Equilibrio acido-base secondo Stewart

(1)

Lo ione idrogeno

• [H

+

] 36-43 nEql/L

• [Na

+

] 142 mEq/L

• E’ > di circa 3,5 milioni di volte

• Gli ioni H

+

sono dotati di un’attività

biologica molto elevata

0.00004 mEq/L

piccolo raggio

alta densità di carica

grande campo elettrico

(2)

Lo ione idrogeno

• Interagendo con i siti negativi di varie molecole,

ne modificano la conformazione e l’eventuale

attività biologica

• legame ad idrogeno ubiquitario

• reazioni biochimiche

• legami di ormoni e farmaci con le proteine

plasmatiche o con i recettori di membrana

• performance cellulare alterando sia il legame

intracellulare del calcio che la carica elettrica

delle proteine

(3)

Peter Stewart

Brown University, Rhode Island

How to understand acid-base

A quantitative acid-base primer for

biology and medicine

1981

(4)

Stewart

• I first confronted the confusion surronding

biological uses of term “ph” and “buffer”

• What is that determines hidrogen ion

concentration in a solution

(5)

Strong Ion Difference (SID)

Na

+

+ K

+

+ Ca

++

+ Mg

++

- Cl

-

- Lat

-Acidi deboli [A

_tot

] (Albumina e

fosfati

)

AH  A

-

+ H

+

pCO

₂



H

₂

CO

₃

 HCO

₃-

+ H

+

Approccio di Stewart

all’Equilibrio Acido-Base

LE VARIABILI INDIPENDENTI

CHE DETERMINANO IL pH

(6)

Le variabili indipendenti di

Stewart

• Il loro valore non viene alterato primariamente da nessun

altro, sono piuttosto le modificazioni delle variabili

indipendenti

che

influiscono

sulla

dissociazione

dell’acqua e che, quindi, alterano la concentrazione di

idrogenioni [H+].

• pH e [HCO3-] sono variabili dipendenti, infatti, né l’uno e

né

l’altro

possono

variare

primariamente

e

individualmente.

• Le variabili dipendenti variano (tutte simultaneamente) se

e solo se mutano una o più delle variabili indipendenti.

• Pertanto l’interpretazione delle alterazioni dell’equilibrio

acido-base basata su parametri dipendenti (H+,OH-,

HCO3-, A-) osserva quello che è un effetto piuttosto che

la causa dell’alterazione dell’equilibrio acido-base

(7)

Fisica chimica dell’acqua

• In accordo con la legge di azione di massa, la costante di equilibrio

della ionizzazione dell’acqua per una data temperatura è: Ke=[H+]

[OH-]/[H2O] che a 25°C vale circa 1,8·10-16 mol/L.

• solo

due molecole su circa 1 miliardo

sono presenti in forma

dissociata.

• L’acqua è la più importante componente inorganica degli esseri

viventi, di cui costituisce mediamente oltre il 60% del peso corporeo.

In pratica tutte le soluzioni del corpo umano contengono acqua e

questa costituisce una fonte praticamente inesauribile di H+

• In queste soluzioni, la concentrazione d’idrogenioni [H+] è

determinata dalla dissociazione dell’acqua in ioni H+ e OH-. In altre

parole le alterazioni nella concentrazione di idrogeno derivano non

da quanto H+ è addizionato o sottratto, ma sono conseguenza della

dissociazione dell’acqua.

(8)

Leggi della chimica fisica

• Elettroneutralità – in una soluzione la concentrazione totale delle cariche positive deve essere uguale alla concentrazione totale della cariche negative

• Conservazione di massa – in una reazione chimica la massa delle sostanze rimane invariata; la materia può trasformarsi ma, non può essere, né creata, né distrutta.

• equilibrio di dissociazione di tutte le sostanze debolmente ionizzate

• cambiamenti di temperatura- l’acqua diventa alcalina con il diminuire della temperatura (0°C, pH=7,5) e acida con l’aumentare della

temperatura (100°C, pH=6,1).

• Dobbiamo inoltre considerare che quasi tutte le soluzioni di interesse biologico condividono due importanti caratteristiche: la prima è che praticamente tutte sono soluzioni acquose, la seconda è che la maggior parte sono alcaline

(9)

Legge della elettroneutralità nel plasma

Na

+ Alb- Cl 2

Cl

-Lactate

SO

₄--

, OH

-

, others

PO₄

K

+

K

+

Mg

++++

,Ca

++++

H

+

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.

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.

(10)

Le variabili indipendenti di Stewart ([SID

+

], [A

TOT

] e PCO

2

con

la costante di dissociazione dell’acqua (K'

_w

), determinano le

variabili dipendenti [H

+

_{] e [HCO}

3-

]

Le variabili indipendenti di Stewart ([SID

+

], [A

TOT

] e PCO

2

con

la costante di dissociazione dell’acqua (K'

_w

), determinano le

variabili dipendenti [H

+

_{] e [HCO}

3-

]

HCO

₃-

H

+

OH

-

A

-HCO

₃-

H

+

OH

-

A

-[SID

+

]

[SID

+

]

K'

_w

K'

_w

PCO

₂

(11)

Elettroneutralità nel plasma

HCO

₃

-Alb

-Pi

XA

-Cl

-SIDe

SIDe

150

100

50 mEq/L

XA-_{=anioni non misurati}

XA- =anioni non misurati

Na

+ K+, Ca2+_,Mg2+

Cations

lactate

SIDa

SIG = SIDa -SIDe

Anions

(12)

-SID

ACIDI DEBOLI

CO

₂

+

-0

0 Elettroneutralità



0 ?

_{0 ?}

Strong Ion Gap (SIG)

(13)

SID

• Il valore normale è di

40-42 mEq/L

nell’individuo sano. Può mutare in due

situazioni: primo, se varia la

concentrazione di uno ione forte; secondo,

tramite eccesso o deficit d’acqua nel

plasma che determina un equivalente

diluizione o concentrazione di cationi e

anioni forti (acidosi diluizionale, alcalosi

concentrazionale).

(14)





2

3 '

pCO

sCO

HCO

log

pK

pH









Approccio di Stewart

all’Equilibrio Acido-Base

(15)

pH = pK + log [SID+] - Ka[ATOT]/ Ka + 10-pH

S x PCO2

Se SID = [HCO3-] e ATOT = 0

pH = pK + log [HCO3-]

S x PCO2

Approccio di Stewart

(16)

Biochimica dell’Acqua

Quasi tutte le soluzioni d’interesse biologico condividono

duecaratteristiche:

1)sono soluzioni acquose 2)la maggior parte sono alcaline

Biochimica dell’Acqua

Quasi tutte le soluzioni d’interesse biologico condividono

duecaratteristiche:

1)sono soluzioni acquose 2)la maggior parte sono alcaline

[H

+

]

O

H H

H

₂

O

H

+

+ OH

-I fattori che determinano la dissociazione dell’acqua sono le

leggi

fisico-chimiche

I fattori che determinano la dissociazione

dell’acqua sono le

leggi

fisico-chimiche Elettroneutralità Conservazione di massa Elettroneutralità Conservazione di massa •SID •PCO₂ •A_TOT • i 3 determinanti la [H+_] •SID •PCO₂ •A_TOT • i 3 determinanti la [H+]

Dissociazione dell’acqua

_{Queste variabili hanno una}

relazione di causa sulla concetrazione degli H+

non una semplice correlazione

Queste variabili hanno una relazione di causa sulla concetrazione degli H+

(17)

Soluzione Neutra _{Soluzione acida} + 10 mmol/L Na+Cl- +10 mmol/L H+Cl -H+ 100nmol/L OH- _100nmol/L Na+_10mmol/L Cl- _10mmol/L H+ =10mmol/L OH-_{= 4.4x10}-9 n_mol/L Na+_10mmol/L Cl-_20mmol/L

(18)

Soluzione Alcalina _{Soluzione Alcalina} + 10 mmol/L Na+OH- +5 mmol/L H+Cl -H+ =4.4x10 -9 nmol/L OH- =_{10 mmol/L} Na+_=20mmol/L Cl- _=10mmol/L H+ = 8.8x10 -9 nmol/L OH-_{=5 mmol/L} Na+_=20mmol/L Cl-_{= 15mmol/L}

(19)

Paziente Critico

• _{Disturbi complessi dell’equilibrio}

acido-base

• La patologia di base

• _{I trattamenti terapeutici}

(20)

• Una classificazione delle alterazioni dei

disturbi dell’equilibrio acido base, basata

sull’ approccio di Stewart, è rappresentata

nella Figura

Applicazioni Cliniche

(21)

Classificazione delle alterazioni acido-base

Acidosi

Alcalosi

I° Respiratoria

PCO

₂

PCO

₂

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]

(22)

Caso Clinico

Parametri Caso 1 pH 7.30 PaCO₂ (mmHg) 30 HCO₃- (mmol/L) 14.72 Na+ (mmol/L) 139.8 K+_(mmol/L) ₄ Cl-_(mmol/L) ₁₁₅ Ca2-(mmol/L) 1.0 Mg (mg/dL) 2 Pi (mg/dL) 3.5 Lattato(mmol/L) 1 Albumina(g/dL) 4.4 SBE (mEq/L) -10.85 AG (mEq/L) 14.6 SIDa (mEq/L) 31.46 SIDe (mEq/L) 28.49 SIG (mEq/L) 2.97 Caso 2 7.30 30 14.72 139.8 4 115 1.0 2 3.5 1 1.5 -10.85 14.6 31.46 20.75 10.71

“acidosi metabolica parzialmente

compensata con AG normale”

“acidosi metabolica

parzialmente compensate, con

basso SIDe e SIG alto”

“acidosi metabolica

parzialmente compensata con

basso SIDe e SIG nella norma”.

“acidosi metabolica parzialmente

compensata con AG normale”

“acidosi metabolica

parzialmente compensata con

basso SIDe e SIG nella norma”.

Diagnosi differenziale:

RTA, TPN, perdita di succo

pancreatico, acidosi da resine a

scambio ionico, diarrea.

Diagnosi differenziale:

ketoacidosi, acidosi lattica,

intossicazione da salicilati, metanolo,

formati.

Diagnosi differenziale:

RTA, TPN, perdita di succo

pancreatico, acidosi da resine a

scambio ionico, diarrea.

(23)

Acidosi Metabolica

Basso SID alto SIG

Basso SID basso SIG

ketoacidosi, acidosi lattica,

intossicazione da salicilati, metanolo,

formati.

RTA, TPN, perdita di succo

pancreatico, acidosi da resine a

scambio ionico, diarrea.

(24)

Alcalosi Metabolica

Ipoalbuminemia

Sindrome Nefrosica, cirrosi epatica

Alto SID

Carico di Sodio,perdita di Cloro,

vomito, drenaggio gastrico, diuretici,

eccesso d mineralcorticoidi, Sindrome

di Chushing, corticosteroidi esogeni

(25)

Materiali e metodi

BE con l’equazione di Siggaard-Andersen

AG=([Na+]+[K+])-([Cl-]+[HCO3-])

AG

CORRETTO

=AG

CALCOCLATO

+2,5(4.3-albumina

OSSERVATA

)

SID

_a

=([Na

+

]+[K

+

]+[Mg2

+

]+[Ca2

+

])-([Cl

-

]+[Lattato

-

])

SID

e=([2,46*10-8x([PCO2]/10-pH)]+[10x[Alb]x(0,123xpH-0,469)]+[([Pi]x10/30.97)x(0.309x[pH]-0.469)])

SID

_e

=

[HCO

_3-

] + [Alb-] + [Pi- ]

SIG= SIDa-SIDe.

(26)

Fisiologia secondo

l’approccio di Stewart

L’importanza del cloro

• Na+ e Cl- sono gli elettroliti principali nel determinare le

variazioni del SID. Un aumento della concentrazione di

sodio rispetto a quella del cloro o una diminuzione della

concentrazione del cloro rispetto a quella del sodio

aumentano il SID e di conseguenza il pH. Variazioni nel

senso opposto diminuiscono il SID ed il pH.

• Dal momento che la concentrazione del sodio è

strettamente regolata per mantenere la tonicità e la

volemia, è il cloro che assume il ruolo principale nel

controllo del SID e di conseguenza del pH.

(27)

• Na+ e Cl- sono gli elettroliti principali nel determinare le

variazioni del SID. Un aumento della concentrazione di

sodio rispetto a quella del cloro o una diminuzione della

concentrazione del cloro rispetto a quella del sodio

aumentano il SID e di conseguenza il pH. Variazioni nel

senso opposto diminuiscono il SID ed il pH.

• Dal momento che la concentrazione del sodio è

strettamente regolata per mantenere la tonicità e la

volemia, è il cloro che assume il ruolo principale nel

controllo del SID e di conseguenza del pH.

L’importanza del cloro

(28)

• molti dei disturbi dell’equilibrio acido base sono

causati da alterazioni nella omeostasi del cloro.

Ad esempio l’alcalosi metabolica ipercloremica,

causata dalla perdita di succhi gastrici, o

l’acidosi da diluzione, determinata dall’infusione

di soluzione fisiologica, non sono determinate

dalla perdita o aggiunta di idrogenioni(o

diluizione del bicarbonato), ma dalla variazione

del SID determinata dalla perdita o aggiunta di

Cloro

L’importanza del cloro

(29)

SID=50 SID=25 Na+_150mmol/L Cl- 100mmol/L Na+_300mmol/2L Cl- 250mmol/2L Na+_150mmol/L Cl-_150mmol/L Na+_150mmol/L Cl-_125mmol/L

(30)

pH plasmatico

[SID]

PCO

₂

[A

_TOT

]

Plasma

UPSETTERS

Tratto GI

Dieta

Circolazione

tissutale

REGULATORS

Rene

Polmone

Fegato

RBC………..Fluido interstiziale

Fluido intracellulare

MODIFIERS

Fisiologia secondo Stewart

(31)

Rene

• E’ il più importante regolatore del SID. La concentrazione di ioni forti nel plasma può essere alterata regolandone la secrezione o il riassorbimento dall’ultrafiltrato glomerulare. L’omeostasi del K+ è strettamente controllata per assicurare la funzione cardiaca e neuromuscolare, la concentrazione del Na+ per il controllo del volume intravascolare, quindi la regolazione dell’equilibrio acido base da parte del rene è generalmente mediata dalla

escrezione del cloro

• Ogni ione cloro filtrato e quindi non riassorbito nel plasma causa un aumento del SID.

• La teoria classica focalizza il ruolo del rene nel mantenimento dell’Equilibrio acido base tramite escrezione di idrogenioni ed enfatizza l’importanza della ammoniaca e dello ione ammonio ad essa correlato, come un meccanismo atto ad aumentare l’escrezione di H+.

• L’escrezione di H+ è di per se irrilevante perché l’acqua corporea è una fonte virtualmente inesauribile di idrogenioni liberi. La funzione del catione debole ammonio, quando rivalutata secondo l’approccio fisico-chimico, è quella di accompagnarsi con l’escrezione dell’anione forte Cl-, senza la perdita di nessun catione forte come Na+ o K+. Lo ione ammonio arriva al rene preformato dal fegato, l’escrezione del quale da parte del rene ha come risultato l’aggiunta netta di HCO3- al liquido extracellulare. Questo schema differisce notevolmente da quello classico che (erroneamente) prevedeva la rimozione di un H+ derivato dall’ H2CO3 e unito

(32)

Fegato

• Il nuovo approccio comporta l’assunzione di un importante ruolo da parte del fegato nella regolazione dell’equilibrio acido-base. L’ammoniogenesi epatica, come anche la formazione di glutamina, è importante per

l’omeostasi acido-base ed è strettamente controllata da meccanismi sensibili al pH

• In particolare la sintesi epatica della glutamina è stimolata dall’acidosi

• L’azoto a livello epatico è utilizzato per la produzione di urea, glutamina e NH4+. La produzione epatica di urea o di glutamina determina effetti diversi a livello renale. La glutamina è utilizzata dal rene per la ammoniogenesi, quindi facilita l’escrezione di ioni cloro. In questo senso la produzione di glutamina ha un effetto alcalinizzante sul plasma. Gli epatociti che sono meglio predisposti alla produzione di urea sono quelli più vicini alle venule portali e possono utilizzare più facilmente l’ammonio. L’acidosi inibisce la produzione dell’urea e quindi più ammonio è a disposizione degli epatociti più lontani dalle venule portali che sono, invece, predisposti alla sintesi di glutamina. In questo modo l’ammonio è utilizzato per la sintesi di glutamina che, a sua volta, è utlizzata dal rene per facilitare l’escrezione di cloro e determinare un aumento del SID.

(33)

Tratto gastrointestinale

Cl-_H+ Cl- H+ H₂O H₂O CO₂ + OH -CO₂ + OH -H+ H+ 3HCO₃ 3HCO₃

Post-prandial

“alkaline tide”

Post-prandial

“alkaline tide”

HCO₃ -HCO₃

(34)

OH- + CO 2 H₂O HCO₃ -CA

HCO

₃ -H+

HB

Cl

-The chloride shift

The chloride shift

Capillary system

Red cell

CO

₂

CO

₂

H+_{+ K}+_Hb- _H+_Hb-_{+ K}+_{+ O} 2 H+_{+ K}+_Hb- _H+_Hb-_{+ K}+_{+ O} 2

O

₂

O

₂

Globulo Rosso

(35)

L’importanza dell’Albumina

[Atot]

(36)

Albumina

• Nell’ambito di pH compreso tra valori di

6.8 e 7.8, l’albumina ha una carica

negativa netta di 21 mEq/L, quindi la sua

diminuzione ha un effetto alcalinizzante.

• Nel plasma con una bassa concentrazione

sierica di albumina il SIG può essere

elevato (indicando la presenza di anioni

non misurati), anche se i valori di AG e

SBE possono essere normali.

(37)

Albumina

• Le variazioni dalla norma dello SBE sono

considerate equivalenti a quelle del SID

• Tuttavia questo avviene solo se la

concentrazione plasmatica dei tamponi diversi

dal bicarbonato (albumina e fosfati) è nella

norma.

• _{In queste situazioni il SIG può essere un}

miglior indicatore della presenza di anioni non

misurati rispetto al AG e allo SBE

Schlichtig R. [Base excess] vs [Strong ion difference]: which is more

helpfull? Adv Exp Med Biol 1997;411:91-95

(38)

• _{Gli approcci tradizionali all’equilibrio}

acido-base quali la valutazione dello

SBE e dell’AG non consentono di

apprezzare la presenza di acidosi

metabolica, quando questa è

mascherata dalla ipoalbuminemia

Salem MM, Mujas SK: Gaps in the anion gap. Arch.Intern.Med. 1992; 152: 1625-2

Wilkes P: Hypoproteinemia, strong-ion difference, and acid-base status in critically ill patients. J. Appl.Physil 1\998; 84: 1740-48

(39)

Sia il deficit di basi (BE) che il gap anionico (AG)

sottostimano frequentemente la presenza di

acidosi metabolica sopratutto nel malato critico

Fencl V, Jabor A, Kazda A, Figge J: Diagnosis of metabolic acid-base

disturbance in critically ill patients. Am J. Respir Crit Care Med.

2000; 162: 2246-51

(40)

Benché ci sia stato un energico dibattito

riguardo l’accuratezza e l’utilità di ogni

approccio, tutti danno un risultato

praticamente identico quando vengono

impiegati per quantificare lo stato

acido-base di un campione di sangue. I tre

approcci si distinguono invece nella

comprensione del meccanismo su cui si

fondano le variazioni di pH

Kellum JA: Determinants of blood pH in health and disease.

Critical Care 2000; 4: 6-14

(41)

Valutare l’incidenza di acidosi

metabolica con i metodi tradizionali e

quello di Stewart

(42)

Anioni non misurati

• Gli anioni non misurati possono essere

rappresentati da composti organici o

inorganici come lattato, salicilato,

penicillina, metanolo e glicole etilenico e

altri non ancora conosciuti (presenti ad

esempio nella sepsi).

(43)

The Stewart’s approach to acid-base

chemistry

The Stewart’s approach to acid-base

chemistry

• Compared with the Henderson Hasselbalch approach, the

Stewart approach has a number of appealing features

• 1

the control of acid base and water homeostasis can be

explained in terms of both sodium and chloride regulation

• 2

acid base status is partly controlled by a number of plasma

electrolytes, notably sodium and chloride. These electrolytes

can be manipulated in the clinical setting to optimize acid

base status

• 3

the factors controlling acid base status are independent.

PaCO2 , SID (strong ion difference), ATOT (total weak acid concentration)

• Criticism of the Henderson Hasselbalch approach include a

lack of interdependence between carbon dioxide and

bicarbonate

• 4

the Henderson Hasselbalch approach does not allow

assessment of non volatile buffers, whereas the Stewart

approach explicitly includes assessment of weak acids

• Compared with the Henderson Hasselbalch approach, the

Stewart approach has a number of appealing features

• 1

the control of acid base and water homeostasis can be

explained in terms of both sodium and chloride regulation

• 2

acid base status is partly controlled by a number of plasma

electrolytes, notably sodium and chloride. These electrolytes

can be manipulated in the clinical setting to optimize acid

base status

• 3

the factors controlling acid base status are independent.

PaCO2 , SID (strong ion difference), ATOT (total weak acid concentration)

• Criticism of the Henderson Hasselbalch approach include a

lack of interdependence between carbon dioxide and

bicarbonate

• 4

the Henderson Hasselbalch approach does not allow

assessment of non volatile buffers, whereas the Stewart

approach explicitly includes assessment of weak acids

(44)

STUDIO CLINICO

Studio

prospettico,

non

Studio

prospettico,

non

randomizzato,

osservazionale

randomizzato,

osservazionale

con lo scopo di confrontare gli

approcci diagnostici all’equilibrio

acido

base

attualmente

acido

base

attualmente

disponibili nei pazienti Critici

(45)

Obiettivi dello studio

• Valutare l’incidenza di acidosi metabolica con i metodi

tradizionali e quello di Stewart

• Confrontare la differente capacità di BE, SIG e AG

nel porre diagnosi di acidosi metabolica

• _{Valutare le variazioni dell’equilibrio acido base e}

dell’equilibrio idroelettrolitico nel tempo

• _{Valutare una possibile correlazione tra i parametri}

classici e alternativi con la mortalità dei pazienti

osservati

(46)

Materiali e metodi

BE con l’equazione di Siggaard-Andersen

AG=([Na+]+[K+])-([Cl-]+[HCO3-])

AG

CORRETTO

=AG

CALCOCLATO

+2,5(4.3-albumina

OSSERVATA

)

SID

_a

=([Na

+

]+[K

+

]+[Mg2

+

]+[Ca2

+

])-([Cl

-

]+[Lattato

-

])

SID

e=([2,46*10-8x([PCO2]/10-pH)]+[10x[Alb]x(0,123xpH-0,469)]+[([Pi]x10/30.97)x(0.309x[pH]-0.469)])

SID

_e

=

[HCO

_3-

] + [Alb-] + [Pi- ]

SIG= SIDa-SIDe.

(47)

Materiali e metodi

340 osservazioni

114 pazienti

prelievi giornalieri tra le ore 6 e le ore 8

un tempo massimo di 5 giorni

1°,2°,3°,5°

variabili incluse

caratteristiche demografiche, SAPS II,SOFA, PaO2/FiO2,

elettroliti, albumina, pH,PCO2, tHb,lattato

58 pazienti

(48)

Caratteristiche dei pazienti

Media±DS (Min-Max)

Età (anni)

66.2 ±17 (17-93)

Sesso

M=71(62%) F=43(38%)

SAPS II

43.2± 16.6 (10-85)

SOFA

5.7±3±2.74 (0-12)

PaO2/FiO2

259±98 (58-560)

Caratteristiche popolazione

(49)

Diagnosi

Numero pazienti (%)

Insufficienza respiratoria

17 (15%)

Insufficienza cardiocircolatoria

14 (12%)

Insufficienza cerebrale

6 (5%)

Trauma

15 (13%)

Postchirurgici

45 (40%)

Sepsi

10 (9%)

Altro

7 (6%)

Caratteristiche popolazione

(50)

Caratteristiche popolazione

Parametri Misurati

Media±DS

Min-Max

pH 7.442±0.06 7.19-7.7 PaCO₂(mmHg) 39.96± 0.07 24.6-71.6 HCO₃- (mmol/L) 29.9±4.4 14-60 Ca2- (mmol/L) 27.2±4.8 16-63 Na+ (mmol/L) 138.5±4.9 123-168 K+ (mmol/L) 3.83±0.57 2.37-7.11 Cl- (mmol/L) 104.5±6.7 57-132 Ca2+ (mmol/L) 1.13±0.14 0.62-1.59 Mg2+ (mmol/L) 1.59±0.09 0.83-3 Pi (mmol/L) 2.1±0.85 0.6-6.7 Lattati(mmol/L) 1.47±1.23 0.6-11.3 Albumina(g/dL) 2.45±0.57 1-4.5 tHb (g/dL) 9.99±2.04 5.6-18.6

(51)

Caratteristiche popolazione

Parametri calcolati

Media±DS

Min-Max

AG_calcolato(mEq/L) 10.9±4.8 -4.19-25 AG_corretto(mEq/L) 15.6± 4.9 -1.8-27.5 BE 2.88±4.85 -10-30 SBE 2.87±4.60 -9.8-37.2 SID_a(mEq/L) 40.22±5.04 24.1-76.6 SID_e(mEq/L) 36.2±5.4 23.4-81.6 SIG(mEq/L) 3.99±4.7 -8.8-17.4

(52)

Risultati

(53)

Risultati

• 17 pazienti ipercloremia (Cl-≥110 mEq/L)

• 16 pazienti ipocloremia (Cl- ≤99 mEq/L)

• 4 pazienti ipernatriemia (Na≥148 mEq/L)

• 16 pazienti iponatriemia (Na≤135 mEq/L)

• 21 pazienti iperkaliemia (K≥4.5)

• 17 pazienti ipokaliemia (K≤ 3.5)

• 37 pazienti livelli di lattati elevati(Lattati≥2)

(54)

Valutare l’incidenza di acidosi

metabolica con i metodi tradizionali e

quello di Stewart

(55)

Risultati

-10 0 10 20 30 40

SBE

-9 -4 1 6 11 16 21

S

IG

Y=5.26+0.44X

R=-0.43

R

2

=0.18

Y=-5.19+ 0.84X

R=0.84

R2=0.71

Y=-9.75+0.88X

R=0.92

R2=0.84

(56)

Risultati

58 pazienti

5 giornate Giorno 1° 2° 3° 5° pH 7.43±0.07 7.44±0.06 7.45±0.07 7.453±0.06 PaCO₂ (mmHg) 38.5±6.9 39.5±5.8 40.7±7.7 39.7±7.0 HCO₃ (mmol/L) 25.3±3.8 26.6±3.5 27.6±3.9 27.4±4.4 CO2- (mmol/L) 25.5±4.3 26.7±3.9 28.1±4.4 27.7±4.6 Na+ (mmol/L) 137.9±4.8 139.2±4.5 139.3±5.2 139.3±4.9 K+ (mmol/L) 3.95±0.7 3.80±0.5 3.76±0.5 3.71±0.5 Cl-(mmol/L) 104.8±6.7 105.7±6.5 104.6±7.0 104.4±5.8 Ca2+ (mmol/L) 1.13±0.13 1.14±0.12 1.15±0.13 1.15±0.13 Mg2+ (mmol/L) 1.54±0.32 1.58±0.29 1.62±0.36 1.63±0.35 Pi (mmol/L) 2.2±1.0 2.1±0.8 2.1±0.8 2.0±0.5 Lattati (mmol/L) 1.85±1.5 1.26±0.97 1.25±1.2 1.47±1.5 Albumina (gr/L) 2.36±0.6 2.35±0.5 2.37±0.5 2.43±0.6

(57)

Risultati

Giorno 1° 2° 3° 5° AG(mEq/L) 11.7±4.7 10.8±4.9 10.8±3.3 11.2±4.7 AG_corretto(mEq/L) 16.6±4.5 15.6±5.2 15.6±4.0 15.9.±4.8 SBE 1.3±4.0 2.6±3.8 3.7±4.2 3.6±4.4 SID_a(mEq/L) 39.0±4.2 39.9±4.0 41.1±4.4 41.1±4.4 SID_e(mEq/L) 34.4±4.8 35.5±4.2 36.9±5.0 36.7±5.0 SIG(mEq/L) 4.6±4.2 4.4±5.0 4.2±4.2 4.4±4.8

(58)

Risultati

• Sodio (P<0.036)

• Potassio (P<0.019)

• Acido Lattico (P<0.001)

• pH (P<0.028)

• Bicarbonato (P<0.001)

• SBE (P<0.001)

• SIDa(P<0.001)

• SIDe(P<0.001)

(59)

Risultati

• PCO2

• Cloro

• Calcio

• Magnesio

• Fosfati inorganici

• Albumina

• AG

• AG corretto per albumina

• SIG

(60)

Confrontare la differente capacità di BE,

SIG e AG nel porre diagnosi di acidosi

metabolica

114

100 sopravvissut

14 i

Non

sopravvissuti

(61)

Risultati

Parametri Sopravvissuti Non_Sopravvissuti

SAPS II 41.2± 16.1 57.4± 13.7 SOFA 5.36± 2.59 8.28± 2.30 PaO2/FiO2 269.1±114.1 228.6±97.0 pH 7.430±0.073 7.436-0.057 PaCO₂ (mmHg) 39.46± 7.68 36.60±5.03 HCO₃ (mmol/L) 25.9±5.3 24.8±4.0 Na+ _(mmol/L) _137.6±4.9 _137.9±6.6 K+_(mmol/L) _4.01±0.73 _3.73±0.40 Cl-_(mmol/L) _104.0±7.6 _103.9±8.7 Ca2+ _(mmol/L) _1.11±0.15 _1.11±0.15 Mg2+ _(mmol/L) _1.84±0.36 _1.98±0.26 Pi (mmol/L) 3.83±1.64 3.56±1.82 Lattati (mmol/L) 1.63±0.93 2.70±2.67 Albumina (g/dL) 2.52±0.61 2.44±0.76 tHb (g/dL) 10.41±2.37 10.66±2.36 Glicemia(mg/dL) 145.4±110.1 145.5±41.2 Creatininemia 1.88±1.94 2.18±1.74 AG_calcolato(mEq/L) 11.77±4.64 12.99±5.62 AGcorretto(mEq/L) 16.21±4.56 17.65±5.98 SBE 1.83±5.50 0.86±4.28 SIG(mEq/L) 4.21±4.51 5.22±4.28 SID_a(mEq/L) 39.80±5.82 38.94±5.30 SID_e(mEq/L) 35.59±6.59 33.72±4.89

(62)

Risultati

• Dal confronto tra i due gruppi emerge che

ci sono differenze significative per quanto

riguarda

• SAPSII(p<0.0005)

• SOFA(p<0.0001)

• Gli altri parametri non mostrano una

differenza significativa (p>0.05) tra

sopravvissuti e non sopravvissuti

.

(63)

Risultati

(64)

Risultati

Parametro

R

P

SOFA

0.42 <0.0006

(65)

Discussione

• Una caratteristica comune nel paziente critico è

rappresentata dall’

ipoalbuminemia

, rilevata nel

nostro studio in 108 pazienti su 114, ben il 95%

dei casi.

• Nel plasma con una bassa concentrazione

sierica di albumina il

SIG

può essere elevato

(indicando la presenza di anioni non misurati),

anche se i valori di

AG

e

SBE

possono essere

normali

(66)

Discussione

• La correlazione molto forte ricavata tra AG

corretto

e SIG

simile a quella rilevata da altri autori in casistiche più selezionate di pazienti

,

può indurre a usare l’AG corretto in sostituzione

del SIG per la valutazioni delle acidosi

metaboliche

• Tuttavia nel singolo paziente la valutazione

tramite l’approccio fisicochimico permette una

migliore comprensione

dei meccanismi che

determinano l’acidosi, e quindi un più efficace

trattamento terapeutico

(67)

Conclusioni

• IL SIG e l’AGcorretto discriminano meglio dello

SBE e dell’ AG l’acidosi metabolica

• I parametri che rilevano la presenza di anioni

non misurati come AG, AGcorretto , SBE E SIG

non predicono la mortalità, che,invece, è ben

evidenziata dagli indici di gravità

tradizionalmente usati

SAPSII e SOFA.

• i parametri esaminati nello studio sono quelli rilevati tra le 6 e le 8 del mattino e non all’ingresso del paziente

(68)

Risultati

1 2 3 5 GIORNATA 137 138 139 140 141 N a 1 2 3 5 GIORNATA 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 K 1 2 3 5 GIORNATA 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 L 1 2 3 5 GIORNATA 7.42 7.43 7.44 7.45 7.46 7.47 pH

(69)

Risultati

1 2 3 5 GIORNATA 24 25 26 27 28 H C O 3 GIORNATA S B E 1 2 3 5 0 1 2 3 4 5 1 2 3 5 GIORNATA 38 39 40 41 42 S ID a 1 2 3 5 GIORNATA 33 34 35 36 37 38 S ID e

(70)

Unmeasured anions identified by the Fencl-Stewart method predict mortality better than base excess, anion gap, and lactate in patients in the pediatric intensive care unit

Balasubramanyan N., Havens PL, Hoffman GM Critical Care Medicine. 27(8):1577-81, 1999 Aug.

Rapid Saline Infusion Produces Hyperchloremic Acidosis in Patients Undergoing Gynecologic Surgery

Stefan Scheingraber, M.D.; Markus Rehm, M.D.; Christiane Sehmisch; Udilo Finsterer, M.D. ANESTHESIOLOGY 1999;90:1265-1270

The strong ion gap does not have prognostic value in critically ill patients in a mixed medical/surgical adult ICU

R. J. Cusack, A. Rhodes, P. Lochhead, B. Jordan, S. Perry, J. A. S. Ball, R. M. Grounds and E. D. Bennett

Intensive Care Med (2002) 28: 864-869

Diagnosis of Metabolic Acid–Base Disturbances in Critically Ill Patients

VLADIMIR FENCL, ANTONÍN JABOR, ANTONÍN KAZDA, and JAMES FIGGE Am J Respir Crit Care Med Vol 162. pp 2246–2251, 2000