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Disordini Acido-Base
Simone Toccafondi
Dipartimento Emergenza
AOU Careggi
Disordini Acido-Base

Meccanismi omeostatici acido-base del Plasma

Fisologia della produzione e escrezione degli acidi

I disordini Acido-Base: - Acidosi Metabolica
- Alcalosi Metabolica
- Acidosi Respiratoria
- Alcalosi Respiratoria

Approccio Clinico e Terapia dei disordini Acido-Base
Questa è una lezione...
PESANTE!!!!!
Caso Clinico (25/10/2002)
Giovane maschio 26enne, viene portato al DEA da
ambulanza medicalizzata alle 2.00 di notte in stato
di coma, con una “strana alitosi” interpretata
come da alcool. I genitori lo hanno trovato in
camera. Da qualche giorno depresso dopo lite con
la fidanzata. Sul comodino una scatola vuota di
Tavor 1 mg (usato dalla madre).
I genitori riferiscono che il paziente è sempre
stato bene e non soffre di nessuna malattia
Caso Clinico (25/10/2002)
•Parametri vitali: PA 120/80, HR 120 R, T 37°C, RR
28, SatO2 99% in ossigeno 6 L/min
• Coma (GCS 3-4), pupille isocicliche isocoriche
normoreagenti allo stimolo luminoso
• E.O. per il resto nei limiti eccetto che per : toni
cardiaci tachicardici e lievi crepitii bibasilari ai polmoni
• ECG: RS 120 b/min; Tracciato nei limiti della norma
Caso Clinico (25/10/2002)
• Dopo inserimento di catetere vescicale 150 cc di
urine. Il Triage rapido tossicologico risulta positivo per
benzodiazepine
• Vengono prelevati esami ematici di routine e il panel
tossicologico ematico
• Si esegue Rx Torace (da cui risultano sfumati segni
di congestione del piccolo circolo)
• Si richiede TC Cranio
• Si esegue Emogasanalisi (EGA)
Caso Clinico (25/10/2002)
EGA
pH
7.06
pO2
pCO2
98.9 mmHg
21.9 mmHg
Hb
K
Na
Cl
14.8
5.0
143
104
g/dl
mEq/L
mEq/L
mEq/L
HCO3¯
Anion Gap
6.0 mmol/L
33.0
Glu
Lac
COHb
MetHb
96 mg/dl
3.4 mmol/L
1.5%
0.2%
Caso Clinico (25/10/2002)
• Che tipo di disturbo acido-base è presente?
• Come può essere spiegato in questo caso?
• Una corretta interpretazione dell’EGA può
essere determinante per la diagnosi?
Meccanismi omeostatici per l’equilibrio Acido-Base
Equazione di Kassirer-Bleich
[H ] = 24 X
PCO2
[HCO3 ]
Questa equazione è abbastanza semplice da applicare.
Si deve tener presente però che la correlazione fra la [H΅] e il
pH è di tipo logaritmico.
Con pH=6.8 avremo una [H΅] di 158 mmol/L
Con pH=7.4 avremo una [H΅] di 40 mmol/L
Con pH=7.7 avremo una [H΅] di 20 mmol/L

Meccanismi omeostatici per l’equilibrio Acido-Base
Equazione di Henderson-Hasselbach
pH = pK + log [HCO3¯ ]
[H2CO3]
E’ l’equazione classica, usata anche da molte
macchine di laboratorio per calcolare indirettamente
il Bicarbonato una volta noti il pH e la PCO2

Meccanismi omeostatici per l’equilibrio Acido-Base
Equazione di Henderson-Hasselbach
Dato che l’acido carbonico è in equilibrio con la CO2:
pH = 6,1 + log HCO3
0,03 PCO2
Tutte
le variazioni primitive del valore del numeratore
costituiscono alterazioni metaboliche dell’equilibrio acido base.
Tutte
le variazioni primitive del denominatore costituiscono
alterazioni respiratorie dell’equilibrio acido base.
Aproccio clinico ai disordini acido-base
Domanda:
Ma l’Equazione di Henderson-Hasselbach
e quella di Kassirer-Bleich sono davvero
utili per l’approccio clinico ai disordini
acido-base?
Approccio clinico ai Disordini Acido-Base
• Anamnesi ed Esame Obbiettivo: mirati al rilevo
di perdite o di incrementi di valenze acide o
basiche e alla ricerca di malattie del polmone,
del rene e del fegato
• Applicazione ragionata di algoritmi tenendo
sempre presente la situazione clinica del
paziente
• Evitare di fare diagnosi basandosi su schemi e
nomogrammi comunemente diffusi
Approccio clinico ai Disordini Acido-Base
• Valutare il disordine prevalente considerando
il pH, la concentrazione del bicarbonato e la
PCO2.
• Su questa base decidere quale algoritmo
seguire per giungere ad una diagnosi
appropriata e quindi ad una terapia ottimale
Approccio clinico ai Disordini Acido-Base
Prima di esaminare gli algoritmi che
consentono di giungere ad una sicura
diagnosi rivediamo insieme alcuni
determinanti fondamentali dell’
equilibrio acido-base nell’organismo.
L’equilibrio
acido
base
dipende
regolazione dei seguenti parametri:






Produzione di Acidi Volatili (CO2)
Eliminazione di Acidi Volatili (CO2)
Riassorbimento del Bicarbonato
Rigenerazione del Bicarbonato
Produzione di Acidi non Volatili
Introduzione di Acidi dall’esterno
Tre gli organi fondamentali in cui si compie
l’omeostasi dell’equilibrio Acido-Base:
 il Polmone
 il Rene
 il Fegato
dalla
•I sistemi tampone (buffers) nell’organismo sono molti e
includono l’Emoglobina, i Fosfati, le Proteine e il Bicarbonato
A
livello epatico si produce 1 mol/die di Bicarbonato e di Ammonio.
In corso di acidosi il fegato può aumentare la quota tampone di
Bicarbonato e il rene espelle maggior quantità di urea.
 A livello del tubulo prossimale del rene si riassorbe l’85% del
Bicarbonato, in misura pressochè costante.
 E’ a livello del tubulo distale che il restante 15% del Bicarbonato
può essere riassorbito in misura variabile per mantenere l’omeostasi
acido-base, sia con un meccanismo di pompa “sodio-indipendente”,
sia con un meccanismo di pompa “sodio-dipendente”.
 Il meccanismo di omeostasi renale richiede da 2 a 4 giorni per
essere pienamente efficiente: è per questo che la compensazione
dei Disturbi Acido-Base Respiratori è diversa nelle forme acute da
quelle croniche
Disordini Acido-Base Fondamentali
Acidemia e Alcalemia: questi termini si riferiscono solo al
pH ematico, quando questo è rispettivamente <7.35 o >7.45
senza tenere conto dei meccanismi con cui lo squilibrio si
realizza.
 Acidosi e Alcalosi : questi termini fanno riferimento al
meccanismo con cui si realizza lo squilibrio e possono essere
usati anche quando il pH ematico si trova compreso nei limiti
normali.
 Acidosi e Alcalosi vengono definite “primitive”,
Respiratoria o Metabolica, quando costituiscono il “primum
movens” del meccanismo che determina lo squilibrio acido base.
 I Disordini Acido-Base Misti sono frequenti e rendono
difficile l’applicazione degli algoritmi interpretativi o dei
nomogrammi comunemente disponbili

L’Anion-Gap (AG)
[Na΅] - ([HCO3¯ ] + [Cl¯ ]) = AG (8±4 mEq/L)
Presenta numerose limitazioni e diversi falsi
positivi
 Purtuttavia è un elemento indispensabile di guida
nell’interpretazione delle Acidosi Metaboliche
 In caso di Acidosi Metabolica con AG elevato è
fondamentale dosare direttamente i Lattati, i
Formati, i Ketoacidi, il Glicole Etilenico, i Salicilati

L’Anion-Gap (AG)
Δ AG = Δ [HCO3¯ ]
 Se l’unico disturbo presente è l’Acidosi Metabolica ad elevato
AG esiste una correlazione lineare e inversa con il Bicarbonato
 Se la riduzione del Bicarbonato è superiore a quella attesa
coesiste un altro tipo di Acidosi Metabolica
 Se la riduzione del Bicarbonato è inferiore a quella attesa
coesiste Alkalosi Metabolica
 Questa relazione non è influenzata dai Disturbi Acido-Base
respiratori, Acuti o Cronici
Approccio clinico per algoritmi
La prima domanda da porsi nell’interpretazione di un’EGA è:
Com’è il pH?
 < 7.35?
 > 7.45?
 >7.35 e < 7.45?
La seconda domanda: l’alterazione prevalente riguarda il
bicarbonato (
disordine metabolico) oppure riguarda la
pCO2 (
disordine respiratorio?)
pH < 7.35 con [HCO3¯] ridotto
Acidosi Metabolica
Controlla ΔPCO2/ΔHCO3
per vedere il compenso
repiratorio:
•normale (1:1)
•Ac. Resp. Associata
•Alk. Resp. associata
Acidosi Metabolica ad alto AG
Acidosi Metabolica a normale AG
Controlla
Osm Plasma
Controlla
ΔAG/ΔHCO3
Associata a
Alkalosi Metab.
Pura
Associata a
Acidosi Metab.
con AG normale
Cause di Acidosi Metabolica ad elevato AG
•Uremia
•Ketoacidosi diabetica
•Ketoacidosi alcoolica
•Ketoacidosi da digiuno
•Acidosi lattica tipo A (ipossia tissutale: shock)
•Acidosi lattica tipo B1 (sepsi, leucemia, ecc.)
•Acidosi lattica tipo B2 (es. da biguanidi)
•Acidosi lattica tipo B3 (difetti congeniti del metabolismo)
•Da intossicazione (Metanolo, Glicole etilenico, Salicilati)
caratterizzata da aumento della Osmolalità Plasmatica
Cause di Acidosi Metabolica a normale AG
Con tendenza all’IperKaliemia
• Uremia iniziale
• Ketoacidosi diabetica sottostante iniziale
• Uropatia ostruttiva iniziale
• Acidosi tubulare renale tipo IV
• Ipoaldosteronismo (Addison)
• Infusione o ingestione di HCl, NH4Cl, Lisina o Arginina-HCl
• Diuretici risparmiatori di Potassio
Cause di Acidosi Metabolica a normale AG
Con tendenza all’IpoKaliemia
• Acidosi tubulare renale tipo I (distale)
• Acidosi tubulare renale tipo II (prossimale)
• Acetazolamide
• Diarrea
• Ureterosigmoidostomia
• Acidosi da diluizione
• Ostruzione di neovescica ileale
Acidosi Metabolica
Il compenso respiratorio si realizza in tempi molto brevi
(< 1 h) e con una relazione matematica precisa:
PCO2 = (1.5 X [HCO3¯] + 8) ± 2
Quando [HCO3¯] è maggiore di 8 mEq/L la relazione è
semplice e lineare:
la PCO2 cala di 1 mmHg per 1 mEq/L di [HCO3¯] perso
Questo relazione vale solo se non ci sono disturbi
respiratori concomitanti.
Per un pH<7.10 il compenso respiratorio non è più
adeguato ed è stato indicato questo “cut-off” per definire
severa un’acidosi metabolica
Acidosi Metabolica: Conseguenze Patofisiologiche
• La contrattilità del miocardio si riduce
• La soglia per la Fibrillazione Ventricolare si abbassa
• La soglia per la defibrillazione (durante ACR) aumenta
• La perfusione epatica e renale diminuisce
• Le resistenze vascolari del piccolo circolo aumentano
• Gli effetti delle catecolamine sono diminuiti
• Si sviluppa uno stato catabolico generalizzato
• Alterazioni del sensorio fino al coma profondo
Acidosi Metabolica: Terapia
• Il primo provvedimento riguarda il sostegno della
ventilazione: se il compenso respiratorio è inadeguato si
deve procedere ad intubazione e a ventilazione meccanica
• Il secondo provvedimento: cerca la causa e, se possibile,
rimuovila
• Se l’acidosi è di grado lieve-moderato la somministrazione
di bicarbonato dovrebbe essere evitata perché:
1. Il bicarbonato produce CO2 e se il compenso respiratorio
non è adeguato si può avere un effetto paradosso con
peggioramento dell’acidosi
2. Si determina un sovraccarico osmotico e di Sodio
3. Si può determinare un’Alkalosi metabolica secondaria
una volta risolta l’Acidosi metabolica primitiva
Acidosi Metabolica: Terapia
Indicazioni alla terapia con bicarbonato:
• Severa deplezione di [HCO3¯] (< 4 mEq/L)
• Severa acidosi (pH< 7.20) con segni clinici di shock
• Severa acidosi ipercloremica (AG normale)
Dosaggio del bicarbonato da usare
[HCO3¯] 0.5 mEq/kg per ogni mEq/L di [HCO3¯]
plasmatico da far aumentare, con l’obiettivo di restaurare il
[HCO3¯] plasmatico almeno a 8 mEq/L
Acidosi Metabolica: Terapia
Alternative terapeutiche al bicarbonato:
Nessuna, nella pratica clinica corrente.
Sono studiate da alcuni anni due diverse sostanze, come
alternativa al bicarbonato:
• Carbicab: una miscela equimolare di bicarbonato e di
carbonato di Sodio che ha il vantaggio di liberare minori
quantità di CO2. In alcuni recenti Trials sull’Arresto Cardiaco
i risultati sono stati insoddisfacenti.
• THAM: un amioacido di sintesi con pK di 7.8 in grado di
penetrare in sede intracellulare. Risultati buoni ma ancora
in fase di sperimentazione.
La lezione continua…….
pH > 7.45 con [HCO3¯] elevato
Alkalosi Metabolica
Controlla Δ PCO2/Δ HCO3
<0.7
>0.7
0.7
Associata a
Alkalosi Resp.
Pura
Associata a
Acidosi Resp.
Alkosi Metabolica
L’Alkalosi Metabolica è data o da una perdita di valenza
acide o da un recupero renale eccessivo di bicarbonato
Si possono identificare 2 sottoclassi di Alkalosi Metabolica
1 Alkalosi Metabolica Cloro-responsiva
E’ associata alla contrazione del volume extracellulare e
risponde alla riespansione volemica
2 Alkalosi Metabolica Cloro-resistente
E’ associata a normovolemia e spesso a ipertensione. Non
risponde alla riespansione volemica
Cause di Alkalosi Metabolica Cloro-responsiva
• Vomito
• Diarrea
• Terapia diuretica
• Fibrosi cistica
• Enteropatie cloro-disperdenti
Le urine sono alkaline e con bassa concentrazione di
Cloro (<10 mEq/L)
Cause di Alkalosi Metabolica Cloro-resistente
• Ipertensione nefrovascolare
• Tumori renino-secernenti
• Iperplasia surrenalica
• Iperaldosteronismo
• Sindrome di Cushing, di Liddle, di Bartter
• Sostanze esogene (Liquorizia, Cortisonici)
Non risponde alla riespansine volemica e le urine hanno
concentrazione di Cloro > 10 mEq/L
Alkalosi Metabolica: Conseguenze Patofisiologiche
• Manifestazioni neurologiche quali tetania e epilessia
• La perfusione coronarica e cerebrale diminuisce a causa
del vasospasmo
• Aritimie cardiache refrattarie alla terapia
• Diminuzione del rilascio di O2 da parte dell’Emoglobina
con gravi conseguenze nelle patologie respiratorie
preesistenti
• Depressione del Drive respiratorio
Alkalosi Metabolica: Terapia
• Il primo provvedimento: cercare la causa e, se possibile,
rimuoverla
• Acetazolamide (250-500 mg/die): è efficace nel
determinare aumentata escrezione di bicarbonato, ma si
devono monitorizzare attentamente i livelli ematici del
Potassio, del Magnesio e del Fosfato
• Se l’Alkalosi è severa con [HCO3¯] > 45 mEq/L si deve
utilizzare un infusione endovenosa di HCl (una soluzione
0.1, con 100 mmol/L di HCl, infusa lentamente (0.2
mmol/Kg/h) in una vena centrale, monitorizzando
frequentemente il pH, usando la formula:
[HCl] da infondere = (Δ[HCO3¯] ) x (peso paz in Kg) x (0.5)
La lezione continua….
pH < 7.35 con PCO2 elevata (>40 mmHg)
Acidosi Respiratoria
Controlla Δ [H΅]/ Δ [HCO3¯]
>0.8
0.8
Associata a
Acidosi Metab.
Acuta
<0.8
>0.3
<0.3
0.3
Cronica
Acuta o
Cronica
Associata a
Alkalosi Metab.
Acidosi Respiratoria
•Acidosi Respiratoria Acuta
[HCO3¯]
1 mEq/L per PCO2
10 mmHg
•Acidosi Respiratoria Cronica
[HCO3¯]
3 mEq/L per PCO2
10 mmHg
Acidosi Respiratoria
E’ sempre data da un meccanismo di ipoventilazione
alveolare che riconosce:
• Cause neurologiche (centrali o periferiche)
• Cause neuromuscolari
• Cause polmonari
• Cause farmacologiche-tossicologiche
Acidosi Respiratoria: Terapia
E’ la terapia dell’insufficienza respiratoria che è fondata
sulla terapia farmacologica e/o sulla ventilazione meccanica,
invasiva o non invasiva.
Le indicazioni cliniche e i criteri emogasanalitici che
guidano alla scelta della ventilazione meccanica sono noti ed
esulano dagli scopi della presente lezione.
E’ tuttavia utile ricordare i criteri per la selezione dei
pazienti da sottoporre a ventilazione meccanica non invasiva
(NPPV) in DEA
Criteri di selezione per l’utilizzo della NPPV
• Diagnosi appropriata
• Necessità di ventilazione assistita
- Distress respiratorio severo
- Tachipnea
- Utilizzo muscoli accessori
- EGA con pH < 7.35, PaCO2 > 45
- PaO2/FiO2 < 200
• Controindicazioni alla NPPV
- Arresto Respiratorio
- Paziente instabile
- Incapacità a roteggere le vie aeree
- Eccesso di secrezioni
- Incapacità di collaborare
- Intolleranza alla maschera
- Recente chirurgia toracica o addominale
Determinanti del successo della NPPV
• Respirazione sincronizzata
• Dentatura intatta
• APACHE II < 25
• Secrezioni non eccessive
• Buona tenuta
• Buona risposta iniziale alla NPPV
- Correzione del pH
- Riduzione della Freq. Resp.
- Riduzione della PaCO2
- Assenza di processo infettivo
- Miglioramento Score Neurologico
• pH > 7.10
• PaCO2 < 92 mmHg
pH > 7.45 con PCO2 bassa (<35 mmHg)
Alkalosi Respiratoria
Controlla Δ
[H΅]/ Δ
PCO2
<0.4
>0.75
0.4
Associata a
Acidosi Metab.
Cronica
0.75
Acuta
Associata a
Alkalosi Metab.
Alkosi Respiratoria
•Alkalosi Respiratoria Acuta
[HCO3¯]
2 mEq/L per PCO2
10 mmHg
•Alkalosi Respiratoria Cronica
[HCO3¯]
4 mEq/L per PCO2
10 mmHg
Alkosi Respiratoria
L’ iperventilazione causa diminuzione della PCO2 e conseguente aumento
del pH ematico.
Alkalosi Respiratoria acuta :
 Cause psicogene (Attacchi di panico)
 Malattie neurologiche ( Ictus, Neoplasie, Traumi, Meningoencefaliti)
 Cause farmacologiche (Salicilati, Metilxantine, Nicotina)
 Cause varie (Febbre, Colpo di calore, Iperpiressia maligna)
Alkalosi Respiratoria cronica :
 Gravidanza
 Encefalopatia epatica
 Anemia grave
 Permanenza ad alta quota (>3000 m s.l.m.)
Alkosi Respiratoria: Terapia
• Nella forma acuta è utile le tecnica del “re-breathing”,
cioè si può usare una maschera ad ossigeno con un basso
flusso d’ossigeno (ma non senza ossigeno: si deve evitare
una brusca caduta dell’O2 insieme alla CO2!)
• Nella forma cronica, specie se legata a permanenza ad
alte quote, può essere utile l’Acetazolamide, 250 mg/die
La lezione….
e sta per finire … Meno male!!!
Disordini Acido-Base con pH normale e
Disordini Misti
• Quando
siano presenti 2 disordini
primari dell’equilibrio acido-base il
pH è spesso nei limiti della normalità.
Può essere molto utile l’applicazione
dell’algoritmo interpretativo seguente
per inquadrare facilmente il disturbo.
7.35 < pH < 7.45
Bassa PCO2
Basso HCO3¯
Acidosi Metabolica e
Alkalosi Respiratoria
Alta PCO2
Alto HCO3¯
Normale PCO2
Normale HCO3¯
Alkalosi Metabolica e
Acidosi respiratoria
Controlla AG
Normale
Normale
Acidosi Metab. a normale AG
e Alkalosi Metabolica
Aumentato
Acidosi Metab. ad alto AG e
Alkalosi Metabolica
Caso Clinico (25/10/2002)
EGA
pH
7.06
pO2
pCO2
98.9 mmHg
21.9 mmHg
Hb
K
Na
Cl
14.8
5.0
143
104
g/dl
mEq/L
mEq/L
mEq/L
HCO3¯
Anion Gap
6.0 mmol/L
33.0
Glu
Lac
COHb
MetHb
96 mg/dl
3.4 mmol/L
1.5%
0.2%
pH < 7.35 con [HCO3¯] ridotto
Acidosi Metabolica
Controlla ΔPCO2/ΔHCO3
per vedere il compenso
repiratorio:
•normale (1:1)
•Ac. Resp. Associata
•Alk. Resp. associata
Acidosi Metabolica ad alto AG
Acidosi Metabolica a normale AG
Controlla
Osm Plasma
Controlla
ΔAG/ΔHCO3
Associata a
Alkalosi Metab.
Pura
Associata a
Acidosi Metab.
con AG normale
Caso Clinico (25/10/2002)
• Acidosi Metabolica pura ad elevato AG
• Aumento dell’Osm Plasmatica
• Sospetta intossicazione da Metanolo o da Glicole
Etilenico
La succecciva analisi su liquido da gastrolusi e gli
specifici dosaggi ematici confermano l’intossicazione
da Glicole Etlenico
Caso Clinico (25/10/2002)
Terapia di questo paziente
- Intubazione O-T
- Bicarbonato di Sodio ev
- Etanolo ev
- Emodialisi urgente
• Il paziente viene ricoverato in Tossicologia
DOMANDE?