Intravenöse Flüssigkeiten

Die Gabe von intravenösen Flüssigkeiten (IVF) ist eine der häufigsten medizinischen Maßnahmen zur Stabilisierung der physiologischen Körperflüssigkeit. Intravenöse Flüssigkeiten werden in 2 Kategorien unterteilt: kristalloide und kolloidale Lösungen. Intravenöse Flüssigkeiten haben eine Vielzahl von Indikationen, einschließlich intravasaler Volumenexpansion, Elektrolytmanipulation und Erhaltungsflüssigkeiten. Kristalloide und Kolloide haben unterschiedliche allgemeine Zusammensetzungen, die die Verteilung durch die Flüssigkeitskompartimente des Körpers beeinflussen und die klinische Anwendung leiten. Kristalloide Lösungen werden typischerweise für Patient*innen verwendet, die hypovolämisch oder dehydriert sind oder einen anhaltenden Flüssigkeitsverlust haben. Bei niedrigem onkotischen Druck können kolloidale Lösungen verwendet werden. Behandelnde sollten die Art der intravenösen Flüssigkeit basierend auf dem klinischen Szenario und der besten verfügbaren Evidenz auswählen. Alle Patient*innen unter IV-Flüssigkeitstherapie sollten engmaschig überwacht werden, um das Ziel und den Status der Flüssigkeitstherapie zu bestimmen.

Aktualisiert: 28.02.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Überblick

Flüssigkeitskompartimente des Körpers

Verteilung des Gesamtkörperwassers

Verteilung der Gesamtkörperflüssigkeit (GKF):
⅔ der Körperflüssigkeit ist intrazelluläre Flüssigkeit (IZF) und ⅓ ist extrazelluläre Flüssigkeit (EZF). Von der EZF ist ¾ interstitielle Flüssigkeit und nur ¼ ist intravasale Flüssigkeit.

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Bewegung des Wassers durch die Kompartimente

  • Vom Plasma Plasma Transfusionsprodukte zur IF:
    • Durch Starling-Kräfte (osmotische Kräfte) entlang der Kapillarmembran
    • Kapillardruck (Pc) = Druck der Flüssigkeit aus der Kapillare heraus
    • Interstitieller Flüssigkeitsdruck (Pif) = Druck der Flüssigkeit in die Kapillare hinein
    • Kolloidosmotischer (onkotischer) Druck (πc) des Plasmas = Druck der Flüssigkeit in die Kapillare hinein
    • Kolloidosmotischer Druck der interstitiellen Flüssigkeit (πif) = Druck der Flüssigkeit aus der Kapillare heraus
  • Von IZF zu EZF:
Starling-Kräfte und -Gleichung beim transkapillaren Austausch

Starling-Kräfte beim transkapillaren Austausch:
Zu den nach außen gerichteten Kräften gehören der hydrostatische Druck des Blutes in der Kapillare (Pc) und der kolloidosmotische Druck der interstitiellen Flüssigkeit (πif). Einwärts gerichtete Kräfte umfassen den hydrostatischen Druck der interstitiellen Flüssigkeit (Pif) und den kolloidosmotischen Plasmadruck (πc) der Kapillare.

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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
Tonizität, Darstellung der Bewegung von Wasser aufgrund von Osmose in einer Zelle (veranschaulicht in 3 verschiedenen Lösungen

Tonizität, Darstellung der Bewegung von Wasser aufgrund von Osmose in einer Zelle (veranschaulicht in 3 verschiedenen Lösungen):
In der hypertonen Lösung bewegt sich das Wasser aus der Zelle heraus. In der isotonischen Lösung findet keine Nettobewegung von Wasser statt. In der hypotonen Lösung strömt Wasser in die Zelle.

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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

Tabelle: Zusammensetzung gängiger kristalloider Lösungen
Flüssigkeit Na mÄq/L Cl mÄq/L K mÄq/L Ca2 mÄq/L Glukose g/L Puffer mEq/L Osmolarität mOsm/L Tonizität
Normalplasma 140 100 4 2.4 0.85 HCO3 24 290 N/A
0,9 % Kochsalzlösung 154 154 0 0 0 0 308 Isotonisch
0,45 % Kochsalzlösung 77 77 0 0 0 0 154 Hypotonisch
Ringer-Laktat 130 109 4 3 0 Laktat 28 273 Isotonisch
5 % Dextrose in Wasser 0 0 0 0 50 0 252 Hypotonisch

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

Tabelle: Vergleich von Kristalloiden und Kolloiden
Kristalloide Kolloide
Vorteile Günstig Längere Halbwertszeit
Weit verbreitet Kleineres Volumen erforderlich zur Expansion des Intravasalraums
Nachteile Kürzere Halbwertszeit Teuer
Größeres Volumen erforderlich zur Expansion des Intravasalraums Gefahr einer allergischen Reaktion

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:

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):
  • Totale parenterale Ernährung (TPN):

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

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

Quellen

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