Sauerstoffsättigung von 75%, aber keine Symptome!

Geschichte

Im Alter von 30 Jahren bemerkte ein junger Vater eine niedrige Sauerstoffsättigung, während er mit dem Fingerpulsoximeter seines Kindes spielte, das auf eine Operation wartete. Da er völlig symptomfrei war, suchte er keinen Arzt auf. Im Alter von 51 Jahren wurde er in die Ambulanz unserer Lungenabteilung überwiesen, nachdem eine schwere nächtliche „Hypoxämie“ festgestellt worden war. Eine vorherige Untersuchung auf obstruktive Schlafapnoe mittels nächtlicher Atmungspolygraphie wegen Schnarchens ergab eine deutlich erniedrigte durchschnittliche Sauerstoffsättigung (SpO2 71 %). Der ehemalige Raucher (25 Packungsjahre) war bekannt für allergisches/seasonales Asthma bronchiale mit gelegentlicher Verwendung eines inhalativen kurzwirksamen β-2-selektiven adrenergen Agonisten (Terbutalin) vor körperlicher Betätigung. Er verneinte respiratorische Symptome wie Dyspnoe, Husten, Thoraxschmerzen oder Infektionen und erlebte keine Verschlechterung seiner körperlichen Leistungsfähigkeit.

Der Patient stellte sich in unserer Ambulanz mit einer signifikant erniedrigten peripheren O2-Sättigung von 76-82% beim Atmen von Umgebungsluft vor, die mit verschiedenen Pulsoximetern gemessen wurde (Abb. 1). Die SpO2-Sättigung stieg erst auf 86 % an, als er 7 l/min zusätzlichen Sauerstoff über eine Nasenkanüle einatmete. Die übrigen Vitalzeichen waren normal (Blutdruck 124/68 mm Hg, Herzfrequenz 86 Schläge/Min., Atemfrequenz 16/Min.), und der Patient zeigte keine Anzeichen von Atemnot. Die körperliche Untersuchung ergab normale Atemgeräusche ohne Anzeichen einer Herzinsuffizienz. Die Hautfärbung war unauffällig. Lungenfunktionstests ergaben normale Lungenvolumina ohne Einschränkung (TLC 6,06 L, 89 % vorhergesagt) oder Atemwegsobstruktion (FEV1/FVC 75 %, FEV1 3,16 L, 89 % vorhergesagt), aber Anzeichen einer Erkrankung der kleinen Atemwege (MEF50 66 % vorhergesagt). Die Diffusionskapazität lag über dem Normalbereich (DLCO 126% vorhergesagt). Die Spiroergometrie bestätigte eine normale kardiopulmonale Leistung (VO2max 23,5 mL/min/kg, 95 % vorhergesagt) mit einem leicht verminderten Sauerstoffpuls (19,6 mL, 76 % vorhergesagt), verminderter Steigung und frühem Plateau. Die arterielle Blutgasanalyse ergab eine Sauerstoffsättigung (SaO2) von 89 %, paO2 10,9 kPa (82 mm Hg) und p50 5,3 kPa (40 mm Hg). In Tabelle 1 sind die Laborergebnisse aufgeführt.

Wie lautet Ihre Diagnose?

Diagnose: Hämoglobinopathie Cheverly

Aufgrund der Diskrepanz zwischen invasiv und nicht-invasiv gemessenem SO2 wurde eine Untersuchung auf abnormales Hämoglobin durchgeführt. Die konventionelle Hämoglobin-Elektrophorese (alkalisches Celluloseacetat) war normal. Alpha-2-Hämoglobin und fetales Hämoglobin waren nicht erhöht. Die Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie zeigte einen kleinen Peak bei 4,52 min (Abb. 2), was den Verdacht auf Hb Constant Spring, die häufigste nichtdeletionäre α-Thalassämie, nahelegte. Bei der Sanger-Sequenzierung des α-Globin-Genclusters konnte jedoch weder Hb Constant Spring noch eine andere Punktmutation nachgewiesen werden.

Die mittels Spektralphotometer ermittelte Sauerstoffsättigungskurve (Abb. 3) bestätigte den erhöhten p50-Wert (4,4 kPa/32,7 mm Hg), der auf eine verminderte Sauerstoffaffinität des Hämoglobins hinweist. Schließlich wurde durch Sequenzierung des β-Globin-Gens (Abb. 4) eine heterozygote Mutation c.137 T>C, die zuvor als Hämoglobin Cheverly beschrieben wurde, nachgewiesen.

Diskussion

Beeinträchtigungen des Gasaustauschs oder ein Missverhältnis zwischen Ventilation und Perfusion sind die häufigsten Ursachen für einen niedrigen SpO2-Wert in der täglichen Routine der Lungenheilkunde. Potenzielle Fehlerquellen bei der Pulsoximetrie sind schlechte periphere Perfusion, Hautpigmentierung, Nagellack, Bewegungsartefakte und störendes Umgebungslicht. Obwohl eine Anämie das Verhältnis von Oxyhämoglobin zu Desoxyhämoglobin nicht verändert, kann eine schwere Anämie zu einer Unterschätzung des SpO2-Wertes führen, insbesondere bei hypoxämischen Personen, vor allem weil Pulsoximeter an gesunden Personen ohne Anämie kalibriert werden. Im Allgemeinen werden geringe Mengen von COHb und MetHb von der Pulsoximetrie nicht erkannt und führen zu einer Überschätzung des SpO2, falls vorhanden. Variierende Hämoglobine sind seltene Ursachen für falsch niedrige Pulsoxymetrie-Messwerte und werden in der Regel erst nach einer umfassenden Untersuchung auf Atemwegs- und Herzerkrankungen, dem Ausschluss von MetHb, SulfHb, COHb und anderen Faktoren, die die Leistung von Pulsoximetern beeinträchtigen, in Betracht gezogen.

Der wahre SaO2-Wert wird durch eine arterielle Blutgasanalyse (mit mehr als 100 Wellenlängen) gemessen. Diskordante SaO2- und SpO2-Werte (definiert als >5 % Unterschied) treten bei einigen Varianten von Hämoglobinen auf, wobei der wahre SaO2-Wert unterschätzt wird, weil diese Hämoglobine ungewöhnliche Absorptionsspektren aufweisen, für die die Zweiwellen-Pulsoximeter nicht ausgelegt sind. Wenn SaO2 und SpO2 übereinstimmend niedrig sind (<5% Unterschied), sollte das Augenmerk auf der Menge des im arteriellen Blut gelösten Sauerstoffs (paO2) liegen. Physiologisch gesehen nimmt die Sauerstoffsättigung in einer S-förmigen Kurve zu, wenn paO2 ansteigt. Diese Kurve kann sich mit steigender Temperatur, niedrigerem pH-Wert (Säuregehalt) und höheren Konzentrationen von CO2 oder 2,3-Bisphosphoglycerat nach rechts verschieben. Ein erhöhter p50-Wert bedeutet eine Verschiebung der Kurve nach rechts und in Richtung einer geringeren Sauerstoffaffinität, wodurch das Hämoglobin mehr Sauerstoff in das periphere Gewebe entladen kann. Daher wird bei normalem paO2 die Gewebeoxygenierung von Hämoglobin Cheverly nicht beeinträchtigt, trotz eines erniedrigten SaO2.

Hämoglobinopathien sind häufige Erbkrankheiten, und es sind mehr als 1.000 Mutationen der Globinketten beschrieben. Die quantitativen Thalassämie-Syndrome sind die häufigsten Mutationen und die Prävalenz kann in bestimmten Populationen bis zu 95 % betragen. Die meisten qualitativen Hämoglobinopathien haben eine Häufigkeit von weniger als 1 % und können mit verschiedenen oder gar keinen klinischen Manifestationen einhergehen. 1982 und 1983 waren ein älterer italienischer Mann mit zyanotischer Herzerkrankung und eine anämische Frau in Baltimore die ersten Patienten, bei denen die Cheverly-Variante des Hämoglobins beschrieben wurde. In einer deutschen Beobachtungsstudie wurden über einen Zeitraum von vier Jahrzehnten nur 9 Patienten mit Hämoglobin Cheverly gefunden. Eine Punktmutation im β-Globin-Gen (Einzelbasenmodifikation) mit Ersatz von Thymidin durch Cytosin (c.137 T>C) und konsekutivem Ersatz der Aminosäure Phenylalanin durch Serin (p.45 Phe>Ser) schwächt die Häm-Globin-Interaktion und kann eine Instabilität der betroffenen β-Globin-Kette verursachen. Dies kann in einigen Fällen eine leichte hämolytische Anämie verursachen. Die niedrige Sauerstoffaffinität des Hämoglobins Cheverly verursacht einen leicht verminderten SaO2-Wert bei normaler paO2-Messung. Außerdem erklärt das abnormale Absorptionsspektrum von Hämoglobin Cheverly den diskordant niedrigeren SpO2-Wert im Vergleich zum SaO2-Wert.

Schlussfolgerung und klinische Implikationen

In seltenen Fällen kann ein variantes Hämoglobin der Grund für falsch niedrige SpO2-Werte sein und muss bei Patienten ohne kardiopulmonale Symptome in Betracht gezogen werden. Die Untersuchung mittels Elektrophorese und Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie reicht möglicherweise nicht aus, um eine Hämoglobinopathie festzustellen, und eine Sequenzierung der Globin-Gene kann erforderlich sein. Hämoglobinvarianten mit einem abnormen Absorptionsspektrum sollten vermutet werden, wenn SpO2 und SaO2 nicht übereinstimmen. Hämoglobin mit niedriger Affinität liegt vor, wenn der p50-Wert erhöht ist. Im Falle von Hämoglobin Cheverly tragen beide Faktoren zu der abnormen Konstellation von vermindertem SaO2 und SpO2 bei. Es ist nicht zu erwarten, dass Hämoglobin Cheverly Symptome hervorruft, aber die Beratung der betroffenen Personen und die Ausstattung mit Notfallkarten kann unnötige diagnostische und therapeutische Verfahren bei medizinischen Routineeingriffen oder medizinischen Notfällen vermeiden, bei denen der behandelnde Arzt über die ungenauen Pulsoximeterwerte informiert werden muss. Außerdem schlagen wir ein Screening von Familienmitgliedern vor, indem einfach der SpO2-Wert mit einem Pulsoximeter gemessen wird.

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