Equilibrio Acido-Base - Facoltà di Medicina e Chirurgia

EMOGASANALISI ARTERIOSA

L’EGA rappresenta l’esame “principe”dell’urgenza, poiché è un’ottima finestra su:• VENTILAZIONE ALVEOLARE• SCAMBIO GASSOSO• PH ed EQUILIBRIO ACIDO-BASEIn particolare l’equilibrio acido-base è una “spia” diimportanti funzioni come lo STATO DI IDRATAZIONE (pzdisidratati presentano alcalosi metabolica), LACIRCOLAZIONE (pz in stato di shock presentano acidosimetabolica)

• Il nostro organismo tende a produrre acidi pereffetto del metabolismo:quotidianamente vengono prodotti 20.000 nMoli di acidi volatili(CO2) che vengono eliminati con la respiarazione e 80 nMoli diacidi fissi che vengono eliminati dal rene.• L’organismo si difende contro le variazioni dellaconcentrazione H+ con i sistemi tamponi, che seanche molto efficienti e veloci sono una fontelimitata ed esauribile:i polmoni intervengono nel giro di pochi minuti, i reni nel girodi qualche ora, ma completano il loro intervento solo dopo 2-3giorni.

7.35 > PH < 7.44• Il PH deriva dall’equazione di Henderson-Hasselbach in cui si mette in rapportol’attività del polmone e quella del renePH = pKa + log (HCO 3- )/(H 2 CO 3 )H 2 O + CO 2• Utilizzando la concentrazione di H+, da cuideriva il PH si può scrivereH + = K x H 2 CO 3 /HCO 3-H + = K x CO 2 /HCO 3-

Correlazione tra [H + ] e PHLa concentrazione di H + viene espressa in nanoequivalenti, che èun’unità di misura molto piccola, per cui si utilizza per la loromisurazione il LOGARITMO NEGATIVO della concentrazione che è ilPH

INTERPRETAZIONEA STEP DELL’EGAEGAV STEPIV STEPIII STEPII STEPI STEP

I STEP: O 2• La PaO 2 e tutti ivalori da essa derivati permettono dicapire:1. Pump/lung failure 2. Posizione della curva didissociazione dell’HbConditionTimingPaO /FiO 2 2Rx-toraceP.incuneamentoALIAcute< 3003. Rapporto PaO 2/FiO 2< 18 mmHgInfiltrati bilaterali< 18 mmHgNo aum. p. atrialeARDSAcute< 200Infiltrati bilateraliNo aum. P. atriale

II STEP: PHLa concentrazione di H + viene espressa in nanoequivalenti, che èun’unità di misura molto piccola, per cui si utilizza per la loromisurazione il LOGARITMO NEGATIVO della concentrazione che è ilPH

III STEP: CO 2• La PaCO2 permette di capire:1. Quanto e come ventila il paziente2. Di definire se il disturbo primitivoè o meno respiratorio

IV STEP: HCO -3• I bicarbonati rappresentano la riserva alcalina e illoro valore aiuta a capire il tipo di disordineprimitivo

DEFINIZIONE• ACIDEMIA: quando la concentrazione di H + è > di 44nmol/L (PH < 7.36)• ALCALEMIA: quando la concentrazione di H + è < di36 nmol/L (PH > 7.44)• ACIDOSI: condizione fisiologica che determineràacidemia se non compensata• ALCALOSI: condizione fisiologica che determineràalcalemia se non compensata

Equilibrio acido-baseACIDEMIAALCALEMIAPH < 7.36H + > 44 nmol/lPH > 7.44H + < 36 nmol/lACIDOSICondizione patologica in cuic’è tendenza alladiminuzione del PH se nonsubentra un meccanismo dicompenso al processoprimarioALCALOSICondizione patologica in cuic’è tendenza all’aumentodel PH se non subentra unmeccanismo di compensoal processo primario

DISORDINI DELL’EQUILIBRIO EQUILIBRIO ACIDO-BASEDISORDINE VARIAZIONE PRIMARIA PH COMPENSOAcidosi respiratoria PCO 2 HCO 3-Alcalosi respiratoria PCO 2 HCO 3-Acidosi metabolica HCO 3-PCO 2Alcalosi metabolica HCO 3-PCO 2Obiettivo finale è mantanere un rapportoPCO 2HCO 3-COSTANTE

Correlazione tra H + , PH, PCO 2 , HCO 3-H + nEq = 24 X PCO 2HCO - 3Valori normali40nEq = 24 X 4036

V STEP: compenso atteso• Dall’esame di un enorme numero di EGA sono statiderivati i compensi che normalmente sono “attesi”.• Tali “compensi attesi” permettono di capire se ildisturbo è SEMPLICE (quando il compenso attesoviene soddisfatto) o se è MISTO (quando ilcompenso non è soddisfatto.• Slatentizzare un disturbo mistosignifica comprendereun quadro clinicoed eseguire un’adeguata terapia.

DISTURBI RESPIRATORISi ha un disordine respiratorio primarioquando la PaCO 2 ha valori anormali e la suavariazione è di senso opposto rispetto aquella del PH.

Compenso metabolico per disturbirespiratori primariH + nEq = 24 X PCO 2HCO - 3• IPERCAPNIA ACUTA: HCO 3-aumenta di 1 mmol/l ogni 10 mmHg di aumento della CO 2.ES: Pa CO 2= 60 (40 +20) HCO 3-= 24 + 2 = 26• IPERCAPNIA CRONICA: HCO 3-aumenta di 4 mmol/l ogni 10 mmHg di aumento della CO 2.ES: Pa CO 2= 60 (40 +20) HCO 3-= 24 + 4= 28• IPOCAPNIA ACUTA: HCO 3-diminuisce di 2 mmol/l ogni 10 mmHg di diminuzione dellaCO 2.ES: Pa CO 2= 20 (40 -20) HCO 3-= 24 - 4= 20• IPOCAPNIA CRONICA: HCO 3-diminuisce da 5 a 7 mmol/l ogni 10 mmHg di diminuzionedella CO 2.ES: Pa CO 2= 30 (40 -10) HCO 3-= 24 - 6= 18

DISORDINI METABOLICISi ha un disordine metabolico primario quandoil PH ha valori anormali e la sua variazioneva nello stesso senso di quella della PaCO 2

DISORDINI DI TIPO MISTOSi ha nel caso in cui il PH è invariato o nellanorma e la PaCO 2 è al difuori dei valorinormali.Oppure se il PH non presenta valori normali ela PaCO 2 è nella norma.

EGACOMPENSO ATTESOH + = K CO2 / HCO3 -40 = 24 x 40 / 2455 = 24 x 60 / 24Valori normaliPH = 7.36-7.44PaCO2 = 36-40HCO-3 = 22-26

GAP ANIONICO• La concentrazione degli anioni (carichi negativamente) deve bilanciarequella dei cationi (carichi positivamente):Na + + ANM = (Cl - + HCO - 3 ) + ANMANM (anioni non misurati) = PROTEINE, ACIDI ORGANICI,FOSFATI, SOLFATICNM (cationi non misurati) = CALCIO, POTASSIO, MAGNESIOv.n. AG = 3-11 mEq/l• L’AG è un parametro dello stato acido-base utilizzato nella valutazionedei pz che presentano un’acidosi metabolica, allo scopo di determinarese il problema sottostante sia un accumulo di idrogenioni o una perditadi bicarbonato.• Il AG è un parametro affidabile soltanto in caso valore proteico normale

GAP ANIONICOGAAccumulo di H +• ACIDOSI LATTICA• CHETOACIDOSI• INSUFFICIENZA RENALEper diminuzione dell’escrezione diH +Gli H + che si accumulano silegano ai bicabornatiformando acido carbonico,facendo diminuire laquantità di bicarbonatiGA =Perdita di HCO -3• DIARREA• FASE INIZIALEINSUFFICIENZA RENALEper perdita di bicarbonati nelleurineLa perdita di ioni bicarbonatoviene controbilanciata dagliioni cloro in modoproporzionale

Caso clinico n 1• Pz maschio 70 Kg sviluppaostruzione delle vie aereeacuta durante anestesia.• EGA:PH = 7.32PaCO 2= 70 mmHgHCO 3-= 27 mmol/lH + nEq = 24 X PCO2HCO - 3HCO 3-aumenta di 1 mmol/l ogni 10 mmHg diaumento della CO 2HCO 3 - = 24+3 = 27H + = 24x 70 = 61 PH = 7.327ACIDOSI RESPIRATORIACON BUONCOMPENSOMETABOLICO

Caso clinico n 2• Pz maschio 70 Kg sviluppaostruzione delle vie aereeacuta durante anestesia.• EGA:PH = 7.1PaCO 2= 70 mmHgHCO 3-= 21 mmol/lH + nEq = 24 X PCO2HCO - 3HCO 3-aumenta di 1 mmol/l ogni 10 mmHg diaumento della CO 2HCO 3 - = 24+3 = 27 27-21= 6BE = -6H + = 24x 70 = 80 PH = 7.121ACIDOSI RESPIRATORIACON SOVRAPPOSTAACIDOSI METABOLICA

Caso clinico n 3• Pz 88 anni affetto da COPDgiunge al PS per vomitoincoercibile.• EGA:PH = 7.48PaCO 2= 68 mmHgHCO 3-= 28 mmol/lH + nEq = 24 X PCO2HCO - 3HCO 3-aumenta di 4 mmol/l ogni 10 mmHg diaumento della CO 2PCO 2 = 68-40 = 28 HCO 3 - = 24+10= 34H + = 24x 68 = 58 PH = 7.228ACIDOSI RESPIRATORIA+ALCALOSI METABOLICA

Caso clinico n 4• Pz viene ricoverato in TI peruno stato di shock settico el’anamnesi risulta negativa perpatologie polmonari• EGA:PH = 7.1PaCO 2= 18 mmHgHCO 3-= 5.5 mmol/lHCO 3-diminuisce di 2 mmol/l ogni 10 mmHgdi diminuzione della CO 2PCO 2 = 40-18 = 22 HCO 3 - = 24-5= 19BE = -13.5H + = 24x 18 = 80 PH = 7.15.5H + nEq = 24 X PCO2HCO - 3ACIDOSI METABOLICACON COMPENSORESPIRATORIO

Caso clinico n 5• Pz sottoposto ad interventochirurgico di AAA viene inviatoa reparto con insufficienteterapia antalgica• EGA:PH = 7.38PaCO 2= 30 mmHgHCO 3-= 18 mmol/lPCO 2 = 40-30= 10 HCO 3 - = 24-18= 6BE = -6H + = 24x 30 = 40 PH = 7.3818H + nEq = 24 X PCO2ACIDOSI METABOLICA+HCO - 3ALCALOSIRESPIRATORIA

Caso clinico n 6• Pz ricoverato in TI per traumacranico grave e sottopsto perlungo tempo a terapiaantiedemigena. E’ presenteinoltre un’importante disioniacon ipocl - , ipok + , ipomg ++ .H + nEq = 24 X PCO2HCO - 3• EGA:PH = 7.58PaCO 2= 35 mmHgHCO 3-= 28 mmol/lPCO 2 = 40-30= 5 HCO - 3 = 28-24= 4BE = +4H + = 24x 35 = 30 PH = 7.5828ALCALOSI METABOLICAIPOCLOREMICAda uso di diuretici(vengono riassorbiti bicarbonati perché scambiaticon cl - , ed viene perso k + così H + vengonosequestrati all’interno della cellula)

TRATTAMENTOL’indicazione alla terapia alcalinizzante in caso diacidosi metabolica c’è soltanto se:• PH < 7.2• BE > -10HCO 3- = Kg x BE5½ infusi nella prima ora½ nelle tre ore successive

EGAPARAMETRI RESPIRATORIPO 2mmHgPCO 2mmHgSO 2%TCO 2mmol/LO 2 ml/dLAmmHgAaDO 2mmHga/AP50mmHgPO 2 2 ACIDO-BASEPHBE mmol/LPCO 2HCO - 3PO 2ELETTROLITINa +mmol/LHct %K +mmol/LHb g/dLCl -mmol/LGlcmg/dL

INTERPRETAZIONE EGAApproccio di STEWART

Stewart 1981…• Relazione quantitativa tra la concentrazione degliioni H + quella delle altre variabili in una soluzione.• Ha definito un nuovo concetto di neutralità,alcalinità e acidità:SOLUZIONE NEUTRA: H + = OH -Un ACIDO è una sostanza in grado diincrementare la concentrazione H + di unasoluzione (donatore di protoni).Una BASE è una sostenza in grado didiminuire la concentrazione di H + di unasoluzione (accettore di H + )

Gli elettroliti in H 2 O sono dissociati in ioni,definiti da Stewart in forti e deboli…STRONG IONSSono sempre completamentedisciolti in soluzioneIn particolare i LATTATI sonocostantemente disciolti in ACIDOLATTICOWEAK IONSSono solo parzialmente dissociatiin ioni quando disciolti in acquaIn una soluzione acquosa, la somma delle carichepositive deve essere uguale alla somma delle carichenegative, in altre parole una soluzione acquosa è sempreELETTRICAMENTE NEUTRA

…L’equilibrio acido-base è fondamentalmenteregolato da 3 VARABILI INDIPENDENTI:NONVOLATILE WEAK ACIDS (Tamponi non-bicarbonato)Di ognuno si considera la somma della forma dissociata da quella nondissociata• ALBUMINA SIERICA• FOSFATO INORGANICO

Quindi le variabili dipendenti sono:PH, BE, HCO 3-…l’anormalità di una o più variabiliindipendenti sottolinea un disturbodell’equilibrio acido-base.…l’aggiustamento delle variabili indipendentiè l’essenza degli interventi terapeutici,poiché nessuna variabili dipendente puòessere cambiata primariamente oindividualmente.

SID: Strong Ion DifferenceDifferenza tra la somma di tutti icationi forticationi forti (completamentedissociati: Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ ) etutti gli anioni fortianioni forti (Cl - e lattati)VALORE NORMALE DI SID150- 114 = +36 mEq/l

DISTURBI METABOLICIACIDOSI DILUIZIONALESe c’è un eccesso di H 2 O, questadiluirà i cationi da 150 a 100, ma lastessa quantità diluirà gli anioni da114 a 86 con conseguente riduzionedella SID da 36 a 14 e conseguenteacidosi diluizionale.Es: TURP SYNDROMEACIDOSI DILUIZIONALE IPERCLOREMICAIn corso di rimpiazzo volemico con soluzioni saline al 0.9%ALCALOSI IPERCLOREMICA CONCENTRAZIONALEDeriva sempre dal fatto che si concentrano di più gli anioniforti piuttosto che i cationi, generando una SID più alta,risultante in alcalosiEs: USO DI DIURETICI