Klinische Anästhesie
H. Kerger, G. Groth, A. Kalenka, K. F. Waschke, M. Intaglietta

Der Sauerstofftransport von der Arterie zur Kapillare

Oxygen transport from systemic arteries to capillaries - Studies using the phosphorescence quenching technique

Schlüsselwörter Oxygen consumption, Energy metabolism, Monitoring, physiologic, Blood ressels
Keywords Oxygen consumption, Energy metabolism, Monitoring, physiologic, Blood ressels
Zusammenfassung

Zusammenfassung: Der Sauerstofftransport von der Arterie zur Kapillare stellt ein komplexes physiologisches Geschehen dar. Als wesentliche Determinanten sind der arterielle Sauerstoffgehalt (CaO2) als Funktion von pulmonalem Gasaustausch und Sauerstoff-transportkapazität (Hämatokrit) und die makro- und mikrovaskuläre Perfusion als Funktion von Herzzeitvolumen, Blutdruck und Gefäßwiderstand zu berück-sichtigen.


Durch die Phosphoreszenz-Quenching-Technik, eine optische Meßmethode, ist es am wachen Versuchstier erstmals gelungen, den Sauerstofftransport bis in die kleinsten Gefäße eines mikrozirkulatorischen Systems zu "verfolgen" und zeitgleich die resultierende (inter-stitielle) Gewebe-Oxygenierung zu erfassen. Die auch für den Kliniker äußerst relevanten Untersuchungsergebnisse zeigen im Vergleich zum systemisch-arteriellen Blut ein deutlich niedrigeres Sauerstoffspannungsniveau in den Mikrogefäßen und im Gewebe (ca.40 - 70% bzw.30% des paO2),was auf einen präkapillären "Sauerstoffverlust" schließen und die Funktion der Kapillaren als einziger "Gewebe-Sauerstofflieferant" in Frage stellen läßt. Unter physiologischen Bedingungen scheint die Gewebe-Sauerstoffversorgung weitgehend autoregulativ und unabhängig vom systemisch-arteriellen pO2 zu erfolgen, so daß durch diesen Parameter keine direkten Rückschlüsse auf den mikrovaskulären Sauerstofftransport unddieGewebe-Oxygenierungmöglich sind. Während einer Allgemeinanästhesie oder im hämor-rhagischen Schock ist eine erhöhte Diskrepanz zwischen dem systemisch-arteriellen und mikrozirkulato-rischen Sauerstoffspannungsniveau festzustellen. Der periphere Sauerstofftransport und die Gewebe-Oxy-genierung werden dabei auch durch die in der klinischen Routine häufig zur Zustandsbeurteilung von kritisch kranken Patienten herangezogenen Parameter Basenüberschuß oder pv -O2 nicht hinreichend in ihrer Qualität erfaßt. Das simultane Monitoring von intravaskulärem und interstitiellem Gewebe-pO2 in unterschiedlichen peripheren und zentralen mikrovaskulären Versorgungsgebieten wäre daher gerade bei diesen Patienten von größtem Vorteil. Dies ist jedoch zur Zeit technisch noch nicht oder nur durch indirekte Verfahren, wie z.B.die Magenmukosa-pH-Metrie,möglich.

Summary Summary: Oxygen transport from systemic arteries to capillaries is a very complex entity. Main determinants are arterial oxygen content (CaO2) as a function of pul-monary gas exchange and oxygen carrying capacity (hematocrit) as well as macro- and microvascular perfusion as a function of cardiac output, blood pressure and vascular resistance. The phosphorescence quenching technique,an optical method, allows in conscious animals for the first time investigation of oxygen transport down to the smallest blood vessels in a microcirculatory system as well as simultaneous analysis of resulting (interstitial) tissue oxygenation. Results, which are highly relevant also for clinicians exhibit significantly lower oxygen tension levels in microvessels and tissue (approximately 40 -70% and 30% of paO2 respectively), which is indicati-ve of a precapillary "loss" of oxygen and questions the function of capillaries as sole "tissue oxygen donors". Under physiological conditions, tissue oxygenation is maintained by autoregulation independently of syste-mic arterial pO2, so that this parameter does not pro-vide direct information about microvascular oxygen transport and tissue oxygenation. During general anaesthesia or in hemorrhagic shock, there is an increased discrepancy between systemic arterial and microcirculatory oxygen tension levels. Quality of peripheral oxygen transport and tissue oxy-genation may not be judged accurately by parameters such as pv -O2 or base excess, which are frequently used in clinical routine for the assessment of conditions of critically ill patients. Simultaneous monitoring of intravascular and inter-stitial pO2 in different peripheral and central microvascular systems would be very useful in these patients. However, this is not yet possible and may be accom-plished only by indirect procedures such as the gastral mucosa pH analysis.
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