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Lezioni di Patologia Clinica per Medici in Formazione Specialistica docente: Davide Treré (tel: 051-636.4201) Lemogasanalisi.

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1 Lezioni di Patologia Clinica per Medici in Formazione Specialistica docente: Davide Treré (tel: ) Lemogasanalisi nella valutazione dei disturbi dellequilibrio acido-base Facoltà di Medicina e Chirurgia

2 ioni H + ioni H + cellule liquidi exatracellulari estremamente bassa gran lunga inferiore altri principali ioni la sua elevata reattività, ione H + rigoroso controllo valori limiti rigidamente ristretti La quantità di ioni H + presenti allinterno delle cellule e nella maggior parte dei liquidi exatracellulari (con leccezione di alcuni distretti quali urina e succo gastrico) è estremamente bassa (solitamente tra 35 e 45 nmol/L) e di gran lunga inferiore rispetto a quella degli altri principali ioni presenti nellorganismo. Ciononostante, data la sua elevata reattività, la concentrazione dello ione H + è sottoposta ad un rigoroso controllo da parte di complessi meccanismi omeostatici, che consentono di mantenerne i valori entro limiti rigidamente ristretti

3 concentrazione fisiologica nel plasma dello ione H + in confronto a quella degli altri più importanti ioni presenti nellorganismo sodio (Na + ) cloro (Cl - ) bicarbonato (HCO 3 - ) potassio (K + ) calcio (Ca ++ ) magnesio (Mg ++ ) idrogeno (H + )40 ione concentrazione nmol (1 x mol) / L La concentrazione degli ioni idrogeno è circa tre milioni di volte più basa di quella degli ionio sodio e centomila volte più bassa di quella degli ioni potassio

4 espressione decimale ed espressione logaritmica della concentrazione dello ione H + concentrazione estremamente bassa ione H + pH Proprio per la sua concentrazione estremamente bassa, la quantità di ione H + presente nei fluidi biologici viene solitamente espressa con la formula del pH: pH = –log 10 [H + ] moli/L pH semplicitàpraticitàdi calcolo ione H + sempliciadimensionali La formula del pH è stata introdotta, ed è comunemente utilizzato nella pratica clinica, per semplicità e praticità di calcolo, in quanto è in grado di esprimere i valori molto bassi dello ione H + con numeri semplici e adimensionali ioni H + 0, moli/L pH7.4 ioni H + 0, moli/L 0, moli/L pH La concentrazione fisiologica di ioni H +, corrispondente nella notazione decimale a 0, moli/L, viene pertanto espressa nella notazione logaritmica con un valore di pH di 7.4, mentre le due concentrazioni di ioni H + considerate le più estreme tra quelle compatibili con la sopravvivenza, corrispondenti a 0, moli/L e 0, moli/L, sono espresse con valori di pH, rispettivamente, di 6.8 e 7.8

5 ab ab bargomento Si dice logaritmo in base a di un numero b l'esponente da dare ad a per ottenere b (b viene chiamato argomento del logaritmo):ad esempio, il logaritmo in base 3 di 81 è 4, in quanto 4 è lesponente da dare a 3 per ottenere 81 logaritmi e pH log 3 81 = 4, in quanto 3 4 = , , Allo stesso modo, il logaritmo in base 10 di 0, (corrispondente alla concentrazione fisiologica degli ioni H + ) è -7,4, in quanto -7,4 è lesponente da dare a 10 per ottenere 0, , log 10 0, = -7, ,4 0, in quanto 10 -7,4 = 0, ioni H + Pertanto, in condizioni fisiologiche, il pH (cioè il logaritmo negativo della concentrazione degli ioni H + ), corrisponde a 7,4 10 0, pH = - log 10 0, = 7,4

6 relazione tra pH arterioso e concentrazione dello ione H + pH [ H + ] nmol/L 8, , , , , , , , , , , , , pH [H + ] la [H + ] raddoppia per ogni riduzione dei valori di pH di 0,3

7 variazioni del pH almeno tre motivi pHlimiti ristretti: Esistono almeno tre motivi per i quali lorganismo deve mantenere il pH entro limiti ristretti: cinetica di attivazione massima attività7,4 limitiestremi6,87,8 - la maggior parte degli enzimi necessari ai processi vitali ha una cinetica di attivazione con massima attività a pH 7,4, che diminuisce progressivamente con il variare del pH verso lalto o verso il basso, fino ad azzerarsi ai limiti estremi di 6,8 e 7,8; modificazionipHcambiano protonazione variazionifunzione - molte molecole hanno gruppi tampone che legano gli H + : modificazioni del pH cambiano il grado di protonazione di tali gruppi, producendo quindi variazioni della loro funzione; pHflussi transmembrana potassio ionizzata del calcio, cardiaca neuromuscolare - il pH influenza i flussi transmembrana del potassio e della quota ionizzata del calcio, intervenendo quindi nella regolazione dellattività cardiaca e neuromuscolare.

8 regolazione del pH impedirelimitare meccanismi protettivi moditempi variazione della concentrazione idrogenionica; ematici, respiratori e renali: coordinate interdipendenti Nel tentativo di impedire o limitare al massimo le variazioni del pH, lorganismo dispone di una serie di meccanismi protettivi che entrano in funzione in modi ed in tempi differenti ogni qualvolta si determini una variazione della concentrazione idrogenionica; tali meccanismi sono schematicamente suddivisi in ematici, respiratori e renali: in pratica, peraltro, le loro azioni sono strettamente coordinate ed interdipendenti arterioso7,36 e 7,44 In condizioni normali il pH del sangue arterioso varia tra 7,36 e 7,44

9 tempi di azione dei sistemi deputati al controllo del pH ematico sistematempi di attivazione massima efficacia - tamponi ematici secondiminuti - respiratoriominuti12 – 24 ore - renaleore3 – 4 giorni

10 meccanismi ematici primi ad intervenire sistemi tampone I meccanismi ematici sono i primi ad intervenire e sono costituiti dai sistemi tampone meccanismi ematici sistemi tampone in modo istantaneo Si definiscono sistemi tampone quelle sostanze che, in risposta ad un cambiamento dellacidità dei liquidi causato dallaggiunta di un acido o di una base possono, in modo istantaneo, accettare o donare protoni (ioni H + ) limitando in questo modo le variazioni della concentrazione idrogenionica acido debole suo salebase forte; base debolesuo sale acido forte Le soluzioni tampone più efficaci presenti nel nostro organismo sono costituite da un acido debole e dal suo sale con una base forte; meno frequentemente le soluzione tampone del nostro organismo sono costituite da una base debole e dal suo sale con un acido forte

11 sistemi tampone ­ Sistemi tampone a componente prevalentemente chiusa (esauribili) a) processi di tamponamento cellulare sistema H-proteina / Na-proteina sistema emoglobina ridotta / ossigenata b) processi di tamponamento extracellulare sistema fosfato bisodico / monosodico sistema fosfato monopotassico / bipotassico ­ Sistemi tampone a componente prevalentemente aperta (rigenerabili) sistema bicarbonato / acido carbonico

12 bicarbonato / acido carbonico Sul piano funzionale il sistema aperto bicarbonato / acido carbonico sovrasta i sistemi chiusi in quanto: sistema bicarbonato/acido carbonico quantità maggiore 1)è presente in quantità maggiore rispetto agli altri ubiquitario 2)è il più ubiquitario solorigenerarsi lesterno 3)è il solo che può rigenerarsi scambiando le sue componenti con lesterno [H 2 O] + [CO 2 ] [H 2 CO 3 ] [H + ] + [HCO 3 - ]

13 Sistemi tampone: bicarbonato / acido carbonico65% proteinati / proteine35% emoglobinati / emoglobina< 1% fosfato bibasico / monobasico< 1% 1) distribuzione quantitativa dei sistemi tampone

14 2) localizzazione dei sistemi tampone tampone:acido carbonio / bicarbonato fosfatiproteineHb compartimento: fluido interstizialeX plasmaXXX eritrocitiXXX celluleXXX ossaXX

15 3) capacità di scambio con lesterno del sistema bicarbonato/acido carbonico [CO 2 ] + [H 2 O] [H 2 CO 3 ] [H + ] + [HCO 3 - ] POLMONI RENI

16 I rapporti tra le diverse componenti che costituiscono un sistema tampone sono regolati dalla equazione di Henderson-Hasselbalch; secondo tale equazione, quando il sistema tampone è costituito da un acido debole e dalla sua base coniugata forte, il pH della soluzione dipende dalla costante di dissociazione dellacido in essa disciolta (pK) e dal rapporto tra le concentrazioni della specie dissociata (cioè della base, [A - ], che accetta protoni) e di quella indissociata (cioè dellacido, [AH], che cede protoni) equazione di Henderson-Hasselbalch pH = pK + log [A - ] pH = pK + log [A - ] [AH] [AH]

17 pH = pK + log [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] [H 2 CO 3 ] equazione di Henderson-Hasselbalch [CO 2 ] + [H 2 O] [H 2 CO 3 ] [H + ] + [HCO 3 - ] pH = pK + log [A - ] pH = pK + log [A - ] [AH] [AH] riferita al sistema tampone bicarbonato / acido carbonico:

18 pH = pK + log [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] [H 2 CO 3 ] pH = pK + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] + [H 2 O] [CO 2 ] + [H 2 O] pH = pK + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] [CO 2 ] secondo la legge di Henry, la quantità di un gas fisicamente disciolto in una soluzione è direttamente proporzionale alla sua pressione parziale; pertanto: pH = pK + log [HCO 3 - ] PaCO 2 PaCO 2 pH = 6,1 + log 24 mEq/L 0,031 x 40 mmHg 0,031 x 40 mmHg pH = 6,1 + log 20 = 6,1 + 1,3 = 7,4 = costante di solubilità della CO 2 in H 2 O (a 37°C = 0,031) = costante di solubilità della CO 2 in H 2 O (a 37°C = 0,031) K = costante di dissociazione dellacido carbonico in H 2 O: (a 37°C = 0, mol/L)

19 7,4 = 6,1 + log [HCO 3 - ] = 6,1 + log 20 [H 2 CO 3 ] 1 [H 2 CO 3 ] 1 pH del sanguecostante: Ponendo il pH uguale a 7,4 e considerando il pK uguale a 6,1 è possibile determinare le condizioni necessarie affinché il pH del sangue venga mantenuto costante: 20:1 7,4 Pertanto, ogni rapporto di 20:1 tra bicarbonato e acido carbonico produrrà un pH di 7,4 rapporto bicarbonato/acido carbonico

20 rapidaefficace La capacità di compenso polmonare è rapida ed efficace, ma non può comunque superare i limiti costituiti dalla capacità di lavoro dellapparato respiratorio lacidosi stimola lalcalosi la deprime Il polmone, variando la ventilazione alveolare, è in grado di variare leliminazione della CO 2 ; lacidosi stimola la ventilazione mentre lalcalosi la deprime compenso polmonare

21 Il rene, pur intervenendo più lentamente, ha minori limiti funzionali e risulta essere particolarmente efficace nel compensare variazioni del pH ematico; la funzione renale nellequilibrio acido base si attua attraverso tre diversi meccanismi: compenso renale riassorbimento di bicarbonato ­ riassorbimento di bicarbonato generazione di bicarbonato ex novo ­ generazione di bicarbonato ex novo escrezione di acidi ­ escrezione di acidi

22 riassorbimento di bicarbonato sangue cellula tubulare lume tubulare anidrasi carbonica CO 2 + H 2 OH 2 CO 3 HCO H + Na + HCO 3 - Na + H + + HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 HCO 3 -

23 generazione di bicarbonato ex novo anidrasi carbonica CO 2 + H 2 OH 2 CO 3 HCO H + Na + HCO 3 - Na + H + + HPO 4 -- H 2 PO 4 - HPO 4 -- escrezione di fosfati: acidità titolabile (*) sangue cellula tubulare lume tubulare (*) acidità titolabile: quantità di basi che servono a portare il pH delle urine al pH del sangue

24 escrezione di acidi anidrasi carbonica CO 2 + H 2 OH 2 CO 3 HCO H + Na + HCO 3 - Na + H+H+ NH 4 + glutamina+ NH 3 NH 3 sangue cellula tubulare lume tubulare ac.a-cheto glutarico escrezione di cloruro di ammonio

25 acidosi e alcalosi metaboliche e respiratorie acidosi aggiungere acidirimuovere alcali alcalosi rimuove acidi aggiunge alcali; acidemia (pH 7,44) Si definisce acidosi quel disturbo che tende ad aggiungere acidi o rimuovere alcali dallorganismo, alcalosi invece quello che rimuove acidi o aggiunge alcali; quando queste alterazioni comportano un variazione del pH nel sangue si avrà uno stato di acidemia (pH 7,44) metabolica primitiva variazione nella concentrazione di bicarbonati, respiratoriavariazione primitiva a carico dellanidride carbonica La definizione metabolica indica quel tipo di alterazione caratterizzata da una primitiva variazione nella concentrazione di bicarbonati, mentre respiratoria indica una variazione primitiva a carico dellanidride carbonica

26 (ipercapnia) riduzioneventilazione alveolare Lacidosi respiratoria è provocata da un aumento di anidride carbonica nel sangue arterioso (ipercapnia) conseguente ad una riduzione della ventilazione alveolare acidosi respiratoria pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 meccanismo di compenso: [HCO 3 - ] pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2

27 cause di acidosi respiratoria acuta Alterazioni della ventilazione - BPCO riacutizzata - edema polmonare - polmonite - dispnea acuta post-traumatica - emotorace, pneumotorace, versamenti pleurici - ostruzione delle vie aeree - crisi dasma, stato di male asmatico Alterazioni della perfusione - embolia polmonare - arresto cardiaco - stati di shock - cardiopatie congenite cianogene Alterazioni dellautomatismo respiratorio - centrale: anestesia, farmaci (barbiturici, benzodiazepine), traumi - midollo spinale e/o nervi periferici: lesioni midollari cervicali, sindrome di Guillain Barré, farmaci (curaro, succinilcolina, altri) - neurotossine (tetano, botulismo) - insufficienza acuta da ventilazione meccanica inadeguata

28 cause di acidosi respiratoria cronica Alterazioni della ventilazione - broncopneumopatia cronica ostruttica (BPCO) - fibrosi interstiziale - cifoscoliosi - fibrotorace - idrotorace - distrofia muscolare - poliomielite - sclerosi laterale amiotrofica Alterazioni dellautomatismo respiratorio - centrale: sovradosaggio di sedativi e tranquillanti, obesità, mixedema, neoplasie cerebrali, infarti o emorragie del tronco cerebrale, poliomielite - midollo spinale e/o nervi periferici: poliomielite, sclerosi multipla, sclerosi laterale amiotrofica, paralisi diaframmatica

29 acidosi respiratoria: clinica acuta riacutizzazioni delle forme croniche, allipercapnia Nella forma acuta, così come nelle riacutizzazioni delle forme croniche, si ha aumento dello sforzo respiratorio con dispnea intensa, tachipnea, tachicardia e cianosi; possono seguire sonnolenza, confusione ed alterazione del sensorio conseguenti allipercapnia forma cronica allipossiemia allipercapnia Nella forma cronica questi sintomi sono più attenuati per ladattamento dellorganismo allipossiemia e allipercapnia

30 Nel sangue arterioso: - pH diminuito (< 7,36) o normale - PaCO 2 aumentata (> 42 mmHg) - bicarbonati aumentati (> 25 mEq/L): ad ogni aumento di 10 mmHg della PaCO 2 laumento di bicarbonati è in acuto un di 1 mEq/L e in cronico di 3-4 mEq/L - frequente iperkaliemia acidosi respiratoria: laboratorio Nelle urine: - pH acido, bicarbonati diminuiti, acidità titolabile aumentata, eliminazione di NH 4 Cl aumentata

31 alcalosi respiratoria (ipocapnia) aumentoventilazione alveolare Lalcalosi respiratoria è provocata da una diminuzione di anidride carbonica nel sangue arterioso (ipocapnia) conseguente ad un aumento della ventilazione alveolare pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 meccanismo di compenso: [HCO 3 - ] pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2

32 cause di alcalosi respiratoria cause di alcalosi respiratoria - influenze corticali: - influenze corticali: ansia, dolore, febbre, volontaria, alterazioni SNC (lesioni, infiammazioni, diminuito apporto ematico, neoplasie) - ipossia: - ipossia: alterazioni ambientali di O 2, alterazione del rapporto ventilazione / perfusione polmonare, difetti di diffusione polmonare - fisiche: - fisiche: alterazioni irritative delle vie aeree quali infiammazioni, neoplasie, edema polmonare, fibrosi

33 alcalosi respiratoria: clinica iperventilazione - iperventilazione - manifestazioni dellipocalcemia: - manifestazioni dellipocalcemia: aumento delleccitabilità neuromuscolare che si rende dapprima evidente con formicolii alle dita delle mani e dei piedi e nella regione periorale, poi con spasmi muscolari fino alla tetania - manifestazioni dellipocapnia: - manifestazioni dellipocapnia: ottundimento, debolezza e perdita della coscienza che si risolve spontaneamente non appena la depressione centrale rallenta la respirazione e permette alla CO 2 di accumularsi nuovamente nel sangue

34 Nel sangue arterioso: - pH aumentato (> 7,44) o normale - PaCO 2 diminuita (< 38 mmHg) - bicarbonati ridotti (< 23 mEq/L) a seconda del compenso: ad ogni riduzione di 10 mmHg della PaCO 2 la riduzione di bicarbonati è in acuto di 2 mEq/L e in cronico di 5 mEq/L - frequente ipokaliemia alcalosi respiratoria: laboratorio Nelle urine: - pH alcalino, bicarbonati aumentati, acidità titolabile diminuita, eliminazione di NH 4 Cl diminuita

35 pH riduzione bicarbonati Lacidosi metabolica è caratterizzata da una riduzione del pH conseguente ad una riduzione della concentrazione ematica di bicarbonati acidosi metabolica pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 meccanismi di compenso: [HCO 3 - ] pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 P r

36 - aumentata produzione di acidi: - aumentata produzione di acidi: chetoacidosi (diabetica, alcolica, da digiuno), acidosi lattica, assunzione di tossici esogeni (etanolo) - ridotto catabolismo di acidi: - ridotto catabolismo di acidi: insufficienza epatica - ridotta escrezione renale di acidi: - ridotta escrezione renale di acidi: insufficienza renale, acidosi tubulare distale, ipoaldosteronismo - perdita renale di bicarbonati: acidosi tubulare prossimale - perdita enterica di bicarbonati: diarrea, fistole enteriche cause di acidosi metabolica

37 acidosi metabolica: clinica polipneadispnea torpore, sonnolenza e ipoeccitabilità, riduzione della forza contrattile miocardica, ridotta perfusione degli organi splancnici La sintomatologia è dominata dalla malattia di base; si hanno inoltre sintomi specifici del compenso polmonare, quali polipnea e spesso dispnea che affatica visibilmente il paziente e, nelle fasi più avanzate, sintomi legati allacidosi quali torpore, sonnolenza e ipoeccitabilità, riduzione della forza contrattile miocardica, ridotta perfusione degli organi splancnici

38 Nel sangue arterioso: - pH diminuito (< 7,36) o normale - PaCO 2 diminuita (< 38 mmHg) a seconda del compenso: ad ogni riduzione dei bicarbonati di 1 mEq corrisponde una riduzione della PaCO 2 di 1,2 mmHg - bicarbonati diminuiti (< 23 mEq/L) - frequente iperkaliemia acidosi metabolica: laboratorio Nelle urine: - pH acido, bicarbonati diminuiti, acidità titolabile aumentata, eliminazione di NH 4 Cl aumentata

39 aumentopH aumento bicarbonati Lalcalosi metabolica è caratterizzata da un aumento del pH conseguente ad un aumento della concentrazione ematica dei bicarbonati alcalosi metabolica pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 meccanismi di compenso: [HCO 3 - ] pH = pK + log [HCO 3 - ] ) ( ) pCO 2 P r

40 - perdita gastrointestinale di acidi: - perdita gastrointestinale di acidi: vomito, aspirazione naso gastrica, gastrostomia - somministrazione esogena di basi: - somministrazione esogena di basi: bicarbonati (terapia acidosi), carbonati (antiacidi), acetati (iperalimentazione, dialisi), citrati (trasfusioni) - aumentata attività mineralcorticoide: - aumento di renina: - aumento di renina: contrazione del volume extracellulare, stenosi dellarteria renale - aumento primario di mineralcorticoidi: - aumento primario di mineralcorticoidi: iperaldosteronismo primario, sindrome di Cushing, sindrome adrenogenitale, ingestione di liquirizia cause di alcalosi metabolica

41 alcalosi metabolica: clinica Le manifestazioni cliniche dellalcalosi metabolica comprendono: diminuzione della frequenza respiratoria ­ diminuzione della frequenza respiratoria fino allottundimento del sensorio che, in casi gravi, può giungere al coma accentuazione dei riflessi tendinei profondi, spasmi muscolari tetania ­ secondariamente alla diminuzione del calcio ionizzato vi è accentuazione dei riflessi tendinei profondi, spasmi muscolari e, nelle condizioni più gravi, tetania aritmie cardiache ­ secondariamente alla ipokaliemia posso verificarsi aritmie cardiache

42 Nel sangue arterioso: - pH aumentato (> 7,44) o normale - PaCO 2 normale o aumentata (> 42 mmHg) a seconda del compenso: ad ogni aumento dei bicarbonati di 1 mEq corrisponde un aumento della PaCO 2 di 0,5 – 0,7 mmHg - bicarbonati aumentati (> 25 mEq/L) - frequente ipokaliemia alcalosi metabolica: laboratorio Nelle urine: - pH alcalino, bicarbonati aumentati, acidità titolabile diminuita, eliminazione di NH 4 Cl diminuita

43 lemogasanalisi (EGA) Lindagine di laboratorio utilizzata per lapproccio diagnostico ai disturbi allequilibrio acido-base è lemogasanalisi (EGA) emogasanalisi (EGA) L EGA prelievo sangue arterioso L EGA si esegue su un prelievo di sangue arterioso eseguito sullarteria radiale con inclinazione dellago a 30°tenendo la mano del paziente in lieve dorsiflessione; in alternativa si utilizzano larteria femorale o larteria brachiale analizzato immediatamente raffreddato in ghiaccio minuti Il campione deve essere analizzato immediatamente per evitare gli effetti del metabolismo cellulare; se il campione viene raffreddato in ghiaccio il risultato è comunque ritenuto attendibile anche dopo minuti dal momento del prelievo

44 - POCT: point-of-care testing - near patient testing - bed site testing - physicians office testing - extra-laboratory testing - off-site, ancillary and alternative site testing - decentralized testing

45 Clinical Decision-Making question Testresult answerdecision action / intervention patient outcome: mortality - morbility TAT (test turnaround time)

46 - HCO 3 att = bicarbonati attuali sono derivati dallequazione di Henderson-Hasselbalch dopo avere introdotto i valori misurati di pH e di pCO 2. - HCO 3 std = bicarbonati standard corrispondono alla concentrazione dei bicarbonati dopo che il campione di sangue è stato completamente ossigenato ed equilibrato con una pCO 2 di 40 mmHg; in questo modo si correggono le alterazioni della concentrazione di bicarbonato di origine respiratoria, evidenziando quelle di origine metabolica. Un bicarbonato standard inferiore ai valori di riferimento (23 – 25 mmol/L) è indice di acidosi metabolica, mentre un valore superiore è indice di alcalosi metabolica. In realtà, questa approssimazione non può essere applicata in maniera così rigida in quanto la titolazione con CO 2 che si ottiene in vitro non può essere assimilata a quella che si determina in vivo; inoltre, i bicarbonati standard non tengono conto del contribuito degli altri sistemi tampone e tendono quindi a sottostimare la componente non-respiratoria delle alterazione dellequilibrio acido-base. - BE(B) = eccesso di basi corrisponde alla quantità di acido forte necessario a portare a pH 7,4 il campione di sangue equilibrato con una pCO 2 di 40 mmHg. Un eccesso di basi inferiore ai valori di riferimento (da – 4 a + 3 mmol/L) è indice di acidosi metabolica, mentre un valore superiore è indice di alcalosi metabolica. Conoscere il BE è utile per programmare un eventuale intervento terapeutico. -BE(ecf) = eccesso di basi del liquido extracellulare Si riferisce appunto alleccesso di basi presente nel liquido extracellulare. Per tale determinazione il campione vene ottenuto con 1/3 di sangue e 2/3 di plasma (il cui potere tampone si avvicina a quello del liquido extra-cellulare). i principali dati calcolati dellemogasanalisi

47 legge di elettroneutralità positivebilanciare negative Applicata al sangue La legge di elettroneutralità stabilisce che, in qualunque soluzione, il numero delle cariche positive deve bilanciare quello delle cariche negative; pertanto la somma dei cationi deve corrispondere alla somma degli anioni. Applicata al sangue, la legge di elettroneutralità prevede che: gap anionico altri cationi, Gli altri cationi, cioè i cationi non misurati, sono costituiti da Mg 2+ e Ca 2+, per un totale di circa 7 mEq/L. altrianioni, Gli altri anioni, cioè gli anioni che non vengono misurati, comprendono le cariche negative fornite dalle proteine plasmatiche nonché quelle dei fosfati, dei solfati e di altri metaboliti, per un totale di circa 24 mEq/L. ioni non misurati anionicationi gap anionico mEq/L. Tra gli ioni non misurati vi sono quindi più anioni che cationi e questa differenza, detta apunto gap anionico, in condizioni normali varia da 12 a 18 mEq/L. [Na + ] + [K + ] + [altri cationi] = [Cl - ] + [HCO 3 - ] + [altri anioni]

48 K+K+ Na + HCO 3 - Cl - gap anionico anionicationi

49 calcolo del gap anionico anioniin eccesso gap anionico sottraendo sodiocloro bicarbonati; La quota di anioni non misurati in eccesso presenti nellorganismo (appunto il gap anionico) può essere determinata in maniera indiretta sottraendo dalla concentrazione di sodio la concentrazione di cloro e di bicarbonati; infatti: K + dato che la concentrazione di K + nel compartimento extra-cellulare è estremamente bassa, la si può approssimare a 0; pertanto: gap anionico = [Na + ] - ([Cl - ] + [HCO 3 - ]) [Na + ] + [K + ] + [altri cationi] = [Cl - ] + [HCO 3 - ] + [altri anioni] [altri anioni] - [altri cationi] = ([Na + ]+[K + ]) - ([Cl - ]+[HCO 3 - ])

50 acidosi metaboliche aumento di sostanze acide diminuzione di bicarbonatigap anionico Le acidosi metaboliche possono essere causate da due condizioni: (1) un aumento di sostanze acide o (2) una diminuzione di bicarbonati. Il gap anionico può essere utile per discriminare queste due condizioni. indicazioni del gap anionico nelle acidosi metaboliche accumulinoacido forti ++ neutralizzatodiminuisce aumentogap anionico. Nel caso in cui si accumulino nel sangue acido forti, questi si dissoceranno in H + e anione; lo ione H + viene neutralizzato dal bicarbonato, il quale diminuisce, determinando un aumento del gap anionico. perdita di bicarbonati risparmicloro riduzionebicarbonato aumentoclorogap anionico variazioni. Nel caso in cui si abbia, invece, una acidosi metabolica per perdita di bicarbonati, per mantenere lelettroneutralità è necessario che il rene risparmi cloro: pertanto si avrà una riduzione del bicarbonato ed un aumento del cloro, senza che il gap anionico subisca variazioni.

51 classificazione delle acidosi metaboliche in base alle variazioni del gap anionico GA = [Na+] - ([Cl-] + [HCO 3 - ] GA = [Na+] - ([Cl-] + [HCO 3 - ] + [acido forte]) GA = [Na + ] - ([Cl - ] + [HCO 3 - ] + ([H+] + [anione]) GA = [Na + ] - ([Cl - ] + [HCO 3 - ] + ([H+] + [anione]) GA = [Na+] - ([Cl-] + [HCO 3 - ] GA = [Na + ] - ([Cl - ] + [HCO 3 - ] ) acidosi metaboliche da accumulo di acidi (con gap anionico aumentato): acidosi metaboliche da accumulo di acidi (con gap anionico aumentato): insufficienza renale, chetoacidosi diabetica o alcolica, acidosi lattica acidosi metaboliche da perdita di bicarbonati (con gap anionico normale): acidosi metaboliche da perdita di bicarbonati (con gap anionico normale): diarrea, nefropatie interstiziali

52 K+K+ Na + HCO 3 - Cl - gap anionico anioni cationi HCO 3 - Cl - gap anionico HCO 3 - Cl - gap anionico anioni acidosi normocloremica con gap anionico aumentato acidosi ipercloremica con gap anionico normale normale = =

53 impone di partire sempre dal pHacidosi alcalosi acidosiPaCO 2 ridotta eziologia metabolica PaCO 2 elevata eziologia respiratoria alcalosiPaCO 2 aumentata eziologia metabolica PaCO 2 diminuita eziologia respiratoria Un approccio razionale alla diagnosi dei disordini emogasanaltici impone di partire sempre dal pH per definire una acidosi (pH 7,44) scompensate: in condizioni di acidosi una PaCO 2 ridotta ( 42 mmHg) è indice di eziologia respiratoria; in condizioni di alcalosi una PaCO 2 aumentata (> 42 mmHg) è indice di eziologia metabolica mentre una PaCO 2 diminuita (< 38 mmHg) è indice di eziologia respiratoria disordini emogasanalitici

54 approccio di laboratorio ai disordini emogasanalitici

55 ACIDOSI: pH ACIDI BASI RESPIRATORIA : PaCO 2 HCO 3 - METABOLICA: PaCO 2 HCO 3 - RESPIRATORIA: PaCO 2 HCO 3 - METABOLICA: PaCO 2 HCO 3 - ALCALOSI: pH ACIDIBASI ACIDI EQUILIBRIO

56 disordini semplici e complessi disordini semplici disordini complessi misti In patologia umana è difficile la presenza di disordini semplici in quanto spesso vi è compromissione e/o co-interessamento di più organi (ad esempio scompenso cardiaco in un paziente con broncopneumopatia cronica e/o insufficienza renale e/o perdita di liquidi per diarrea o vomito): in tali condizioni ci si trova di fronte a quelli che vengono definiti disordini complessi o misti disordini misti compensoattesononrispettato Nei disordini misti dellequilibrio acido base il compenso atteso non è rispettato

57 disordineAlterazione primaria Risposta compensatoria attesalimiti Acidosi respiratoria: -Acuta -Cronica pCO 2 - Aumento di 1 mEq/L dei bicarbonati per ogni 10 mmHg di aumento della anidride carbonica - Aumento di 3,5 mEq/L dei bicarbonati per ogni 10 mmHg di aumento della anidride carbonica 30 mEq/L 45 mEq/L Alcalosi respiratoria -Acuta: -Cronica: pCO 2 - Riduzione di 2 mEq/L dei bicarbonati per ogni 10 mmHg di diminuzione della anidride carbonica - Riduzione di 5 mEq/L dei bicarbonati per ogni 10 mmHg di aumento della anidride carbonica 18 mEq/L mEq/L Acidosi metabolica [HCO3 - ] Diminuzione di 1,2 mmHg della anidride carbonica per ogni mEq/L di caduta dei bicarbonati 10 – 15 mmHg Alcalosi metabolica [HCO3 - ] Aumento di 0,7 mmHg della anidride carbonica per ogni mEq/L di aumento dei bicarbonati 55 mmHg riepilogo dei compensi renali e respiratori ai disturbi primari dellequilibrio acido-base


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