zeichen der Volumenminderung.\nDanach sinkt der Blutdruck im venösen System. ZVD und pulmonalkapillärer Verschlussdruck sind dann erniedrigt.\nSpäter kommt es zu einer Umverteilung des zirkulierenden Blutvolumens zugunsten der zentralen lebenswichtigen Organe (Gehirn, Herz, Niere). Diese Zentralisierung:Kreislauf, Blutverluste, akuteKreislaufzentralisierung:Blutverluste, akuteZentralisierung der Durchblutung kommt durch eine Konstriktion der Gefäße von Haut und Magen-Darm-Trakt zustande.\nWeitere Blutverluste führen zu einem signifikanten Abfall des Herzschlagvolumen:Abfall durch BlutverlusteHerzschlagvolumens. Folge sind Tachykardie, fadenförmiger Puls und evtl. Oligo- oder Anurie. Spätzeichen ist die arterielle Hypotonie.\nStörungen des Wasserhaushalts beeinflussen sowohl den Flüssigkeitsgehalt der Kompartimente als auch die Osmolalität bzw. Natrium-Konzentration. Die klinische Diagnostik verfolgt deshalb drei Fragestellungen:\nWie stark ist der Intravasalraum betroffen: Bestehen Zeichen von Hypo- oder Hypervolämie?\nWie stark ist der Extrazellularraum verändert: Gibt es Zeichen der Dehydratation oder Hyperhydratation?\nWie stark ist die Osmolalität gestört: Liegen Zeichen einer Osmolalitätsstörung vor?\nLabor und apparative Diagnostik sind hilfreiche Ergänzungen, da sie oft Hinweise auf die zugrunde liegende Erkrankung liefern. Allerdings kann das Labor zur Einschätzung des Extrazellularvolumens – wie in 11.2 besprochen – allenfalls Hinweise geben.\nDie Anamnese ist selten Wasserhaushaltsstörungen:Anamnesewegweisend, die Symptome sind in der Regel von der Grundkrankheit bestimmt. Wichtige Fragen sind:\nGrunderkrankungen (Herz-, Leber- oder Nierenkrankheiten), Medikamenteneinnahme, v. a. Diuretika\nvermehrte Flüssigkeitsverluste, z. B. Erbrechen, Durchfälle, Fieber, Urinausscheidung\nFlüssigkeitsaufnahme, Gewichtsveränderungen, Durstgefühl.\nJe nach vorwiegend betroffenem Kompartiment (Intravasalraum versus gesamter Extrazellularraum) können Kreislaufstörungen von Hydratationsstörungen abgetrennt werden. In Wirklichkeit treten sie meist gemeinsam auf (Tab. 11.3).\nDie Gegenüberstellung von Ein- und Ausfuhr (Bilanzierung) kann klinisch enorm hilfreich sein (11.1.1), denn Wasserhaushaltsstörungen:FlüssigkeitsbilanzFlüssigkeitsbilanz: Wasserhaushaltsstörungenhierdurch können Volumenüberschüsse bzw. laufende Verluste rasch erkannt werden.\nAkute Änderungen des Körpergewicht:WasserhaushaltsstörungenKörpergewichts reflektieren eine Zunahme oder Abnahme des Gesamtkörperwassers. Insofern bietet die tägliche Gewichtsmessung eine einfache (und häufig nicht genutzte) Möglichkeit, um Abweichungen des Extrazellularvolumens zu erkennen.\nLeider gibt das Körpergewicht keine Auskunft über die Verteilung des Körperwassers auf die Kompartimente. Auch können beträchtliche Wasserbewegungen zwischen den Kompartimenten auftreten (z. B. bei der Entwicklung eines Aszites), ohne dass sich das Körpergewicht ändert.\nLeider sind Laborbefunde bei Wasserhaushaltsstörungen:LaboruntersuchungenStörungen des Wasserhaushalts wenig spezifisch (Abb. 11.12). Insbesondere die Untersuchung des Urins kann jedoch wertvolle Hinweise auf den Volumenstatus geben:\nNatrium-Ausscheidung im Urin: Wie in 11.1.3 besprochen führt ein extrazellulärer Volumenmangel zur Aldosteronsekretion und damit zu einer niedrigen Urin-Natrium-Konzentration (< 20 mmol/l). Die Natrium-Ausscheidung kann auch als sog. fraktionierte Natrium-Ausscheidung auf die Nierenfunktion bezogen werden, sodass eine Unterscheidung zwischen einer Volumenstörung (prärenales Nierenversagen) und einer renal bedingten Oligurie möglich wird (Kasten Differenzierung von Volumenstörung und Nierenversagen bei Oligurie).\nUrinkonzentration:WasserhaushaltsstörungenUrinkonzentration: Die häufigste Ursache von Störungen des Wasserhaushalts ist ein extrazellulärer Volumenmangel, der physiologischerweise zur ADH-Sekretion und damit zu einem konzentrierten Urin führt. Die Urinkonzentration kann entweder als Osmolalität oder als spezifisches Gewicht gemessen werden; bei letzterer Methode ist zu berücksichtigen, dass schwerere Teilchen (z. B. Glukose oder Eiweiße) den Messwert mehr beeinflussen als leichte Teilchen (Elektrolyte), was vor allem bei Glukosurie schwer interpretierbare Ergebnisse erbringt.\nHarnstoff im Serum: Bei gedrosselter Diurese diffundiert mehr Harnstoff ins Gefäßsystem zurück, sodass der Harnstoff-Serumspiegel bei Dehydratation ansteigt.\nHämokonzentration:WasserhaushaltsstörungenHämokonzentration: Bei länger bestehender Dehydratation kommt es zu einer Konzentrierung der Blut- und Plasmabestandteile und damit zu einem Anstieg von Hämatokrit (um etwa 6–8 % pro Liter intravasalen Volumenverlustes), Albumin, Kalzium, Harnsäure u. a.\nDifferenzierung von Volumenstörung und Nierenversagen bei Oligurie\nTeilt man den Quotienten Volumenstörungen:DifferenzialdiagnoseOligurie:DifferenzialdiagnoseNierenversagen:Differenzialdiagnoseaus Urin- und Plasma-Natrium-Konzentration durch denjenigen aus Urin- und Plasmakreatinin-Konzentration, so erhält man die sog. fraktionierte Natrium-Ausscheidung:\nWerte von < 1 deuten auf eine Volumenstörung, Werte von > 1 auf ein Nierenversagen hin.\nDas Harnstoff-Kreatinin-Hypovolämie:Harnstoff-Kreatinin-VerhältnisHarnstoff-Kreatinin-Verhältnis:HypovolämieVerhältnis im Serum kann hilfreich sein, um eine Hypovolämie (prärenales Nierenversagen) von einem intrinsischen Nierenversagen (renales Nierenversagen) abzugrenzen. Bei reiner Hypovolämie steigt der Harnstoff bei Weitem schneller an als das Kreatinin (HSt/Krea 15–20), während sich beim Nierenversagen beide Werte etwa gleich schnell ändern (HSt/Krea 10–15).\nEs gibt keine verlässliche Messung des Extrazellulärvolumens. Das Intravasalvolumen dagegen kann indirekt über spezielle Druckmessungen im zentralen Venensystem (Messung des zentralen Venendrucks, ZVD) und im pulmonalen Arterien- bzw. Kapillarsystem (Messung des pulmonalkapillären Verschlussdrucks)pulmonalkapillärer Verschlussdruck abgeschätzt werden (Genaueres 1.4.3).\nHäufige Ursachen der Dehydratation sind zu geringe Flüssigkeitszufuhr oder Flüssigkeitsverluste über Nieren, Gastrointestinaltrakt, Haut oder Lungen. Je nach begleitender Osmolalitätsstörung werden isotone, hypotone und hypertone Dehydratation unterschieden.\nDie klinischen Zeichen der Dehydratation werden als Exsikkose:DehydratationExsikkose bezeichnet, z. B. trockene Schleimhäute, fehlender Axillarschweiß, fehlende Tränenproduktion, rissige Zunge (z. T. mit borkigen Belägen) und stehende Hautfalten durch erniedrigten Hautturgor.\nDiese Zeichen treten erst ab mehreren Litern Volumendefizit auf und sind bei kachektischen und älteren Patienten nicht immer vorhanden. Auch Durst:DehydratationDurst fehlt bei älteren Menschen oft.\nBei schweren Störungen treten ZNS-Symptome auf: Somnolenz bis Koma, hirnorganisches Psychosyndrom, Krampfanfälle.\nEine Dehydratation kann bedingt sein durch:\ngastrointestinale Verluste: z. B. durch Erbrechen, Diarrhö, gastrointestinale Fisteln\nrenale Verluste: z. B. durch Diuretika-Therapie, polyurische Phase des akuten Nierenversagens oder bei Morbus Addison durch ausfallende Aldosteronsekretion und damit eingeschränkte Salzretention (11.1.3)\nVerluste in den dritten Raum: z. B. bei Ileus oder Pankreatitis\nHautverluste: z. B. bei starkem Schwitzen oder bei Verbrennungen\nunzureichende Flüssigkeitszufuhr: besonders gefährdet sind Säuglinge und alte Menschen.\nDehydratation:TherapieDehydratation:SchocktherapieVorrangiges Ziel ist bei allen Formen der Dehydratation die Beseitigung einer evtl. bestehenden Hypovolämie:DehydratationHypovolämie, d. h. die Wiederherstellung eines ausreichenden Intravasalvolumens. Hierzu werden gegebenenfalls so lange isotone Kristalloidlösungen gegeben (z. B. 0,9-prozentige Kochsalzlösung oder Ringer-Laktat), bis sich die Zeichen des Kreislaufdefizits bessern (Anstieg des Blutdrucks, Rückgang der Pulsfrequenz, Einsetzen der Urinproduktion).\nBei Hypovolämie mit Hypovolämie:mit Exsikkose, Plasmaexpander, KontraindikationExsikkose sollten keine Plasmaexpander (11.1.1) gegeben werden. Sie verstärken das extravasale Flüssigkeitsdefizit, da Wasser in den Intravasalraum diffundiert.\nNach dieser ersten Phase der Rehydrierungsphase:DehydratationDehydratation:RehydrierungsphaseSchocktherapie wird das extrazelluläre Volumendefizit ausgeglichen:\nHierzu wird zunächst das zu ersetzende Volumen festgelegt (Tab. 11.4). Ist ein Normalgewicht bekannt, so kann das Volumendefizit direkt aus dem gemessenen Gewichtsverlust abgelesen werden.\nDieses Volumen wird nun über 24–48 Stunden ersetzt (24 Stunden bei der hypotonen oder isotonen Dehydratation, 48 Stunden bei der hypertonen Dehydratation, s. u.).\nJe nach begleitender Tonizität werden für die Rehydrierung unterschiedliche Lösungen verwendet. Bei hypertoner Dehydratation kommt eine -normale (-isotone) Glukose-Kochsalz-Lösung mit Kalium-Zusatz, selten auch eine reine Glukose-Lösung mit Kalium-Zusatz zum Einsatz, bei isotoner Dehydratation eine -normale Glukose-Kochsalz-Lösung mit Kalium-Zusatz, bei hypotoner Dehydratation eine -normale Glukose-Kochsalz-Lösung mit Kalium-Zusatz.\nBei Oligurie:Rehydrierung, symptomfreieOligurie sollte die Substitutionslösung zunächst kaliumfrei sein, bis die Gefahr eines akuten Nierenversagens mit Hyperkaliämie ausgeschlossen ist.\nSie entsteht durch Oligurie:Rehydrierung, kaliumfreieisotone DehydratationDehydratation:isotoneextrazelluläre Natrium- und Wasserverluste in gleichgewichtigem Verhältnis; das Serum-Na+ liegt im Bereich von 130–150 mmol/l. Häufige Ursachen sind gastrointestinale Flüssigkeitsverluste (Erbrechen:Dehydratation, isotoneErbrechen, Diarrhö) und Verluste in den dritten Raum (Ileus, Aszites, Pankreatitis). Klinisch bestehen Zeichen der Exsikkose (s. o.), in schwerwiegenden Fällen auch der Hypovolämie.\nHämatokrit und Gesamteiweiß sind erhöht, Serum-Natrium und -osmolalität normal. Die Urinosmolalität ist bei normaler Nierenfunktion erhöht, die Urin-Natrium-Konzentration erniedrigt (außer bei renalen Flüssigkeitsverlusten).\nIn leichten Fällen ist die orale Flüssigkeitsgabe mit Kochsalz, z. B. als Fleisch- oder Gemüsebrühe, ausreichend. Bei schwerem Volumenmangel ist eine intravenöse Schocktherapie und Rehydrierung erforderlich (s. o.).\nDer extrazelluläre Wasserverlust ist geringer als der Salzverlust. Der resultierende isotone DehydratationDehydratation:isotonerelative Wasserüberschuss im Extrazellularraum – messbar als Hyponatriämie (Natrium-Serumkonzentration < 130 mmol/l) – führt durch osmotische Flüssigkeitsverschiebung zum intrazellulären intrazelluläre ÖdemeÖdemÖdeme:intrazelluläre. Häufige Ursachen sind gastrointestinale Verluste über nasogastrische Sonden, Fisteln, Erbrechen oder Durchfall (insbesondere bei Cholera). Eine hypotone Dehydratation kann auch iatrogen durch Diuretika-Therapie ausgelöst werden.\nDie Symptome des extrazellulären Volumenmangels stehen im Vordergrund. Oft kommt es bereits frühzeitig zu Kreislaufsymptomen, da der Intravasalraum durch die Flüssigkeitsverschiebung nach intrazellulär zusätzlich ausgeraubt wird. Nur bei starker Hyponatriämie kommt es zu zentralnervösen Störungen wie Somnolenz, hirnorganischem Psychosyndrom oder Krampfanfällen.\nHämatokrit und Gesamteiweiß sind erhöht, Serum-Natrium und -osmolalität erniedrigt. Bei diuretikabedingter hypotoner Dehydratation ist die Natrium-Konzentration im Urin meist > 20 mmol/l, sonst liegt sie bei intakter Nierenfunktion darunter.\nBei leichten Störungen wird salzhaltige Flüssigkeit oral gegeben (z. B. Brühe). Schwere Volumenstörungen werden durch intravenöse Schock- und Rehydrierungstherapie ausgeglichen (s. o.). Eine schwere Hyponatriämie mit zentralnervösen Symptomen (wie z. B. Krampfanfällen oder Koma) wird durch intravenöse Gabe von Kochsalz (z. B. als 3-prozentige Kochsalzlösung) auf etwa 115 mmol/l korrigiert (zur Berechnung der benötigten Natrium-Menge 11.3.2). Es besteht hierbei, besonders bei Herzkranken, die Gefahr einer starken Kreislaufbelastung sowie eines Hirnödems.\nDer extrazelluläre hypertone DehydratationWasserverlust überwiegt den Salzverlust. Der resultierende relative Salzüberschuss im Extrazellularraum – messbar als Hypernatriämie (Serum-Natrium > 150 mmol/l) – führt durch osmotische Flüssigkeitsverschiebung zur vorwiegend intrazellulären Dehydratation.\nHäufige Ursachen sind Diarrhö sowie lang anhaltendes Fieber, Schwitzen oder Hyperventilation (z. B. bei Pneumonie). Eine weitere typische Ursache ist der Diabetes insipidus (8.6.3).\nEine Sonderform ist die hypertone Dehydratation bei Hyperglykämie im Rahmen eines entgleisten Diabetes mellitus. Die Hypertonie ist hier nicht durch einen relativen Natrium-Überschuss bedingt, sondern durch die erhöhte Serum-Glukose.\nMeist bestehen nur geringe Hypovolämiezeichen, da zum Ausgleich der erhöhten Osmolalität im Serum Flüssigkeit von intra- nach extrazellulär verschoben wird und der Intravasalraum so weitgehend geschont wird. Im Vordergrund stehen Symptome des ZNS wie Durst, Fieber, Somnolenz und hirnorganisches Psychosyndrom.\nHämatokrit, Gesamteiweiß, Serum-Natrium und -Osmolalität sind erhöht. Im Urin ist das Natrium trotz des hohen Serum-Natriums erniedrigt, da wegen des extrazellulären Volumendefizits Natrium zurückgehalten wird (RAAS-Aktivierung). Bei intakter Nierenfunktion ist auch die Urinosmolalität erhöht (Ausnahme ist der Diabetes insipidus, 8.6.3).\nBei leichten bis mäßigen Störungen reicht reichliche orale Zufuhr freier Flüssigkeit wie Tee oder Wasser. Liegen zentralnervöse Symptome (wie z. B. Krampfanfälle oder Koma) vor, wird der Natrium-Spiegel durch Infusion freien Wassers (z. B. als 5-prozentige Glukose-Lösung) auf etwa 150 mmol/l gesenkt (zur Berechnung der benötigten Wassermenge 11.3.3 unter Hypernatriämie).\nAnschließend wird langsam – d. h. über mindestens 48 Stunden – rehydriert. Eine geeignete Lösung hierfür ist z. B. -normale Kochsalzlösung mit Kalium.\nJe schwerwiegender und länger bestehend die hypertone hypertone DehydratationDehydratation:von-bisDehydratation:hypertoneDehydratation ist, desto größer ist bei plötzlichem Flüssigkeitsangebot das Risiko des Hirnödems. Darum muss bei zu raschem Abfall der Serum-Natrium-Konzentration (regelmäßige Kontrollen!) auf eine Lösung mit höherem Natrium-Gehalt gewechselt werden.\nLeitsymptome Hyperhydratation:Symptomesind Hyperhydratation:von-bisGewichtszunahme, praller Hautturgor, Tachykardie und Venenstauung. Gegebenenfalls kommt es zu Ödeme:HyperhydratationÖdemen in Haut oder Lunge sowie zu Ergüssen (z. B. Pleuraergüssen). Nicht selten tritt im Rahmen der Volumenbelastung:HyperhydratationVolumenbelastung eine Herzinsuffizienz auf.\nZur Pathogenese und Differentialdiagnose von Ödemen Kasten Differentialdiagnose von Hautödemen und Abb. 11.13.\nTherapie der Hyperhydratation (alle Formen)\nBehandlung der Grundkrankheit\nFlüssigkeitsrestriktion, bei Hyperaldosteronismus auch Kochsalzrestriktion\nvorsichtig ausschwemmen: Je nach Ausprägung der Störung und Nierenfunktion kommen Thiazid- oder Schleifendiuretika zum Einsatz, ggf. in Kombination mit kaliumsparenden Diuretika.\nggf. Dialyse oder Hämofiltration bei Überwässerung mit Niereninsuffizienz.\nIsotone und hypotone Hyperhydratation\nExtrazelluläre ÜberwässerungHyperhydratation:isotoneÜberwässerung mit normaler oder relativ verminderter Salzkonzentration. Bei der durch einen relativen Salzmangel im Extrazellularraum ( erniedrigtes Serum-Natrium) ausgezeichneten hypotonen hypotone HyperhydratationHyperhydratation kommt es durch osmotische Flüssigkeitsverschiebung zum intrazellulären Ödem mit entsprechenden zentralnervösen Symptomen.\nEine verminderte Salzkonzentration bei Hyperhydratation darf keineswegs mit einem (substitutionsbedürftigen) Natriummangel gleichgesetzt werden. Vielmehr ist die häufig gemessene Hyponatriämie Folge der Verdünnung. Der Natrium-Bestand des Körpers ist bei den meisten Formen der Hyperhydratation normal bis erhöht.\nDie iso- bzw. hypotone Hyperhydratation:ÄtiologieHyperhydratation entsteht auf drei Wegen (Abb. 11.14):\nErhöhte Na+-Retention, z. B. bei:\nsekundärem Hyperaldosteronismus (etwa bei Herzinsuffizienz, 1.7.2)\nÜberschuss an Mineralo- oder Glukokortikoiden, z. B. iatrogen, Cushing- oder Conn-Syndrom (8.7.3)\nnephrotischem Syndrom und Leberzirrhose (Erklärung 11.3.2)\nErhöhte Wasserretention, z. B. bei:\nSyndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH, 8.6.2)\nNiereninsuffizienz, besonders im akuten Stadium\nÜbermäßige Flüssigkeitsbelastung, z. B. durch Überinfusion oder Ertrinken in Süßwasser, Abb. 11.14.\nExtrazelluläre Überwässerung hypertone HyperhydratationHyperhydratation:hypertonemit relativem Salzüberschuss (selten). Durch den extrazellulären Salzüberschuss, messbar als erhöhtes Serum-Natrium, kommt es infolge osmotischer Flüssigkeitsverschiebung zur intrazellulären intrazelluläre DehydratationDehydratation mit entsprechenden zentralnervösen Symptomen.\nDie hypertone Hyperhydratation hat drei hauptsächliche Ursachen:\nIn der Mehrzahl der Fälle ist sie iatrogen bedingt, z. B. durch Infusion von Natriumbikarbonat-Lösung oder hypertoner Kochsalzlösung sowie i. v. Gabe stark natriumhaltiger Penizillinsalze.\nPrimärer Hyperaldosteronismus mit Natrium-Retention: Die Symptome sind in der Regel nur gering ausgeprägt.\nErtrinken in Salzwasser.\nDifferenzialdiagnose von Hautödemen\nÖdeme:DifferentialdiagnoseHautödeme:DifferentialdiagnoseHautödeme sind schmerzlose, nicht gerötete Schwellungen infolge Ansammlung wässriger Flüssigkeit im interstitiellen Raum von Haut oder Schleimhäuten (Ausnahmen: Myxödem und Lipödem, s. u.). Sie können lokalisiert oder generalisiert (d. h. am ganzen Integument) auftreten. (Lageabhängige Manifestationen sind bei den generalisierten Formen aber nicht ausgeschlossen.)\nÖdeme:PathogeneseHautödeme:PathogeneseHautödeme entstehen durch\nerhöhten hydrostatischen Druck, z. B. bei venöser Thrombose, Herzinsuffizienz, Natrium- und Wasserretention\nverminderten onkotischen Druck (durch Hypoproteinämie), z. B. bei nephrotischem Syndrom, enteralem Eiweißverlust, Leberschaden, Malnutrition\nKapillarwandschäden allergischer (z. B. beim angioneurotischen Ödem), entzündlicher oder ischämischer Natur\nStörungen des Lymphabflusses als primäres oder sekundäres Lymphödem (meist als lokalisiertes Ödem, 2.5.2).\nÄtiologie der generalisierten Ödeme\nHautödeme:ÄtiologieÖdeme bei Rechtsherzinsuffizienz:ÖdemeÖdeme:RechtsherzinsuffizienzRechtsherzinsuffizienz sind typischerweise symmetrisch in den abhängigen Körperpartien lokalisiert (beim mobilen Patienten z. B. an Fußrücken, Knöchel, Unterschenkel; beim bettlägerigen Patienten an den unten liegenden Regionen des Körperstamms, z. B. bei Rückenlage im Bereich des Sakrums). Häufig bestehen zusätzlich Aszites und Pleuraergüsse (rechts > links).\nDurch eine Ödeme:HypoproteinämieHypoproteinämie:ÖdemeHypoproteinämie bedingte Ödeme führen zu weitgehend lageunabhängigen Ödemen und treten erst ab einem Serumprotein < 20 g/l bzw. Albumin < 15 g/l auf. Besonders bei Krankheiten der Leber ist wegen des meist gleichzeitig bestehenden portalen Hypertonus mit einem begleitenden Aszites zu rechnen.\nBei mangelhafter Wasserausscheidung:mangelnde, ÖdemeWasserausscheidung bei akutem oder chronischem Nierenversagen können ebenso generalisierte Ödeme auftreten.\nBeim Ödeme:HyperaldosteronismusHyperaldosteronismus:ÖdemeHyperaldosteronismus (8.7.3) kommt es durch Natrium-Retention zur Expansion des Extrazellularraums und evtl. zu Wassereinlagerungen im Körpergewebe. Ein sekundärer Hyperaldosteronismus kann z. B. bei der Herzinsuffizienz eine Ödembildung verstärken.\nSeltenere Ursachen sind Ödeme:medikamenteninduzierteMedikamente, wie Mineralo- und Glukokortikoide (bewirken eine Na+-Retention), Ca2+-Antagonisten wie Nifedipin (führen zu erhöhtem Kapillardruck durch Relaxation präkapillärer Arteriolen) sowie Östrogene.\nÄtiologie der lokalisierten Ödeme\nDie meisten lokalisierten Ödeme finden sich an den Unterschenkeln, vorzugsweise als PhlebödemPhlebödem durch z. B. tiefe Beinvenenthrombose oder häufiger beim postthrombotischen Syndrom (2.4.4). Die Zehen sind meist ausgespart, oft klagen die Patienten über Schmerzen, die Haut ist livide verfärbt.\nIm Gegensatz dazu sind LymphödemeLymphödeme (2.5.2) meist schmerzfrei, ohne Hautverfärbung und beziehen die Zehen mit ein.\nUmschriebene Ödeme können außerdem an unterschiedlichen Körperstellen durch Entzündungsmediatoren (z. B. bei Erysipel, Insektenstiche) entstehen. Sonderformen sind das allergische Quincke-Quincke-ÖdemÖdem (v. a. im Bereich der Augenlider) und das Ödem beim Sudeck-Syndrom, einer postoperativ auftretenden autonomen Regulationsstörung.\nDas Myxödem:HypothyreoseMyxödem bei Hypothyreose:MyxödemHypothyreose ist durch bindegewebige Auftreibung, das LipödemLipödem (symmetrische, oft schmerzhafte Schwellung des Fettgewebes, v. a. an den Unterschenkeln) durch Auftreibung des Fettgewebes bedingt. In beiden Fällen besteht keine Wassereinlagerung.\nCave: Der Fingerdruck beim Myxödem und beim Lipödem hinterlässt keine Delle!Wasserhaushaltsstörungen:von-bisHyperhydratation:von-bis\nKalium:physiologische FunktionKalium ist das häufigste Kation des Intrazellularraums. 98 % des Körperkaliums liegen intrazellulär. Das Serum-Kalium Serum-Kaliumsagt deshalb nur wenig über den Gesamtbestand des Körpers an Kalium Kalium:Gesamtbestand des Körpersaus.\nNormbereich im Serum: 3,6–4,8 mmol/l. Abweichungen unter oder über diese Grenzen werden als Hypo- bzw. Hyperkaliämie bezeichnet (Abb. 11.15).\nDer Kalium-Gradient an der neuromuskuläre Erregbarkeit:KaliumKalium:neuromuskuläre ErregbarkeitZellmembran hält das Ruhemembranpotenzial aufrecht und hat damit eine entscheidende Bedeutung für die elektrische Erregbarkeit der Nerven- und Muskelzellen. Die intrazelluläre Kalium-Konzentration ist dabei relativ stabil. Was sich unter pathologischen Bedingungen ändert, ist vor allem die extrazelluläre Kalium-Konzentration.\nHyperkaliämie erhöht das Ruhepotenzial und steigert dadurch die neuromuskuläre Erregbarkeit. Im Extremfall kann es zur Muskellähmung durch Depolarisationsblock kommen.\nHypokaliämie vermindert das Ruhepotenzial und damit die neuromuskuläre Erregbarkeit. Auch dadurch kann schließlich eine Muskellähmung durch einen Hyperpolarisationsblock entstehen.\nDie akute Störung verläuft dabei immer weit bedrohlicher als die chronische.\nKalium-Wirkung am Herzen\nAm Herzen wird die Erregbarkeit bei mäßiger Hyperkaliämie Hyperkaliämie:Wirkung am Herzen(K+ 5,5–8 mmol/l) zunächst gesteigert. Erst bei erheblicher Hyperkaliämie mit K+ > 8 mmol/l wird die Erregbarkeit gesenkt. Die initiale Erregungssteigerung ist durch eine zunehmende K+-Permeabilität der Zellmembran bedingt, die spätere Abnahme durch eine Verminderung des Membranpotenzials.\nBei Operationen am Herzen wird K+ deshalb ggf. als kardioplegische Lösung kardioplegische Lösungeingesetzt, d. h., der Herzmuskel wird durch eine hyperkaliämische Lösung elektrisch entkoppelt und damit ruhig gestellt (plegisch).\nEine Hypokaliämie Hypokaliämie:Wirkung am Herzenführt am Herzen zur Abnahme der K+-Permeabilität und damit zur Förderung der Erregungsrückbildung im Ventrikel. Dadurch können ektope erregungsbildende Zentren aktiviert und Rhythmusstörungen ausgelöst werden.\nSowohl eine Hypo- als auch eine Hyperkaliämie können Herzrhythmusstörungen auslösen bzw. verstärken.\nBedarf, Regulation und Verteilung\nDer tägliche Bedarf an Kalium Kalium:Bedarf, täglicherliegt bei ca. 1 mmol/kg KG.\nKalium wird oral aufgenommen. Ausgeschieden wird es zu etwa 90 % renal und zu 10 % enteral. Die Regulation in der Niere erfolgt über Sekretion bzw. Rückresorption im distalen Tubulus. Die renale K+-Sekretion steigt dabei mit der Diureseleistung an (Kaliurese bei Polyurie). Durch eine gute Diurese (z. B. > 1.000 ml/Tag) kann eine Hyperkaliämie verhindert werden. Entsprechend kann eine gesteigerte Diurese – etwa eine osmotische Diurese im Rahmen des diabetischen Komas – zu einem schweren Kalium-Mangel führen. Darüber hinaus wird die renale Sekretion Kalium:renale Sekretiondurch Gluko- und Mineralokortikoide, hohe Kalium-Konzentrationen im Plasma, hohe Natrium-Konzentrationen im distalen Tubulus und -adrenerge Stimulation gefördert.\nDie Fähigkeit des Körpers zur K+-Konservierung ist im Vergleich zu Na+ deutlich eingeschränkt. Selbst bei beginnender Hypokaliämie werden noch ungefähr 10 mmol/l K+ über den Urin ausgeschieden.\nVerteilung des Kaliums über die Kompartimente\nAuch die Verteilung über die Kompartimente Kompartimente:KaliumverteilungKalium:Verteilung über die Kompartimenteverläuft nur träge. Bei hyperkaliämischen Zuständen dauert die Anpassung über eine kaliumarme Diät Tage.\nDie Verteilung des K+ zwischen Intra- und Extrazellularraum wird von vier Faktoren beeinflusst:\nSäure-Base-Status:Säure-Base-Status:KaliumKalium:Säure-Base-Status Intrazelluläre K+-Ionen werden je nach pH-Wert des Extrazellularraums gegen H+-Ionen ausgetauscht (sog. Transmineralisation). Transmineralisation:KaliumKalium:TransmineralisationBei Azidose steigt die K+-Konzentration im Blut (Aufnahme von H+-Ionen in die Zelle), bei Alkalose sinkt die K+-Konzentration (Abgabe von H+-Ionen nach extrazellulär). Als Faustregel gilt, dass eine Änderung des Blut-pH um 0,1 zu einer gegensinnigen Änderung des Serum-Kaliums um 0,4–0,5 mmol/l führt.\nEin normales Serum-Serum-Kalium:AzidoseAzidose:Serum-KaliumKalium bei Azidose zeigt deshalb einen Kalium-Mangel an.\nOsmolalität:Osmolalität:KaliumKalium:Osmolalität Bei extrazellulärer Hyperosmolalität kommt es zu einer konvektiven Umverteilung (Solvent Drag) Solvent Dragvon intra- nach extrazellulär.\nInsulinkonzentration: K+ wird im Ko-Transport mit Glukose nach intrazellulär verschoben.\n-adrenerge Stimulation: Auch hier wandert K+ nach intrazellulär.\nDrei dieser Faktoren werden therapeutisch genutzt. Bei Hyperkaliämie kann zum einen Insulin (mit Glukose) eingesetzt werden, zum anderen können Bikarbonat sowie -adrenerge Medikamente gegeben werden, um eine rasche Umverteilung des Kaliums nach intrazellulär zu erreichen (11.5.4).\nEine Störung des Kaliumhaushaltstörungen:DiagnoseKalium-Haushalts kann durch drei Bedingungen entstehen: Zum einen kann die Kalium-Aufnahme,Kalium:Aufnahme zum Zweiten die Kalium-Ausscheidung Kalium:Ausscheidungund zum Dritten die Verteilung des Kaliums zwischen Intra- und Extrazellularraum gestört sein. Neben der Einschätzung der Schwere der Elektrolytstörung zielt die Diagnostik deshalb auf eine Abklärung der Nierenfunktion, die für die Ausscheidung entscheidend ist.\nUm Verteilungsstörungen zu erkennen, müssen der Säure-Base-Status sowie die Osmolalität im Serum bekannt sein.\nElektrolyte im Serum: Kaliumhaushaltstörungen:LaboruntersuchungenHierbei ist eine mögliche Verfälschung des Kalium-Wertes durch zu langes Stauen während der Abnahme oder Stehenlassen der Probe zu beachten. Auch ein vorzeitiger Zellzerfall in der Probe bei exzessiv erhöhten Leukozyten- oder Thrombozytenzahlen (z. B. im Rahmen einer hämatologischen Systemerkrankung) verfälscht die Werte. Ursache ist jeweils die Freisetzung von intrazellulärem Kalium durch Zellzerfall oder Hämolyse.\nKreatinin:Kreatinin:KaliumhaushaltstörungenKaliumhaushaltstörungen:Kreatinin Ein erhöhtes Kreatinin deutet auf eine eingeschränkte Kalium-Ausscheidung bei Niereninsuffizienz hin.\nCK, LDH: Eine Erhöhung kann einen vermehrten Zell- bzw. Muskelzerfall andeuten, bei dem Kalium aus der Zelle freigesetzt wird.\nBGA:Kaliumhaushaltstörungen:BGA Extrazelluläre Kalium-Spiegel können nur in der Zusammenschau mit dem Säure-Base-Haushalt interpretiert werden (11.5.1).\nElektrolyte im Urin:Kaliumhaushaltstörungen:Elektrolyte im Urin Bei Kalium-Werten von > 25 mmol/l ist ein renaler Kalium-Verlust wahrscheinlich, bei < 25 mmol/l liegen evtl. enterale Verluste oder eine Verteilungsstörung (s. u.) vor.\nDer im Labor gemessene K+-Serumwert korreliert wegen des vorwiegend intrazellulären Vorkommens von K+ nur schlecht mit den Auswirkungen und der Bedrohlichkeit der Störung. Das EKG erlaubt eine grobe Einschätzung des Kalium-Gradienten an der Zellmembran und sollte deshalb bei allen Störungen der Kalium-Konzentration frühzeitig geschrieben werden (Abb. 11.16).\nZeichen sind vor allem die Hypojvolämie:EKGEKG:Hypokaliämieabgeflachte T-Welle, die gesenkte ST-Strecke und die U-Welle (die evtl. höher als die T-Welle und auch mit dieser verschmolzen sein kann – bei der sog. TU-Verschmelzungswelle TU-Verschmelzungswelle:HypokaliämieHypokaliämie:TU-Verschmelzungswelleerscheint die QT-Zeit fälschlicherweise verlängert). Besonders bei Digitalis-Therapie treten AV-Blockierungen sowie supraventrikuläre und ventrikuläre Herzrhythmusstörungen auf (Hypokaliämie verstärkt die Digitalis-Toxizität).\nMerkspruch aus dem britischen Erfahrungsgut: No pot – no tea (no potassium [Kalium] – no T-wave)!\nZeichen sind die verlängerte PQ-Zeit, ein verplumpter QRS-Komplex, hohes T (Kirchturm-TKirchturm-T:HyperkaliämieEKG:HyperkaliämieHyperkaliämie:EKG – mit höheren K+-Serumspiegeln wird es zunehmend breiter und zeltförmiger, die QT-Zeit wird dadurch verlängert) und eine schenkelblockartige Deformierung des Kammerkomplexes. Bei hohen Serumspiegeln (> 6,5 mmol/l) drohen ventrikuläre Tachykardien, Kammerflimmern und schließlich Asystolie.\nBei Hypokaliämie HypokaliämieHypokaliämie:Kliniksind vor allem zwei Funktionssysteme betroffen:\nneuromuskuläre Funktionen Hypokaliämie:neuromuskuläre Funktionen(einschließlich glatter Muskulatur): Als Ausdruck der gestörten neuromuskulären Erregbarkeit kommt es zu Muskelschwäche (besonders der unteren Extremität), Muskelkrämpfen, Bildung von Muskelwülsten bei Beklopfen, Obstipation bis hin zum Ileus,Ileus:Hypokaliämie Blasenentleerungsstörungen, Hyporeflexie und Muskelhypotonie.\nkardiovaskuläre Funktionen:Hypokaliämie:kardiovaskuläre Funktionen Am Herzen kann es zu Herzrhythmusstörungen:HypokaliämieRhythmusstörungen, besonders zur Extrasystolie, kommen (EKG-Veränderungen Abb. 11.16), ein niedriger Blutdruck ist häufig.\nDie Wirkung und Toxizität von Digitalisglykosiden werden verstärkt.\nEine Hypokaliämie Hypokaliämie:Ätiologieist fast immer durch vermehrte Verluste (Verlusthypokaliämie) oder eine Umverteilung nach intrazellulär (Verteilungshypokaliämie) bedingt. Primär unzureichende Zufuhr spielt fast nur bei falscher parenteraler Ernährung eine Rolle (Abb. 11.17).\nDie Kalium-Hypokaliämie:TherapieHypokaliämie:KaliumsubstitutionSubstitution Kalium:Substitutionist besonders dringlich bei kardial Vorerkrankten (insbesondere bei digitalisierten Patienten) und bei Patienten mit manifesten Herzrhythmusstörungen. Für jedes mmol Abweichung des K+-Serumspiegels wird ein absolutes Defizit von 100 mmol angenommen. Für die orale Substitution eignet sich kaliumreiches Obst, z. B. Trockenobst, Bananen, Erdbeeren oder Tomaten. Von der Menge her besser zu definieren sind orale Kaliumchlorid- oder Kaliumphosphat-Präparate, die wegen der Gefahr von Ulzera im Magen-Darm-Trakt aber immer in Flüssigkeit aufgelöst eingenommen werden sollten. Kaliumbikarbonat ist als Substitutionssalz dagegen meist nicht zu empfehlen, da bei einer Hypokaliämie häufig schon eine Alkalose besteht.\nWenn eine orale Therapie nicht durchführbar ist (z. B. bei Intensivpatienten), wird intravenös substituiert. Kalium kann in Konzentrationen > 20 mmol/l das Gefäßendothel reizen, sodass die Gabe über eine periphere Vene schmerzhaft sein kann. Konzentrationen > 60 mmol/l werden nur über zentrale Zugänge gegeben. Um Störungen der Reizleitung am Herzen zu vermeiden, werden bei der intravenösen Substitution generell nicht mehr als 20 mmol Kalium pro Stunde gegeben und eine Tagesdosis von 3 mmol/kg KG nicht überschritten.\nDie rasche Infusion von Kalium kann Herzrhythmusstörungen:Kaliumsubstitution zu rascheHerzrhythmusstörungen auslösen und damit tödlich sein. Intravenöse Kalium-Substitution in höheren Konzentrationen (z. B. > 60 mmol/l) erfolgt deshalb stets langsam und unter Herzmonitor-Kontrolle.\nWird gleichzeitig eine Azidose behandelt (etwa bei einer diabetischen Ketoazidose), ist mit einem erheblichen Substitutionsbedarf zu rechnen, da während der Korrektur der Azidose erhebliche Mengen an K+ nach intrazellulär verschoben werden.\nDas klinische HyperkaliämieHyperkaliämie:KlinikBild wird oft durch die Grunderkrankung bestimmt, es gibt kein typisches Leitsymptom. Gelegentlich treten Parästhesien (Ameisenlaufen, pelzige Zunge) oder Muskelzuckungen auf. Lebensbedrohlich sind v. a. Herzrhythmusstörungen (1.8) bis hin zum Kreislaufstillstand (dieser kann das erste Zeichen einer Hyperkaliämie sein!).\nGesunde Nieren können selbst hohe Konzentrationen von Kalium problemlos ausscheiden.\nDie häufigste Ursache einer Hyperkaliämie Hyperkaliämie:Ätiologieist eine verminderte renale Ausscheidung bei Niereninsuffizienz. Andere klinisch wichtige Ursachen sind Azidose, Zellschädigung und die Gabe von Diuretika (Genaueres Kasten Ätiologie der Hyperkaliämie und Abb. 11.18).\nÄtiologie der Hyperkaliämie\nEine vermehrte Hyperkaliämie:Ätiologieorale Zufuhr ist beim Nierengesunden unproblematisch. Gefährlich ist sie für Patienten mit fortgeschrittener Niereninsuffizienz. Für solche Patienten kann schon der vermehrte Obst- und Gemüsegenuss, z. B. von Bananen oder Tomaten, gefährlich sein.\nDie verminderte Hyperkaliämie:Kaliumausscheidung, verminderteAusscheidung spielt beim akuten und chronischen Nierenversagen eine Rolle, kann jedoch lange Zeit durch Ausscheidung über den Dickdarm kompensiert werden.\nUmverteilung nach extrazellulär\nAzidose führt durch Hyperkaliämie:KaliumumverteilungAustausch von H+ gegen K+ zur Hyperkaliämie (11.5.1).\nSo begünstigen bei der diabetischen Ketoazidose Insulin-Mangel und Azidose eine Serumhyperkaliämie. Diese manifestiert sich in der Praxis jedoch nur selten, da die gleichzeitig bestehende Osmodiurese aufgrund des hohen Blutzuckers eine vermehrte Kalium-Ausscheidung nach sich zieht.\nBei metabolischer Azidose aufgrund einer Niereninsuffizienz dagegen wirken die mangelhafte Ausscheidung von Kalium und die Transmineralisation gleichsinnig, sodass es zu einer erheblichen Hyperkaliämie kommt.\nDiese führt zur Freisetzung Zellschädigung:HyperkaliämieHyperkaliämie:Zellschädigungintrazellulären Kaliums. Beispiele sind stärkere Verletzungen und Verbrennungen, Hämolyse, Zustand nach Chemotherapie (Kasten Tumorlysesyndrom und Hyperviskositätssyndrom) sowie Tourniquet-Tourniquet-Syndrom:HyperkaliämieSyndrom (Reperfusion einer zeitweise mangelhaft durchbluteten Extremität).\nEine Hyperkaliämie:medikamenteninduzierteHyperkaliämie wird begünstigt durch <03B2>-Blocker:HyperkaliämieBetablocker (Verschiebung von K+ von intra- nach extrazellulär), ACE-ACE-Hemmer:HyperkaliämieHemmer (v. a. in Kombination mit kaliumsparenden Diuretika), kaliumsparende Diuretika sowie depolarisierende Muskelrelaxanzien (z. B. Succinylcholin). Eine schwere Digitalis-Intoxikation führt über eine Blockade der Na+-K+-ATPase zu einer Hyperkaliämie.\nTumorlysesyndrom und Hyperviskositätssyndrom\nDie rasche Zerstörung von Tumorlyse-SyndromHyperkaliämie:Tumorlyse-SyndromTumorzellen – Hyperviskositäts-SyndromHyperkaliämie:Hyperviskositäts-Syndrominsbesondere im Rahmen der Chemotherapie von Leukämien, Lymphomen und des kleinzelligen Bronchialkarzinoms – setzt intrazelluläre Abbauprodukte wie Kalium, Phosphor, Urate und Säureäquivalente frei. Wegen ionischer Summenbeziehungen besteht zudem eine Hypokalzämie. Die Erscheinungen beginnen 1–2 Tage nach Beginn der Chemo- oder Bestrahlungstherapie:\ndurch Urate: Nierenversagen\ndurch K+: Herzarrhythmie, Herzinsuffizienz\ndurch Ca2+: Tetanie, Bewusstseinsstörungen, Krampfanfälle.\nDie Therapie besteht in der intravenösen Zufuhr von Flüssigkeit (isotoner Kochsalzlösung) und Diuretika (z. B. Furosemid) sowie der Gabe von Allopurinol zur raschen renalen Urat-Ausscheidung. Durch Gabe von Natriumbikarbonat wird der Urin:AlkalisierungUrin alkalisiert (pH-Ziel > 7,0), wodurch die Urat-Ausscheidung erleichtert wird. In schweren Fällen wird eine Nierenersatztherapie erforderlich. Die genannten Therapiestrategien werden meist schon prophylaktisch vor Beginn einer intensiven Chemotherapie angesetzt.\nDas Tumorlysesyndrom kann von einem Hyperviskositäts-Syndrom:klinische ZeichenHyperviskositätssyndrom begleitet sein, das vor allem bei Leukämien wegen des erhöhten Zellgehaltes oder des Vorliegens pathologischer Proteine (z. B. Gammopathien) auftreten kann. Klinische Zeichen sind Kopfschmerzen, Somnolenz, Seh- und Hörstörungen bis hin zu Krampfanfällen und Myokardinfarkt. Das Hyperviskositätssyndrom wird durch Flüssigkeitszufuhr, Aderlass, evtl. auch Plasmapherese behandelt.\nDie Therapie folgt drei Hyperkaliämie:TherapiePrinzipien: Zum einen wird versucht, überschüssiges und toxisch wirksames Kalium in die Zellen einzuschleusen, zum Zweiten wird die Kalium-Ausscheidung gefördert und zum Dritten werden die toxischen Effekte des Kaliums auf die Herzmuskelzelle verringert (letzteres Prinzip ist dabei in der Akuttherapie vorrangig).\nSchutz der Herzmuskelzelle\nBei hohen Werten oder absehbarer kardialer Gefährdung kann kurzfristig Kalziumglukonat Kalziumglukonat:HyperkaliämieHyperkaliämie:Kalziumglukonatgegeben werden. Dieses reduziert die toxischen Effekte des K+ auf die neuromuskuläre Erregbarkeit (11.6.1).\nEinschleusung von Kalium in die Zellen\nInfusion von Kalium:Einschleusung in die ZelleGlukose und Insulin\nGabe von Natriumbikarbonat\nGabe von -Sympathomimetika (z. B. Salbutamol-Inhalationen): Hierdurch kommt es zum Transport von Kalium in die Zelle und auch zu einer vermehrten tubulären Sekretion von K+.\nFörderung der Ausscheidung\nLetzten Endes wird der Kalium-Bestand des Körpers nur durch folgende Maßnahmen vermindert:\norale oder rektale Kationenaustauscher, die Na+ oder Ca2+ gegen K+ im Darm austauschen, z. B. Resonium\nforcierte Diurese durch Schleifendiuretika\nDialyse als letzte Möglichkeit.\nKaliumhaushalt:von-bisKalium:von-bisKalzium Kalziumhaushaltstörungen:von-bisKalzium:von-bishat neben seiner Rolle bei der Knochenmineralisierung entscheidende Funktionen bei der elektromechanischen Koppelung der Muskulatur sowie als Ko-Faktor bzw. Second-Messenger vieler Enzyme. Genaueres zum Kalzium-Haushalt gleichnamiger Kasten.\nNormbereich im Kalzium:im SerumSerum: Gesamtkalzium 2,2–2,65 mmol/l; ionisiertes Kalzium 1,1–1,4 mmol/l.\nDer Gesamtbestand des Körpers an Kalzium:Verteilung im KörperKalzium:Gesamtbestand des KörpersKalzium beträgt ca. 1 kg. 99 % davon befinden sich im Knochen als Hydroxyapatit-Kristalle, nur etwa 0,3 % im Intravasalraum. Etwa 1 % des Skelett-Kalziums ist frei mit der Extrazellulärflüssigkeit austauschbar und dient als wichtiger Reservespeicher.\n40 % des Serum-Serum-KalziumKalziums sind an Albumin gebunden, 10 % sind komplex gebunden, 50 % liegen ionisiert (frei) vor. Biologisch wirksam ist lediglich der ionisierte Anteil, der in engen Grenzen konstant gehalten wird. Im Labor wird in der Regel das Gesamtkalzium gemessen, das gut mit dem ionisierten Anteil korreliert. Bei hohem bzw. erniedrigtem Serum-Albumin-Gehalt wird ein hohes bzw. erniedrigtes Gesamtkalzium gemessen; die Konzentration des ionisierten Kalziums ändert sich dabei nicht. Um trotz erhöhter oder erniedrigter Serum-Albumin-Spiegel eine Aussage über das Vorliegen einer Hypo- oder Hyperkalzämie machen zu können, kann das sog. albuminkorrigierte Kalzium berechnet werden:\nDer Anteil des ionisierten Kalziums am Gesamtkalzium wird durch pH-Verschiebungen verändert. Azidose steigert, Alkalose senkt den Anteil des ionisierten Kalziums, da bei erniedrigtem pH-Wert der Ca2+-Protein-Komplex vermehrt dissoziiert. Das häufigste klinische Beispiel ist die Hyperventilationstetanie (5.1.2).\nBedarf, Aufnahme und Ausscheidung\nDie normale tägliche orale Kalzium:Bedarf, täglicherKalzium:AusscheidungKalzium:AufnahmeCa2+-Aufnahme liegt zwischen 0,5 und 1,5 g. Davon werden je nach aktuellem Bedarf ca. 30–50 % resorbiert.\nEtwa ein Drittel der täglichen Ca2+-Ausscheidung erfolgt über den Darm, ein weiteres Drittel über die Nieren. Zwischen Knochen und Extrazellulärflüssigkeit besteht ein täglicher Austausch in beide Richtungen von ca. 0,25–0,5 g Ca2+.\nEin vermehrter Kalzium-Bedarf besteht in Schwangerschaft und Stillzeit sowie in der Pubertät, aber z. B. auch bei Beginn der Therapie einer Osteomalazie mit Vitamin D.\nCa2+ beeinflusst zusammen mit anderen Ionen die neuromuskuläre Erregbarkeit. neuromuskuläre Erregbarkeit:KalziumKalzium:neuromuskuläre ErregbarkeitDie Membranerregbarkeit der Muskelzelle Muskelzelle:Membranerregbarkeit, György-QuotientGyörgy-Quotient:Muskelzelle, Membranerregbarkeitwird durch den György-Quotienten beschrieben:\nK steht für die neuromuskuläre Erregbarkeit, die anderen Größen stehen jeweils für die Konzentrationen der betreffenden Ionen.\nBei Hyperkalzämie sinkt somit die neuromuskuläre Erregbarkeit (neuromuskuläre Erregbarkeit:HyperkalzämieHyperkalzämie:neuromuskuläre Erregbarkeitvergrößerter Nenner). Im EKG Hyperkalzämie:EKGEKG:Hyperkalzämiedrückt sich dies durch eine verkürzte QT-Zeit aus, die T-Welle kann breit und konvexbogig sein. Es kommt vermehrt zu Herzrhythmusstörungen, Herzrhythmusstörungen:Hyperkalzämieauch bedrohlichen ventrikulären Herzrhythmusstörungen bis hin zur Asystolie.\nDie Ansprechbarkeit auf Digitalis und damit die Digitalis-Hyperkalzämie:Digitalis-ToxizitätDigitalis-Toxizität:HyperkalzämieToxizität steigt bei Hyperkalzämie.\nAsystolie:HyperkalzämieBei Hypokalzämie neuromuskuläre Erregbarkeit:HypokalzämieHypokalzämie:neuromuskuläre Erregbarkeitsteigt die neuromuskuläre Erregbarkeit (verkleinerter Nenner). Dies zeigt sich am Symptomenkomplex der Tetanie (Tetanie11.6.2). Im EKG Hypokalzämie:EKGEKG:Hypokalzämieist die QT-Zeit verlängert, die T-Welle kann negativ sein, evtl. ist der QRS-Komplex verbreitert. Auch hier sind bedrohliche Herzrhythmusstörungen möglich. Die Ansprechbarkeit auf Digitalis sinkt.\nBeziehung zum Phosphathaushalt\nKalzium Phosphat:Beziehung zum KalziumhaushaltKalzium:Beziehung zum Phosphathaushaltund Phosphat haben ein relativ geringes Löslichkeitsprodukt. Bei Hyperphosphatämie sinkt darum die Kalziumkonzentration ab und umgekehrt. Fällt Kalzium oder Phosphat über das Löslichkeitsprodukt (das unter physiologischen Bedingungen bei 40 mg/dl liegt) hinaus an, kann es zum Ausfall von Kalziumphosphat, evtl. mit Organverkalkungen, kommen.\nRegulation des Kalzium-Haushalts\nDer Kalziumspiegel im Blut hängt vom Kalzium-Austausch Kalzium:Austauschzwischen Knochen und Extrazellularraum, von der renalen Kalzium-Ausscheidung und von der intestinalen Kalzium-Aufnahme ab. Alle drei Prozesse werden hormonell reguliert, und zwar durch Parathormon, Parathormon:KalziumhaushaltKalzitonin undKalzitonin:Kalziumhaushalt Kalzitriol (Kalzitriol:Kalziumhaushaltdie aktive Form des Vitamins D); Abb. 11.19. Details 8.5.1.\nDie Regulationsmechanismen des Ca2+-Haushalts, besonders die Parathormon-Ausschüttung, reagieren nur auf den ionisierten (biologisch aktiven) Anteil des Gesamtkalziums.\nEin verminderter Plasmaspiegel an freiem Kalzium führt zur Parathormon-Sekretion. Dieses Hormon erhöht den Kalziumspiegel zum einen durch seine direkten Effekte auf Nieren, Darm (umstritten) und Knochen, zum anderen indirekt, indem es den Umbau von Vitamin D in Leber und Nieren zum stoffwechselaktiven 1,25-(OH)2-D3 (Kalzitriol) fördert. Kalzitriol wiederum hat kalziumsteigernde Effekte an Nieren, Darm und Knochen.\nDas Schilddrüsenhormon Kalzitonin senkt den Kalziumspiegel Kalziumspiegel:Kalzitonindurch Förderung der Kalzium-Einlagerung in den Knochen sowie durch Förderung der renalen Kalzium-Ausscheidung. Der kalziumsenkende Effekt wird durch die bei hohen Kalzium-Spiegeln absinkende Plasmakonzentration an Kalzitriol unterstützt.\nLeitsymptom ist die Tetanie, Tetanie:HypokalzämieHypokalzämie:Tetaniemeist jedoch ist die Hypokalzämie HypokalzämieHypokalzämie:von-bisHypokalzämie:Klinikein Zufallsbefund oder zeigt sich im EKG Hypokalzämie:EKGEKG:Hypokalzämieals verlängerte QT-Zeit. Die häufigsten Ursachen der Hypokalzämie sind ein erniedrigtes Albumin sowie PTH- oder Vitamin D-Mangel.\nDie klinischen Erscheinungen betreffen vor allem neuromuskuläre und (besonders bei vorbestehender Herzkrankheit) kardiovaskuläre Funktionen.\nDie erhöhte neuromuskuläre Erregbarkeit neuromuskuläre Erregbarkeit:HypokalzämieHypokalzämie:neuromuskuläre Erregbarkeitzeigt sich in:\nParästhesien (Parästhesien:Hypokalzämieperioral, symmetrisch an Händen oder Füßen)\nHyperreflexie:Hypokalzämietetanischen Krämpfen (Tetanie) derTetanie:Hypokalzämie Muskulatur mit Pfötchenstellung der Hände, Spitzfußstellung, Fischmaulstellung des Mundes, selten Broncho- oder Laryngospasmus. Bei chronischer Hypokalzämie können psychische Symptome wie Erregbarkeit, Angst, Depressionen und Psychosen auftreten.\nBei azidotischer Stoffwechsellage, z. B. bei Niereninsuffizienz, tritt eine Tetanie trotz oft deutlicher Hypokalzämie nicht in Erscheinung, da die Azidose den Anteil des ionisierten Kalziums steigert.\nverminderte Kontraktilität mit Herzinsuffizienz, Hypokalzämie:kardiovaskuläre FunktionenHypotonie bis hin zum Schock\nIm EKG Hypokalzämie:EKGEKG:Hypokalzämieist die ST-Strecke und damit die QT-Zeit verlängert.\nÄtiologie (Abb. 11.20)\nUnterschieden werden chronische und akute (transiente) Hypokalzämien.\nHypokalzämie:chronischeHypokalzämie:ÄtiologieHypokalzämie:akuteEine chronische Hypokalzämie istHypokalzämie:chronische seltener als eine chronische Hyperkalzämie. Die häufigsten Ursachen in der Übersicht:\nMalassimilationssyndrom: Malassimilations-Syndrom:Hypokalzämie, chronischeMalassimilation bedingt eine Hypalbuminämie, Mangel an Vitamin D und verminderte Ca2+-Absorption; alle diese Faktoren führen zu einem verminderten Kalziumspiegel im Serum.\nChronische Niereninsuffizienz: Durch die Phosphat-Retention bei chronischer Niereninsuffizienz (10.13) kommt es bei konstantem Löslichkeitsprodukt zur Verminderung des ionisierten Kalziums, außerdem besteht ein Mangel an in der Niere gebildetem Kalzitriol.\nHypoparathyreoidismus: Hypoparathyreoidismus:Hypokalzämie, chronischeWegen der verminderten Parathormon-Wirkung sinken die Ca2+-Spiegel ab. Zu Symptomen kommt es nur in schweren Fällen, z. B. als Folge einer versehentlichen Parathyreoidektomie im Rahmen einer Schilddrüsenresektion (sog. parathyreoprive Tetanie; 8.5.3).\nVitamin D- bzw. Kalzitriolmangel, zKalzitriolmangel:Hypokalzämie, chronischeVitamin-D-Mangel:Hypokalzämie, chronische. B. durch ungenügende Vitamin D-Zufuhr (selten), fehlendes Sonnenlicht, unzureichende Konversion von Vitamin D zu Kalzitriol bei chronischen Nieren- und Lebererkrankungen sowie als unerwünschte Medikamentenwirkung (z. B. Cisplatin, Phenytoin).\nDie häufigste Ursache schwerer Hypokalzämie:akutesymptomatischer Hypokalzämien ist die Hyperventilation (Hyperventilation:Hypokalzämie, akuteHyperventilationstetanie). Hierbei wird der Anteil des ionisierten Kalziums durch die respiratorische Alkalose vermindert (5.1.2).\nDarüber hinaus kommen akute, meist asymptomatische Hypokalzämie:asymptomatischeHypokalzämien bei fast allen schwerkranken Patienten vor (z. B. bei Sepsis, Sepsis:HypokalzämieVerbrennungen, Verbrennungen:HypokalzämieIleus) Ileus:Hypokalzämieund sind Ausdruck einer Verteilungsstörung. Sie sind nach Behandlung der Grunderkrankung meist rückläufig. Bei akutem Nierenversagen kann selten passager in der polyurischen Phase eine Hypokalzämie durch renalen Kalzium-Verlust entstehen. Auch nach Massentransfusionen von Zitrat-Blut (Kalzium wird durch Zitrat gebunden) sowie nach diversen Medikamenten (z. B. Heparin, Protamin, Glukagon) werden gelegentlich transiente Hypokalzämien gesehen.\nBei Krankheitsbildern mit Hypokalzämie:HypalbuminämieHypalbuminämie:HypokalzämieHypalbuminämie, z. B. bei Leberzirrhose oder nephrotischem Syndrom, kann das Gesamtkalzium bei normalem ionisiertem Ca2+ erniedrigt sein.\nSofern nicht bereits Klinik (zHypokalzämie:DiagnostikHypokalzämie:Phosphatveränderungen, begleitende. B. hyperventilierender Patient) oder Anamnese (z. B. Schilddrüsenoperation, chronische Niereninsuffizienz) deutliche Hinweise geben, sollten zur ätiologischen Abklärung bestimmt werden:\nAlbumin, um eine verminderte Bindungskapazität auszuschließen (erübrigt sich bei Bestimmung des ionisierten Ca2+)\nKreatinin zur Einschätzung der Nierenfunktion\nPTH, um einen Hypoparathyreoidismus auszuschließen (8.5.3)\nVitamin D-Metaboliten (Kalzitriol und 25-OH-D3)\nMg2+, um eine ursächliche Hypomagnesiämie auszuschließen\nPhosphat – wegen des gemeinsamen Löslichkeitsprodukts (s. o.).\nDiagnostische Hinweise können sich auch aus der gleichsinnigen oder gegensinnigen Veränderung des Phosphats ergeben:\nSind sowohl Kalzium als auch Phosphat erniedrigt, so deutet dies auf eine Störung auf der Ebene des Vitamins D hin: Da Phosphat renal ausgeschieden wird, muss Parathormon ausreichend wirksam sein. Ausnahme: Hypomagnesiämie, hier liegt die Störung auf der Ebene des Parathormons (8.5.3).\nIst Kalzium erniedrigt, jedoch Phosphat erhöht, so deutet dies auf eine Störung auf der Ebene des PTH hin. Ausnahme: Niereninsuffizienz, hier ist das Phosphat trotz erhöhtem PTH erhöht.\nBei Verdacht auf eine Hypokalzämie ohne eindeutige Symptome können klinische Provokationstests Hinweise geben.\nTrousseau-Test: Trousseau-Test:HypokalzämieHypokalzämie:Trousseau-TestDurch Aufblasen einer RR-Manschette auf arteriellen Mitteldruck für 3 Minuten wird die Pfötchenstellung der Hand provoziert.\nChvostek-Zeichen: Hypokalzämie:Chvostek-ZeichenChvostek-Zeichen:HypokalzämieBeklopfen des N. facialis vor dem Kiefergelenk führt zu Muskelzuckungen (auch bei 10 % der Normalbevölkerung auslösbar).\nBehandlung der Tetanie\nBei Tetanie kann mit Kalziumglukonat Tetanie:Kalziumglukonat10Hypokalzämie:KalziumglukonatHypokalzämie:Therapie % intravenös behandelt werden (nie beim digitalisierten Patienten, da die Digitalis-Toxizität durch Hyperkalzämie gesteigert wird). Die Tetanie bei respiratorischer Alkalose aufgrund einer psychogenen Hyperventilation wird vorrangig durch Plastikbeutelrückatmung therapiert (5.1.2). Durch die Rückatmung des ausgeatmeten CO2 sinkt der Blut-pH, sodass das ionisierte Kalzium ansteigt.\nBehandlung der chronischen Hypokalzämie\nGrundlage der Therapie der chronischen Hypokalzämie ist die orale Kalzium-Substitution, z. B. mit 2–3 g Kalziumkarbonat täglich. Dazu kommt evtl. je nach Grundkrankheit die zusätzliche Gabe von Vitamin D oder Kalzitriol (nur letztere Form des Vitamins D ist bei Hypoparathyreoidismus wirksam, da ohne Parathormon kein 1,25-Dihydroxyvitamin D gebildet werden kann).\nBehandlung begleitender Elektrolytstörungen\nEine evtl. begleitende Hyperphosphatämie Hypokalzämie:HyperphosphatämieHyperphosphatämie:Hypokalzämiesollte mit behandelt werden, da es sonst durch die therapiebedingte Kalzium-Zufuhr zu Organverkalkungen kommen kann (Ausfällung von Kalziumphosphat bei Überschreiten des Löslichkeitsprodukts). Ebenso muss eine auslösende oder begleitende Hypomagnesiämie behandelt werden. Eventuell wird eine Kalzium-Substitution dadurch Hypokalzämie:von-bissogar unnötig.\nDie Patienten haben oft keine HyperkalzämieHyperkalzämie:von-bisSymptome. Die Diagnose wird meistens durch Laborbefunde zufällig gestellt.\nJe nach Ausmaß und Hyperkalzämie:KlinikEntstehungsgeschwindigkeit der Serum-Kalzium-Erhöhung sind möglich:\nneuromuskuläre Symptome: z. B. Abgeschlagenheit, Muskelschwäche, Somnolenz, Koma, hirnorganisches Psychosyndrom\ngastrointestinale Störungen: Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen, Gewichtsverlust, Verstopfung; bei Hyperparathyreoidismus aus ungeklärter Ursache auch Ulkuskrankheit und Pankreatitis\nrenale Störungen: Nephrolithiasis undNephrolithiasis:Hyperkalzämie Nephrokalzinose, Nephrokalzinose:Hyperkalzämierenaler Diabetes insipidus mit Polyurie und Polydipsie\nkardiale Störungen: Herzrhythmusstörungen, QTHerzrhythmusstörungen:Hyperkalzämie-Zeit .\nSelten, z. B. im Rahmen osteolytischer Metastasen, kommt es zu einer akuten Exazerbation der Hyperkalzämie im Sinne einer hyperkalzämischen Krise. hyperkalzämische KriseSymptome sind:\nHerzrhythmusstörungen: z. B. ventrikuläre Extrasystolen, Asystolie\nÜbelkeit, Erbrechen, Exsikkose, Fieber\nSomnolenz bis hin zum Koma, hirnorganisches Psychosyndrom, psychotische Erscheinungen.\nBei vorbestehender Niereninsuffizienz drohen in der hyperkalzämischen Krise ein akutes Nierenversagen sowie Organverkalkungen infolge des zusätzlich erhöhten Phosphats – z. B. Nephrokalzinose, Mediaverkalkungen der Arterien, Kalkablagerungen in Konjunktiva und Hornhaut.\nMaligne Grundkrankheiten und Hyperkalzämie:ÄtiologieHyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus:HyperkalzämieHyperkalzämie:Hyperparathyreoidismuserklären ungefähr 90 % der Hyperkalzämien. Alle anderen Ursachen sind selten (Kasten Ursachen der Hyperkalzämie).\nEine extreme, akut aufgetretene Hyperkalzämie mit schwerem klinischem Bild spricht eher für eine maligne Genese; eine chronische, mäßige Hyperkalzämie bei vergleichsweise gesund wirkenden Patienten für einen primären Hyperparathyreoidismus.\nEin primärer Hyperparathyreoidismus Hyperparathyreoidismus:primärerHyperkalzämie:Diagnosewird durch ein erhöhtes PTH bei gleichzeitiger Hyperkalzämie nachgewiesen. Typisch ist die gleichzeitige Hypophosphatämie – Hypophosphatämie:HyperkalzämieHyperkalzämie:Hypophosphatämiees sei denn, die Niere ist so geschädigt, dass die Phosphat-Ausscheidung eingeschränkt ist.\nPathologische Frakturen oder Knochenschmerzen lassen an einen Knochentumor oder ossäre Metastasen denken (Abklärung z. B. durch Skelettszintigraphie).\nDie Behandlung der Grunderkrankung und eine Hyperkalzämie:TherapieReduktion der Kalzium-Zufuhr (z. B. durch Meiden von Milchprodukten) sind vorrangig. Oft besteht bei Hyperkalzämie ein erhebliches Volumendefizit, das ausgeglichen werden muss. Weitere Maßnahmen sind:\nwenn möglich, Digitalis und Thiazide absetzen (die Digitalis-Toxizität Hyperkalzämie:Digitalis-ToxizitätDigitalis-Toxizität:Hyperkalzämieist bei Hyperkalzämie gesteigert, Thiazide erhöhen den Kalziumspiegel, s. o.)\nforcierte Diurese unter Bilanzierung, z. B. mit Furosemid\nmedikamentöse Ca2+-Senkung durch Glukokortikoide: Glukokortikoide Kalziumhaushalt:GlukokortikoideGlukokortikoide:Kalziumhaushalterhöhen die Kalzium-Ausscheidung und hemmen die intestinale Kalziumresorption.\nbei tumorbedingter Hyperkalzämie: Hyperkalzämie:tumorbedingteBiphosphonate Biphosphonate:Hyperkalzämie, tumorbedingtehemmen die Osteoklasten, über einen ähnlichen Mechanismus wirkt das heute kaum noch eingesetzte Mitramycin.\nGabe von Kalzitonin (schnellste Wirkung)\nTumoren (ca. 65 %)\nVor allem im Rahmen von Knochenmetastasen:HyperkalzämieHyperkalzämie:UrsachenHyperkalzämie:KnochenmetastasenKnochenmetastasen, aber auch bei soliden Primärtumoren, z. B. Bronchial-, Nierenzell- oder Mammakarzinom sowie bei Plasmozytom und Lymphom. Pathogenetisch spielen die paraneoplastische Sekretion von PTH-ähnlichen Peptiden oder von osteolytischen Faktoren sowie die lokale Knochendestruktion eine Rolle.\nHyperkalzämie:Parathormon-assoziierte Ursachenprimärer Hyperparathyreoidismus:HyperkalzämieHyperkalzämie:HyperparathyreoidismusHyperparathyreoidismus durch Adenom, Hyperplasie; sehr selten auch bei Karzinom und multiplen endokrinen Neoplasien (MEN I oder IIA, 8.2)\nLithium-Therapie: führt aus unbekannten Gründen zu einer PTH-Erhöhung, die i. d. R. reversibel ist\nfamiliäre hypokalziurische Hyperkalzämie: seltene, mit erhöhtem PTH einhergehende autosomal-dominante Rezeptorstörung.\ngranulombildende Krankheiten: Bei Sarkoidose und Tuberkulose wird – möglicherweise in den Granulomen – unkontrolliert Vitamin D zu Kalzitriol umgebaut.\nUrsachen mit erhöhtem Knochenumsatz\nImmobilisation, besonders bei Kindern und Jugendlichen\nUrsachen mit Nierenversagen\ntertiärer Hyperparathyreoidismus:tertiärerHyperparathyreoidismus (8.5.2)\nMilch-Alkali-Milch-Alkali-Syndrom:HyperkalzämieHyperkalzämie:Milch-Alkali-SyndromSyndrom: Therapie mit Kalziumkarbonat und viel Milch führt unter Umständen zum chronischen Nierenversagen, heute selten.\nBei Morbus Hyperkalzämie:Addison-SyndromAddison-Syndrom:HyperkalzämieAddison oder plötzlichem Absetzen einer Glukokortikoid-Therapie entsteht gelegentlich eine leichte bis mäßige Hyperkalzämie, die sich wahrscheinlich durch vermehrte intestinale Kalziumresorption und gleichzeitig verminderte renale Kalzium-Ausscheidung erklären lässt.\nTherapie mit Phosphatbindern: Durch Abfall des Phosphats steigt der andere Partner des Löslichkeitsprodukts (Kalzium) an.\nTherapie mit Thiazid-Diuretika:HyperkalzämieHyperkalzämie:Thiazid-DiuretikaThiaziddiuretika: Kommt es hierunter zu einer Hyperkalzämie, so liegt oft ein maskierter Hyperparathyreoidismus vor. Thiaziddiuretika erhöhen bei sonst gesunden Personen den Kalziumspiegel kaum.\nPrimäre Störungen desMagnesium:von-bisMagnesiumhaushalt:von-bis Mg2+-Haushalts sind selten. Meist entwickeln sich Hypo- oder Hypermagnesiämien nur vor dem Hintergrund schwerer und klinisch meist auffälligerer Störungen im Wasser- und Elektrolythaushalt.\nHypo- und Hypermagnesiämie zeigen sich vor allem in gestörter neuromuskulärer Erregbarkeit und einer gestörten Herzfunktion. Veränderungen im EKG sehen denen bei Kalium-Stoffwechselstörungen zum Verwechseln ähnlich (Abb. 11.16).\nAn Störungen im Mg2+-Haushalt sollte insbesondere dann gedacht werden, wenn ein Patient im Rahmen anderer Elektrolytstörungen neurologische Auffälligkeiten entwickelt.\nMagnesium Magnesium:physiologische Funktionengehört mit Kalium und Phosphat zu den Hauptionen des Intrazellularraums. Ein Mangel eines dieser Ionen ist häufig vom Mangel eines anderen Ions begleitet. Im Körper befinden sich insgesamt etwa 20–25 g Magnesium (Mg2+), davon 1 % in der Extrazellularflüssigkeit, ein Drittel intrazellulär. Die restlichen zwei Drittel befinden sich in den Knochen. Von der intrazellulären Fraktion entfällt ein wesentlicher Anteil auf den Skelettmuskel.\nDer Normalwert im Serum liegt bei 0,7–1,1 mmol/l. Der Magnesium-Anteil im Plasma ist zu 30 % an Albumin gebunden.\nResorption und Ausscheidung\nMagnesium Magnesium:ResorptionMagnesium:Ausscheidungwird in Jejunum und Ileum resorbiert. Beim Gesunden werden 30–40 % des Angebots aufgenommen, bei Magnesium-Mangel wesentlich mehr. Die Magnesium-Resorption ist teilweise abhängig von Vitamin D. Ausgeschieden wird Magnesium hauptsächlich über die Niere.\nMagnesium Magnesiumhaushalt:Regulationunterliegt wie Kalzium einer Regulation durch Parathormon. Parathormon:MagnesiumaushaltMagnesium:FunktionMagnesium-Mangel stimuliert, Magnesium-Erhöhung hemmt die Parathormonsekretion. Allerdings führt starker Magnesium-Mangel zur Blockade der Parathormon-Sekretion.\nMg2+ ist ein wesentlicher Ko-Faktor für zahlreiche, insbesondere am Ionentransport beteiligte Enzyme. So sind z. B. die Adenylat-Zyklase, die Phosphodiesterase und die Na+-K+-ATPase auf Mg2+ angewiesen. Weiter hemmt Mg2+ die Transmitterfreisetzung an diversen Synapsen; die Erregbarkeit von Nerven und Muskeln wird dadurch gemindert. Auch hemmt Mg2+ die intrazelluläre Ca2+-Bereitstellung und wirkt damit als natürlicher Ca2+-Antagonist (nature's own kalzium channel blocker).\nDies wird z. B. für die Wehenhemmung ausgenutzt: Die Zufuhr von Mg2+ vermindert die Kontraktilität der glatten Muskulatur. Auch bei der Therapie des schweren Asthmaanfalls wird Mg2+ (mit eher mäßigem Erfolg) eingesetzt. Bei der kardiopulmonalen Reanimation wird Mg2+ bei nachgewiesenen Torsade-de-Pointes-Arrhythmien (1.8.5) verwendet, alle anderen Arrhythmien lassen sich durch Mg2+ nicht beeinflussen.\nBei der Hypomagnesiämie ist umgekehrt die neuromuskuläre Erregbarkeit neuromuskuläre Erregbarkeit:HypomagnesiämieHypomagnesiämie:neuromuskuläre Erregbarkeitgesteigert, sodass es zur Tetanie Tetanie:HypomagnesiämieHypomagnesiämie:Tetaniekommen kann (dieser Zusammenhang ergibt sich auch aus dem in 11.6.1 beschriebenen György-Quotienten).\nDie Hauptursachen HypomagnesiämieHypomagnesiämie:von-bissindHypomagnesiämie:Ätiologie mangelnde Zufuhr oder mangelnde intestinale Resorption sowie renale Verluste (Kasten Ätiologie der Hypomagnesiämie). Die Ursachen führen oft zusätzlich zu – klinisch meist führender – Hypokaliämie und Hypokalzämie.\nÄtiologie der Hypomagnesiämie\nverminderte Aufnahme aus dem Gastrointestinaltrakt: bei Diarrhö:HypomagnesiämieDiarrhö, rezidivierendem Erbrechen:HypomagnesiämieErbrechen, Malabsorptionssyndrom, Mangelernährung, Alkoholismus:HypomagnesiämieAlkoholmissbrauch\nvermehrte renale Ausscheidung:Hypomagnesiämie:Magnesiumausscheidung, vermehrte in der polyurischen Phase des akuten Nierenversagens, bei renal-tubulären Störungen, durch Diuretika, bei osmotischer Diurese (z. B. bei Diabetes mellitus)Diabetes mellitus:Hypomagnesiämie\nvermehrter Bedarf: z. B. in der Schwangerschaft\nakute Hypomagnesiämie:Pankreatitis, akutePankreatitis: Bildung von Mg2+-Seifen durch Fettnekrosen\nbei Hyperaldosteronismus:HypomagnesiämieHyperaldosteronismus, Hyperparathyreoidismus:HypomagnesiämieHyperparathyreoidismus, Hyperthyreose:HypomagnesiämieHyperthyreose, malignen osteolytischen Erkrankungen, Phosphatmangel\nselten primäre Hypomagnesiämie im Rahmen genetischer Magnesiumverlust-Syndrome, genetischeMagnesiumverlustsyndrome (z. B. intestinal bedingte Hypomagnesiämie:intestinal-bedingteHypomagnesiämie, autosomal-rezessiv vererbt).\nDie Symptome sind häufig Hypomagnesiämie:Klinikunspezifisch und von denen der begleitenden Elektrolytstörungen schlecht abzugrenzen.\nKardiale Symptome: Herzrhythmusstörungen wie ventrikuläre Extrasystolen, Tachykardien (typisch ist die Torsade-de-Pointes-Tachykardie, 1.8.5), Angina pectoris aufgrund von Koronarspasmen.\nDie Empfindlichkeit gegenüber Digitalis-Präparaten ist gesteigert.\nerhöhte neuromuskuläre Erregbarkeit neuromuskuläre Erregbarkeit:HypomagnesiämiemitHypomagnesiämie:neuromuskuläre Erregbarkeit Wadenkrämpfen, Hyperreflexie, Tetanie (11.6.2), viszeralen Spasmen (z. B. Laryngo-, Pylorospasmus, Krämpfen im Magen-Darm-Trakt); evtl. Rhabdomyolyse\nbei schwerem Mangel neurologische Zeichen: Hypomagnesiämie:neurologische Zeichendepressive Verstimmung, Konzentrationsschwäche, Schwindel, hirnorganisches Psychosyndrom, Somnolenz bis Koma, zerebrale Krampfanfälle.\nZiel ist die Anhebung des Mg2Hypomagnesiämie:Therapie+-Spiegels auf hoch normale Werte, v. a. bei kardial Vorerkrankten, beim akuten Myokardinfarkt und bei Digitalisierung. Bei chronischen Zuständen reicht oft magnesiumhaltige Nahrung wie Getreide, Nüsse, Erbsen, Bohnen oder die orale Gabe von Magnesiumsalzen. Bei akuter, symptomatischer Hypomagnesiämie kann Hypomagnesiämie:von-bisMagnesiumsulfat intravenös gegeben werden. Vorsicht ist aber bei einer Nierenfunktionseinschränkung geboten.\nDie Ursache ist meist eine HypermagnesiämieHypermagnesiämie:von-bisNiereninsuffizienz. Niereninsuffizienz:HypermagnesiämieHypermagnesiämie:NiereninsuffizienzDaher ist die Hypermagnesiämie überwiegend mit einer Hyperkaliämie vergesellschaftet, von der sie vom klinischen Bild und von der Therapie her kaum zu trennen ist (11.5.4).\nBei geringgradiger Hypermagnesiämie Hypermagnesiämie:Kliniktreten Symptome wie Verstopfung, Übelkeit und Erbrechen sowie Muskelschwäche und Störungen der kardialen Erregungsleitung (besonders im AV-Knoten-Bereich) auf.\nBei ausgeprägter Hypermagnesiämie kann es zum paralytischen Ileus, Blutdruckabfall bis zum Schock, Herzstillstand, Atemlähmung und Koma kommen. Aufgrund der Summenbeziehung zu Ca2+ (s. o.) kann eine Tetanie auftreten.\nDie Hypermagnesiämie istHypermagnesiämie:Ätiologie meist Folge einer Niereninsuffizienz und tritt besonders auf, wenn bei Nierenfunktionseinschränkung noch iatrogen Magnesium zugeführt wird, z. B. in bestimmten Antazida, Laxanzien und Dialyseflüssigkeiten.\nMaßnahmen ähneln denen beiHypermagnesiämie:Therapie Hyperkaliämie. Ziel ist die Verschiebung von Mg2+ nach intrazellulär:\nGlukose plus Insulin i. v.\nKalziumglukonat i. v. (Hypermagnesiämie:von-bisdies steigert die intrazelluläre Verfügbarkeit von Kalzium)\nMagnesium:von-bisMagnesiumhaushalt:von-bisKnapp 90 % des Chlorids Chloridhaushalt:von-bisChlorid:von-bisdes Organismus befinden sich extrazellulär. Der Normbereich im Serum ist 97–108 mmol/l. Einen besonders hohen Chloridanteil haben Schweißdrüsenepithelien und die Belegzellen des Magens.\nDen Abweichungen der Chlorid-Konzentration ist keine spezifische Klinik zuzuordnen. Diese wird von den Abweichungen der jeweils begleitenden Kationen, vor allem Na+, bestimmt.\nAufnahme, Ausscheidung, Regulation\nDie Aufnahme Chloridhaushalt:RegulationChlorid:AusscheidungChlorid:Aufnahmeerfolgt zusammen mit Natrium im Ileum, die Ausscheidung über die Nieren in der Regel ebenfalls zusammen mit Natrium. Chlorid folgt Natrium passiv, wenn Änderungen der Konzentration im Verteilungsraum auftreten. Indirekt unterliegt es somit auch der Steuerung durch Aldosteron.\nDie Chlorid-Bestimmung im Serum hat per se wegen der Parallelität der Cl-Konzentration zur Na+-Konzentration keine große klinische Relevanz. Sie kann jedoch zur Ermittlung der Anionenlücke (11.10.3) und bei der Differenzialdiagnose der Säure-Base-Störungen (11.10) von Bedeutung sein.\nStörungen im Chlorid-Haushalt\nDie meisten Abweichungen der Chlorid-Konzentration sind durch Störungen desChloridhaushalt:Störungen Natrium- und Wasserhaushalts zu erklären. Daneben verändert sich die extrazelluläre Chlorid-Konzentration vor allem im Rahmen von Säure-Base-Störungen.\nBei bestimmten Serum-Chlorid:erniedrigtesFormen der metabolischen Alkalose (11.10.5):\nVerlust von Magensaft durch Erbrechen oder über Sonden (Laborbefund: hypochlorämische, hypokaliämische metabolische Alkalose, Cl im Urin erniedrigt, K+ im Urin erhöht)\nBei Syndromen mit erhöhter Konzentration von Mineralokortikoiden kann es im Rahmen der metabolischen Alkalose zum Bikarbonat-Anstieg kommen. Kompensatorisch zum Bikarbonat fällt dann als weiteres wesentliches Anion das Chlorid ab; typisches Beispiel ist die Kontraktionsalkalose, 11.10.5. Dasselbe gilt für die iatrogene Bikarbonat-Zufuhr. Auch bei der respiratorischen Azidose entsteht kompensatorisch ein erhöhtes Bikarbonat, das ebenfalls das Serum-Chlorid senkt.\nDiuretika-Therapie mit Furosemid oder Etacrynsäure beeinflusst die tubuläre Chlorid-Resorption. Es resultiert ein erniedrigtes Serum-Chlorid mit hohen Urin-Chlorid-Konzentrationen.\nBei bestimmten Serum-Chlorid:erhöhtesFormen der metabolischen oder metabolisch kompensierten Azidose (nämlich Azidosen Azidose:Serum-Chlorid, erhöhtesohne erhöhte Anionenlücke, 11.10.4):\nVerlust bikarbonatreicher Sekrete führt zum kompensatorischen Chlorid-Anstieg, z. B. bei Diarrhö, Diarrhö:Serum-Chlorid, erhöhtesDünndarm- und Pankreasfisteln.\nPankreasfisteln:Serum-Chlorid, erhöhtesDünndarmfisteln:Serum-Chlorid, erhöhtes Diverse Formen der renal-tubulären Azidose gehen als Folge tubulärer Transportdefekte mit erhöhten Chlorid-Werten einher.\nBikarbonat-Erniedrigung im Rahmen einer chronischen Hyperventilation, z.Hyperventilation:Serum-Chlorid, erhöhtes B. bei ZNS-Erkrankungen und bei Fieber, führt über die respiratorische Alkalose zu niedrigem Bikarbonat und damit zur kompensatorischen Chlorid-Erhöhung.\nGabe von chloridhaltigen Lösungen: z. B. Ammoniumchlorid, Argininchlorid, Kochsalzlösung.\nChlorid:von-bisChloridhaushalt:von-bisPhosphat Phosphathaushalt:von-bisPhosphat:von-bisist das häufigste intrazelluläre Anion und vor allem für den intrazellulären Energiehaushalt bedeutsam (Bereitstellung von ATP). Auch ist es ein wichtiger Bestandteil vieler Enzyme, z. B. des für den O2-Transport ins Gewebe verantwortlichen 2,3-Diphosphoglycerats. Weiterhin hat Phosphat intrazellulär, aber auch im Tubulussystem der Niere eine wesentliche Funktion als Puffersubstanz (11.10.1). Der Normalwert des Phosphats im Serum ist alters- und geschlechtsabhängig, als Richtwert kann der Bereich 0,84–1,45 mmol/l (2,6–4,5 mg/dl) gelten. Symptome treten erst bei Spiegeln unter 0,5 mmol/l auf.\nDurchschnittlich liegen beim Menschen 700 g Phosphat im Körper vorPhosphat:im Körper. 85 % des Phosphat-Bestandes sind als Hydroxyapatit im knöchernen Skelett gebunden. Die verbleibenden 15 % finden sich ganz überwiegend intrazellulär, nur 0,1 % des Gesamtbestandes liegt in der Extrazellularflüssigkeit vor.\nDie Aufnahme Phosphat:AusscheidungPhosphat:Aufnahmeerfolgt oral mit Resorption im Duodenum und oberen Jejunum, die Ausscheidung vorrangig über die Niere.\nReguliert wird das Phosphat über Parathormon undParathormon:Phosphathaushalt Kalzitriol, inKalzitriol:Phosphathaushalt engem, allerdings größtenteils gegensinnigem Zusammenhang mit der Regulation des Kalziums (Abb. 8.17):\nParathormon Phosphathaushalt:Parathormonstimuliert die Phosphat-Ausscheidung der Niere und die Phosphat-Mobilisation aus den Knochen.\nKalzitriol (Phosphathaushalt:Kalzitriolaktives Vitamin D 1,25-[OH]2-D3) fördert die Phosphat-Resorption im Darm und die Phosphat-Mobilisation aus dem Knochen. Es hemmt die renale Phosphat-Ausscheidung. Andererseits stimuliert Phosphat-Mangel die Kalzitriol-Bildung aus dem biologisch inaktiven Kalzidiol ( 25-[OH]-D3) in der Niere.\nDie Mehrzahl der Symptome einer schweren Hypophosphatämie (Hypophosphatämie:von-bisSerumspiegel < 0,3 mmol/l) erklären sich durch die mangelhafte ATP-Bereitstellung. Entsprechend sind bei Phosphat-Mangel vor allem Gewebe mit hohem Energiebedarf (Herz, Muskeln, Nerven und hämatologische Zellen) betroffen:\nKardiomyopathie Phosphatmangel:s. HypophosphatämieKardiomyopathie:HypophosphatämieHypophosphatämie:Ätiologiemit Herzinsuffizienz und Herzrhythmusstörungen\nMuskelschwäche, respiratorische Insuffizienz bis hin zur Beatmungspflichtigkeit; bei schwerem Phosphatmangel auch Rhabdomyolyse\nzentralnervöse Symptome, z. B. vermehrte Erregbarkeit, zerebrale Krampfanfälle, hirnorganisches Psychosyndrom, Koma\nLeukozyten- und Erythrozytenfunktionsstörung mit vermehrter Infektanfälligkeit und verschlechterter Sauerstoffbilanz der Gewebe (bedingt durch Abfall des 2,3-DPG).\nverminderte Zufuhr: z. Hypophosphatämie:ÄtiologieB. beiPhosphatmangel: chronischer Alkoholismus\nAlkoholismus:Hypophosphatämiemangelnde Phosphataufnahme bzw.Hypophosphatämie:Phosphataufnahme, mangelnde chronische gastrointestinale Sekretverluste: z. B. durch chronisch-rezidivierendes Erbrechen, Erbrechen:Hypophosphatämiesekretorische Diarrhöen unter Therapie mit Phosphat-Bindern, oder bei Vitamin-D-Mangel\nVitamin-D-Mangel:Hypophosphatämievermehrte renale Phosphat-Ausscheidung: bei Hypophosphatämie:Phosphatausscheidung, vermehrteprimärem Hyperparathyreoidismus (Hyperkalzämie und Hypophosphatämie), bei einer Reihe von renal-tubulären Störungen (z. B. renal-tubuläre Azidose), gelegentlich auch im Rahmen eines akuten Nierenversagens, bei Hyperaldosteronismus sowie unter Diuretikatherapie.\nChronischer Alkoholabusus kann aufgrund eines renalen Phosphat-Lecks zu einer schweren Hypophosphatämie führen. Im Alkoholentzug wird die Hypophosphatämie dann durch Phosphat-Verschiebung in die Zelle noch verstärkt.\nParathyreoidektomie Parathyreoidektomie:HypophosphatämiebeiHypophosphatämie:Parathyreoidektomie primärem Hyperparathyreoidismus: Die vermehrte Knochenmineralisierung kann einen Phosphatmangel bedingen.\nDer akute Phosphat-Mangel Phosphatmangel:akuterberuht meistens auf einer Verschiebung von extrazellulärem Phosphat in die Muskelzellen bei bestehendem chronischem Phosphat-Mangel.\nDie Hauptursache hierfür ist das sog. Realimentierungs-Syndrom (Realimentierungs-Syndrom:Hypophosphatämiegleichnamigen Kasten).\nInsulin-Wirkung: z. Insulin:Wirkung, HypophosphatämieB. im Rahmen der Therapie einer ketoazidotischen Entgleisung (9.1.1).\nRealimentierungs-Syndrom (engl. refeeding syndrome)\nBei länger Realimentierungs-Syndrombestehender kalorischer Unterernährung werden die intrazellulären Elektrolyt- und vor allem Phosphat-Speicher entleert. Werden nun wieder ausreichend Kohlenhydrate aufgenommen, so sorgen die rasch ansteigenden Insulin-Spiegel dafür, dass Phosphat in die Zellen verschoben wird, wo es die im Rahmen des gesteigerten Zellstoffwechsels ablaufenden Phosphorylierungsprozesse unterhält.\nDas Wichtigste: daran denken!\nAn ein refeeding syndrome s. Realimentierungs-SyndromRealimentierungssyndrom wird oft nicht rechtzeitig gedacht. Es kann in den ersten vier Tagen nach längerem Fasten, bei der Behandlung der Anorexia nervosa oder generell bei der Behandlung kachektischer Patienten (etwa bei Krebserkrankungen oder AIDS) sowie bei Alkoholismus auftreten. Wird bei diesen Patienten ein Nahrungsaufbau gestartet (enteral oder parenteral) sollte Phosphat selbst bei normalen Phosphatspiegeln oral substitutiert werden (bei Phosphat-Spiegeln unter 0,6 mmol/l ist eine intravenöse Substitution erforderlich). Gleichzeitig werden auch Kalium und Magnesium laufend ersetzt. Stets sollte der Nahrungsaufbau langsam (mit unter 50 % des Kalorienbedarfs) begonnen werden.\nGesamtkörperbestand und Hypophosphatämie:DiagnostikSerumkonzentration des Phosphats können erheblich voneinander abweichen. Der Serum-Phosphat-Wert allein erlaubt darum nur sehr eingeschränkt eine diagnostische Aussage über die ausreichende Phosphatversorgung des Körpers. Deshalb sollte der Serum-Phosphat-Spiegel im Zusammenhang mit Kalzium, alkalischer Phosphatase (Maß für den Knochenumsatz und damit die Phosphat-Freisetzung) und Kreatinin-Wert (eingeschränkte Phosphat-Ausscheidung bei Niereninsuffizienz) beurteilt werden.\nPrimär sollte die Hypophosphatämie:TherapieGrundkrankheit behandelt werden.\nBesteht die Möglichkeit der oralen Zufuhr, so eignen sich Milchprodukte gut zur Substitution. Alternativ stehen Phosphat-Tabletten zur Verfügung, die allerdings relativ häufig Durchfälle auslösen. Zur intravenösen Therapie werden je nach begleitender Elektrolytstörung Natrium- oder Kaliumphosphat-Lösungen verwendet.\nWegen des gemeinsamen Löslichkeitsprodukts kann eine bestehende Hypokalzämie durch Phosphat-Zufuhr verschlimmert und sollte deshalb vorrangig korrigiert werden. Phosphat daher niemals zu kalziumhaltigen Infusionslösungen mischen!Hypophosphatämie:von-bis\nEine Hyperphosphatämie HyperphosphatämieHyperphosphatämie:Kliniktritt nur bei schweren Grundkrankheiten auf. Die Phosphat-Erhöhung selbst zeigt kein spezifisches klinisches Bild. Therapeutische Konsequenzen hat die Hyperphosphatämie bei fortgeschrittener Niereninsuffizienz, beiNiereninsuffizienz:Hyperphosphatämie der sie die Entwicklung des sekundären Hyperparathyreoidismus und der renalen Osteopathie fördert (8.5.4). Hier wird eine phosphatarme Diät angeboten und Kalziumkarbonat als Phosphatbinder eingesetzt. Wegen der meist begleitenden Hypokalzämie mit sekundärem Hyperparathyreoidismus wird Kalziumkarbonat oft mit Kalzitriol kombiniert, auch wenn Letzteres wiederum die Phosphat-Absorption steigert. Deshalb müssen die Kalzium- und Phosphat-Werte regelmäßig kontrolliert werden.\nDie verminderte Ausscheidung bei Niereninsuffizienz ist Niereninsuffizienz:HyperphosphatämieHyperphosphatämie:Ätiologiedie häufigste Ursache. Auch unter Biphosphonat-Therapie Biphosphonate:Hyperphosphatämiesowie bei einer Reihe seltener Erkrankungen (z. B. Pseudoxanthoma elasticum) kommt es zur verminderten renalen Phosphat-Ausscheidung.\nSeltener ist die vermehrte Aufnahme, z. B. bei gesteigerter Phosphat-Resorption im Gastrointestinaltrakt, bei Vitamin D-Überschuss oderVitamin D-Überschuss:Hyperphosphatämie bei Einnahme phosphathaltiger Laxanzien.\nBei raschem Zellzerfall, z. B. bei Rhabdomyolyse oder Therapie einer Leukämie (Tumorlysesyndrom, Kasten Tumorlyse-Syndrom und Hyperviskositäts-Syndrom in Tumorlyse-Syndrom:HyperphosphatämieHyperviskositäts-Syndrom:Hyperphosphatämie 11.5.4), wird Phosphat aus der Zelle freigesetzt.\nPhosphathaushalt:von-bisPhosphat:von-bisDer Körper ist Säure-Base-Haushalt:von-biseiner konstanten Säurebelastung ausgesetzt, die auf vier Wegen entsteht:\noxidativer Abbau von Fetten und Kohlenhydraten zu Wasser und CO2: Das so entstandene CO2 wird kontinuierlich über die Lungen abgeatmet und deshalb auch volatile Säurebelastung genannt. Bei intakter Lungenfunktion führt sie zu keiner Säureakkumulation in den Körperflüssigkeiten.\nAufnahme von Säureäquivalenten über die Nahrung\nVerstoffwechselung der Aminosäuren u. a. zu Schwefelsäure und organischen Säuren: Die aus der Nahrung aufgenommenen und aus der Verstoffwechselung von Aminosäuren entstehenden Säuren werden auch als fixe Säurebelastung bezeichnet. Sie sind letzten Endes über die Nieren auszuscheiden.\nanaerobe Glykolyse: Bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenhydraten werden Protonen freigesetzt, und auch bei der Verbrennung von Fetten (-Oxidation) entstehen Säureäquivalente wie etwa Hydroxybutyrat. Die Säurebelastung erhöht sich akut, wenn die Konzentration der anfallenden Säuren die Pufferkapazität bzw. die Stoffwechselkapazität der Leber überschreitet, z. B. im Rahmen der diabetischen Ketoazidose oder der Laktat-Azidose.\nDie gängige Auffassung, dass die Bildung von Milchsäure (Laktat) für die metabolische Azidose bei anaerober Glykolyse verantwortlich sei, stimmt nicht. Laktat selbst reagiert basisch, seine Produktion wirkt der Azidose entgegen. Bei der Umwandlung von Pyruvat zu Laktat durch die Laktat-Dehydogenase (LDH) wird ein Teil der Protonen aufgenommen, die bei der Umwandlung von Glukose zu Pyruvat freigesetzt werden. Die Azidose entsteht durch die H+-Freisetzung bei der Hydrolyse des ATP, etwa in der Muskelzelle bei körperlicher Arbeit. Die Laktat-Produktion ist also die Folge und nicht die Ursache der metabolischen Azidose.\nDie Enzymmaschinerie des Körpers kann nur innerhalb einer bestimmten Konzentration an H+-Ionen optimal arbeiten. Der Körper hat deshalb Mechanismen entwickelt, welche die fluktuierenden Säure-(und Base-)Belastungen so regulieren, dass der pH-Wert der Extrazellularflüssigkeit zwischen 7,35 und 7,45 konstant bleibt (Abb. 11.21). Diese Regulation erfolgt über die Ausscheidung von Säure- oder Basenäquivalenten und über Puffersysteme.\nPuffer sind Mischungen aus schwachen Säuren bzw. Basen und deren Salzen; sie haben die Fähigkeit, sowohl H+-Ionen als auch OH–-Ionen zu binden. Puffer können damit Änderungen der Wasserstoffionenkonzentration über weite Bereiche kompensieren und die durch physiologische oder pathologische Säure- und Basebelastung entstehenden pH-Änderungen minimieren. Die gesamte Pufferkapazität des Körpers liegt bei 15 mmol/kg KG. Weniger als die Hälfte der Gesamtpufferkapazität liegt extrazellulär.\nAlle Puffer des Körpers stehen miteinander im Gleichgewicht, sodass Änderungen des extrazellulären Bikarbonat-Puffers die Änderungen der Gesamtpufferkapazität widerspiegeln.\nExtrazellulär und damit im Plasma wirkt vor allem der Bikarbonat-Puffer (gleichnamiger Kasten), in geringerem Maße auch der Phosphat-Puffer.\nIntrazellulär wirken vor allem der Phosphat-, Bikarbonat- und der Proteinpuffer, in den Erythrozyten auch der Hämoglobin-Puffer.\nDie Gesamtheit der anionischen, zur Abpufferung zur Verfügung stehenden Gruppen der Plasmapuffer, also im Wesentlichen Bikarbonat- und Phosphatgruppen, werden als Gesamtpufferbasen bezeichnet und liegen im Normalfall in einer Konzentration von etwa 48 mmol/l vor. Die Abweichung der tatsächlich gemessenen Pufferbasen von diesem Wert wird als Basenüberschuss (Base Excess, BE) bezeichnet. Dieser Wert sagt aus, wie stark die Puffersysteme in Anspruch genommen werden, um einen bestimmten pH-Wert bei einem normalen pCO2 aufrechtzuerhalten. Er kann damit auch bei (noch) unverändertem pH-Wert eine Säure-Base-Störung anzeigen (11.10.3).\nDas wichtigste Puffersystem ist der Bikarbonat-Kohlendioxid-Puffer. Er puffert 75 % der anfallenden Säure-Base-Äquivalente ab und steht in enger Verbindung zu den Regulationsmechanismen in der Lunge und der Niere. Die Reaktionsgleichung, nach der die einzelnen Verbindungen ineinander überführt werden, lautet:\nDie einzelnen Verbindungen des Bikarbonat-Puffers liegen im Blut in einem Gleichgewicht vor. Fällt eine Substanz vermehrt an, läuft die Reaktion so lange in die entgegengesetzte Richtung, bis das ursprüngliche Reaktionsgleichgewicht (Verhältnis zwischen Ausgangsstoff und Produkt) wiederhergestellt ist. Liegt z. B. vermehrt H+ vor (metabolische Azidose), so werden vermehrt H2CO3 (Kohlensäure) und CO2 gebildet. Das vermehrte CO2 kann über die Lunge abgeatmet werden. Bei einer Alkalose dagegen (H+-Mangel) wird über eine verlangsamte Atmung CO2 im Blut zurückgehalten und vermehrt HCO3– (Bikarbonat) gebildet, das über die Niere ausgeschieden werden kann.\nAls Messwert des Bikarbonat-Puffers wird oft das Standardbikarbonat angegeben (11.10.3). Es bezeichnet die Bikarbonat-Konzentration bei standardisierter CO2-Konzentration. Der Normwert beträgt 22–26 mmol/l.\nLunge, Leber und Niere regulieren den Säure-Base-Haushalt. Dabei wird die Regulation über die Lunge als respiratorische Regulation, diejenige über Leber und Niere als metabolische Regulation bezeichnet.\nDie Lunge atmet laufend die im Stoffwechsel entstehenden Säureäquivalente in Form von Kohlendioxid ab. Durch Änderung des Atemminutenvolumens kann sie die Menge des ausgeschiedenen Kohlendioxids beeinflussen und damit an der Säure-Base-Regulation teilnehmen (Steigerung des Atemminutenvolumens bei Azidose, Hypoventilation bei Alkalose).\nDie Regulationsmechanismen der Lunge greifen relativ schnell und sind hochpotent: Pro Zeiteinheit kann die Lunge 100-mal mehr Säureäquivalente ausscheiden als z. B. die Nieren.\nAus dem Stoffwechsel von Aminosäuren fallen Bikarbonat (HCO3–) und Ammonium (NH4+) in etwa gleichem Maße an. Das sauer reagierende (und toxische) Ammonium kann auf zwei Wegen aus dem Körper entfernt werden:\nim Harnstoffzyklus: Bikarbonat und Ammonium können in der Leber zu Harnstoff verstoffwechselt werden. Die beiden Moleküle werden dabei nach folgender Summenformel verbraucht:\nSaure (NH4+) und basische (HCO3–) Stoffwechselprodukte werden bei diesem Stoffwechselweg in gleicher Menge verbraucht. Der Harnstoff wird über die Niere ausgeschieden, das CO2 über die Lunge abgeraucht.\nAlternativ kann NH4+ über die Nieren ausgeschieden werden: Ammonium wird bei diesem Stoffwechselweg in der Leber an Glutamat gebunden, wodurch Glutamin entsteht, das zur Niere transportiert wird und dort wieder zerfällt. NH4+ wird dann als Säureäquivalent ausgeschieden, Bikarbonat verbleibt im Stoffwechsel.\nWelcher Stoffwechselweg beschritten wird, hängt größtenteils vom Säure-Base-Status des Blutes ab: Bei Azidose wird die renale Ammonium-Ausscheidung gefördert (was zur Konservierung von Bikarbonat und Nettoausscheidung von H+ führt), bei Alkalose wird der Harnstoffzyklus bevorzugt.\nDie Niere reguliert den Säure-Base-Haushalt auf mehreren Wegen:\nSie führt die Regulation der Leber (s. o.) zu Ende, indem sie Glutamin zu NH4+ und Oxoglutarat spaltet. Die sauren NH4+-Ionen werden ausgeschieden. Oxoglutarat wird recycelt und steht in der Leber erneut für die Bildung von Glutamin zur Verfügung.\nSie kann H+-Ionen gegen Na+ austauschen. Die Ausscheidung beruht auf einer aldosteronempfindlichen Pumpe, die Na+ gegen H+ (oder K+) ausscheidet. Hierdurch wird verständlich, dass eine vermehrte Na+-Rückresorption (Abb. 11.22) – etwa bei Hyperaldosteronismus – zur H+- und/oder K+-Ausscheidung führt, d. h. zu Hypokaliämie und/oder Alkalose. Meist überwiegt die Hypokaliämie.\nBikarbonat als Basenäquivalent wird im Normalfall in der Niere völlig rückresorbiert. Bei alkalischer Stoffwechsellage kann jedoch die Bikarbonat-Rückresorption vermindert werden. Im Extremfall kann Bikarbonat sogar tubulär über einen HCO3–/Cl-Austausch sezerniert werden.\nDer größte Teil der über den Urin ausgeschiedenen H+-Ionen wird im Tubuluslumen an Hydrogenphosphat gebunden (sog. Phosphat-Puffer des Urins). Der Urin-pH wird so im Bereich zwischen 4,5 und 8,2 konstant gehalten.\nDer Urin-pH kann deshalb wichtige Hinweise auf eine metabolische Kompensation einer Säure-Base-Störung geben: Der Urin-pH steigt bei Bikarbonat-Verlusten an (z. B. im Rahmen einer metabolischen Alkalose) und sinkt bei Netto-H+ Verlusten ab (z. B. im Rahmen einer metabolischen Azidose oder bei metabolischer Kompensation einer primär respiratorischen Azidose).\nDie renalen und hepatischen Regulationsmechanismen greifen langsamer (innerhalb von Tagen) als die der Lunge (Sekunden bis Minuten).\nSäure-Base-Störungen und ihre Kompensation\nDie zwei grundlegenden Säure-Base-Störungen sindSäure-Base-Störungen die Azidose (pH Azidose< 7,36) und die Alkalose (pH Alkalose> 7,44). Ihnen liegen entweder Abnormalitäten des Atmungssystems (respiratorische Störungen) oder solche des Stoffwechsels bzw. der Nieren (metabolische Störungen) zugrunde (Abb. 11.23).\nMetabolische und respiratorische Störungen\nBei respiratorischen Störungen Säure-Base-Störungen:respiratorische Störungenrespiratorische Störungen:Säure-Base-Störungenfallen die Säure- oder Basenäquivalente durch gesteigerte oder verminderte Atemtätigkeit an. Störungen des Atmungssystems führen primär zu einer veränderten pulmonalen Kohlendioxid-Abatmung und damit zu einem abnormen pCO2.\nBei metabolischen Störungen Säure-Base-Störungen:metabolische Störungenmetabolische Störungen:Säure-Base-Störungenfallen Säure- oder Basenäquivalente durch Störungen entweder des Stoffwechsels oder der renalen Säureausscheidung an. Diese Störungen führen primär zu einer abnormen Bikarbonat-Konzentration, da Säureüberschüsse oder -defizite eine Titrierung des Bikarbonats bewirken.\nDie beschriebenen Störungen können sich überlagern (sogSäure-Base-Störungen:gemischteSäure-Base-Störungen:Kompensation. gemischte Störungen, s. u.).\nJede primäre Säure-Base-Störung setzt physiologischerweise jeweils komplementäre Kompensationsmechanismen in Gang:\nBei primär respiratorischen Störungen respiratorische Störungen:Kompensationerfolgt eine metabolische Antwort (metabolische Kompensation), diese besteht in der (rasch einsetzenden) Abpufferung durch die Körperflüssigkeiten und in der (langsam einsetzenden) Änderung der renalen Säure-Base-Ausscheidung.\nBei primär metabolischen Störungen metabolische Störungen:Kompensationerfolgt eine respiratorische Antwort (respiratorische Kompensation), d. h. eine Anpassung der aktuell abgeatmeten CO2-Menge.\nDies bedeutet, dass zu der primären Störung (im Labor als Veränderung des pCO2 oder der Bikarbonat-Konzentration erkennbar) stets eine jeweils begleitende (kompensatorische) sekundäre Störung tritt, also wiederum eine – allerdings komplementäre – Veränderung der Bikarbonat-Konzentration oder des pCO2 (Tab. 11.5). Die zu erwartenden kompensatorischen Änderungen von pCO2 und Bikarbonat können berechnet oder aus Nomogrammen wie in Abb. 11.24 abgelesen werden.\nAbbildung 11.25 gibt das bei den jeweiligen Störungen vorliegende Verhältnis zwischen Blut-pH-Wert und dem pCO2 wieder.\nFaustregel: metabolisch – miteinander (bei metabolischen Störungen verändern sich pH, pCO2 und HCO3– gleichsinnig).\nReine oder gemischte Störungen\nDie meisten Säure-Base-Störungen Säure-Base-Störungen:reineSäure-Base-Störungen:gemischteSäure-Base-Störungen:einfacheresultieren aus einer einzigen primären Störung (mit der jeweils dazugehörigen komplementären Antwort). Diese Störungen werden einfache Säure-Basen-Störungen genannt. Bisweilen (v. a. bei schwerkranken Patienten) liegen jedoch mehrere Säure-Base-Störungen gleichzeitig vor. Diese werden gemischte Säure-Basen-Störungen genannt. Der Netto-Effekt gemischter Störungen kann additiv sein (z. B. metabolische Azidose + respiratorische Azidose), er kann jedoch auch gegenläufig sein (z. B. metabolische Azidose und respiratorische Alkalose). Ob eine einfache oder eine gemischte Störung vorliegt, kann aus der Blutgasanalyse abgelesen werden, wenn die bei einfachen Störungen zu erwartenden kompensatorischen Änderungen bekannt sind (Tab. 11.5): Weichen diese von den errechneten Werten ab, so ist eine gemischte Störung anzunehmen (Abb. 11.25).\nKompensierte und dekompensierte Störungen\nHat der Körper genug Zeit zur Säure-Base-Störungen:kompensierteSäure-Base-Störungen:dekompensierteGegenregulation und wird sein Regulationspotenzial nicht durch die Schwere der Störung überwältigt, so bringt er den pH-Wert näherungsweise wieder in den Normbereich zurück. Solche kompensierten Säure-Base-Störungen gehen also mit einem (nahezu) normalen pH einher und spiegeln sich laborchemisch lediglich in Veränderungen des Bikarbonats (Standardbikarbonat oder BE) oder des pCO2 wider.\nEin normaler pH-Wert schließt das Vorliegen einer Säure-Base-Störung also keineswegs aus.\nDekompensierte Störungen liegen vor, wenn der Blut-pH den Normbereich von 7,36–7,44 verlassen hat.\nGrundlage der Diagnostik der Säure-Säure-Base-Störungen:DiagnostikBase-Homöostase ist die Blutgasanalyse (Abb. 11.24 und Abb. 11.25). Sie erlaubt nicht nur die Unterscheidung zwischen metabolischen und respiratorischen Störungen, sondern zudem die Abgrenzung einfacher von gemischten Säure-Base-Störungen. Neben der Anamnese gibt bei einer metabolischen Azidose die Anionenlücke (s. u.) sowie die Bestimmung des Serum-Chlorids wichtige Hinweise auf die Ätiologie, bei einer metabolischen Alkalose die Messung der Chlorid-Ausscheidung im Urin.\nDie meisten Blutgasautomaten Säure-Base-Störungen:BlutgasanalyseBlutgasanalyse:Säure-Base-Störungenmessen den pH-Wert, den pCO2 und den pO2. Die Bikarbonat-Konzentration und die Basenabweichung (Base Excess) werden aus der Henderson-Hasselbalch-Gleichung Henderson-Hasselbalch-GleichungBlutgasanalyse:Normwerteerrechnet, müssen dann aber für den jeweils herrschenden pCO2 korrigiert werden. Hierfür stehen Nomogramme, z. B. nach Astrup zur Verfügung. Die Normwerte sind in Tab. 11.6 zusammengefasst.\nAus dieser Gleichung und aus anderen physiologischen Prinzipien leiten sich die drei Goldenen Regeln der Blutgasanalyse ab (gleichnamigen Kasten).\nDie pH-Bestimmung Säure-Base-Störungen:pH-BestimmungpH-Bestimmung:Säure-Base-Störungentrennt die kompensierten (pH im Normbereich) von den dekompensierten (pH außerhalb des Normbereichs) Störungen ab. Der pH-Normwert im arteriellen Blut ist 7,36–7,44.\nDas Standardbikarbonat ist Standardbikarbonat:Säure-Base-StörungenSäure-Base-Störungen:Standardbikarbonatein Maß für den Bikarbonat-Puffer. Es korreliert mit dem Grad der metabolischen Störung oder dem Grad der metabolischen Kompensation. Normwert im Serum ist 22–26 mmol/l. Das Standardbikarbonat wird deshalb standardisiert genannt, weil es bei definiertem pCO2 und definierter Temperatur gemessen wird (der Bikarbonat-Wert einer Lösung wird nämlich durch den jeweils herrschenden CO2-Partialdruck sowie die Temperatur beeinflusst).\nGoldene Regeln der BGA\nRegel I (für respiratorische Störungen)\nEine Veränderung des respiratorische Störungen:BlutgasanalyseBlutgasanalyse:respiratorische StörungenpCO2 um 10 mmHg geht mit einer gegenläufigen Veränderung des pH um 0,08 Einheiten einher. (Wenn der pCO2 steigt, fällt der pH, wenn der pCO2 sinkt, steigt der pH.)\nRegel II (für metabolische Störungen)\nEine Veränderung des pH um 0,15 metabolische Störungen:BlutgasanalyseBlutgasanalyse:metabolische Störungenentspricht einer gleichsinnigen Basenveränderung von 10 mmol/l. (Das heißt, bei einem pH-Anstieg steigt der BE bzw. das Standardbikarbonat um 10, bei einem pH-Abfall sinken die beiden Werte um 10 mmol/l.)\nIm Rahmen der Kompensation auftretende Abweichungen von pCO2 oder Bikarbonat können keine volle Korrektur der Säure-Base-Störung bewirken.\nDer Säure-Base-Störungen:Base ExcessBase Excess:Säure-Basen-StörungenBasenüberschuss (engl. base excess, BE) zeigt an, um wie viel die aktuelle Konzentration an Gesamtpufferbasen von ihrem normalen Ausgangswert abweicht, und gibt damit den Verbrauch oder die Akkumulation von Pufferbasen an:\npositiver BE: die Konzentration an Pufferbasen ist erhöht Akkumulation von Pufferbasen\nnegativer BE: die Konzentration an Pufferbasen ist vermindert Verbrauch von Pufferbasen.\nDer Normwert liegt bei 2 bis +2. Der BE ist unabhängig vom begleitenden pH-Wert und kann damit selbst bei normalem pH-Wert das Ausmaß einer Säure-Base-Störung anzeigen. Die Angabe des Base Excess ist damit hilfreich, um eine metabolische Kompensation (s. u.) zu erkennen.\nPartialdrücke der Blutgase\nDer pCO2 ist Säure-Basen-Störunge:pCO2pCO2:Säure-Basen-Störungenzusammen mit dem pO2 die Säure-Basen-Störunge:pO2pO2:Säure-Basen-Störungenwichtigste respiratorische Regelgröße; er reflektiert das Atemminutenvolumen und gibt somit einen Hinweis entweder auf die primäre Ventilationsstörung oder auf das Ausmaß einer respiratorischen Kompensation.\nInterpretation einer BGA\nDie BGA-Interpretation ist Blutgasanalyse:Interpretationkomplex. Folgende Fragen sollten schrittweise beantwortet werden:\nAzidose oder Alkalose?\nHierauf gibt der pH-Wert die Blutgasanalyse:InterpretationBlutgasanalyse:AzidoseBlutgasanalyse:AlkaloseAzidose:BlutgasanalyseAlkalose:BlutgasanalyseAntwort. Da kompensatorische Änderungen keine vollständige Korrektur der Säure-Base-Störung bewirken können (Goldene Regel III), können auch kompensierte Störungen nach den (dann allerdings geringeren) pH-Abweichungen klassifiziert werden.\nIn seltenen Fällen ist der pH-Wert jedoch normal (z. B. bei gemischten Störungen). In diesem Falle wird aus Tabelle 11.5 abgelesen, welche Störung am ehesten Sinn macht, d. h., welche Abweichung (die des pCO2 oder die des HCO3–) relativ am größten ist.\nRespiratorische oder metabolische Störung?\nHierzu wird untersucht, welche der beiden Komponenten (pCO2 oder Bikarbonat bzw. BE) im gleichen Sinne wie der pH verändert ist.\nSind bei einer Azidose sowohl pCO2 als auch Bikarbonat (bzw. BE) erniedrigt, handelt es sich um eine metabolische Azidose, da metabolische Azidose:Blutgasanalyselediglich das erniedrigte Bikarbonat eine Azidose erklärt.\nSind bei einer Azidose sowohl pCO2 als auch Bikarbonat (bzw. BE) erhöht, handelt es sich um eine respiratorische AzidoseBlutgasanalyse:Azidose, da respiratorische Azidose:Blutgasanalyselediglich der erhöhte pCO2 die Azidose erklärt.\nSind bei einer Alkalose sowohl pCO2 als auch Bikarbonat (bzw. BE) erniedrigt, handelt es sich um eine respiratorische Alkalose, da respiratorische Alkalose:Blutgasanalyselediglich der erniedrigte pCO2 eine Alkalose erklärt.\nSind bei einer Alkalose sowohl pCO2 als auch Bikarbonat (bzw. BE) erhöht, handelt es sich um eine metabolische AlkaloseAlkalose:metabolischeBlutgasanalyse:Alkalose, da metabolische Alkalose:Blutgasanalyselediglich das erhöhte Bikarbonat eine Alkalose erklärt.\nEinfache oder gemischte Säure-Base-Störung?\nEine gemischte Störung liegt immerSäure-Base-Störungen:einfacheSäure-Base-Störungen:gemischte dann vor, wenn die beiden Komponenten (pCO2 und Bikarbonat) im gleichen Stoffwechselsinne wie der pH verändert sind (also wenn z. B. bei einer Azidose sowohl der pCO2 erhöht als auch das Bikarbonat erniedrigt ist – eine solche Konstellation lässt sich nur als eine Kombination aus metabolischer und respiratorischer Azidose erklären). Außerdem liegt eine gemischte Störung immer dann vor, wenn die aus Tabelle 11.5 errechneten kompensatorischen Abweichungen nicht mit den tatsächlichen Werten der Blutgasanalyse übereinstimmen.\nMessfehlerEgal, ob kompensiert oder unkompensiert, einfach oder gemischt – jede BGA folgt dem gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen pH, pCO2 und HCO3–. Verletzt eine BGA die Goldenen Regeln, so liegt ein Messfehler vor.\nWegen der engen Beziehungen zwischen Kalium- und Wasserstoffionenhaushalt (11.10.1) sollte das Kalium Säure-Base-Störungen:KaliumKalium:Säure-Base-Störungenbestimmt werden.\nWird eine metabolische Azidose vermutet, so kann die Laktat-Bestimmung Säure-Base-Störungen:Laktat-BestimmungLaktat-Bestimmung:Säure-Base-Störungenhilfreich sein (Laktat ist ein Stoffwechselprodukt des anaeroben Kohlenhydratabbaus; es ist z. B. im Schock, bei Gewebenekrose, aber auch bei starker körperlicher Belastung erhöht – Details 11.10.1).\nBei normaler Nierenfunktion kann am Urin-pH die Urin-pH:Säure-Base-StörungenSäure-Base-Störungen:Urin-pHRegulationsfunktion der Niere nachvollzogen werden. Bei Azidose ist der Urin stark sauer, bei Alkalose alkalisch. Ketonkörper im Säure-Base-Störungen:KetonkörperKetonkörper:Säure-Base-StörungenUrin als saure Endprodukte des anaeroben Fettabbaus sind bei Hunger und diabetischer Ketoazidose erhöht. Bei ausgeprägter Hypokaliämie kann der ausgeschiedene Urin ebenfalls leicht sauer sein. Bei dieser paradoxen Azidurie werden Säureäquivalente ausgeschieden, um K+ einzusparen. Die Untersuchung der Chlorid-Konzentration des Säure-Base-Störungen:Chlorid-KonzentrationChlorid-Konzentration:Säure-Base-StörungenUrins kann zur ätiologischen Abklärung einer metabolischen Alkalose hilfreich sein (11.10.5).\nDie Anionenzusammensetzung im Plasma ist relativ konstant. Veränderungen in der Zusammensetzung können auf Stoffwechselstörungen mit Anfall von normalerweise nicht vorhandenen Anionen (zumeist Säuren) hinweisen.\nDie veränderte Zusammensetzung kann an Abweichungen der sog. Anionenlücke Säure-Base-Störungen:AnionenlückeAnionenlücke:Säure-Base-Störungenerkannt werden (Abb. 11.26). Sie ist ein bei der ätiologischen Abklärung einer metabolischen Azidose unverzichtbarer Wert (11.10.4). Die Berechnung der Anionenlücke geht Anionenlücke:Berechnungvon folgenden Annahmen aus:\nDie normalerweise im Serum vorhandenen Kationen sind Na+, K+, Ca2+ und Mg2+.\nDiesen stehen – in summengleichem Verhältnis – die normalerweise im Serum vorhandenen Anionen gegenüber: Cl, HCO3– sowie Serumproteine, Sulfate, anorganisches Phosphat und organische Säuren in niedriger Konzentration (die vier Letzteren, im Routinelabor nicht gemessenen Anionen werden auch als Anionenrest zusammengefasst).\nIm Routinelabor werden lediglich Na+, K+, Cl und HCO3– erfasst. Die Differenz zwischen den routinemäßig erfassten Kationen (Na+ und K+) und den routinemäßig erfassten Anionen (Cl und HCO3–) wird als Anionenlücke bezeichnet. Sie beträgt normalerweise 10–18 mmol/l und beruht darauf, dass im Plasma mehr routinemäßig nicht gemessene Anionen als Kationen vorhanden sind (dies zeigt auch Abb. 11.26).\nDie Anionenlücke:DefinitionAnionenlücke wird nicht in allen Lehrbüchern gleich definiert. Häufig wird K+ aus der Berechnung weggelassen, sodass der Normwert entsprechend um 3–5 mmol/l niedriger ist.\nIst die Anionenlücke nun Anionenlücke:erhöhteerhöht, so reflektiert dies entweder\nmengenmäßige Veränderungen der normalerweise im Anionenrest vorliegenden Substanzen oder\ndas Vorliegen normalerweise nicht vorhandener Anionen.\nGeht eine metabolische Azidose nämlich mit einer erhöhten Anionenlücke einher, so ist anzunehmen, dass die Azidose entweder durch Erhöhung körpereigener, normalerweise jedoch nur in geringen Mengen vorhandener Anionen (z. B. Laktat – dieses Anion entsteht bei der anaeroben Glykolyse und ist ein guter Marker für die dabei resultierende Säurebelastung) oder aber durch exogen zugeführte Anionen (z. B. Salicylat) bedingt ist (Abb. 11.27).\nEine metabolische Azidose mit normaler Anionenlücke Anionenlücke:normaledagegen ist entweder durch Bikarbonat-Verluste bedingt (das ausgeschiedene Bikarbonat wird kompensatorisch durch Chlorid ersetzt, sodass die Anionenlücke unverändert bleibt) oder durch die – selten vorkommende – Zufuhr von an Chlorid gekoppelten Säureäquivalenten, z. B. HCl oder Ammoniumchlorid.\nMetabolische Azidosen ohne Anionenlücke sind deshalb praktisch immer hyperchlorämische Azidosen.\nErniedrigungen der Anionenlücke sindAnionenlücke:erniedrigte selten. Sie sind auf erhöhte Kationen (z. B. bei Hyperkalzämie) oder auf ein über eine eventuelle Bikarbonat-Kompensation hinaus erhöhtes Chlorid zurückzuführen.\nAuch eine Hypalbuminämie senkt die Anionenlücke, da Albumin ein Teil der nicht gemessenen Anionen ist. Normalerweise mit Anionenlücke einhergehende metabolische Azidosen zeigen deshalb bei Hypalbuminämie keine Lücke.\nBei zunehmender Azidose kommtAzidose:von-bis es durch die H+-Wirkung auf die glatte Gefäßmuskulatur zu einer peripheren Vasodilatation. Allgemeine Zeichen dafür sind warme, gerötete Haut, Blutdruckabfall und Herzfrequenzanstieg. Bei schwerwiegender Azidose erleidet die Zellfunktion Schaden. Es kommt zu einer Störung des Herzmuskels, zu Herzrhythmusstörungen und ZNS-Störungen (von Verwirrtheit bis Koma).\nBei akuter Azidose wird die Sauerstoff-Bindungskurve nach rechts verschoben ( verbesserte periphere O2-Abgabe). Herz und Gefäße sind für Katecholamine vermindert ansprechbar.\nDie durch die Azidose bedingte Transmineralisation (11.5.1) kann zur Hyperkaliämie führen. Die Atmung ist in Abhängigkeit von der Art der Azidose (respiratorisch versus metabolisch) entweder vermindert oder gesteigert.\nBikarbonat ist immer metabolische Azidose:von-biserniedrigt (die Bikarbonat-Erniedrigung kann entweder auf direkte Bikarbonat-Verluste oder auf Titration gegen H+-Ionen beruhen). Ätiologisch werden Additions-, Subtraktions- und Retentionsazidosen unterschieden. Zur Differenzierung wird die Anionenlücke mit herangezogen (Abb. 11.27). Einen groben Anhaltspunkt kann auch die Cl-Konzentration im Serum geben, die bei fehlender Anionenlücke fast immer erhöht ist.\nEine Additionsazidose Additionsazidoseentsteht durch zusätzlichen Anfall von Säure (diese kann endogen produziert oder exogen zugeführt sein). Sie geht deshalb mit einer erhöhten Anionenlücke einher (Ausnahme ist die Zufuhr von HCl oder Ammoniumchlorid):\nKetoazidose: Ketoazidosevermehrter Anfall von Ketonkörpern bei diabetischer Stoffwechselentgleisung, Hunger oder Alkoholismus\nLaktat-Azidose: Laktatazidosevermehrter Laktat-Anfall bei Gewebehypoxie, Gewebenekrose, Sepsis, Schock, aber auch durch Vergiftung mit Ethylenglykol, Methanol und anderen Alkoholen (das Laktat ist dabei nur ein – basischer – Marker für die Freisetzung von H+-Ionen, 11.10.1)\nIntoxikationen mit Intoxikationen:AdditionsazidoseSalizylaten oder Paraldehyd\n(angeborene) Stoffwechseldefekte mit einem abnormen Anfall organischer Säuren oder Aminosäuren (v. a. bei Kindern)\nZufuhr von HCl, Ammonium- oder Kalziumchlorid.\nEine Subtraktionsazidose Subtraktionsazidoseentsteht durch Bikarbonat-Verlust. Die Anionenlücke ist normal (Abb. 11.27).\nZugrunde liegen in der Regel gastrointestinale Ursachen wie rezidivierendes Erbrechen, Diarrhö sowie Verluste über Sonden oder Fisteln. Seltener kommt es zu renalen Bikarbonat-Verlusten, z. B. bei bestimmten Formen der renal-tubulären Azidose (Typ II, 10.9) oder bei Therapie mit Karboanhydrase-Hemmern.\nErbrechen führt nur dann zur metabolischen Azidose, wenn der Verlust von (bikarbonatreichem) Duodenalsekret den Verlust an Magensäure mengenmäßig überwiegt.\nEine Retentionsazidose trittRetentionsazidose bei verminderter renaler Säureausscheidung auf. Ursachen können sein:\nakutes oder chronisches Nierenversagen: Nierenversagen:RetentionsazidoseHierbei kommt es einerseits durch die eingeschränkte renale H+-Exkretion zur Retentionsazidose, andererseits durch verminderte tubuläre Bikarbonat-Rückresorption zur Subtraktionsazidose (in beiden Fällen ist die Anionenlücke normal). Schwere Fälle (Urämie) verursachen durch den Anfall saurer Stoffwechselprodukte (z. B. Sulfate) eine zusätzliche Additionsazidose; bei Letzterer ist die Anionenlücke erhöht.\nbestimmte Formen der renal-tubulären Azidose (Typ renal-tubuläre AzidoseAzidose:renal-tubuläreI und Typ IV, 10.9).\nDie Kompensation einer metabolische Azidose:Kompensationmetabolischen Säurebelastung erfolgt zum einen durch die renale Ammonium-Ausscheidung (diese erreicht ihr kompensatorisches Maximum innerhalb von 2 bis 4 Tagen), zum anderen durch die pulmonale CO2-Abatmung, die sich klinisch als Hyperventilation zeigt. Die volle respiratorische Kompensation kommt innerhalb von 11–24 Stunden in Gang.\nPrimär muss die Grundkrankheit behandelt werden (z. B. Schockbehandlung). Ist diese gut beeinflussbar, tritt oft ein spontaner Ausgleich der Azidose ein.\nPufferung mit Natriumbikarbonat\nEine Pufferung mit metabolische Azidose:NatriumbikarbonatNatriumbikarbonat Natriumbikarbonat:Azidose, metabolischeerfolgt nur bei schwerer Azidose, d. h. ab einem pH von 7,1. Dosisberechnung Kasten Errechnung des Bedarfs an Natriumbikarbonat.\nNachteile der Bikarbonat-Therapie\nDie Gabe von Bikarbonat könnte geradezu als ideale Therapie betrachtet werden, neutralisiert sie doch die deletäre Säurebelastung des Körpers. Leider hat sie einige schwerwiegende Nachteile, die den Einsatz wohlbedacht sein lassen wollen:\nBei zu rascher Korrektur einer Azidose besteht die Gefahr einer Hypokaliämie durch Transmineralisation (11.5.1) und damit die Gefahr von Herzrhythmusstörungen. Ebenso kann es durch den plötzlichen Abfall des ionisierten Kalziums zur Tetanie kommen (11.6.2).\nAls Folge der Natrium-Zufuhr kann eine Volumenbelastung des Kreislaufs mit Gefahr der Herzinsuffizienz und des Lungenödems eintreten.\nDas Bikarbonat dissoziiert bei der Pufferung zu CO2, das nur dann über die Lungen ausgeschieden werden kann, wenn keine begleitende respiratorische Insuffizienz vorliegt.\nAußerdem kann es durch Pufferung mit Bikarbonat zu einer paradoxen ZNS-Azidose kommen: Bikarbonat dissoziiert zu H2O und CO2, welches die Blut-Hirn-Schranke leichter überwindet als Bikarbonat, sodass evtl. eine ZNS-Azidose mit Funktionsstörung und Minderperfusion der Hirnzellen entsteht.\nEine rasche Azidosekorrektur verschiebt die Sauerstoff-Bindungskurve nach links mit Gefahr der Gewebehypoxie.\nErrechnung des Bedarfs an Natriumbikarbonat\nBedarf an Natriumbikarbonat:Bedarf, ErrechnungNatriumbikarbonat (in mmol/l) negativer BE des Körpergewichts.\nVon der errechneten Menge sollte die Hälfte langsam über einen zentralen Venenkatheter substituiert werden und danach sollten die Blutgase analysiert werden. Nur in akuter Notfallsituation (protrahierte Reanimation) kann es sinnvoll sein, blind, d. h. ohne Kenntnis des Ausgangswertes, zu puffern (Effektivität umstritten).\nSchlechte Werte sind also nicht immer physiologisch nachteilig, sondern können Ausdruck wichtiger adaptiver Prozesse sein (so kann der Bär z. B. seinen Winterschlaf nur unter den Bedingungen der Azidose mit gesteigerter peripherer Sauerstoffnutzung halten). Die bloße Orientierung an Normwerten kann also klinisch unsinnig oder sogar gefährlich sein.\nmetabolische Azidose:von-bisSie tritt bei Ventilationsstörungen im Rahmen der respiratorischen Insuffizienz auf. Der Anstieg des pCO2 kann durch Lungenerkrankungen, Erkrankungen der Atemmuskulatur oder durch zentrale Atemregulationsstörungen bedingt sein (5.1.2).\nDer Symptomenkomplex der respiratorische Azidose respiratorische AzidoseAzidose:respiratorischeumfasst:\nAtemnot als Zeichen der respiratorischen Insuffizienz\nZyanose als Zeichen der oft begleitenden Hypoxie\nHirnödem mit Benommenheit, Somnolenz bis Koma, Kopfschmerz, Schwindel, Schwitzen, Unruhe, Papillenödem (alles Zeichen der CO2-bedingten zerebralen Vasodilatation).\nNach unmittelbarer respiratorische Azidose:KompensationKompensation durch endogene Pufferung (wirkt innerhalb von 5–10 Minuten) tritt die chronische Kompensation innerhalb von 3–5 Tagen durch erhöhte renale Säureausscheidung (bzw. Retention von Bikarbonat) ein.\nIst die Atemstörung nicht rasch beeinflussbar, muss je nach klinischem Bild – bei einem pH < 7,2 evtl. auch unabhängig davon – mit Azidose:von-bisder assistierten Beatmung begonnen werden.\nEine Alkalose kann Alkalose:von-bisdurch Transmineralisation zur Hypokaliämie und so z. B. zu Herzrhythmusstörungen führen. Bei respiratorischer Alkalose droht wegen des oft schwerwiegenden pH-Anstiegs die hypokalzämische Tetanie.\nDas klinische Bild wird oft durch die metabolische Alkalose:von-bisbegleitende Hypokaliämie bestimmt (11.5.3). Im Vordergrund können dann Herzrhythmusstörungen stehen.\nEine kompensatorische Hypoventilation ist nur in begrenztem Ausmaß möglich und klinisch meist schlecht erfassbar. Eine Tetanie durch Abnahme des ionisierten Kalziums prägt, anders als bei der respiratorischen Alkalose, das Bild nur selten.\nEine metabolische Alkalose ist metabolische Alkalose:Ätiologieviel seltener als eine metabolische Azidose. Dies liegt daran, dass die renale Bikarbonat-Ausscheidung hoch effektiv ist und nur selten überfordert wird.\nEiner metabolischen Alkalose können drei Mechanismen zugrunde liegen, die teilweise nebeneinander wirken können:\ngesteigerte Ausscheidung von H+-Ionen:\nMagensaftverlust durch Erbrechen oder über Sonden\nbei schwerer Hypokaliämie: Hier wird zur Einsparung von K+ im Rahmen der gekoppelten K+/H+-Ausscheidung vermehrt H+ ausgeschieden; außerdem kommt es bei schwerer Hypokaliämie zum transzellulären Austausch von K+ gegen H+ (11.5.1).\nübersteigerte Zufuhr von Bikarbonat: übermäßige, meist iatrogene Bikarbonat- oder Zitrat-Zufuhr, z. B. in Blutkonserven (nur bei Gabe von mehr als zehn Konserven relevant). Neben Zitrat werden auch andere organische Anionen, wie z. B. Glukonat, Acetat und Laktat, in der Leber zu Bikarbonat verstoffwechselt.\nmangelhafte Ausscheidung (Retention) von Bikarbonat (häufigster Mechanismus). Hierzu kommt es auf zwei Wegen:\ndurch Chlorid-Verarmung: Wenn der Körper proportional mehr Cl als Na+ verliert, wird als Folge der Chlorid-Verarmung renal Na+ konserviert, was wiederum die Reabsorption von NaHCO3 steigert. Diese Gruppe von Alkalosen zeichnet sich durch eine niedrige Cl-Konzentration im Urin (< 10 mmol/l) aus und kann durch die intravenöse Zufuhr von NaCl behandelt werden (chloridsensitive Alkalose). chloridsensitive AlkaloseAlkalose:chloridsensitiveUrsachen sind die Therapie mit Diuretika, gastrointestinale Verluste durch Erbrechen oder Magensonden, Chlorid-Diarrhö (seltene angeborene Durchfallsform bei Kindern) oder Cl-Verluste durch villöse Adenome (ebenfalls selten).\nWird die Niere direkt – d. h. nicht durch eine Chlorid-Verarmung – zur Retention von Bikarbonat stimuliert, liegt eine chloridresistente Alkalose vor. chloridresistente AlkaloseAlkalose:chloridresistenteSie zeichnet sich durch höhere Urin-Chlorid-Werte aus (> 10 bis 20 mmol/l) und kann durch die Zufuhr von NaCl nicht durchbrochen werden. Ursachen sind ein unphysiologischer Mineralokortikoid-Exzess (Conn-Syndrom, Cushing-Syndrom – Wirkmechanismus wie beim physiologischen Aldosteron-Exzess, s. u.) und das Bartter-Syndrom (angeborene tubuläre Rückresorptionsstörung für Chlorid).\nEine pathophysiologische Mischform stellt die Alkalose durch extrazellulären Volumenmangel (Kontraktionsalkalose) dar: KontraktionsalkaloseDer extrazelluläre Volumenmangel führt zum einen zu einer verminderten glomerulären Filtration von Bikarbonat, zum andern zur Aldosteron-Erhöhung. Aldosteron stimuliert nicht nur die renale H+/K+-Ionen-Ausscheidung (Na+ wird im distalen Tubulus auf Kosten von H+ und K+ konserviert), sondern bewirkt auch eine Bikarbonat-Retention (da Na+ nicht ausgeschieden wird, unterbleibt die zur Korrektur der Alkalose notwendige NaHCO3-Ausscheidung). Die Kontraktionsalkalose kann durch NaCl-Zufuhr, d. h. durch extrazelluläre Volumenexpansion, gut behandelt werden, da die erhöhten Aldosteron-Spiegel hierdurch (anders als beim Conn- oder Cushing-Syndrom) prompt abfallen.\nBei Patienten, bei denen lange Zeit eine respiratorische Azidose mit Hyperkapnie bestanden hat, führt eine plötzliche Besserung des Zustands mit raschem CO2-Abfall ebenfalls zu einer metabolischen Alkalose (post-hyperkapnische metabolische AlkaloseAlkalose:metabolische), metabolische Alkalose:post-hyperkapnischeda post-hyperkapnische metabolische Alkalosediese Patienten als Kompensation hohe Bikarbonat-Konzentrationen aufgebaut haben. Erst nach Tagen ist dieser Kompensationsmechanismus wieder herunterreguliert und die Alkalose gleicht sich aus.\nDie metabolische Alkalose ist häufig von einer Hypokaliämie metabolische Alkalose:HypokaliämieHypokaliämie:Alkalose, metabolischebegleitet. Dies erklärt sich zum einen durch die oft erhöhten Mineralokortikoid-Spiegel (z. B. bei Kontraktionsalkalose), zum anderen durch die Transmineralisation, in deren Rahmen K+-Ionen bei Alkalose im Austausch gegen H+-Ionen nach intrazellulär wandern.\nZusätzlich zur regulären Diagnostik bei Säure-Base-Störungen (11.10.3) kann die Bestimmung der Chlorid-Konzentration des Urins hilfreich sein, um chloridsensitive von chloridresistenten Formen der Alkalose (s. o.) zu unterscheiden. Das Serum-Kalium sollte stets bestimmt werden.\nDie Kompensation der metabolische Alkalose:Kompensationmetabolischen Basenbelastung erfolgt durch pulmonale CO2-Retention (Hypoventilation). Die volle respiratorische Kompensation kommt innerhalb von 1–2 Tagen in Gang.\nDer respiratorischen Kompensation sind allerdings enge Grenzen auferlegt, da es bei Hypoventilation rasch zur Hypoxie kommt, welche dann den Atemantrieb übernimmt und die CO2-Retention begrenzt.\nWichtigstes Prinzip sind die metabolische Alkalose:TherapieBehandlung der Grundkrankheit und der Ausgleich einer evtl. begleitenden oder ursächlichen Kalium-Störung. Die Kontraktionsalkalose sowie die chloridsensitiven Formen der Alkalose sprechen auf Volumenersatz mit isotoner NaCl-Lösung an. Diuretika werden abgesetzt. In extrem schweren Fällen wird Argininhydrochlorid oder HCl über einen zentralen Venenkatheter gegeben. Bei posthyperkapnischer metabolischer Alkalose kann in ausgeprägten Fällen der Karboanhydratase-Hemmer Acetazolamid einmalig i. v. metabolische Alkalose:von-bisoder p. o. gegeben werden.\nAuslöser ist die respiratorische AlkaloseAlkalose:respiratorischeHyperventilation (5.1.2). Leitsymptom ist die Tetanie durch Abnahme des ionisierten Kalziums. Durch zerebrale Mangeldurchblutung aufgrund der Erniedrigung des pCO2 mit Gefäßverengung kann es zu Bewusstseinsstörungen und Krampfanfällen kommen.\nDie chronische respiratorische Alkalose:KompensationKompensation geschieht innerhalb von 2 bis 3 Tagen durch verminderte renale Säureausscheidung (bzw. Ausscheidung organischer Bikarbonat-Vorläufer).\nDie entscheidende Therapie ist die Behandlung der zugrunde liegenden Hyperventilation (5.1.2). Passende Fragen unter\n(Anleitung s. vordere Buchdeckel-Innenseite)