Intravenöse Flüssigkeiten

Überblick

Flüssigkeitskompartimente des Körpers

• Intrazelluläre Flüssigkeit Intrazelluläre Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers (IZF):
  • Alle Flüssigkeiten innerhalb der Zellen sind umschlossen von Plasmamembranen.
  • Ungefähr 60 %–65 % (⅔) der Gesamtkörperflüssigkeit (GKF)
  • In der Regel stabiles Flüssigkeitsvolumen aufgrund der starken Regulation der Wassermenge in lebenden Zellen
• Extrazelluläre Flüssigkeit Extrazelluläre Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers (EZF):
  • Flüssigkeit außerhalb der Zellen
  • 2 Hauptbestandteile:
    • Plasma Plasma Transfusionsprodukte (der flüssige Bestandteil des Blutes): ca. 10 % der GKF
    • Interstitielle Flüssigkeit Interstitielle Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers (IF) in der Umgebung aller Zellen: ungefähr 25 % der GKF
• GKF = 60 % des gesamten Körpergewichts = IZF + EZF

Bewegung des Wassers durch die Kompartimente

• Vom Plasma Plasma Transfusionsprodukte zur IF:
  • Durch Starling-Kräfte (osmotische Kräfte) entlang der Kapillarmembran
  • Kapillardruck (P_c) = Druck der Flüssigkeit aus der Kapillare heraus
  • Interstitieller Flüssigkeitsdruck (P_if) = Druck der Flüssigkeit in die Kapillare hinein
  • Kolloidosmotischer (onkotischer) Druck (π_c) des Plasmas = Druck der Flüssigkeit in die Kapillare hinein
  • Kolloidosmotischer Druck der interstitiellen Flüssigkeit (π_if) = Druck der Flüssigkeit aus der Kapillare heraus
• Von IZF zu EZF:
  • Durch Osmose über die selektiv durchlässige Zellmembran Zellmembran Die Zelle: Zellmembran
  • Wasserfluss: von weniger konzentrierter zu konzentrierterer Lösung

Osmolarität, Osmolalität und Tonizität

• Osmose:
  • Spontane Wasserbewegung durch eine semipermeable Membran
  • Bewegung des Wassers aus einem Bereich mit ↓ Konzentration gelöster Stoffe → einem Bereich mit ↑ Konzentration gelöster Stoffe
  • Neigung zum Ausgleich der Konzentrationen der gelösten Stoffe auf beiden Seiten der Membran
• Osmotischer Druck: hydrostatischer Druck als entgegenwirkende Kraft gegen den Prozess der Osmose
• Osmolalität und Osmolarität:
  • Osmolare Konzentration einer Lösung
  • In der Medizin synonyme Verwendung von Osmolarität und Osmolalität:
    • Nicht dasselbe wie Tonizität
    • Normalbereich: 275–295 mOsm/kg
  • 80 % der Gesamtosmolarität von IF und Plasma Plasma Transfusionsprodukte ist auf Na- und Cl-Ionen zurückzuführen.
  • Die Hälfte der Gesamtosmolarität von IZF ist auf K-Ionen zurückzuführen; der Rest auf andere intrazelluläre Substanzen.
• Osmotischer Gradient: der Unterschied in der Osmolarität von 2 Lösungen auf beiden Seiten einer semipermeablen Membran
• Tonizität:
  • Messung des effektiven osmotischen Gradienten zwischen 2 Flüssigkeiten (durch eine semipermeable Membran voneinander getrennt)
  • Nur Berücksichtigung von osmotisch aktiv gelösten Stoffe (keine Passage der semipermeablen Membran möglich)
  • Glukose = osmotisch aktiv, aber nur vorübergehend
    • Schnelle Metabolisierung der Glukose innerhalb der Zelle → Entfernung aus dem osmotischem Gelichgewicht
    • Nettoergebnis = Zugabe von gelöstem Wasser
    • Kein Einberechnen der temporären Glucoseosmole in die Nettotonizität der Lösung
  • Beispiele für Dyssynchronie zwischen Osmolarität/Osmolalität und Tonizität:
    • 5 % Dextrose in Wasser: isoosmolar, aber hypoton
    • 5 % Dextrose-0,9 % NaCl: hyperosmolar, aber isoton
    • 5 % Dextrose-0,45 % NaCl: hyperosmolar, aber hypoton

Kristalloide Flüssigkeiten

• Am häufigsten verwendete IV-Flüssigkeiten im Krankenhaus
• Wässrige Elektrolytlösungen
• Kein freies Durchqueren der Plasmamembranen, aber leichtes Überqueren der Kapillarmembranen
• Vor allem Anreicherung in der EZF und keine Verteilung in der IZF
• Innerhalb der EZF Verteilung zu ¼ im Intravasalvolumen und ¾ im interstitiellen Raum

Physiologische Kochsalzlösung (0,9 % NaCl)

• Osmolarität ungefähr gleich dem normalen Plasma Plasma Transfusionsprodukte (275–295 mmol/L):
  • 0,9 % = 9 g NaCl in 1.000 g H₂O (entspricht 1 L H₂O)
  • 154 mmol/L Na + 154 mmol/L Cl = 308 mmol/L insgesamt
• Isotonisch zu normalem Plasma Plasma Transfusionsprodukte

Ringer-Laktat (RL)

• Osmolarität annähernd am normalen Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Isotonisch gegnüber normalem Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Enthält:
  • 130 mmol/L Na
  • 109 mmol/L Cl
  • 4 mmol/L K
  • 3 mmol/L Ca²
  • 28 mmol/L Laktat
• Verteilung wie normale Kochsalzlösung in den Flüssigkeitskompartimenten

Plasma-Lyte^© (PL)

• Osmolarität annährend am normalen Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Isotonisch gegenüber normalem Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Enthält:
  • 140 mmol/L Na
  • 98 mmol/L Cl
  • 5 mmol/L K
  • 3 mmol/L Mg
  • 23 mmol/L Gluconat
  • 27 mmol/L Acetat
• Verteilung wie normale Kochsalzlösung in den Flüssigkeitskompartimenten

Halbnormale Kochsalzlösung (0,45 % NaCl)

• Osmolarität ungefähr die Hälfte des normalen Plasmas:
  • 0,45 % = 4,5 g NaCl in 1.000 g H₂O
  • 77 mmol/L Na + 77 mmol/L Cl = 154 mmol/L insgesamt
• Hypotonisch zu Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Beispiel: 1 L 0,45 % NaCl
  • Entspricht 500 mL Wasser ohne gelöste Stoffe + 500 mL 0,9 % NaCl
  • 500 mL 0,9 % NaCl Verbleiben nur in der EZF:
    • 125 mL (¼) im intravasalem Raum
    • 375 mL (¾) im Interstitium
  • 500 mL Wasser ohne gelöste Stoffe Verteilung in der gesamten GKF (IZF + EZF):
    • 333 mL (⅔) in IZF
    • 167 mL (⅓) in EZF (42 mL im intravasalen Raum + 125 mL im Interstitium)
  • Kombiniert: nur 167 mL im intravasalen Raum

Viertelnormale Kochsalzlösung (0,225 % NaCl)

• Osmolarität ungefähr ¼ des normalen Plasmas:
  • 0,225 % = 2,25 g NaCl in 1.000 g H₂O
  • 38,5 mmol/L Na + 38,5 mmol/l Cl = 77 mmol/L insgesamt
• Hypotonisch zu Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Beispiel: Infusion von 1 L 0,225 % NaCl
  • Entspricht 750 mL Wasser ohne gelöste Stoffe + 250 mL 0,9 % NaCl
  • 250 mL 0,9 % NaCl Verbleiben nur in der EZF:
    • 62,5 mL (¼) im intravasalen Raum
    • 187,5 mL (¾) im Interstitium
  • 750 mL freies Wasser ohne gelöste Stoffe Verteilung in der gesamten GKF (IZF + EZF):
    • 500 mL (⅔) in IZF
    • 250 mL (⅓) in EZF (62,5 mL im intravasalen Raum + 187,5 mL im Interstitium)
  • Kombiniert: nur 125 mL im intravasalen Raum

5 % Dextrose in Wasser

• Osmolarität ungefähr wie normales Plasma Plasma Transfusionsprodukte: 50 g Dextrose in 1 L H₂0 = 252 mmol/L
• Hypotonisch zu Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Dextrose notwendig zur Verhinderung der Hämolyse:
  • Keine sichere Verabreichung von extrem hypotonen Flüssigkeiten (reines Wasser) möglich
  • Bei Infusion von reinem Wasser intravenös sehr schnelle Verschiebung des Wassers nach intrazellulär → Hämolyse
  • Dextrose = genügend gelöster Stoff zur Verlangsamung der Wasserverschiebungen → keine Hämolyse
  • Dextrose nur kurze Zeit nach der Infusion osmotisch aktiv (ablassende Wirkung durch schnelle Metabolisierung der Dextrose)
  • Nettoeffekt = Zugabe von gelöstem Wasser
• Beispiel: Infusion von 1 L 5 % Dextrose in Wasser
  • Entspricht 1 L gelöstem Wasser
  • Verteilung in der gesamten GKF (IZF + EZF):
    • 667 mL (⅔) in IZF
    • 333 mL (⅓) in EZF (83 mL in das intravasale Volumen + 250 mL in den interstitiellen Raum)
  • Nur 83 mL von 1 L 5 % Dextrose in Wasser als intravasales Volumen

Kombinierte Lösungen

• Osmolarität > normales Plasma Plasma Transfusionsprodukte, nicht die Tonizität
• Beispiel: 5 % Dextrose – 0,9 % NaCl = 252 mmol (5 % Dextrose in Wasser) + 308 mmol (0,9 % NaCl) = 560 mmol/L
• Kein Einfluss der Tonizität durch die schnelle Metabolisierung der gelösten Stoffe aus der Dextrose

Bicarbonat (HCO3) Lösungen

• Kristalloide Lösungen als Herstellungen der Krankenhausapotheke (enthalten unterschiedliche Mengen an HCO3 und in der Regel keine kommerzielle Herstellung)
• ↑ pH-Wert der Lösung auf physiologische oder supraphysiologische Werte durch HCO3
• Einstellung der Osmolarität und Tonizität der resultierenden Lösungen je nach Kombination der Ausgangsflüssigkeit (normalerweise 5 % Dextrose in Wasser oder 0,45 % NaCl) und der zugesetzten HCO3-Menge
• Beispiel: isotonische HCO3-Lösung
  • 3 Ampullen NaHCO3 in 1 L 5 % Dextrose in Wasser
  • 3 Ampullen NaHCO3 = 150 mmol Na + 150 mmol HCO3 = 300 mmol/L

3 % hypertone Kochsalzlösung (3 % NaCl)

• Osmolarität und Tonizität signifikant ↑ als normales Plasma Plasma Transfusionsprodukte:
  • 3 % NaCl = 30 g NaCl + 1.000 g H₂O
  • 513 mmol Na + 513 mmol Cl = 1026 mmol/L insgesamt
• Beispiel: Infusion von 1 L 3 % NaCl
  • Beladung mit gelösten Stoffen von 3,33 L 0,9 % NaCl (3 % /0.9 %)
  • Hypertonie Hypertonie Arterielle Hypertonie und dadurch Mobilisierung von ca. 2,33 L gelöstem Wasser aus der IZF zur EZF (durch osmotische Verschiebungen) und 1 L Flüssigkeit als 3 % NaCl in der EZF:
    • ¼ in das intravasale Volumen = 832,5 mL
    • ¾ in den interstitiellen Raum = 2.500 mL

Übersicht über die Zusammensetzung gängiger kristalloider Lösungen

Kolloidale Flüssigkeiten

• Kolloidlösungen = Zusammensetzung aus großen Proteinen oder Zellen
• Kein leichtes Überqueren der Kapillarmembranen
• Verbleiben in der EZF bleiben und keine Verteilung in die IZF (ähnlich wie Kristalloide)
• Im Gegensatz zu Kristalloiden keine Verteilung der Kolloiden in der gesamten EZF:
  • Verbleiben im intravasalen Raum
  • Keine Verteilung im Interstitium
• Blutprodukte = auch Beispiele für kolloidale Lösungen

Albumin

• Ein natürlich vorkommendes Kolloid und das am häufigsten vorkommende Protein im Plasma Plasma Transfusionsprodukte
• Verantwortlich für 80 % des onkotischen Plasmadrucks
• ↑ Onkotischer Plasmadruck → osmotische Flüssigkeitsverschiebung aus dem interstitiellen Raum in das intravasale Volumen
• Dauer des Volumenexpansionseffekts = 12–24 Stunden
• Albumin nicht alleiniges in der klinischen Praxis häufig verwendetes Kolloid:
  • Hauptsächlich für spezifische Indikationen und nicht für eine Volumenexpansion verwendet
  • Teurer als Kristalloide und ohne entsprechenden Nutzen

Synthetische Kolloide

• Hydroxyethylstärke, Dextran und Gelatine
• Verwendung als Volumenexpander aufgrund des hypothetischen Vorteils (Verbleiben im intravasalen Volumen)
• In der Praxis nicht häufig verwendet:
  • Kolloidlösungen sind kristalloiden Lösungen zur Volumenexpansion klinisch nicht überlegen (obwohl sie ausschließlich im Intravasalraum verbleiben).
  • Teuer
  • Hydroxyethylstärke mit akuten Nierenschäden assoziiert
  • Im Gegensatz zu Albumin keine weiteren spezifischen Anwendungsgebiete der synthetischen Kolloide

Vergleich von Kristalloiden und Kolloiden

Indikationen

Intravasale Volumenexpansion

• Isotonische kristalloide Flüssigkeiten:
  • Bevorzugte IV-Flüssigkeit zur Volumenerweiterung
  • RL und PL = „ausgewogene“ Lösungen:
    • pH-Wert und Elektrolytzusammensetzung näher am normalen Plasma Plasma Transfusionsprodukte als 0,9 % NaCl
    • Vermeiden einer hyperchlorämischen metabolischen Azidose in Verbindung mit 0,9 % NaCl
    • Aus Kostengründen teils Bevorzugung von normaler Kochsalzlösung oder RL gegenüber PL
• Kolloidale Flüssigkeiten:
  • Keine Therapie der ersten Wahl zur Volumenexpansion
  • Manchmal Verwendung in einem hypervolämischen Zustand mit ↓ effektivem arteriellem Blutvolumen
• Blutprodukte: Verwendung nur unter bestimmten Umständen zur Volumenexpansion:
  • Erythrozytenkonzentrate (EK): akute Blutung oder schwere Anämie Anämie Anämie: Überblick und Formen
  • Thrombozytenkonzentrate (TK): Blutungen im Zusammenhang mit ↓ Thrombozytenzahl oder Thrombozytendysfunktion
  • „Fresh frozen plasma Plasma Transfusionsprodukte“ (FFP): Blutungen im Zusammenhang mit Gerinnungsfaktormangel

Erhaltungsflüssigkeit

• Indikation von Erhaltungsflüssigkeiten bei Personen mit geringerer Nahrungsaufnahme über den Mund
• Am häufigsten kristalloide Flüssigkeit mit oder ohne Zusatz von Dextrose, Bicarbonat und/oder Kalium
• Ziel: Annähern an den Inhalt der verlorenen Flüssigkeit und Ersetzen des Verlust in ähnlicher Geschwindigkeit
• Normale tägliche Erhaltungsdosis:
  • Erwachsene: 1.500 mL + 20 mL/kg pro kg über 20 kg
  • Neugeborene: 150 mL/kg
• Bedingungen mit Veränderung der Erhaltungsflüssigkeit:
  • ↑ Erhaltungsflüssigkeit: Fieber Fieber Fieber und Tachypnoe Tachypnoe Untersuchung der Lunge
  • ↓ Erhaltungsflüssigkeit: Herzinsuffizienz und Low-Output-Niereninsuffizienz

Spezifische Natriumstörungen

• Hypernatriämie:
  • Gabe von hypotonischen Flüssigkeiten (normalerweise 5 % Dextrose in Wasser oder 0,45 % NaCl) zum Ersatz von defizitärem freiem Wasser
  • Anpassung der Flüssigkeitsmenge zur allmählichen ↓ bei chronischer Hypernatriämie
  • Zu schnelle Korrektur der Hypernatriämie → Hirnödem
• Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie:
  • In leichten bis mittelschweren Fällen Verwendung isotonischer Flüssigkeiten (normalerweise 0,9 % NaCl)
  • In schweren Fällen, insbesondere bei neurologischen Symptomen, Verwendung von hypertonen Flüssigkeiten (meist 3 % NaCl)
  • Zu schnelle Korrektur der Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie → osmotisches Demyelinisierungssyndrom

Hirnödem

• Induzieren einer Hypernatriämie durch zum Beispiel hypertone Flüssigkeiten (normalerweise hypertone Kochsalzlösung)
• Bewegung von Wasser aus den Zellen → ↓ Hirndruck

Bicarbonat (HCO3) Lösungen

Indikation von HCO3 bei:

• Schwere Azidämie (pH < 7,2)
• Harnalkalisierung (z. B. Vergiftung mit trizyklischen Antidepressiva oder bestimmte Chemotherapien)
• Methanol- oder Ethylenglykolvergiftung

Ernährung

• Indikation bei Einzelpersonen unter nil per os (keine orale Nahrungsaufnahme möglich)
• Partielle parenterale Ernährung (PPN):
  • Nur Proteine Proteine Proteine und Peptide
  • Über periphere oder zentrale intravenöse Zugänge
  • Für kurze Zeit (2–3 Tage) möglich
• Totale parenterale Ernährung (TPN):
  • Vollwertige Ernährung: Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate, Proteine Proteine Proteine und Peptide und Fette
  • Über einen zentralen venösen Zugang
  • Über längere Zeit möglich
  • ↑ Infektionsgefahr durch Bakteriämie oder Fungämie

Albumin

Albumin bei bestimmten Indikationen:

• Volumenexpansion bei hypervolämischen Zuständen mit ↓ effektivem arteriellem Blutvolumen (d. h. Hypoalbuminämie, Zirrhose)
• Behandlung des hepatorenalen Syndroms
• Behandlung einer akuten Nierenschädigung im Zusammenhang mit einer spontanen bakteriellen Peritonitis Peritonitis Penetrierendes Abdominaltrauma
• Prävention einer akuten Nierenschädigung im Zusammenhang mit großvolumiger Parazentese
• Behandlung von therapierefraktären Ödemen (zusätzlich zu Schleifendiuretika Schleifendiuretika Schleifendiuretika)
• Austauschflüssigkeit für Plasmapherese
• Behandlung schwerer Verbrennungen Verbrennungen Verbrennungen

Nebenwirkungen

Häufige Bewertung der Therapieziele der IV-Flüssigkeit und Anpassung des Therapiemanagements zum Vermeiden von Nebenwirkungen:

Volumenüberlastung

• Risikofaktoren:
  • Große Mengen verabreichter Flüssigkeit
  • Grundlegende eingeschränkte Herzleistung
  • Leberfunktionsstörung
  • Nierenfunktionsstörung
• Klinik:
  • Gewichtszunahme
  • Wegdrückbare Ödeme
  • Ergüsse in den Körperhöhlen:
    • Aszites Aszites Aszites
    • Pleuraergüsse
  • Atemeinschränkung
  • Verschlechterung des zusätzlichen Sauerstoffbedarfs
• Diagnostik:
  • Serienmäßige Körpergewichte
  • Röntgen-Thorax
  • Serum-BNP-Spiegel
• Therapie:
  • Absetzen oder ↓ der IV-Flüssigkeit
  • Schleifendiuretika Schleifendiuretika Schleifendiuretika
  • Dialyse Dialyse Dialyseverfahren (wenn schwer oder nicht auf Diuretika Diuretika Medikamentöse Therapie der Herzinsuffizienz und der Angina pectoris ansprechend)

Elektrolytverschiebungen

Säure-Base-Verschiebungen:

• Hyperchlorämische metabolische Azidose Metabolische Azidose Metabolische Azidose:
  • Metabolische Azidose Metabolische Azidose Metabolische Azidose ohne Anionenlücke, verursacht durch Infusion großer Mengen chloridreicher Flüssigkeiten (z. B. Kochsalzlösung)
  • Ggf. Assoziation mit schlechterem klinischem Outcome (Studien bisher widersprüchlich)
  • Diagnostik:
    • ↑ Serum Cl
    • ↓ Serum HCO3
    • ↓ Serum-pH-Wert
    • Normale Serumanionenlücke
  • Therapie:
    • ↓ Chloridreiche IV-Flüssigkeit
    • Umstellung auf balancierte kristalloide Lösungen (z. B. PL oder RL)
• Metabolische Alkalose Metabolische Alkalose Metabolische Alkalose:
  • Monitoring von Serum-HCO3 und Serum-pH-Wert bei Verabreichung von HCO3-haltiger IV-Flüssigkeit
  • Therapie:
    • Absetzen oder ↓ HCO3-Lösungen
    • 0,9 % NaCl zur ↓ pH (Induzieren einer leichten hyperchlorämischen metabolischen Azidose)
• Metabolische Azidose Metabolische Azidose Metabolische Azidose mit großer Anionenlücke:
  • Bei Gabe von RL oder PL im Rahmen einer Leberinsuffizienz
  • Angemessene Leberfunktion erforderlich bei der Metabolisierung von Laktat, Gluconat und/oder Acetat
  • Therapie: Einstellung der Gabe von RL oder PL

Hypernatriämie durch:

• Große Volumina von 0,9 % NaCl
• Relativ kleine Volumina von 3 % NaCl

Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie:

• Bei Verabreichung von hypotonen Flüssigkeiten in Abhängigkeit von:
  • Menge des Volumens
  • Initiale GKF der Person
• Häufig bei Gabe von hypotonen Flüssigkeiten über einen längeren Zeitraum

Hyperkaliämie Hyperkaliämie Hyperkaliämie:

• RL und PL mit zusätzlichem K
• Möglich bei Gabe einer großen Menge von RL oder PL im Rahmen einer Nierenfunktionsstörung
• Möglich bei Gabe einer großen Mengen an Erythrozytenkonzentraten

Hyperglykämie Hyperglykämie Diabetes Mellitus:

• Möglich unter dextrosehaltigen Lösungen
• Überforderung der Kapazität des Körpers zur Dextrose-Metabolisierung bei großen Mengen an Dextrose oder eingeschränkter Metabolisierungskapazität
• Häufiger bei Diabetiker*innen, aber auch möglich bei Nichtdiabetiker*innen