Die überbewertete Hypoxämie

Zusammenfassung

Bei Extrembergsteigern wie auch bei Patienten mit stabiler schwerer ventilatorischer Insuffizienz (z. B. Obesitas-Hypoventilations-Syndrom, Skoliose) erleben wir Zustände schwerster Hypoxämie mit milder oder nur geringer subjektiver Beeinträchtigung. Auch Organschäden werden dabei nicht beobachtet. Auf der anderen Seite wissen wir aber aus den gut dokumentierten Studien zur Sauerstofflangzeittherapie, dass bei Hypoxämie infolge COPD mit Werten von pO₂ unter 55 mm Hg die Lebenserwartung durch die Sauerstoffgabe etwa verdoppelt wird.

Dieser Widerspruch löst sich auf, wenn man das Ausmaß der Ventilation berücksichtigt, dessen integraler klinischer Wert das pCO₂ darstellt. Die in der Sauerstofflangzeittherapie untersuchten Patienten hatten alle eine mehr oder weniger ausgeprägte Hyperkapnie infolge überlasteter Atempumpe. Sauerstoffgabe reduziert die Ventilation (sichtbar an Zunahme der Hyperkapnie) und entlastet damit die Atempumpe. Nachfolgestudien zur Sauerstofflangzeittherapie haben gezeigt, dass das Ausmaß einer stabilen Hyperkapnie (trotz vorhandener Hypoxämie) positiv mit der Lebenserwartung korreliert ist. In dieser Übersicht wird der pathophysiologische Hintergrund dazu diskutiert.

Zentrale Regelgröße für die Sauerstoffversorgung des Organismus ist nicht der Sauerstoffpartialdruck, sondern der Sauerstoffgehalt, der multipliziert mit dem Herzminutenvolumen das Sauerstoffangebot bestimmt. Durch zahlreiche Regulationsfaktoren (z. B. Polyglobulie oder Expression von sauerstoffresistenten Isoenzymen der Atmungskette) kann der Organismus die mit der Hypoventilation verbundene Hypoxämie so gut kompensieren, dass keine organgefährliche Hypoxie daraus resultiert. Diese pathophysiologische Erkenntnis hat unmittelbare Auswirkungen für die Intensivmedizin, die üblicherweise den Sauerstoffpartialdruck als Zielgröße therapeutischer Maßnahmen (z. B. hohes FiO₂, hoher Beatmungsdruck) sieht. Dieses führt nicht selten zu einer Übertherapie mit entsprechendem Schaden für die Patienten.

Abstract

Extreme mountain climbers and patients with stable but severe ventilatory insufficiency (e.g. obesitas hypoventilation-syndrome, scoliosis) sometimes experience a state of severe hypoxemia without any or only mild subjective disturbances. Organ failure is never observed in these periods.

On the other hand there are two well documented studies concerning long term oxygen therapy (LTOT) that have shown in hypoxemic COPD-patients (pO₂ lower then 55 mm Hg) a doubling the life expectancy under oxygen.

This contradiction can be elucidated if the influence of oxygen on the ventilation is taken into account. These study patients treated with LTOT all had more or less hypercapnia (hypoventilation) due to an overload of their respiratory pump. Oxygen reduces the ventilation (seen as hypercapnia) which leads to an unloading of the respiratory muscles. Later studies to LTOT found a positive correlation between the extent of stable hypercapnia and life expectancy.

In this article the physiopathologic background of this findings are discussed. The main parameter of the regulator for the oxygen transport is not pO₂ but the oxygen content. The oxygen content multiplied by cardiac output determines the extent of oxygen delivery.

Many regulatory systems (e.g. polyglobuly or expression of oxygen resistant isoenzymes of the respiratory chain) are involved to compensate the hypoxemia associated with hypoventilation which prevents an organ threatening hypoxia. This pathophysiologic finding has important impact on intensive care medicine, which usually takes only pO₂ into account for therapeutic decisions (e. g. high FiO₂ and high pressure support). This sometimes leads to “overtreatment”, with possible harm to the patient.

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