-Unostrettocontrollodellaconcentrazionedegliidrogenionièindispensabileperl’attivitàelasopravvivenzacellulare
-Gliidrogenioniinfluenzanofortementel’attivitàdeisistemienzimaticitessutali
pH=-log[H+]
Proporzionalitàinversa Relazionenonlineare
BilancioAcido/BaseevaloredipH• IlrapportotraformedissociateedindissociatediunacidoèlaCONSTANTE(K):K=[H+][HCO3
-]/[H2CO3]• Mentrel’equazionediHenderson-Hasselbalch:
pH=pK+log([HCO3-]/[H2CO3])
H2CO3èdifficiledamisuraremaèdirettamentecorrelataaCO2pH=pK+log([HCO3
-]/α[CO2])(α èlasolubilitàdiCO2=0.03)anormaleconcentrazionedipCO2=40mmHgenormaleconcentrazionediHCO3=24mM
pH=6.1+log(24/(0.03x40)=6.1+log(20/1)=7.4
SISTEMITAMPONEpH=pK+log[A-][AH]
HCO3
-/H2CO3
HPO4--/H2PO4
-Prot-/H-ProtHb/H-Hb
(SalidiCalciodeltessutoosseo)
FxRenaleVentilazione
polmonare
Escrezioneacidifissi
50-80mEq/24h
EliminazioneCO2
15-20000mmol/24h
Recuperoerigenerazione
HCO3-
ControllopCO2
arteriosa
L’EMOGASANALISI ARTERIOSA E’ STATA DEFINITA DALL’OMS
COME L’ESAME IN ASSOLUTO CON IL MIGLIOR RAPPORTO COSTO
BENEFICIO
L’OSSIMETRIADASOLANELPAZIENTECRITICONONÈCONSIDERATASUFFICIENTEMENTEACCURATAPERSOSTITUIRELADETERMINAZIONEEMOGASANALITICANELLAVALUTAZIONEINIZIALEDELPAZIENTECONINSUFFICIENZARESPIRATORIA.
� Èunesamerapido� Faciledaeseguire� Sololimitatamenteinvasivo� Lecomplicanzesonoinfrequentiediscarsaentità(verificafattibilitàattraversotestdiALLEN).� CONTROINDICAZIONEASSOLUTA:arteriopatiaperiferica
CARATTERISTICHE:
CIPERMETTEDIVALUTARE:� LaVENTILAZIONE,quindil’efficienzadegliscambigassosialivellopolmonare;
� IlMETABOLISMO,quindilostatodell’equilibrioacidobase(spiadiimportantifunzionicomelostatodidisidratazioneelacircolazione);
� L’ADEGUATEZZAdeltrasportodiossigenoaitessuti(insiemeallaconcentrazionediHbedallaefficienzadellapompacardiaca).
INTERPRETAZIONEEGA1. STATODIOSSIGENAZIONE2. ANALISIDELPH
3. ANALISIDELLAPACO2
4. BE(baseexcess)
5. ANALISIDEIBICARBONATI
6. INCASODIACIDOSIMETABOLICA:GAPANIONICO
1.PAO2,FIO2,P/F,D(A-A)O22.ACIDEMIAEDALCALEMIA3.DISTURBOPRIMARIOO
SECONDARIO?4.COMPONENTE
METABOLICA?5.COMPENSOATTESO?6.QUANTITÀDIACIDINON
VOLATILIPRESENTINELSANGUE
GAPANIONICO[NA+]+[K+]+CNM=[Cl-]+[HCO3
-]+ANMGA=ANM-CNM
GA=[NA+]+[K+]-[Cl-]-[HCO3-]
ANM
Proteine12
Acidiorganici2
Fosfati2
Solfati1
CNM
Calcio4,5
Magnesio1,5
ANM=17mEq/l CNM=6mEq/l
MisuraGapAnionico
� AG=Na++K+-Cl--HCO3-
� AG=Alb-+Ph-+Lac-+XA-
� ValorenormalefxAlb(Ph)
� Riferimentofissoa12mEq/l
� AGc=AG+(4–Alb)*2.5
Na+
K+ Alb-
Ph-
Cl-
XA-
Lac-
HCO3-
AG
Anioninonmisura+� Glianioninonmisuratipossonoessererappresentatidacompostiorganicioinorganicicomelattato,salicilato,penicillina,metanoloeglicoleetilenicoealtrinonancoraconosciuti(presentiadesempionellasepsi).
GAPANIONICO
� NormaleGA=12±4mEq/l� Correzioneincasodiipoalbuminemia:+2,5mEq/lperogni↓1g/dlAlb
ACIDOSIMETABOLICA
GAnormaleGAaumentatoIpercloremica()Normocloremica()
Cause di acidosi metab. con alto anion gap
� ASPIRIN OVERDOSE � INTOSSICAZIONE DA METANOLO � INTOSSICAZIONE DA GLICOLE ETILENICO � INTOSSICAZIONE DA PARALDEIDE � INTOSSICAZIONE DA TOLUENE � AZOTEMIC RENAL FAILURE � ACIDOSI LATTICA � INSUFFICIENZA EPATICA � DIGIUNO � ALCOLISMO � DIABETE
Cause di acidosi metabolica con normale anion gap:
� RENAL TUBULAR ACIDOSI � INTUBAZIONE ENTERICA DA LAVANDA GASTRICA � DIARREA � INIBITORI DELLA ANIDRASI CARBONICA � STADI INIZIALI DI MALATTIA RENALE � ACIDOSI DA DILUIZIONE � FISTOLE BILIARI O PANCREATICHE � SALI ACIDIFICANTI � ZOLFO, ACIDO SOLFIDRICO, FARMACI
ACIDOSIMETABOLICA:fisiopatologia
3MECCANISMI:
• CARICOACIDOECCESSIVO(Acidosilattica,chetoacidosi…glicoleetilenico,etanolo,metanolo,
farmaci)
• RIDOTTARIGENERAZIONEBICARBONATI(IRA,IRC,insuff.Corticosurrenalica,ipoaldosteronismo,
ATD)
• PERDITADIBICARBONATI(IRA,IRC,diarrea,ATP)
ACIDOSIMETABOLICA:clinica� Iperventilazione(↑Vt↑RR)� Depressionecardiocircolatoria� Aritmie(elettroliti)� Ipertensionepolmonare� Letargiacoma
ACIDOSIMETABOLICA:tra=amento� Terapiadeldisturbodibase!� Terapiaalcalinizzante:indicazioni-pH<7,15aprecisecondizioni-compromissionecardiocircolatoria-eccessivoWOB� NaHCO3:effetticollaterali-Sovraccaricodivolume-AumentoaffinitàHbperO2-Vasocostrizionecerebrale-Ipokaliemia-Acidosiparadossaintracellulare(SNC)
VALUTAZIONEdegliELETTROLITI
1. SODIO2. POTASSIO3. CALCIOTOTALE4. CLORO
1. 135–147mEq/L2. 3,5–5,0mEq/L3. 8,5–10,5mg/dl4. 95–105mEq/L
Le Cause di alcalosi respiratoria sono: Risposta alla ipossiemia (moderata- severa) Ventilazione meccanica forzata Disordini polmonari Ascite da Fibrosi Scoliosi e deformità della gabbia toracica Terzo trimestre di gravidanza Polmonite e Adult respiratory distress syndrome (ARDS) insufficienza cardiaca Congestizia Emboli nella circolazione polmonare origine Neurologica Febbre e Ansia Acidosi del fluido Cerebrospinale Trauma e dolore severo Shock/diminuita gettata cardiaca
Cause di alcalosi metabolica : � ipokalemia � Ingestione di grosse quantità di alcali o liquerizia � Perdita di fluido Gastrico � Vomito � Nasogastric drenaggio � iperaldosteronismo secondario � Inadeguata perfusione renale � Somministrazione di Diuretici o Bicarbonati � Sodium bicarbonate overcorrection � Trasfusioni di sangue � Ipersecrezione corticosurrenalica � Somministrazione di Steroidi � Ventilazione Eucapnica postipercapnia
ALTERAZIONIDELL’EQ.ACIDO-BASE
ALTERAZIONEPRIMARIA
- Acidosi
RespMetab
- Alcalosi
RespMetab
RISPOSTACOMPENSATORIARespMetab
RISULTANTE
Compenso(7.36>pH<7.44)
Acidemia(pH<7.36)Alcalemia(pH>7.44)
DISTURBOMISTO� Quandoricorronosimultaneamentepiùdisturbisemplicidell’equilibrioacidobase;
� Diagnosi:anamnesi,aspettoclinico,quadroemogasanaliticoedidroelettroliticodelpaziente,calcoloAG.
DISTURBOMISTO� E’sospettabilequando:1. PhnormaleinpresenzadiunaPaCO2e/o
HCO3-anormali(presenzadiduedisturbichevannoinsensoopposto:alcalosi+acidosi);
2. Disturboapparentementesempliceincuinonsiarispettatalaregoladelcompensoatteso;
3. Phestremamenteacidooalcalino(mancanzadicompensoopresenzadiduedisturbidellostessosegno:es.acidosimetabolicaeacidosirespiratoria).
SIGNIFICATODELLALATTATEMIA� Lacarenzadiossigenotessutale,indipendentementedallacausa(aumentodellerichieste,ipossiemia,shock)comportaproduzionedilattatoequindilacomparsadiacidosimetabolica;
� Ilprocessoèsvantaggiosoperchésiproducono2molidiATPper1molediglucosio(inambientericcodiO2sono38lemolidiATP)maindispensabile;
� Illattatopuòesserericonvertitoinglucosiodalfegatoedalrenenell’ambitodelciclodiCori;
� Lasuaconcentrazioneplasmatica,inultimaanalisi,puòdipenderedallacapacitàdiutilizzoericonversionedapartedell’interoorganismo;
� V.N.:<2,0mmol/l� Valutazionedeilivelliematiciogni2-3orenelpazientecritico
VALUTAZIONEBE(eccessodibasi)� Aumentodiconcentrazionedellebasitamponerispettoalnormale;
� Misuradellacomponentemetabolicadiundisturboacido-base;
� Nondiscriminatradisturboprimitivoerispostacompensatoria;
� V.N.:±2mmol/L.
VALUTAZIONEBE(eccessodibasi)� Distintoin:ABE(actualbaseexcess)cherappresentalaquantitàdiacidoobasefortenecessariaperriportareilPha7,4eSBE(standardbaseexcess),simileall’ABEmailriferimentoèilliquidoextracellulare;
� ABEeSBEdiminuiscononell’acidosimetabolicaeaumentanonell’alcalosimetabolica.
Disordinidell’equilibrioAcidoBase
AcidosiRespiratoria� RidottopHedelevatapCO2� possibilecausa:inadeguataventilazione
• AcidosiMetabolica
� BassivaloriplasmaticidiHCO3edipH� controllaANIONGAP=[Na+]-[Cl-]-[HCO3
-]• elevatogap=acidinon-misurabili• ketoacidosidiabetica,acidosilattica,avvelenamentodaglicoleetilenicoosalicilati
• gapnormale(12±4)• diarrea,ileostomia• PerditadiHCO3
-accoppiataconCl-trattenutonelplasma
Meccanismorenalepergenerareemantenerel’alcalosimetabolicadopoperditadifluidiextracellulare,cloruriepotassiodavomito
Analisideidisordiniacido-base
• Acidosi pH<7.4AlcalosipH>7.4
• 2.Qualisonolecausedell’acidosi/alkalosi?• Acidosi-metabolicaseHCO3<24mMrespiratoriaseCO2>40mmHg
• Alkalosi-metabolicseHCO3>24mMrespiratorysepCO2<40mmHg
• 3.Esisteunacompensazione(rispostacronica)?• metabolicacidosi:pCO2<40mmmetabolicalkalosi:pCO2>40mmrespiratoryacidosi:HCO3<24mMrespiratoryalkalosi:HCO3>24mM
Leggedellaele=roneutralitànelplasma
Na+ Alb- Cl2
Cl- Lactate
SO4--, OH-, others
PO4 K+ Mg++,Ca++
H+
La legge della elettroneutalità afferma: In una soluzione acquosa la somma di tutte le cariche positive (cationi) deve equivalere alla somma di tutte le cariche negative (anioni). Nota che tutti i cationi nel plasma sono ioni forti tranne H+: solo questo può variare in risposta alle variazioni degli anioni. Invece molti degli anioni mostrati sono ioni deboli e qindi la loro carica puo cambiare.
LevariabiliindipendenGdiStewart([SID+],[ATOT]ePCO2conlacostantedidissociazionedell’acqua(K'w),determinanolevariabilidipendenG[H+]e[HCO3
-]
HCO3- H+ OH- A-
[SID+]
K'w
PCO2 [ATOT]
EleLroneutralitànelplasma
HCO3-
Alb- Pi-
XA-
Cl-
SIDe 150
100
50
mEq/L
XA- =anioni non misurati
Na+
K+, Ca2+,Mg2+
lactate
SIDa
SIG = SIDa -SIDe
A-
SID ACIDI DEBOLI CO2
+ - -
0
Elettroneutralità
≠ 0 ? Strong Ion Gap (SIG)
SIG > 0 Acidosi Metabolica
pH=pK+log[SID+]-Ka[ATOT]/Ka+10-pHSxPCO2SeSID=[HCO3-]eATOT=0pH=pK+log[HCO3-]SxPCO2
ApprocciodiStewartall’EquilibrioAcido-Base
Biochimicadell’AcquaQuasitu.elesoluzionid’interessebiologicocondividonoduecara.eris+che:1)sonosoluzioniacquose2)lamaggiorpartesonoalcaline
[H+] O H
H
H2O H+ + OH-
I fattori che determinano la dissociazione dell’acqua sono le leggi fisico-chimiche
Elettroneutralità Conservazione di massa
• SID • PCO2 • ATOT • i 3 determinanti la [H+]
Dissociazione dell’acqua
Classificazionedellealterazioniacido-base
Acidosi Alcalosi I° Respiratoria PCO2 PCO2
II° Non respiratoria (metabolica)
1. SID anormale
a. Eccesso/Difetto di acqua SID, [Na+] SID, [Na+]
b. Alterazione di anioni forti
i. Eccesso/Difetto di Cloro SID, [Cl-] SID, [Cl-]
ii. Eccesso di anioni non identificati
SID, [SIG]
2. Acidi deboli non volatili
a. Albumina sierica [Alb] [Alb]
b. Fosfati inorganici [Pi] [Pi]
“acidosimetabolicaparzialmentecompensate,conbassoSIDeeSIGalto”
“acidosimetabolicaparzialmentecompensataconbassoSIDeeSIGnellanorma”.
“acidosimetabolicaparzialmentecompensataconAGnormale”
norma”.
Diagnosidifferenziale:ketoacidosi,acidosilattica,intossicazionedasalicilati,metanolo,formati.
Diagnosidifferenziale:RTA,TPN,perditadisuccopancreatico,acidosidaresineascambioionico,diarrea.
AcidosiMetabolica
BassoSIDaltoSIG
BassoSIDbassoSIG
ketoacidosi,acidosilattica,intossicazionedasalicilati,metanolo,formati.
RTA,TPN,perditadisuccopancreatico,acidosidaresineascambioionico,diarrea.
AlcalosiMetabolica
Ipoalbuminemia SindromeNefrosica,cirrosiepatica
AltoSID
CaricodiSodio,perditadiCloro,vomito,drenaggiogastrico,diuretici,eccessodmineralcorticoidi,SindromediChushing,corticosteroidiesogeni
Fisiologiasecondol’approcciodiStewart
L’importanzadelcloro
� Na+eCl-sonoglielettrolitiprincipalineldeterminarelevariazionidelSID.UnaumentodellaconcentrazionedisodiorispettoaquelladelcloroounadiminuzionedellaconcentrazionedelclororispettoaquelladelsodioaumentanoilSIDediconseguenzailpH.VariazioninelsensooppostodiminuisconoilSIDedilpH.
� Dalmomentochelaconcentrazionedelsodioèstrettamenteregolatapermantenerelatonicitàelavolemia,èilclorocheassumeilruoloprincipalenelcontrollodelSIDediconseguenzadelpH.
� Na+eCl-sonoglielettrolitiprincipalineldeterminarelevariazionidelSID.UnaumentodellaconcentrazionedisodiorispettoaquelladelcloroounadiminuzionedellaconcentrazionedelclororispettoaquelladelsodioaumentanoilSIDediconseguenzailpH.VariazioninelsensooppostodiminuisconoilSIDedilpH.
� Dalmomentochelaconcentrazionedelsodioèstrettamenteregolatapermantenerelatonicitàelavolemia,èilclorocheassumeilruoloprincipalenelcontrollodelSIDediconseguenzadelpH.
L’importanzadelcloro
� moltideidisturbidell’equilibrioacidobasesonocausatidaalterazioninellaomeostasidelcloro.Adesempiol’alcalosimetabolicaipercloremica,causatadallaperditadisucchigastrici,ol’acidosidadiluzione,determinatadall’infusionedisoluzionefisiologica,nonsonodeterminatedallaperditaoaggiuntadiidrogenioni(odiluizionedelbicarbonato),madallavariazionedelSIDdeterminatadallaperditaoaggiuntadiCloro
L’importanzadelcloro
SID=50 SID=25
Na+150mmol/LCl-100mmol/L
Na+300mmol/2LCl-250mmol/2L
Na+150mmol/LCl-150mmol/L
Na+150mmol/LCl-125mmol/L
Albumina� Nell’ambitodipHcompresotravaloridi6.8e7.8,l’albuminahaunacaricanegativanettadi21mEq/L,quindilasuadiminuzionehauneffettoalcalinizzante.
� NelplasmaconunabassaconcentrazionesiericadialbuminailSIGpuòessereelevato(indicandolapresenzadianioninonmisurati),ancheseivaloridiAGeSBEpossonoesserenormali.
Albumina� LevariazionidallanormadelloSBEsono
considerateequivalentiaquelledelSID� Tuttaviaquestoavvienesolosela
concentrazioneplasmaticadeitamponidiversidalbicarbonato(albuminaefosfati)ènellanorma.
� InquestesituazioniilSIGpuòessereunmigliorindicatoredellapresenzadianioninonmisuratirispettoalAGealloSBE
SchlichtigR.[Baseexcess]vs[Strongiondifference]:whichismore
helpfull?AdvExpMedBiol1997;411:91-95
� Gliapproccitradizionaliall’equilibrioacido-basequalilavalutazionedelloSBEedell’AGnonconsentonodiapprezzarelapresenzadiacidosimetabolica,quandoquestaèmascheratadallaipoalbuminemia
SalemMM,MujasSK:Gapsintheaniongap.Arch.Intern.Med.1992;152:1625-2WilkesP:Hypoproteinemia,strong-iondifference,andacid-basestatusin
criticallyillpatients.J.Appl.Physil1\998;84:1740-48
Siaildeficitdibasi(BE)cheilgapanionico(AG)
sottostimanofrequentementelapresenzadiacidosimetabolicasopratuttonelmalatocritico
FenclV,JaborA,KazdaA,FiggeJ:Diagnosisofmetabolicacid-base
disturbanceincriticallyillpatients.AmJ.RespirCritCareMed.2000;162:2246-51
Benchécisiastatounenergicodibattitoriguardol’accuratezzael’utilitàdiogniapproccio,tuttidannounrisultatopraticamenteidenticoquandovengonoimpiegatiperquantificarelostatoacido-basediuncampionedisangue.ItreapproccisidistinguonoinvecenellacomprensionedelmeccanismosucuisifondanolevariazionidipH
KellumJA:DeterminantsofbloodpHinhealthanddisease.
CriticalCare2000;4:6-14
Anioninonmisura+� Glianioninonmisuratipossonoessererappresentatidacompostiorganicioinorganicicomelattato,salicilato,penicillina,metanoloeglicoleetilenicoealtrinonancoraconosciuti(presentiadesempionellasepsi).
TheStewart’sapproachtoacid-basechemistry
� ComparedwiththeHendersonHasselbalchapproach,theStewartapproachhasanumberofappealingfeatures
� 1thecontrolofacidbaseandwaterhomeostasiscanbeexplainedintermsofbothsodiumandchlorideregulation
� 2acidbasestatusispartlycontrolledbyanumberofplasmaelectrolytes,notablysodiumandchloride.Theseelectrolytescanbemanipulatedintheclinicalsettingtooptimizeacidbasestatus
� 3thefactorscontrollingacidbasestatusareindependent.PaCO2,SID(strongiondifference),ATOT(totalweakacidconcentration)� CriticismoftheHendersonHasselbalchapproachincludealackofinterdependencebetweencarbondioxideandbicarbonate
� 4theHendersonHasselbalchapproachdoesnotallowassessmentofnonvolatilebuffers,whereastheStewartapproachexplicitlyincludesassessmentofweakacids
STATODIOSSIGENAZIONE PaO2/FiO2
1. indicedirespirazionealveolare(scambiointrapolmonaredigas)1. Valorenormale:>4502. UnP/Ftra350e400èindicedilieve
ipossiemia3. UnP/Ftra300e200èindicediALI(acute
lunginjury.cr.clinico)4. UnP/F<a200èindicediGRAVE
insufficienzarespiratoria(ARDS-cr.clinico)
STATODIOSSIGENAZIONED(A-a)O2=gradientealveolo-arteriosodiO2� DifferenzatraPO2nelgasalveolare(PAO2)equella
nelsanguearterioso(PaO2):1. Misuraindirettadell’anormalitàdelrapporto
ventilazione/perfusione2. (età/4)±43. Aumentaconl’età4. Aumentadi5-7mmHgperogniincrementodel10%
dellaFiO25. Inariaambientevaloritra10e15mmHgsononormali6. Valori>20indicanounmoderatodeficitventilazione/
perfusine7. Valori>50indicanoun’importantealterazione
rapportoV/Q(ARDS,emboliapolmonare,atelectasia)8. UTILITA’:identificareipossiesecondarieadipercapnie
STATODIOSSIGENAZIONEVO2(O2uptakeoconsumodiossigeno)=COx(CaO2-CvO2)=COx13,4xHbx(SaO2–SvO2)Dipendedallagittatacardiacaedalladifferenzatracontenutoinossigenodelsanguearteriosoedelsanguevenosomisto;CaO2eCvO2V.N.=110-160ml/minuto/m2
STATODIOSSIGENAZIONE� FRAZIONEdiESTRAZIONEDELL’O2:O2ER1. O2ER=VO2/DO22. V.N.=tra0,2e0,33. E’regolabile,incondizionidiDO2alterato,
O2ERpuòaumentarefinoa0,50o0,60;finoa0,8duranteeserciziomassimale
4. DO2CRITICO:valorediDO2dipendentedaltrasporto,questasituazioneèchiamataDISOSSIA(laproduzionedienergiaèlimitatadalladisponibilitàdiO2)
STATODIOSSIGENAZIONE� MONITORAGGIOO2ER:1. GOLDSTANDARD:SvO2mediantecateteredi
SwanGanzemonitoraggiogittatacardiacaincontinuo
2. ASCOPICLINICI:ScvO2(saturazionedelsanguevenosocentrale)
3. V.N.:>70%(tra70e80%)4. UTILIZZO:gittatacardiacabassa,ipossiemia,
anemiaacuta,aumentodelconsumo(VO2)5. LIMITI:èunvalorecomplessivodell’intero
organismo;siriferisceallasaturazioneenonalcontenutodiossigeno;nelcasodishockdistributividasolononbastapervalutarel’ipossiatissutale
Casoclinicocardiologico
Pazienteconinsufficienzarespiratoriaacuta68aa,M,ricoveratoincardiologiaperscompensocardiacoda2giorni.Episodiodidispneaacuta,febbre37.3,diuresiconservata.ChiedoEGAarteriosoprimadellaconsulenzainrepartoAttualmenteVM35%02Ph=7.36 AG=18pCO232 BE=-2pO244P/F=125SaO278%HCO317ConsulenzaperEmboliapolmonare….E’compatibile?Esameobiettivo…ECG…..D-dimero……ecocardiotranstoracico…TEE….enzimicardiaciconbnp….giàeseguitiinreparto.Tctoraceancorainsospeso.