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Blutgasanalyse – Abweichung vom Normwert gefährlich?

Auf einen Blick – Die Blutgasanalyse

Welche Aufgaben hat die Blutgasanalyse?

  • patientennahe Labordiagnostik
  • Untersuchung direkt am Patienten und auf der Station
  • gibt Auskunft über den Säure-Basen-Haushalt
  • Dauer: wenige Minuten zwischen Blutabnahme und Vorliegen der Ergebnisse

Durchführung der Blutgasanalyse

  • Blutentnahme aus Arterie (meist am Unterarm), Vene oder Kapillare (meist am Ohrläppchen)
  • Blutprobe wird in das Blutgasanalyse-Gerät eingeführt

Messwerte (Auszug)

  • Sauerstoffpartialdruck (pO2), Sauerstoffsättigung
  • Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2)
  • pH-Wert
  • Hämoglobinwert (Hb-Wert)

Tipps

  • Aufgrund der schnellen und unkomplizierten Durchführung wird die Blutgasanalyse besonders in Notfallsituationen und auf Intensiv-Stationen durchgeführt.

Von Medizinern geprüft und nach besten wissenschaftlichen Standards verfasst

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Dieser Text wurde gemäß medizinischer Fachliteratur, aktuellen Leitlinien und Studien erstellt und von einem Mediziner vor Veröffentlichung geprüft.

Quellen ansehen

Die Blutgasanalyse (kurz: ‚BGA‘) ist ein wichtiges Diagnoseinstrument für Ärzte. Seit ihrer Erfindung in den 1960er Jahren hat sie sich zu einem unverzichtbaren Teil der klinischen Diagnostik entwickelt. Da sie innerhalb kürzester Zeit verlässliche Ergebnisse zu mehreren Blutwerten ausgibt, ist sie eine beliebte Untersuchungsmethode. Insbesondere in der Intensiv- und Notfallmedizin müssen viele Entscheidungen unter Zeitdruck getroffen werden. Je mehr Informationen dabei zur Verfügung stehen, desto einfacher wird die Arbeit der Ärzte. Die BGA ist dabei Gold wert. Deswegen sind heutzutage mitunter sogar Rettungs- und Notarztwagen mit einem Analysegerät ausgestattet. Innerhalb weniger Minuten liegen die Ergebnisse vor und erlauben Rückschlüsse auf die Funktion des Herzens und der Lunge. Doch eine BGA verrät noch mehr, denn auch Funktionsstörungen anderer Organe zeigen sich in den Blutgaswerten. Aus diesem Grund lohnt es sich, einen näheren Blick auf dieses wichtige Diagnostiktool zu werfen!

Was ist eine Blutgasanalyse?

Die Blutgasanalyse ist ein automatisierter Labortest, der wichtige Informationen über den Zustand eines Patienten gibt. Zum einen kann man damit im Blut erkennen, wie gut der Patient mit Sauerstoff (sog. ‚O2‘) versorgt wird. Zum anderen wird deutlich, ob die Abgabe von Kohlenstoffdioxid angemessen ist. Der Austausch der beiden Gase findet in der Lunge statt: Beim Einatmen wird Sauerstoff aufgenommen, beim Ausatmen Kohlenstoffdioxid abgegeben.

Die Konzentrationen von Teilchen in Körperflüssigkeiten sind dauerhaften Schwankungen ausgesetzt. Einige Krankheiten können solche Schwankungen auslösen – im Gegenzug helfen die Schwankungen also bei der Diagnose dieser Erkrankungen. Dafür misst die Blutgasanalyse den Säure-Basen-Haushalt des Blutes und erlaubt Rückschlüsse auf die Funktion der Nieren und der Leber. Die Zuckerkrankheit Diabetes mellitus ist ein Beispiel für eine Krankheit, die eine Übersäuerung des Körpers auslösen kann.

Besonders häufig wird die BGA bei Patienten mit Atmungsstörungen eingesetzt. Die Werte der BGA erlauben schnelle Rückschlüsse auf die respiratorische (‚die Atmung betreffend‘) Situation des Patienten. Falls ein Patient künstlich beatmet werden muss, erkennen Pflegekräfte und Ärzte an der BGA, ob die Beatmungsparameter richtig eingestellt sind.

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Wie wird eine Blutgasanalyse durchgeführt?

Eine Blutgasanalyse kann mit Blut aus Arterien (sauerstoffreich), Venen (sauerstoffarm) oder Kapillaren durchgeführt werden. Dabei muss man berücksichtigen, dass der Sauerstoffgehalt je nach Entnahmestelle variieren kann.

Eine kapilläre Blutentnahme wird häufig am Ohrläppchen durchgeführt. Oft trägt das Fachpersonal dazu eine durchblutungssteigernde Creme auf das Ohrläppchen auf und entnimmt wenig später eine winzige Blutprobe. Dieses Blut wird in das Messgerät gegeben. In einigen Fällen kann das Blut auch direkt aus einer Unterarmarterie gewonnen werden. Der geringe Aufwand und die Geschwindigkeit, mit der die Ergebnisse zur Verfügung stehen, sind die großen Vorteile der BGA.

„Die BGA hat die patientennahe Diagnostik einen großen Schritt nach vorne gebracht – Blutwerte stehen zeitnah zur Verfügung.“ — Dr. Dr. Tobias Weigl Klick um zu Tweeten

Welche Werte werden gemessen?

In der BGA werden verschiedene Werte gemessen, die Rückschlüsse auf die Gesundheit des Patienten zulassen. Folgende Werte haben für die klinische Diagnostik eine hohe Relevanz:

  • 1. Sauerstoffpartialdruck (pO2)
  • 2. Sauerstoffsättigung
  • 3. Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2)
  • 4. pH-Wert
  • 5. Hämoglobin-Wert (Hb-Wert)
  • 6. Bikarbonatwert
  • 7. Basenexzesswert (BE), auch Basenüberschuss genannt

Beachten Sie, dass sich die im Laufe des Artikels genannten Normwerte auf eine arterielle Blutgasanalyse beziehen und je nach Quelle variieren können.

1. Sauerstoffpartialdruck (pO2)

Der Sauerstoffpartialdruck, der sogenannte pO2, ist ein Indikator für den gelösten Sauerstoff im Blut. Sauerstoff wird in der Lunge aufgenommen. Funktionsstörungen der Lunge können deswegen sehr gut an diesem Wert erkannt werden. In der Lunge wird der eingeatmete Sauerstoff über die Lungenbläschen ins Blut abgegeben. Das Herz pumpt dann dieses sauerstoffreiche Blut durch den Körper und versorgt auf diese Weise die Organe mit Sauerstoff. Der Sauerstoffpartialdruck wird in Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) gemessen und sollte möglichst über 65 mmHg liegen. Bei Werten darunter fällt die Sauerstoffsättigung im Blut rapide ab und der Körper wird unterversorgt. Der Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut hängt unter anderem vom Alter ab.

2. Sauerstoffsättigung

Die Sauerstoffsättigung ist der zweite wichtige Wert, der bei einer BGA gemessen wird. An ihm kann man ablesen, wieviel Prozent des Sauerstoffs vom Hämoglobin im Blut aufgenommen werden. Die Normwerte liegen zwischen 95 und 99 %.

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3. Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2)

Der nächste relevante Wert ist der Kohlenstoffdioxidpartialdruck, der pCO2. Um diesen Wert zu verstehen, ist es wichtig, die Atmung zu verstehen: Denn obwohl auch die Aufnahme von Sauerstoff eine wichtige Funktion der Atmung ist, ist die Abgabe von Kohlenstoffdioxid genauso erforderlich. Das Gas bildet sich in den Zellen und muss den Körper verlassen – und zwar über die Lunge. Doch warum ist es so wichtig, dass CO2 beim Ausatmen abgegeben wird?

Kohlenstoffdioxid ist sauer. Liegt zu viel davon vor, wird der pH-Wert des Körpers gesenkt. Dadurch kommt es zur Beeinflussung von Stoffwechselprozessen. Ein Unterangebot von CO2 führt dazu, dass der Körper basisch wird, was sich ebenfalls negativ auswirkt. Aus diesem Grund spielt die Atmung eine zentrale Rolle. Durch die Abgabe der richtigen Menge CO2 (über die Atmung) reguliert der Körper eigenständig den pH-Wert. Der pCO2-Wert gibt also Aufschluss darüber, wieviel CO2 der Körper ausscheidet. Der Normwert liegt bei ca. 32 – 45 mmHg. Chronische Erkrankungen wie COPD können für eine Verschiebung des Wertes sorgen. Deutliche Abweichungen von den Normwerten bedeuten im Regelfall Lebensgefahr. Im Gegensatz zum Sauerstoffpartialdruck ist der Kohlenstoffdioxidpartialdruck altersunabhängig.

4. pH-Wert

Ein weiterer Messwert in der Blutgasanalyse ist der bereits genannte pH-Wert. Dieser Wert misst, wie viele Wasserstoff-Teilchen (sog. ‚Ionen‘) im Blut sind. Hier liegt der Normbereich zwischen 7,35 und 7,45. Sollte der Wert unter 7,35 fallen, spricht man von einer Azidose. Der Körper ist sauer. Andersherum spricht man von einer Alkalose, falls der Wert über 7,45 steigt. Der Wert ist deshalb so wichtig, weil er viele Vorgänge im Körper reguliert. Eine Verschiebung des pH-Wertes kann Veränderungen der Blutsalze (sog. ‚Elektrolyte‘), des Blutdrucks und des Blutzuckers auslösen.

Der Wert bestimmt außerdem, wie gut der Sauerstoff im Blut wieder abgegeben wird. Damit die Organe mit Sauerstoff versorgt werden, muss dieser ‚bereit‘ sein, in das Organ überzugehen. Eine Veränderung des pH-Wertes kann dazu führen, dass die Sauerstoffteilchen bevorzugt im Blut bleiben oder schon vorzeitig abgegeben werden und das Zielorgan gar nicht erreichen. Beides führt zu einer Sauerstoff-Unterversorgung der Organe.

5. Hämoglobin-Wert (Hb)

Es handelt sich dabei um den Farbstoff der roten Blutkörperchen (sog. ‚Erythrozyten‘). Das Molekül dient dem Sauerstofftransport. Die BGA misst auch diesen Wert, denn zu niedrige Werte können auf Anämien, Blutungen und andere Erkrankungen wie Morbus Crohn oder eine Niereninsuffizienz hinweisen. Bei starken Rauchern oder Menschen mit Lungenerkrankungen kann der Wert erhöht sein, um die Sauerstoffversorgung aufrecht zu erhalten.

In der Video-Visite erklärt Dr. Dr. Weigl die Funktion von Hämoglobin und wie der Hämoglobin-Wert beeinflusst wird. Erfahren Sie außerdem, wie Sie den Hb-Wert steigern können.

Zu wenig Hämoglobin im Blut? 🔴 Was tun beim niedrigen Hb Wert? Ursachen | Symptome | Therapie

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6. Bikarbonatwert (HCO3-)

Der Bikarbonatwert, oder auch HCO3--Wert, ist entscheidend für den pH-Wert des Körpers. Bikarbonat ist basisch und wirkt als Puffer, um den Säure-Basen-Gehalt des Blutes im Gleichgewicht zu halten. Auf diese Weise wird einer Übersäuerung vorgebeugt. Steigt das CO2 im Blut, steigt kurz darauf auch das HCO3- an und nimmt die sauren H+-Ionen auf. Man spricht deshalb auch von einem Bikarbonatpuffer, denn das Bikarbonat puffert so den pH-Wert. Der Bikarbonatwert wird bei der BGA nicht gemessen, sondern errechnet. Aus diesem Grund unterscheidet man einen aktuellen Wert von einem Standardwert. Während der aktuelle Wert stärkeren Schwankungen unterliegt, geht der Standardwert immer von einem idealen CO2-Wert aus und kann so auf generelle Stoffwechselstörungen hinweisen. Nieren- oder Leberinsuffizienz führen zu steigenden Bikarbonatwerten (> 26 mmol/L) – Diuretika wie beispielsweise Torasemid senken sie (< 22 mmol/L).

7. Basenexzesswert (BE)

Wie viele Pufferbasen im Blut vorkommen, gibt der Basenexzesswert an. Nierenerkrankungen oder Lungenfunktionsstörungen können den BE senken. Dann liegen vermehrt Säuren vor und das Blut kann übersäuern. Der Normwert liegt bei -2 bis +2 mmol pro Liter, alles darunter weist auf eine Azidose hin – Werte darüber auf eine Alkalose.

Weitere Messwerte

Moderne Geräte können teilweise noch weitere Parameter bestimmen. Neben dem Säure-Basen-Haushalt können diese Aufschluss über den Elektrolythaushalt oder den Laktatwert geben. Es gibt vier verschiedene Störungen des Säure-Basen-Haushaltes:

  • metabolische Alkalose
  • metabolische Azidose
  • respiratorische Alkalose
  • respiratorische Azidose

Störungen des Säure-Basen-Haushaltes

Metabolische Alkalose

Bei einer Alkalose liegt der pH-Wert über 7,45 und das Blut ist basisch. Bei einer metabolischen Alkalose liegt die Ursache im Stoffwechsel (sog. ‚metabolisch‘). Eine Alkalose kann durch eine Erhöhung des Bikarbonats im Blut oder eine Verringerung der verfügbaren H+-Ionen entstehen. Dies kann beispielsweise passieren, wenn im Rahmen einer medizinischen Behandlung zu viel Natriumbikarbonat verabreicht wird.

Citrat ist ein weiterer Wirkstoff, der den Bikarbonatspiegel im Körper erhöht. Es kommt beispielsweise in Blutkonserven vor oder wird bei der Citratdialyse genutzt, damit das Blut nicht gerinnt. Erbrechen oder die Einnahme von Diuretika können dazu führen, dass die Konzentration der H+-Ionen so weit sinkt, dass eine Alkalose eintritt. Wie bereits erwähnt, kann das Blut auch bei Nieren- oder Leberinsuffizienz basisch werden. In einigen Fällen kann die pH-Wert-Erhöhung neurologische Symptome wie Verwirrtheit oder Sehstörungen hervorrufen Eine Alkalose steigert außerdem das Risiko für Arrhythmien, sorgt nebenbei aber auch für Hypoventilation: Darunter versteht man vermindertes Atmen. Es fällt vermehrt CO2 an, sodass der pH-Wert weniger basisch wird.

Metabolische Azidose

Eine metabolische Azidose ist das genaue Gegenteil der Alkalose. Der pH-Wert ist kleiner als 7,35, da sich vermehrt Säuren ansammeln oder Basen verloren gehen. Kurz gesagt handelt es sich um eine Übersäuerung des Blutes, die vom Stoffwechsel ausgelöst wird. Dies kann zu einer verstärkten Arrhythmieneigung führen, also Herzrhythmusstörungen hervorrufen. Außerdem sinkt die Herzkontraktilität, was bedeutet, dass sich das Herz nicht mehr so stark zusammenzieht. Daraus ergibt sich eine Abnahme der Pumpleistung und des Blutflusses. Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz oder eine Dehydration sind mögliche Ursachen für eine metabolische Azidose. Außerdem kann starker Durchfall (sog. ‚Diarrhoe‘) den pH-Wert stark erniedrigen.

Gut zu wissen!
Eine metabolische Störung des Säure-Basen-Haushalts wird – so gut es geht – durch die Atmung ausgeglichen. Andersherum gleicht der Körper eine atmungsbedingte Störung durch den Stoffwechsel aus.

Respiratorische Alkalose

Die dritte mögliche Störung ist eine respiratorische Alkalose. Dabei liegt der pH-Wert über 7,45 und der CO2-Wert unterhalb von 32 mmHg. Die Ursache ist in diesem Falle atmungsbedingt (sog. ‚respiratorisch‘). Bei einer Hyperventilation kommt es zu einem vermehrten Abatmen von CO2, beispielsweise aufgrund von Panik.

Respiratorische Azidose

Das Gegenteil einer respiratorischen Alkalose ist eine respiratorische Azidose. Dazu kommt es, wenn nicht genug CO2 ausgeschieden wird – beispielsweise, wenn zu wenig geatmet wird (sog. ‚Hypoventilation‘). Der pH-Wert liegt unter 7,35, der pCO2 über 45 mmHg. Ursachen für eine Hypoventilation können Störungen des zentralen Nervensystems sein. Die Medulla oblongata, das sogenannte Markhirn, kontrolliert die Atmung. Nach einem Trauma, bei Hirntumoren oder durch Narkotika kann dessen Funktion eingeschränkt sein. Bei einigen Nervenerkrankungen kann die Atemmuskulatur im schlimmsten Fall sogar komplett gelähmt werden.

 metabolische Alkalosemetabolische Azidoserespiratorische Alkaloserespiratorische Azidose
pH-Wert
pCO2==
HCO3-==

Fakten-Box: Blutgasanalyse

Nutzen

  • großer Einfluss auf die klinische Diagnostik: ‚Point-of-Care-Diagnostik‘
  • schnelle Wahrnehmung von Zustandsveränderungen
  • liefert schnell und einfach Ergebnisse, nah am Patienten
  • hilft besonders in der zeitkritischen Intensivmedizin
  • innerhalb weniger Minuten zeigen die Blutergebnisse die Funktionen des Herzens, der Lunge und weiterer Organe an

Störungen des Säure-Basen-Haushaltes

  • metabolische Alkalose
  • metabolische Azidose
  • respiratorische Alkalose
  • respiratorische Azidose

Sind die Ergebnisse einer Blutgasanalyse zuverlässig?

2019 stellten sich Forscher die Frage, ob die Messwerte aus Blutgasanalyse-Geräten mit denen aus Labor-Messgeräten übereinstimmen und die BGA somit eine verlässliche Untersuchungsmethode ist. Dazu untersuchten sie die Blutproben von je 219 (Hämoglobin, Natrium) beziehungsweise 215 (Kalium) Intensiv-Patienten.

Ergebnisse

Die beiden Messmethoden zeigten keinen signifikanten Unterschied für den Hämoglobin-Wert. Für Natrium und Kalium konnte jedoch ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Geräten festgestellt werden. Dabei waren die Laborergebnisse von Natrium und Kalium durchschnittlich höher als die BGA-Ergebnisse. Gleichzeitig wurde jedoch ein geringes Bias (Verzerrungen, die falsche Ergebnisse hervorrufen können) zwischen den beiden Methoden ermittelt. Die Wissenschaftler geben zudem an, dass die Werte übereinstimmen, wenn sie im oder in der Nähe des Normbereichs liegen. Routinemäßig müsse daher keine gleichzeitige Blutentnahme durchgeführt werden, um beide Messmethoden parallel durchzuführen. Individuell müsse evaluiert werden, ob ein Nachmessen sinnvoll sei. Nichtsdestotrotz heben die Autoren die Relevanz und Vorteile der BGA in Notfallsituationen hervor.

Quelle: Katherine E. Triplett u. a. (2019) : Can the blood gas analyser results be believed ? A prospective multicentre study comparing haemoglobin, sodium and potassium measurements by blood gas analysers and laboratory auto-analysers. In: Anaesthesia and Intensive Care. Mai 2018. doi : 10.1177/0310057X19840046.

Häufige Patientenfragen

Warum ist die Blutgasanalyse mit venösem Blut nicht so aussagekräftig?

Dr. Dr. T. Weigl
Venöses Blut ist sauerstoffärmer als arterielles oder kapilläres Blut. Dementsprechend ist eine venöse BGA zur Beurteilung der Sauerstoffversorgung des Körpers wenig aussagekräftig. Werden allerdings lediglich Hb- oder pH-Wert benötigt, eignet sich auch venöses Blut für die Analyse.

Gibt es noch andere Methoden, um die Sauerstoffsättigung zu messen?

Dr. Dr. T. Weigl
Ja. Eine alternative Untersuchungsmöglichkeit stellt die sogenannte Pulsoxymetrie dar. Dabei handelt es sich um ein nicht-invasives (ohne Eingriff) Verfahren. Dem Patienten wird am Finger ein kleiner Clip aufgesetzt. Über die Durchleuchtung der Haut kann so die Sättigung des roten Blutfarbstoffs mit Sauerstoff gemessen werden. Das Ergebnis wird in Prozent angegeben. Ein natürlicher Wert liegt über 95 %.

Wird eine Blutgasanalyse nur in Notfallsituationen durchgeführt?

Dr. Dr. T. Weigl
Nein. Es gibt verschiedene Situationen außerhalb eines Notfalls, bei denen eine Blutgasanalyse durchgeführt werden kann. Zum einen dient die BGA der Früherkennung von beispielsweise Lungenerkrankungen. Zum anderen können die Ergebnisse einer Blutgasanalyse für die Verlaufskontrolle von (Lungen-)Krankheiten verwendet werden. Darüber hinaus eignet sich die Untersuchung, um bestimmte Risiken vor Operationen besser einzuschätzen – mit dem positiven Nebeneffekt, dass das Ergebnis zügig vorliegt.

Warum dauert es nur so kurz, bis das Ergebnis einer BGA vorliegt? Manchmal dauert es doch Tage, bis man die Laborergebnisse von seinem Arzt erhält…

Dr. Dr. T. Weigl
Da die BGA insbesondere in der Notfall- und Intensivmedizin durchgeführt wird, stellen Sie sich sicherlich die Frage, welchen zeitlichen Rahmen eine BGA umfasst. Meist dauert es von der Blutentnahme bis zum Befund tatsächlich nur wenige Minuten – beeinflusst werden kann diese Dauer natürlich von Faktoren wie der Geräteverfügbarkeit oder Komplikationen bei der Blutabnahme. Häufig befinden sich die Geräte in direkter Nähe zu den Behandlungsräumen der kritisch kranken Patienten. So umgeht man lange Wartezeiten, bis die Probe im Labor ankommt und weiterverarbeitet wird.

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Die hier beschriebenen Punkte (Krankheit, Beschwerden, Diagnostik, Therapie, Komplikationen etc.) erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Es wird genannt, was der Autor als wichtig und erwähnenswert erachtet. Ein Arztbesuch wird durch die hier genannten Informationen keinesfalls ersetzt.  

Autor: Dr. Dr. Tobias Weigl, Timo Hülsmann
Lektorat: Rabea Niehues
Veröffentlicht am: 20.08.2020

Quellen

  • Medizinische Datenbank Amboss (2020): Pulsoxymetrie. Blutgasanalyse. Studientypen der medizinischen Forschung. pO2. Säure-Basen-Haushalt. In: next.amboss.com
  • Susanne Betz, Birgit Plöner, Clemens Kill (2017): D –Point of Care – Die präklinische Blutgasanalyse als diagnostisches Tool. In: Notfall + Rettungsmedizin, 20.
  • Willehad Boemke: Blutgasanalyse und Säure-Basen-Haushalt. In: Die Anästhesiologie. Springer, Berlin, Heidelberg.
  • Willehad Boemke (2004): Blutgasanalyse. In: Der Anaesthesist, 5.
  • Hartmut Lang: Beatmung für Einsteiger. Springer, Berlin, Heidelberg.
  • Oswald Müller-Plathe: Blutgasanalyse. In: Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik. Springer, Berlin, Heidelberg.
  • Wolfgang Piper (2013): Innere Medizin. 2. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg.
  • Markus Renner (2009): Die Blutgasanalyse (BGA) – Teil 1. In: intensiv, 17.
  • Herwig Schinko u. a. (2017): Arterielle Blutgasanalyse. In: Wiener klinische Wochenschrift Education, 12.
  • Katherine E. Triplett u. a. (2019) : Can the blood gas analyser results be believed ? A prospective multicentre study comparing haemoglobin, sodium and potassium measurements by blood gas analysers and laboratory auto-analysers. In: Anaesthesia and Intensive Care. Mai 2018. doi : 10.1177/0310057X19840046.
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