Die Alveolengasgleichung schätzt den alveolären Sauerstoffgehalt anhand einiger leicht messbarer Variablen. Der aus der Berechnung abgeleitete pAO2-Wert kann dann verwendet werden, um den Grad des bei einem Patienten vorhandenen Shunts zu erkennen. Eine praktische Vereinfachung der komplexen Formel ermöglicht die folgende Gleichung:
pAO2 = FiO2 (Patm – pH20) – (paCO2/RER)
Während beim Durchschnittsmenschen das respiratorische Austauschverhältnis (RER) (oder respiratorischer Quotient) typischerweise als 0.8 (variiert je nach Ernährung und primärer Brennstoffquelle, die der Patient nutzt, wie Fett, Protein oder Kohlenhydrate)
Auf Meereshöhe beträgt der atmosphärische Druck 760 mmHg und der Dampfdruck von Wasser bei Körpertemperatur 47 mmHg. Das Einsetzen dieser groben Zahlen in die oben genannte Gleichung führt auf Meereshöhe zu folgender Vereinfachung:
pAO2 = (FiO2 x 713 mmHg) – (paCO2/0,8)
Da mit zunehmender Höhe der atmosphärische Druck abnimmt, würde man für jeden gegebenen FiO2 einen niedrigeren pAO2 und folglich einen niedrigeren paO2 erwarten. Während zum Beispiel das Atmen von 100 % Sauerstoff auf Meereshöhe zu einem alveolären pO2 von 663 mmHg führen würde, würde das Atmen von 100 % Sauerstoff auf dem Mt. Everest bei einem barometrischen Druck von 263 mmHg zu einem pAO2 von 166 mmHg führen (unter der Annahme, dass der pH2O, paCO2 und RER gleich sind). Dies führt zu einer Hypoxie, die alle möglichen physiologischen Veränderungen auslöst, die u. a. Folgendes umfassen können: respiratorische Alkalose (wie bei der akuten Höhenkrankheit), Veränderungen des mentalen Status, erhöhte Herzfrequenz und Herzleistung, verringerter systemischer Gefäßwiderstand, pulmonale Vasokonstriktion/Hypertonie (wie bei der chronischen Höhenkrankheit mit möglicher Entwicklung eines Cor pulmonale) und Hirnödeme.
Umgekehrt kann eine Erhöhung des barometrischen Drucks signifikante Auswirkungen haben, indem die Menge an gelöstem Sauerstoff erhöht wird. Aus diesem Grund wird die hyperbare Sauerstofftherapie unter anderem zur Behandlung von nicht heilenden Wunden, der Dekompressionskrankheit und Kohlenmonoxidvergiftungen eingesetzt.
Auch wenn die Alveolengasgleichung nicht unbedingt spezifisch für die Höhe ist, zeigt sie doch, dass eine Hypoventilation (und ein Anstieg des PaCO2) per Definition zu einer relativen Hypoxämie führt, wenn alle anderen Variablen der Gleichung konstant gehalten werden. Für einen bestimmten Patienten kann diese Tatsache klinische Relevanz haben oder auch nicht.
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