Intrakranieller Druck und hypotone Infusionslösungen

Zusammenfassung

Die physiologische Plasmaosmolalität, gemessen über die Gefrierpunktsdepression (GPD), beträgt 288±5 mosmol/kgH₂O. Praktisch identisch ist die theoretische Osmolarität (290 mosmol/l), berechnet aus Zusammensetzung, osmotischem Koeffizienten (0,93) und Wassergehalt (0,94). Die 0,9%ige Kochsalz- (NaCl-)Lösung hat eine Osmolarität von 308 mosmol/l und eine Osmolalität von 286 mosmol/kgH₂O (Wassergehalt ca. 1,0). Die In-vivo-Osmolalität ist wichtiger als die in vitro gemessene. Eine 5%ige Glucoselösung ist in vitro isoton, in vivo aber verhält sie sich wie reines Wasser, da die Glucose schnell metabolisiert wird. Jede Infusionslösung sollte isoton sein (290±10 mosmol/kgH₂O). Hypotone Lösungen müssen eine Wasserdiffusion von extra- nach intrazellulär bewirken. Typische Beispiele sind Ringer-Laktat- und Ringer-Acetat-Lösung (256 anstatt 290 mosmol/kgH₂O). Das Gehirn (Zentralnervensystem, ZNS) ist das kritische Organ: Die starre Schädelkalotte enthält drei inkompressible Räume, nur Blut und Liquor („cerebrospinal fluid“, CSF) können partiell, aber limitiert aus dem Schädel verschoben werden. Die Konsequenz einer Volumenzunahme ist ein Anstieg des intrakraniellen Druckes („intracranial pressure“, ICP). Eine Abnahme der Plasmaosmolalität um nur 3% verursacht einen ICP-Anstieg von ca. 15 mmHg. Die Infusion größerer Volumina hypotoner Lösung ist daher zu vermeiden.

Abstract

The physiological osmolality of plasma is 288±5 mosmol/kgH₂O when measured by freezing-point depression. The theoretical osmolarity (290 mosmol/l) calculated from composition, osmotic coefficient (0.93) and water content (0.94) is practically identical. Saline (0.9% NaCl) has an osmolarity of 308 mosmol/l and an osmolality of 286 mosmol/kgH₂O (water content ca. 1.0). The osmolality in vivo is more important than that measured in vitro. A 5% dextrose solution in water (D5W) is isotonic in vitro, but the in vivo effect is that of pure water because the glucose is rapidly metabolized. Every infusion fluid should be isotonic (290±10 mosmol/kgH₂O). Hypotonic solutions must move water from the extracellular space to the intracellular space. Typical examples are Ringer’s lactate and acetate solutions (256 instead of 290 mosmol/kgH₂O). The brain (central nervous system, CNS) is the critical organ: The rigidly shaped skull contains three incompressible compartments, only blood and cerebrospinal fluid (CSF) can be partially, but limitedly shifted outside the skull. The consequence of a volume load is an increasing intracranial pressure (ICP). A decrease in plasma osmolality by only 3% produces an increase in ICP of about 15 mmHg. Therefore, infusion of larger volumes of hypotonic solutions should be avoided at all costs.