EQUILIBRIO EQUILIBRIO ACIDO-BASEACIDO-BASE

ED APPLICAZIONE ED APPLICAZIONE ALL’EMOGAS-ALL’EMOGAS-

ANALISIANALISI

SOMMARIOSOMMARIO

ASPETTI GENERALI ASPETTI GENERALI DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASEDELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE

EGA (EMOGAS-ANALISI)EGA (EMOGAS-ANALISI)

ASPETTI GENERALI ASPETTI GENERALI DELL’EQUILIBRIO DELL’EQUILIBRIO

ACIDO-BASEACIDO-BASE

pHpH Il pH nel sangue deve essere sempre Il pH nel sangue deve essere sempre

mantenuto in limiti molto stretti (VN di mantenuto in limiti molto stretti (VN di pH = 7.35-7.45) che corrispondono a una pH = 7.35-7.45) che corrispondono a una concentrazione di idrogenioni di 35-45 concentrazione di idrogenioni di 35-45 nmol/L (35 sta per un pH di 7.45 e 45 per nmol/L (35 sta per un pH di 7.45 e 45 per un valore di pH di 7.35).un valore di pH di 7.35).

Valore maggiori di 120 nmol/L (pH=6.95) Valore maggiori di 120 nmol/L (pH=6.95) o minori di 20 nmol/L (pH=7.70) non o minori di 20 nmol/L (pH=7.70) non sono compatibili con la vita.sono compatibili con la vita.

E’ piu’ utile usare la concentrazione E’ piu’ utile usare la concentrazione idrogenionica nel sangue come valore in idrogenionica nel sangue come valore in nmol/L che come pHnmol/L che come pH

PRODUZIONE DEGLI IONI PRODUZIONE DEGLI IONI HH++. 1. 1

Sono prodotti nell’organismo dal Sono prodotti nell’organismo dal Metabolismo ossidativo dgli AA di Metabolismo ossidativo dgli AA di proteine solforate assunte con la proteine solforate assunte con la dieta (circa 60 mmol/giorno). dieta (circa 60 mmol/giorno).

Eliminazione degli idrogenioni con le Eliminazione degli idrogenioni con le urine. (dieta ricca di proteine urine. (dieta ricca di proteine animali=urine molto acide)animali=urine molto acide)

PRODUZIONE DEGLI IONI PRODUZIONE DEGLI IONI HH++. 2. 2

Sono prodotti nell’organismo anche dal Sono prodotti nell’organismo anche dal Metabolismo ossidativo dei glucidi, lipidi e Metabolismo ossidativo dei glucidi, lipidi e proteine che producono COproteine che producono CO22 e H e H22O. O.

La COLa CO2 2 in acqua forma un acido debole= in acqua forma un acido debole= acido carbonico che si dissocia in Hacido carbonico che si dissocia in H++ e e HCOHCO33

--

Queste quantita’ diQueste quantita’ di HH++ possono sbilanciare possono sbilanciare l’equilibrio acido-base.l’equilibrio acido-base.

Eliminazione dellaEliminazione della COCO2 2 attraverso la attraverso la respirazione (Acido carbonico= acido respirazione (Acido carbonico= acido volatile)volatile)

PRODUZIONE DEGLI IONI PRODUZIONE DEGLI IONI HH++. 3. 3

PRODUZIONE E PRODUZIONE E ELIMINAZIONE DI H+ELIMINAZIONE DI H+

I TAMPONI DEL I TAMPONI DEL SANGUE. 1SANGUE. 1

I tamponi sono sali di acidi deboli che in I tamponi sono sali di acidi deboli che in soluzione sono capaci di legare gli soluzione sono capaci di legare gli idrogenioni Hidrogenioni H++

I tamponi del sangue non rimuovono gli I tamponi del sangue non rimuovono gli HH++ ma annullano il loro effetto in maniera ma annullano il loro effetto in maniera temporanea

L’eliminazione vera avviene nel reneL’eliminazione vera avviene nel rene I principali tamponi del sangue sono le I principali tamponi del sangue sono le

proteine, in particolare l’emoglobina, proteine, in particolare l’emoglobina, (presente negli RBC) e lo ione (presente negli RBC) e lo ione bicarbonato (presente nell’ECF).bicarbonato (presente nell’ECF).

I TAMPONI DEL I TAMPONI DEL SANGUE. 2SANGUE. 2

Mentre I tamponi semplici diventano Mentre I tamponi semplici diventano rapidamente inefficaci (dopo che hanno rapidamente inefficaci (dopo che hanno legato l’ Hlegato l’ H++), il bicarbonato continua a ), il bicarbonato continua a svolgere la funzione tampone perche’ svolgere la funzione tampone perche’ l’acido carbonico, viene rimosso dal l’acido carbonico, viene rimosso dal processo della respirazione.processo della respirazione.

Solo quando lo ione bicarbonato e’ stato Solo quando lo ione bicarbonato e’ stato saturato, perde la sua funzione saturato, perde la sua funzione tamponante.tamponante.

Quindi lo stato acido-base di un paziente e’ valutato facendo riferimento alla concentrazione di bicarbonato.

I TAMPONI DEL I TAMPONI DEL SANGUE. 3SANGUE. 3

L’associazione di HL’associazione di H++ al bicarbonato e’ al bicarbonato e’ molto efficientemolto efficiente

La dissociazione dell’acido carbonico La dissociazione dell’acido carbonico in COin CO22 e H e H22O e’ invece piuttosto lentaO e’ invece piuttosto lenta

Questa reazione e’ accelerata nell’organismo dall’enzima anidrasi carbonica (si trova principalmente negli eritrociti e nei reni)

ESCREZIONE DI HESCREZIONE DI H++ NEL NEL RENERENE

Tutti gli HTutti gli H+ + prodotti devono comunque prodotti devono comunque essere escreti dal rene rigenerando il essere escreti dal rene rigenerando il bicarbonatobicarbonato

La reazione di rigenerazione del La reazione di rigenerazione del bicarbonato avviene nel tubulo renalebicarbonato avviene nel tubulo renale

Gli HGli H++ escreti nelle urine devono escreti nelle urine devono comunque essere tamponati.comunque essere tamponati.

I tamponi urinari sono il fosfato e I tamponi urinari sono il fosfato e l’ammoniacal’ammoniaca

RUOLO DELLA RUOLO DELLA RESPIRAZIONE E DEL RESPIRAZIONE E DEL

RENERENE

Equazione di Henderson-Equazione di Henderson-HasselbalchHasselbalch

Definisce il pH in rapporto alla CO2.Definisce il pH in rapporto alla CO2. E' derivata come segue:E' derivata come segue: H2CO3 = H+ + HCO3-H2CO3 = H+ + HCO3- La La legge dell'azione di massalegge dell'azione di massa dà la costante dà la costante

di dissociazione dell'acido carbonico Ka:di dissociazione dell'acido carbonico Ka: KaKa = (H+) * (HCO3-)/H2CO3 = (H+) * (HCO3-)/H2CO3 al momento che la concentrazione dell'acido al momento che la concentrazione dell'acido

carbonico è proporzionale alla concentrazione carbonico è proporzionale alla concentrazione di CO2 disciolta:di CO2 disciolta:

Ka = (H+) * (HCO3-)/aCO2Ka = (H+) * (HCO3-)/aCO2

IMPORTANZA IMPORTANZA DELL’EQUAZIONEDELL’EQUAZIONE

pKa = (H+) * (HCO3-)/aCO2pKa = (H+) * (HCO3-)/aCO2 Questa equazione consente di calcolare la Questa equazione consente di calcolare la concentrazione dello ione bicarbonato concentrazione dello ione bicarbonato perche’:perche’:

(H+) (H+) si misura con l’elettrodo per il pHsi misura con l’elettrodo per il pH CO2 CO2 si misura con l’elettrodo per la CO2si misura con l’elettrodo per la CO2 e’ una costantee’ una costante pKa pKa e’ una costante (6.5)e’ una costante (6.5) Quindi (HCO3-) rimane l’unica incognitaQuindi (HCO3-) rimane l’unica incognita

Equazione Equazione

Riassorbimento del Riassorbimento del bicarbonatobicarbonato

Escrezione di idrogenioniEscrezione di idrogenioni

Escrezione degli Escrezione degli idrogenioniidrogenioni

Funzione del reneFunzione del rene

ACIDOSIACIDOSI

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

Acidosi respiratoria.Acidosi respiratoria.

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

Acidosi metabolica.Acidosi metabolica. Legata ad un eccesso di acidi fissi nel Legata ad un eccesso di acidi fissi nel

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

ALCALOSIALCALOSI

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

Alcalosi respiratoria.Alcalosi respiratoria. Legata alla riduzione della CO2 plasmatica Legata alla riduzione della CO2 plasmatica

(da ipocapnia conseguente ad una (da ipocapnia conseguente ad una iperventilazione polmonare) che porta ad iperventilazione polmonare) che porta ad una diminuzione della concentrazione una diminuzione della concentrazione degli ioni H+ con aumento degli HCO3-degli ioni H+ con aumento degli HCO3-

È conseguente alle cause che determinano È conseguente alle cause che determinano iperventilazione come la respirazione iperventilazione come la respirazione assistita (in corso di anestesia) o assistita (in corso di anestesia) o ipossiemia (altitudine, malattie polmonari, ipossiemia (altitudine, malattie polmonari, anemie) o stimolazione dei centri di anemie) o stimolazione dei centri di regolazione del respiro (tumori, regolazione del respiro (tumori, psiconevrosi, intossicazioni da salicilato). psiconevrosi, intossicazioni da salicilato).

Alcalosi metabolica.Alcalosi metabolica. Dovuta ad eccessiva perdita di idrogenioni e Dovuta ad eccessiva perdita di idrogenioni e

di altri elettroliti come avviene nel vomito o di altri elettroliti come avviene nel vomito o nelle occlusioni intestinali o per cause renali nelle occlusioni intestinali o per cause renali come nell’iperaldosteronismo primario e come nell’iperaldosteronismo primario e secondario o per l’utilizzo di alcuni secondario o per l’utilizzo di alcuni diureticodiuretici. diureticodiuretici.

Altre volte è legata all’aumento delle basi Altre volte è legata all’aumento delle basi tampone come può accadere per abuso di tampone come può accadere per abuso di assunzione di bicarbonato o in assunzione di bicarbonato o in antibioticoterapie ad alte dosi con penicillina antibioticoterapie ad alte dosi con penicillina (perdita di K), o nel corso di alcuni stati (perdita di K), o nel corso di alcuni stati caratterizzati da ipovolemie gravi. caratterizzati da ipovolemie gravi.

L’emogasanalisi L’emogasanalisi (EGA)(EGA)- pH- pH

- pCOpCO2 2

- pO- pO2 2

- B. E.- B. E.

- HCO- HCO33--

Come si esegue l’EGA ?Come si esegue l’EGA ?

- siringa eparinata

- prelievo in anaerobiosi

- misurazione immediata

EGA ARTERIOSA

EGA CAPILLARE

EGA VENOSA

IL pHIL pHIl pH è espressione della concentrazione di H+: pH : - log [ H+]

Si misura con elettrodo a vetro classicoSi misura con elettrodo a vetro classico

Valori normali Valori normali di pHdi pH

7.47.4 ( ( 7.38 – 7.42 )7.38 – 7.42 ) Valori compatibili con la Valori compatibili con la

vitavita

6.8 – 7.86.8 – 7.8

pCO2pCO2 La pCO2 è un indice della pressione La pCO2 è un indice della pressione

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

Si misura con un elettrodo a vetro modificato

pO2pO2 La pO2 è un indice della concentrazione La pO2 è un indice della concentrazione

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

Si misura con un elettrodo amperometrico

Ione BicarbonatoIone Bicarbonato

I bicarbonati rappresentano il carico I bicarbonati rappresentano il carico basico: ad 1,2 mEq/L di acido basico: ad 1,2 mEq/L di acido devono corrispondere 24 mEq/L di devono corrispondere 24 mEq/L di bicarbonati perchè la bilancia acido-bicarbonati perchè la bilancia acido-base risulti in equilibrio. base risulti in equilibrio.

Non si misura ma si calcola dall’equazione di Henderson Hasselbalch

BASE EXCESS (BE)BASE EXCESS (BE) BE o l’Eccesso di Basi costituisce una BE o l’Eccesso di Basi costituisce una

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

NON SI MISURANON SI MISURA

CALCOLO BECALCOLO BE Nel diagramma Nel diagramma

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

L’EGA NORMALEL’EGA NORMALE arteriosa arteriosa venosavenosa

pH 7.38 – 7.42 7.32 pH 7.38 – 7.42 7.32 – 7.38– 7.38

pCOpCO2 2 36 – 44 42 – 36 – 44 42 – 50 50 mmHgmmHg

HCOHCO33-- 22 – 26 23 22 – 26 23

– 27– 27 mEq/lmEq/l

BE +2 - -2BE +2 - -2