Gase lassen sich in Flüssigkeiten lösen. Ein anschauliches Beispiel dafür sind die Gasbläschen im Mineralwasser. 

Im Blut physikalisch gelöst sind vor allem zwei Gase, die für den Stoffwechsel wichtig sind: Sauerstoff und Kohlendioxid. Auch wenn beide Gase nur zu einem kleinen Teil wirklich in dieser Form im Blut vorkommen, ist deren Bestimmung wichtig, weil dadurch bedeutsame medizinische Aussagen in Bezug auf die Versorgung mit Sauerstoff und dem Abtransport von Kohlendioxid möglich sind. 

Die Löslichkeit von Gasen im Blut ist abhängig 

• vom Druck 
• von der Temperatur
• und vom Löslichkeitskoeffizienten dieses Gases im Plasma. 

 

Der Druck

Definition des Druckes 
Der Druck (P) ist definiert, als die Kraft (F) dividiert durch die Fläche (A), auf welche diese Kraft senkrecht wirkt: 
 

Die Einheit des Drucks beträgt: 

In der Medizin wird häufig noch anstelle der S.I.-Einheit Pascal die alte Einheit mmHg verwendet: 

Der Partialdruck (das Gesetz von Dalton) 
Liegen, wie beispielsweise bei der Luft, mehrere Gase als Gemisch vor, so leistet jedes Gas einen entsprechenden Anteil zum Gesamtdruck.

Das Dalton’sche Gesetz beschreibt die Aufteilung des Gesamtdruckes eines Gasgemisches auf die im Gemisch vorliegenden einzelnen Gase. Der auf das einzelne Gas entfallende Teil des Druckes wird als Partialdruck (p) dieses Gases bezeichnet. Er ist gegeben durch den Volumenanteil dieses Gases am Gesamtvolumen.

Beispiel: Ein Gasgemisch aus 20.0% O₂, 5.6% CO₂ und 74.4% N₂ stehe unter einem Druck von 101 kPa (=757 mmHg). Der Partialdruck der einzelnen Gase beträgt somit: 

 

Temperatur

Grundsätzlich gilt, dass bei gleichem Druck umso mehr Gas in einer Flüssigkeit gelöst werden kann, je niedriger die Temperatur ist. Ohne spezielle klinische Angaben wird bei der Messung der Blutgase von einer Temperatur von 37°C ausgegangen. 

Auf modernen Blutgasgeräten kann die dem Patienten entsprechende Temperatur eingestellt werden. Allgemein wird jedoch darauf verzichtet, bei Proben von Patienten mit Fieber oder Unterkühlung (Lawinenopfer oder künstliche Unterkühlung bei Operationen auf beispielsweise 26°C) entsprechende Korrekturen vorzunehmen. Dies gilt insbesondere für den pH-Wert und den Partialdruck des Kohlendioxids, wo der Einfluss der Temperaturänderung nur gering ist. 

Falls bei einer anderen Temperatur als 37°C gemessen wird, sind zusätzlich immer auch die Messwerte für 37°C anzugeben. 

 

Löslichkeitskoeffizient

Der experimentell bestimmbare Löslichkeitskoeffizient wird auch als Bunsen’scher- Absorptionskoeffizient bezeichnet und entspricht der Anzahl ml (cm³) eines Gases, die sich in 1 ml Flüssigkeit bei einem Druck von 760 mm Hg lösen. 

Das Volumen eines Gases, das sich physikalisch im Plasma löst, ist vom Partialdruck, der Temperatur und dem Löslichkeitskoeffizienten (a) des betreffenden Gases abhängig und berechnet sich daher wie folgt:

gelöstes Volumen (ml/L) = a · Druck (mm Hg) / 760 · 1000 oder

gelöstes Volumen (ml/L) = a · Druck (kPa) / 101.3 · 1000 oder

Für Blut und eine Temperatur von 37°C beträgt der Löslichkeitskoeffizient:

• für O₂ = 0,024
• für CO₂ = 0,49

Fazit: Sauerstoff ist im Blut schlecht löslich: Die Menge des im Blut physikalisch löslichen Sauerstoffs entspricht damit rund 1,5 % des arteriellen Sauerstoffs.

20.01.2001 / hpk