ER-Student
06.12.2013, 17:21
Beim Verständnis des Gasaustauschs (insbesondere in Bezug auf die Analyse von BGAs) habe ich ein größeres Problem, insbesondere bei dem Begriff des Partialdruckes im Blut, der auf einer BGA ja ausgewiesen wird.
In einem Gasgemisch ist der Partialdruck (nach Dalton) der Druck, den ein Gas ausüben würde, wenn es allein im selben Volumen verteilt wäre. Anhand der allgemeinen Gasgleichung lässt sich zudem erkennen, dass die Stoffmengenkonzentration (z.B. in µmol/ml) einer Gasfraktion bei konstanter Temperatur proportional zum Partialdruck ist. In den Alveolen lässt sich so eine Sauerstoffkonzentration von 5,2 µmol/ml errechnen.
Nun löst sich Sauerstoff relativ schlecht in Blut. Nach Henry ergibt sich (bei einem Partialdruck von 100 mmHg in der Gasphase) unter Vollsättigung eine (physikalisch gelöste) Sauerstoffkonzentration im Blut von 0,14 µmol/ml. Hier beginnt mein Verständnisproblem. In einem Chemiebuch wird das ganze am Beispiel eines Gefäßes mit Flüssigkeit verdeutlicht, auf dem eine Luftsäule ruht. Aufgrund des Gasdruckes gehen Moleküle aus der Gasphase in Lösung über (und wieder zurück) bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Dabei wird aber immer nur vom Partialdruck in der Gasphase und der Konzentration in der flüssigen Phase gesprochen. Von Partialdruck in Flüssigkeiten (sprich Blut) wird immer nur in Physiologie-Büchern gesprochen.
Zusätzlich wird (in viel größerer Menge) O2 im Inneren von Erythrozyten an Hb gebunden. Dabei ergäbe sich bei einem Hb von 15 g/dl unter Vollsättigung beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration von 9 µmol/ml. Mein Chemiebuch spricht bei der Erklärung der Sauerstoffbindungskurve wiederum nur von dem Partialdruck in der Luft, der dann den Sättigungsgrad des Hb bestimmt.
Nun meine Probleme:
Mir ist absolut klar warum ein alveolärer PO2 von 100 mmHg beispielsweise im Blut eine (physikalisch gelöste) Sauerstoffkonzentration von 0,14 µmol/ml erzeugt. Mir ist aber absolut nicht klar warum diese 0,14 µmol/ml (und somit deutlich weniger O2-Teilchen als in den Alveolen) dann im Blut einen Partialdruck von ebenfalls 100 mmHg erzeugen.
Mir ist auch klar warum bei einem Hb von 15 g/dl eine Hb gebundene Sauerstoffkonzentration von maximal 9 µmol/ml erreicht werden kann. Mir ist nicht klar, inwiefern der „arterielle pO2“ auch die an Hb gebundene Menge mit erfasst? Das BGA Gerät misst ja über den Strom einer galvanischen Elektrode die Menge an diffundierender O2 Moleküle von der Probe in die Elektrolytlösung und errechnet daraus den pO2.
Dass Hauptproblem liegt denke ich darin, dass mir die Definition des Partialdrucks eines Gases in einer Flüssigkeit (und die Einflussfaktoren) im Gegensatz zu einem Gasgemisch nicht komplett klar sind. Ist der Partialdruck in einer Flüssigkeit der Druck, den eine bestimmte im Blut gelöste Gasfraktion in einem bestimmten Blutvolumen ohne Blut und anderer Gasfraktionen hätte oder spielen gerade die intermolekulären Kräfte des Lösungsmittels eine Rolle?
Ich hoffe ich konnte mich ein wenig verständlich machen. Es wäre wirklich super, wenn ihr meine Unklarheiten beseitigen könntet.
In einem Gasgemisch ist der Partialdruck (nach Dalton) der Druck, den ein Gas ausüben würde, wenn es allein im selben Volumen verteilt wäre. Anhand der allgemeinen Gasgleichung lässt sich zudem erkennen, dass die Stoffmengenkonzentration (z.B. in µmol/ml) einer Gasfraktion bei konstanter Temperatur proportional zum Partialdruck ist. In den Alveolen lässt sich so eine Sauerstoffkonzentration von 5,2 µmol/ml errechnen.
Nun löst sich Sauerstoff relativ schlecht in Blut. Nach Henry ergibt sich (bei einem Partialdruck von 100 mmHg in der Gasphase) unter Vollsättigung eine (physikalisch gelöste) Sauerstoffkonzentration im Blut von 0,14 µmol/ml. Hier beginnt mein Verständnisproblem. In einem Chemiebuch wird das ganze am Beispiel eines Gefäßes mit Flüssigkeit verdeutlicht, auf dem eine Luftsäule ruht. Aufgrund des Gasdruckes gehen Moleküle aus der Gasphase in Lösung über (und wieder zurück) bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Dabei wird aber immer nur vom Partialdruck in der Gasphase und der Konzentration in der flüssigen Phase gesprochen. Von Partialdruck in Flüssigkeiten (sprich Blut) wird immer nur in Physiologie-Büchern gesprochen.
Zusätzlich wird (in viel größerer Menge) O2 im Inneren von Erythrozyten an Hb gebunden. Dabei ergäbe sich bei einem Hb von 15 g/dl unter Vollsättigung beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration von 9 µmol/ml. Mein Chemiebuch spricht bei der Erklärung der Sauerstoffbindungskurve wiederum nur von dem Partialdruck in der Luft, der dann den Sättigungsgrad des Hb bestimmt.
Nun meine Probleme:
Mir ist absolut klar warum ein alveolärer PO2 von 100 mmHg beispielsweise im Blut eine (physikalisch gelöste) Sauerstoffkonzentration von 0,14 µmol/ml erzeugt. Mir ist aber absolut nicht klar warum diese 0,14 µmol/ml (und somit deutlich weniger O2-Teilchen als in den Alveolen) dann im Blut einen Partialdruck von ebenfalls 100 mmHg erzeugen.
Mir ist auch klar warum bei einem Hb von 15 g/dl eine Hb gebundene Sauerstoffkonzentration von maximal 9 µmol/ml erreicht werden kann. Mir ist nicht klar, inwiefern der „arterielle pO2“ auch die an Hb gebundene Menge mit erfasst? Das BGA Gerät misst ja über den Strom einer galvanischen Elektrode die Menge an diffundierender O2 Moleküle von der Probe in die Elektrolytlösung und errechnet daraus den pO2.
Dass Hauptproblem liegt denke ich darin, dass mir die Definition des Partialdrucks eines Gases in einer Flüssigkeit (und die Einflussfaktoren) im Gegensatz zu einem Gasgemisch nicht komplett klar sind. Ist der Partialdruck in einer Flüssigkeit der Druck, den eine bestimmte im Blut gelöste Gasfraktion in einem bestimmten Blutvolumen ohne Blut und anderer Gasfraktionen hätte oder spielen gerade die intermolekulären Kräfte des Lösungsmittels eine Rolle?
Ich hoffe ich konnte mich ein wenig verständlich machen. Es wäre wirklich super, wenn ihr meine Unklarheiten beseitigen könntet.