Alveolo-arterielle Sauerstoffdruckdifferenz

Alveolo-arterielle Sauerstoffdruckdifferenz (AaDO₂) ist die Differenz zwischen dem Sauerstoffpartialdrücken (pO₂) im Atemgasgemisch der Alveolen und dem arteriellen Blut.

Physiologie

Der pulmonale bzw. genauer lokalisiert alveoläre Gasaustausch hängt von den Größen der alveolären Partialdrücke ab. Nur wenn ein Partialdruckgradient zwischen den Alveolen und dem Blut besteht, kann ein Atemgasbestandteil (z. B. O₂, N₂, etc.) diffundieren. Gase üben nicht nur in einem Gasgemisch (Partial-)Drücke aus, sondern auch gelöst in Flüssigkeiten (Henry-Gesetz). Die Konzentration der gelösten Gase wird zum einen durch die Höhe des Partialdrucks bestimmt und zum anderen durch ihre spezifische Löslichkeit.

Bei einem vollständigen Gasaustausch (Ventilation/Perfusion) wäre der arterielle Sauerstoff-Partialdruck (p_aO₂) genauso hoch wie der alveoläre. Tatsächlich ist aber der arterielle p_aO₂ niedriger als der alveoläre p_AO₂; somit besteht eine alveolo-arterielle O₂-Partialdruckdifferenz. Bei Raumluft (ca. 21 Vol.-% O₂) ist die durchschnittliche Sauerstoffdruckdifferenz (AaDO₂) ungefähr 10–15 mmHg (1,33–1,99 kPa); die obere Grenze wird mit 25 mmHg (3,33 kPa) angegeben. Wird über eine gewisse Zeit 100% Sauerstoff eingeatmet, steigt die Differenz an und liegt bei etwa 50–60 mmHg (6,66–7,99 kPa).

Das meiste sauerstoffarme Blut, das vom rechten Ventrikel (Herz) über die Lungenarterien (Arteria pulmonalis) fließt, kommt mit den Alveolen in Diffusionskontakt. Nur ein kleiner Teil des Herzminutenvolumens nimmt nicht am Gasaustausch der Lunge teil. Es sind etwa 2 % des Blutes, die über die Bronchialarterien (Äste der A. thoracica) das Lungengewebe ernähren und dann direkt über die Lungenvenen (Venae bronchiales bzw. Vena pulmonalis) zum linken Herz zurückkehren, ebenso das Blut aus den Koronargefäßen (Venae cordis minimae oder auch Venae Thebessii). Wegen dieser sogenannten anatomischen Shunts (Kurzschlüsse) wird der arterielle p_aO₂ um 5–8 mmHg (0,66–1,07 kPa) gesenkt.

Beim sogenannten physiologischen Shunt strömt Blut aus den Lungenabschnitten, die gut durchblutet (Perfusion) aber schlecht ventiliert (Ventilation) sind und damit einen geringeren Sauerstoffgehalt haben, in die Lungenvenen (Vena pulmonalis) zum linken Herzen. Die Lungenabschnitte haben also einen niedrigen Ventilations-/Perfusionsquotienten (siehe hierzu auch Euler-Liljestrand-Mechanismus).

Literatur

• Schmidt, R.F.; Thews, G.(Hrsg): Physiologie des Menschen. Springer Verlag
• Ganong, W.F.: Lehrbuch der Medizinischen Physiologie. Springer Verlag
• Silverthorn, D.U.: Physiologie. Pearson
• Larsen, R.; Ziegenfuß, T.: Beatmung. Springer Berlin, Heidelberg 1997
• Marino, P.I.: Das ICU-Buch. Urban&Schwarzenberg, München 1991