EQUILIBRIO ACIDO-BASE ED APPLICAZIONE ALL’EMOGAS-ANALISI

SOMMARIO ASPETTI GENERALI DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE EGA (EMOGAS-ANALISI)

ASPETTI GENERALI DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE

pH Il pH nel sangue deve essere sempre mantenuto in limiti molto stretti (VN di pH = 7.35-7.45) che corrispondono a una concentrazione di idrogenioni di 35-45 nmol/L (35 sta per un pH di 7.45 e 45 per un valore di pH di 7.35). Valore maggiori di 120 nmol/L (pH=6.95) o minori di 20 nmol/L (pH=7.70) non sono compatibili con la vita. E’ piu’ utile usare la concentrazione idrogenionica nel sangue come valore in nmol/L che come pH

PRODUZIONE DEGLI IONI H+. 1 Sono prodotti nell’organismo dal Metabolismo ossidativo dgli AA di proteine solforate assunte con la dieta (circa 60 mmol/giorno). Eliminazione degli idrogenioni con le urine. (dieta ricca di proteine animali=urine molto acide)

PRODUZIONE DEGLI IONI H+. 2 Sono prodotti nell’organismo anche dal Metabolismo ossidativo dei glucidi, lipidi e proteine che producono CO2 e H2O. La CO2 in acqua forma un acido debole= acido carbonico che si dissocia in H+ e HCO3- Queste quantita’ di H+ possono sbilanciare l’equilibrio acido-base. Eliminazione della CO2 attraverso la respirazione (Acido carbonico= acido volatile)

PRODUZIONE DEGLI IONI H+. 3

PRODUZIONE E ELIMINAZIONE DI H+

I TAMPONI DEL SANGUE. 1 I tamponi sono sali di acidi deboli che in soluzione sono capaci di legare gli idrogenioni H+ I tamponi del sangue non rimuovono gli H+ ma annullano il loro effetto in maniera temporanea L’eliminazione vera avviene nel rene I principali tamponi del sangue sono le proteine, in particolare l’emoglobina, (presente negli RBC) e lo ione bicarbonato (presente nell’ECF).

I TAMPONI DEL SANGUE. 2 Mentre I tamponi semplici diventano rapidamente inefficaci (dopo che hanno legato l’ H+), il bicarbonato continua a svolgere la funzione tampone perche’ l’acido carbonico, viene rimosso dal processo della respirazione. Solo quando lo ione bicarbonato e’ stato saturato, perde la sua funzione tamponante. Quindi lo stato acido-base di un paziente e’ valutato facendo riferimento alla concentrazione di bicarbonato.

I TAMPONI DEL SANGUE. 3 L’associazione di H+ al bicarbonato e’ molto efficiente La dissociazione dell’acido carbonico in CO2 e H2O e’ invece piuttosto lenta Questa reazione e’ accelerata nell’organismo dall’enzima anidrasi carbonica (si trova principalmente negli eritrociti e nei reni)

ESCREZIONE DI H+ NEL RENE Tutti gli H+ prodotti devono comunque essere escreti dal rene rigenerando il bicarbonato La reazione di rigenerazione del bicarbonato avviene nel tubulo renale Gli H+ escreti nelle urine devono comunque essere tamponati. I tamponi urinari sono il fosfato e l’ammoniaca

RUOLO DELLA RESPIRAZIONE E DEL RENE

Equazione di Henderson-Hasselbalch Definisce il pH in rapporto alla CO2. E' derivata come segue: H2CO3 = H+ + HCO3- La legge dell'azione di massa dà la costante di dissociazione dell'acido carbonico Ka: Ka = (H+) * (HCO3-)/H2CO3 al momento che la concentrazione dell'acido carbonico è proporzionale alla concentrazione di CO2 disciolta: Ka = (H+) * (HCO3-)/aCO2

IMPORTANZA DELL’EQUAZIONE pKa = (H+) * (HCO3-)/aCO2 Questa equazione consente di calcolare la concentrazione dello ione bicarbonato perche’: (H+) si misura con l’elettrodo per il pH CO2 si misura con l’elettrodo per la CO2 a e’ una costante pKa e’ una costante (6.5) Quindi (HCO3-) rimane l’unica incognita

Equazione

Riassorbimento del bicarbonato

Escrezione di idrogenioni

Escrezione degli idrogenioni

Funzione del rene

ACIDOSI In questi casi il pH del sangue, normalmente alcalino, vira verso l’acidità. Ne consegue una alterazione dell’equilibrio acido-base.

Acidosi respiratoria. È legata all’aumento della CO2 (per ipercapnia da ipoventilazione alveolare globale) che fa aumentare l’acido carbonico circolante che a sua volta determina un aumento degli ioni H+ e HCO3-). Si tratta quindi di una acidosi non legata alla diminuzione delle basi tampone bensì all’aumento degli ioni idrogeno.

Acidosi metabolica. Legata ad un eccesso di acidi fissi nel sangue con aumento di ioni H+ e conseguente diminuzione delle basi tampone. Si verifica nella chetoacidosi diabetica e alcolica, in alcune intossicazioni, nelle situazioni che determinano acidosi lattica come lo shock, l’etilismo, alterazioni del metabolismo glicidico. Opportuno il ricorso alla somministrazione di basi tampone come il bicarbonato di sodio.

ALCALOSI Caratterizzata dall’aumento eccessivo delle sostanze alcaline, quali gli ioni carbonato e bicarbonato, che fanno aumentare il pH a valori oltre 7,4.

Alcalosi respiratoria. Legata alla riduzione della CO2 plasmatica (da ipocapnia conseguente ad una iperventilazione polmonare) che porta ad una diminuzione della concentrazione degli ioni H+ con aumento degli HCO3- È conseguente alle cause che determinano iperventilazione come la respirazione assistita (in corso di anestesia) o ipossiemia (altitudine, malattie polmonari, anemie) o stimolazione dei centri di regolazione del respiro (tumori, psiconevrosi, intossicazioni da salicilato).

Alcalosi metabolica. Dovuta ad eccessiva perdita di idrogenioni e di altri elettroliti come avviene nel vomito o nelle occlusioni intestinali o per cause renali come nell’iperaldosteronismo primario e secondario o per l’utilizzo di alcuni diureticodiuretici. Altre volte è legata all’aumento delle basi tampone come può accadere per abuso di assunzione di bicarbonato o in antibioticoterapie ad alte dosi con penicillina (perdita di K), o nel corso di alcuni stati caratterizzati da ipovolemie gravi.

L’emogasanalisi (EGA) - pH pCO2 - pO2 - B. E. - HCO3-

Come si esegue l’EGA ? - siringa eparinata - prelievo in anaerobiosi - misurazione immediata

EGA ARTERIOSA EGA CAPILLARE EGA VENOSA

IL pH Il pH è espressione della concentrazione di H+: pH : - log [ H+] Si misura con elettrodo a vetro classico

Valori normali di pH 7.4 ( 7.38 – 7.42 ) Valori compatibili con la vita 6.8 – 7.8

pCO2 Si misura con un elettrodo a vetro modificato La pCO2 è un indice della pressione parziale di carico acido. La pCO2 varia in maniera lineare con la concentrazione plasmatica dell’acido carbonico; ad un aumento dell’acido carbonico corrisponde quindi un aumento della pCO2 e viceversa. La pCO2 è dunque l’espressione gassosa dell’acido carbonico eliminato dall’organismo mediante la ventilazione polmonare. Si misura con un elettrodo a vetro modificato

pO2 La pO2 è un indice della concentrazione inspiratoria di 02 misurata a livello del mare in un adulto normale. Il contenuto arterioso in ossigeno deve essere il più alto possibile per apportare la quantità di ossigeno massimale al cuore e al cervello. Solitamente a ogni atto inspiratorio si introduce nel polmone una concentrazione di 20,9% di O2, e la pO2 misurata su questo valore deve risultare > 80 mmHg; se risulta inferiore il paziente è ipossiemico. Si misura con un elettrodo amperometrico

Ione Bicarbonato I bicarbonati rappresentano il carico basico: ad 1,2 mEq/L di acido devono corrispondere 24 mEq/L di bicarbonati perchè la bilancia acido-base risulti in equilibrio. Non si misura ma si calcola dall’equazione di Henderson Hasselbalch

BASE EXCESS (BE) BE o l’Eccesso di Basi costituisce una misurazione del livello di acido metabolico che normalmente è zero. Le basi del sangue (basi totali) sono circa 48 mmol/l in rapporto alla concentrazione di emoglobina. Le modificazioni delle basi ematiche sono dette eccesso o deficit di basi. Quando diciamo che un paziente ha un eccesso di basi di meno dieci “significa” che questo paziente ha un eccesso di acido metabolico (acidosi) di 10 mEq/L. L’eccesso di basi è utilizzato per calcolare la quantità di trattamento richiesta per contrastare l’acidosi. NON SI MISURA

CALCOLO BE Nel diagramma derivato da Nomogramma in Vivo di Siggaard-Andersen sono evidenziate le componenti respiratoria (PCO2) e metabolica (Base Excess) e come l’interazione tra le due determini il pH.

L’EGA NORMALE arteriosa venosa pH 7.38 – 7.42 7.32 – 7.38 pCO2 36 – 44 42 – 50 mmHg HCO3- 22 – 26 23 – 27 mEq/l BE +2 - -2