Advertisement

Methode zur Bestimmung des intracellulären Säurebasenhaushaltes (pH, pCO2, Standardbicarbonat, Basenüberschuß) in Erythrocyten

  • U. Gleichmann
  • H. v. Stuckrad
  • M. Zindler
Article

Zusammenfassung

Es wird eine Methode beschrieben, mit deren Hilfe der Säurebasenhaushalt (pH, pCO2, Standardbicarbonat und Basenüberschuß) von Erythrocyten neben dem des dazugehörigen Vollblutes in ca. 25 min mit dem Astrup-Mikroequipment bestimmt werden kann.

Reproduzierbarkeit und Absolutgenauigkeit des Verfahrens werden geprüft. Als Fehlerquellen werden Temperatureinflüsse, Beimengungen von Plasma und anderen Blutzellen und Veränderungen des Diffusionspotentials besprochen. Die Linearität für die Beziehung log pCO2/pH und die Äquilibrierzeit des Hämolysates wurden untersucht.

Aus dem arteriellen Blut von zehn gesunden Erwachsenen wurden folgende Normalwerte für den Erythrocyten ermittelt:

pH=7,249 (s=0,009), pCO2=43,8 mm Hg (s=2,6), Standardbicarbonat=15,9 mval/l (s=0,44) und Basenüberschuß=−13,5 mval/l (s=1,2). Für die mittlere K+-Konzentration im Erythrocyten ergab sich dabei ein Wert von 102 mval/l (s=4,9), die Na-Konzentration betrug 13,7 mval/l (s=1,09).

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. 1.
    Andersen, O. S.: Factors affecting the liquid junction potential in electrometric blood pH measurement. Scand. J. clin. Lab. Invest. 13, 205 (1961).Google Scholar
  2. 2.
    — The pH-log pCO2 blood acid-base nomogramm revised. Scand. J. clin. Lab. Invest. 14, 598 (1962).Google Scholar
  3. 3.
    —, and K. Engel: A new acid-base nomogramm. An improved method for the calculation of the relevant blood acid-base data. Scand. J. clin. Lab. Invest. 12, 177 (1960).Google Scholar
  4. 4.
    —, and P. Astrup: A micromethod for determination of pH, carbon dioxide, base excess and standard bicarbonate in capillary blood. J. clin. Lab. Invest. 12, 172 (1960).Google Scholar
  5. 5.
    Astrup, P.: Ultra-micro-method for determining pH, pCO2 and standard bicarbonate in capillary blood. A symposium on pH and blood gas measurement, p. 81. London: J. & A. Churchill Ltd. 1959.Google Scholar
  6. 6.
    Bradfort, N. M., and R. E. Davies: Site of hydrochloric acid production in stomach as determined by indicators. Biochem. J. 46, 414 (1950).Google Scholar
  7. 7.
    Brewin, J. G., R. P. Gould, F. S. Nashat, and E. Neil: An investigation of problems of acid-base equilibrium in hypothermia. Guy's Hosp. Rep. 104, 177 (1955).Google Scholar
  8. 8.
    Bubnoff, M. v., u. G. Riecker: Über die intrazelluläre Wasserstoffionenkonzentration und das intra-extrazellulöseReaktionsgefälle. Untersuchungen an Erythrocyten. Klin. Wschr. 39, 23 (1961).Google Scholar
  9. 9.
    — Zellosmolarität und Zellwassergehalt. Klinische und experimentelle Untersuchungen an Erythrocyten. Klin. Wschr. 39, 724 (1961).Google Scholar
  10. 10.
    Caldwell, P. C.: Investigation of intracellular pH of crab muscle fibres by means of micro-glass and micro-tungsten electrodes. J. Physiol. (Lond.) 126, 169 (1954).Google Scholar
  11. 11.
    — Intracellular pH. Int. Rev. Cytol. 5, 229 (1956).Google Scholar
  12. 12.
    —, and E. J. Harris: Metabolic control by intracellular pH. Biochem. J. 51, 41 (1952).Google Scholar
  13. 13.
    Conway, E. J.: Nature and significance of concentration relations of potassium and sodium ions in skeletal muscle. Physiol. Rev. 37, 84 (1957).Google Scholar
  14. 14.
    —, and P. J. Fearon: The acid-labile CO2 in mammalian muscle ad the pH of the muscle fibre. J. Physiol. (Lond.) 103 274 (1944).Google Scholar
  15. 15.
    Dill, D. B., C. Daly, and W. H. Forbes: The pK′ of serum and red cells. J. biol. Chem. 117, 569 (1937).Google Scholar
  16. 16.
    Elkington, J. R., R. B. Singer, E. S. Barker, and J. K. Clark: Effects in man of acute experimental respiratory alkalosis and acidosis on ionic transfers in the total body fluids. J. clin. Invest. 34, 1671 (1955).Google Scholar
  17. 17.
    Furusawa, K., and P. M. T. Kerridge: Hydrogen ion concentration of muscle of cat. J. Physiol. (Lond.) 63, 33 (1927).Google Scholar
  18. 18.
    Gambino, S. R.: The value of pK1′ in the Henderson-Hasselbalch equation. Scand. J. clin. Lab. Invest. 104, 15 (1963).Google Scholar
  19. 19.
    Gleichmann, U., H. v. Stuckrad, u. M. Zindler: Intrazellulärer Säurebasenhaushalt. Experimentelle und klinische Studien an Erythrocyten. Z. ges. exp. Med. (im Druck).Google Scholar
  20. 20.
    Hilpert, P., R. Fleischmann, D. Kempe u. H. Bartels: Sauerstoffaffinität des Hämoglobins und pH-Wert des Eryhtrocyten (Bohr-Effekt). Pflügers Arch. ges. Physiol. 274, 15 (1961).Google Scholar
  21. 21.
    Jenny, H., T. R. Nielson, N. T. Coleman, and D. E. Williams: Concerning the measurement of pH, ion activities and membrane potentials in colloidal systems. Science 112, 164 (1950).Google Scholar
  22. 22.
    Koczorek, K. R., G. Riecker u. M. v. Bubnoff: Acidose und Aldosteron. Klin. Wschr. 40, 113 (1962).Google Scholar
  23. 23.
    Maas, H. J. (Universitätsklinik Utrecht, Holland, Kardiol. Abteilung): persönliche Mitteilung.Google Scholar
  24. 24.
    Mattock, G.: Electrochemical aspects of blood pH measurements. A symposium on pH and blood gas measurement, p. 19. J. & A. Churchill London: Ltd. 1959.Google Scholar
  25. 25.
    Michaelis, L., u. W. Davidoff: Methodisches und Sachliches zur elektrometrischen Bestimmung der Blutalkaleszenz. Biochem. Z. 46, 131 (1912).Google Scholar
  26. 26.
    Nahas, G. G.: In vitro and in vivo effects of amine buffers. Introductory remarks. Ann. N. Y. Acad. Sci. 92, 337 (1961).Google Scholar
  27. 27.
    Netter H.: Theoretische Biochemie. Berlin, Göttingen, Heidelberg: Springer 1959.Google Scholar
  28. 28.
    Nichols, G., jr.: Serial change in tissue carbon dioxide content during acute respiratory acidosis. J. clin. Invest. 37, 1111 (1958).Google Scholar
  29. 29.
    Nunn, J. F.: The accuracy of the measurement of blood pCO2 by the interpolation technique. A symposium on pH and blood gas measurement, p. 60. London: J. & A. Churchill Ltd. 1959.Google Scholar
  30. 30.
    Platts, M. M., and M. S. Greaves: The composition of the blood in respiratory acidosis. Science 16, 695 (1957).Google Scholar
  31. 31.
    Rapaport, S., and G. M. Guest: The role of diphosphoglyceric acid in the electrolyte equilibrium of blood cells: Studies of pyloric obstruction in dogs. J. biol. Chem. 131, 675 (1939).Google Scholar
  32. 32.
    Riecker, G.: Über den intrazellulären Wasser- und Elektrolytstoffwechsel. I. Mitteilung. Klin. Wschr. 35, 1158 (1957).Google Scholar
  33. 33.
    — Einteilung der Störungen des Wasser- und Elektrolythaushaltes. Internist (Berl.) 2, 601 (1961).Google Scholar
  34. 34.
    —, u. M. v. Bubnoff: Über den intrazellulären Wasser- und Elektrolytstoffwechsel. II. Mitteilung. Klin. Wschr. 36, 556 (1958).Google Scholar
  35. 35.
    — Über den intrazellulären Wasser- und Elektrolytstoffwechsel. III. Mitteilung. Klin. Wschr. 37, 18 (1959).Google Scholar
  36. 36.
    — Die intrazelluläre Plasmamenge im Erythrocytensediment. Studien zum Problem des Plasmafehlers bei der chemischen Analyse von Erythrocyten. Z. ges. exp. Med. 132, 102 (1959).Google Scholar
  37. 37.
    Robin, E. D., and P. A. Bromberg: Claude Bernard's milieu interieur extended: Intracellular acid-base relationships. Amer. J. Med. 27, 689 (1959).Google Scholar
  38. 38.
    C. E. Forkner jr., and J. R. Corteau: Extracellular-intracellular acidbase relationships using ammonia-ammoniumbuffer pair. J. appl. Physiol. 15, 527 (1960).Google Scholar
  39. 39.
    — R. J. Wilson, and P. A. Bromberg: Intracell. acid-base relations and intracellular buffers. Ann. N. Y. Acad. Sci. 92, 539 (1961).Google Scholar
  40. 40.
    Rosenthal, T. B.: The effect of temperature on the pH of blood and plasma in vitro. J. biol. Chem. 173, 25 (1948).Google Scholar
  41. 41.
    Schmidtmann, M.: Über eine Methode zur Bestimmung der Wasserstoffzahl im Gewebe und in einzelnen Zellen. Biochem. Z. 150, 253 (1924).Google Scholar
  42. 42.
    Schwab, M.: Die methodischen Grundlagen der Blut-pH-Messung. Klin. Wschr. 36, 349 (1958).Google Scholar
  43. 43.
    —, u. H. Wisser: Zur Methodik der Blut-pH-Messung. Klin. Wschr. 40, 713 (1962).Google Scholar
  44. 44.
    Schwartz, W. B., K. J. Orning, and R. Porter: The internal distribution of hydrogen ion with varying degrees of metabolic acidosis. J. clin. Invest. 36, 737 (1957).Google Scholar
  45. 45.
    Scribner, B., H. K. Fremont-Smith, and J. M. Burnell: The effect of acute respiratory acidosis on the internal equilibrium of potassium. J. clin. Invest. 34, 1276 (1955).Google Scholar
  46. 46.
    Severinghaus, J. W., M. Stupfel, and A. F. Bradley: Accuracy of blood and pCO2 determinations. J. appl. Physiol. 9, 189 (1956).Google Scholar
  47. 47.
    Slyke, D. D. van, H. Wu, and F. C. McLean: Studies of gas and electrolyte equilibria in the blood. J. biol. Chem. 56, 765 (1923).Google Scholar
  48. 48.
    Solomon, A. K.: The permeability of the human erythrocyte to sodium and potassium. J. gen. Physiol. 36, 57 (1953).Google Scholar
  49. 49.
    Swan, R. C., and R. F. Pitts: Neutralization of infused acid by nephrectomized dogs. J. clin. Invest. 34, 205 (1955).Google Scholar
  50. 50.
    Thomason, R.: The use of 5.5-dimethyl-2.4-oxazolidinedione for determination of intracellular pH. Scand. J. clin. Lab. Invest. 15, 45 (1963).Google Scholar
  51. 51.
    Tobin, R. B.: Plasma, extracellular and muscle electrolyte responses to acute metabolic acidosis. Amer. J. Physiol. 186, 131 (1956).Google Scholar
  52. 52.
    Visser, B. F., and H. J. Maas: The pH-log pCO2 diagramm of separated human blood plasma. Clin. chim. Acta 5, 850 (1960).Google Scholar
  53. 53.
    Waddell W. J., and T. C. Butler: Calculation of intracellular pH from the distribution of 5.5-dimethyl-2.4-oxazolidinedione (DMO). Application to the skeletal muscle of the dog. J. clin. Invest. 38, 720 (1959).Google Scholar
  54. 54.
    Wallace, W. M., and A. B. Hastings: The distribution of the bicarbonate ion in mammalian muscle. J. biol. Chem. 144, 637 (1942).Google Scholar
  55. 55.
    —, and O. H. Lowry: An in vitro study of carbon dioxide equilibria in mammalian muscle. J. biol. Chem. 144, 651 (1942).Google Scholar
  56. 56.
    Wright, M. P.: pH measurements with the glass electrode. A symposium on pH and blood gas measurement, p. 5. London 1959.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1965

Authors and Affiliations

  • U. Gleichmann
    • 1
  • H. v. Stuckrad
    • 1
  • M. Zindler
    • 1
  1. 1.Aus der 1. Medizinischen Klinik und der Abteilung für Anaesthesiologie der Medizinischen Akademie DüsseldorfGermany

Personalised recommendations