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Lo ione idrogeno 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
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Lo ione idrogeno

Mar 15, 2016

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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. Lo ione idrogeno. - PowerPoint PPT Presentation
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Page 1: Lo ione idrogeno

Lo ione idrogenoLo 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

Page 2: Lo ione idrogeno

Lo ione idrogenoLo 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

Page 3: Lo ione idrogeno

Peter Stewart Brown University, Rhode Island

How to understand acid-baseA quantitative acid-base primer for

biology and medicine1981

http://www.acidbase.org/

Page 4: Lo ione idrogeno

StewartStewart• I first confronted the confusion surronding

biological uses of term “ph” and “buffer”• What is that determines hidrogen ion

concentration in a solution• H+ in body fluids cannot be understood

Page 5: Lo ione idrogeno

Strong Ion Difference (SID)Na+ + K+ + Ca++ + Mg++ - Cl- - Lat-

Acidi deboli [Atot] (Albumina e fosfati)

AH A- + H+

pCO2 H2CO3 HCO3- + H+

Approccio di Stewartall’Equilibrio Acido-Base

LE VARIABILI INDIPENDENTI LE VARIABILI INDIPENDENTI CHE DETERMINANO IL pHCHE DETERMINANO IL pH

Page 6: Lo ione idrogeno

Le variabili indipendenti di Le variabili indipendenti di StewartStewart

• 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

Page 7: Lo ione idrogeno

Fisica chimica dell’acquaFisica 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.

Page 8: Lo ione idrogeno

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

Page 9: Lo ione idrogeno

Legge della elettroneutralità nel plasma

Na+

Alb- Cl2

Cl-

Lactate

SO4--, OH-, others

PO4K+ Mg++,Ca++

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.

Page 10: Lo ione idrogeno

Le variabili indipendenti di Stewart ([SID+], [ATOT] e PCO2 con la costante di dissociazione dell’acqua (K'w), determinano le

variabili dipendenti [H+] e [HCO3-]

HCO3- H+ OH- A-

[SID+]

K'w

PCO2[ATOT]

Page 11: Lo ione idrogeno

Elettroneutralità nel plasma

HCO3-

Alb-

Pi-

XA-

Cl-

SIDe 150

100

50

mEq/L

XA- =anioni non misurati

Na+

K+,Ca2+,Mg2+

Cations

lactate

SIDa

SIG = SIDa -SIDe

Anions

A-

Page 12: Lo ione idrogeno

SIDACIDI DEBOLI

CO2

++----

00

Elettroneutralità

0 ?0 ?Strong Ion Gap (SIG)

SIG > 0 Acidosi Metabolica

Page 13: Lo ione idrogeno

SIDSID• 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).

Page 14: Lo ione idrogeno

22

3'

pCOsCOHCOlogpKpH

Approccio di Stewartall’Equilibrio Acido-Base

Page 15: Lo ione idrogeno

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 Stewartall’Equilibrio Acido-Base

Page 16: Lo ione idrogeno

Biochimica dell’AcquaQuasi tutte le soluzioni d’interesse biologico condividono

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

[H+]OH

H

H2O H+ + OH-

I fattori che determinano la dissociazionedell’acqua sono le leggi fisico-chimiche

ElettroneutralitàConservazione di massa

•SID•PCO2

•ATOT

• i 3 determinanti la [H+]

Dissociazione dell’acqua Queste variabili hanno una relazione di causa sulla concetrazione degli H+

non una semplice correlazione

Page 17: Lo ione idrogeno

Soluzione Neutra Soluzione acida

+ 10 mmol/L Na+Cl- +10 mmol/L H+Cl-

H+ 100nmol/LOH- 100nmol/LNa+ 10mmol/LCl- 10mmol/L

H+ =10mmol/LOH- = 4.4x10 -9 nmol/L

Na+ 10mmol/LCl- 20mmol/L

Page 18: Lo ione idrogeno

Soluzione Alcalina Soluzione Alcalina

+ 10 mmol/L Na+OH- +5 mmol/L H+Cl-

H+ =4.4x10 -9 nmol/LOH- =10 mmol/LNa+ =20mmol/LCl- =10mmol/L

H+ = 8.8x10 -9 nmol/LOH- =5 mmol/LNa+ =20mmol/LCl- = 15mmol/L

Page 19: Lo ione idrogeno

Paziente CriticoPaziente Critico• Disturbi complessi dell’equilibrio acido-

base• La patologia di base • I trattamenti terapeutici• La ventilazione meccanica

Page 20: Lo ione idrogeno

• Una classificazione delle alterazioni dei disturbi dell’equilibrio acido base, basata sull’ approccio di Stewart, è rappresentata nella Figura

Applicazioni ClinicheApplicazioni Cliniche

Page 21: Lo ione idrogeno

Classificazione delle alterazioni acido-base

Acidosi Alcalosi I° Respiratoria PCO2 PCO2

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] [Alb]

b. Fosfati inorganici [Pi] [Pi]

Page 22: Lo ione idrogeno

Caso ClinicoCaso ClinicoParametri Caso 1pH 7.30PaCO2 (mmHg) 30HCO3

- (mmol/L) 14.72Na+ (mmol/L) 139.8K+ (mmol/L) 4Cl- (mmol/L) 115Ca2-(mmol/L) 1.0Mg (mg/dL) 2Pi (mg/dL) 3.5Lattato(mmol/L) 1Albumina(g/dL) 4.4SBE (mEq/L) -10.85AG (mEq/L) 14.6SIDa (mEq/L) 31.46SIDe (mEq/L) 28.49SIG (mEq/L) 2.97

Caso 27.303014.72139.841151.023.511.5-10.8514.631.4620.7510.71

“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.

Page 23: Lo ione idrogeno

Acidosi MetabolicaAcidosi 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.

Page 24: Lo ione idrogeno

Alcalosi MetabolicaAlcalosi Metabolica

Ipoalbuminemia Sindrome Nefrosica, cirrosi epatica

Alto SIDCarico di Sodio,perdita di Cloro, vomito, drenaggio gastrico, diuretici, eccesso d mineralcorticoidi, Sindrome di Chushing, corticosteroidi esogeni

Page 25: Lo ione idrogeno

Materiali e metodiMateriali e metodiBE con l’equazione di Siggaard-AndersenAG=([Na+]+[K+])-([Cl-]+[HCO3-])AGCORRETTO=AGCALCOCLATO+2,5(4.3-albuminaOSSERVATA )SIDa=([Na+]+[K+]+[Mg2+]+[Ca2+])-([Cl-]+[Lattato-])SIDe=([2,46*10-8x([PCO2]/10-pH)]+[10x[Alb]x(0,123xpH-0,469)]+[([Pi]x10/30.97)x(0.309x[pH]-0.469)])

SIDe= [HCO3-] + [Alb-] + [Pi- ]

SIG= SIDa-SIDe.

Page 26: Lo ione idrogeno

Fisiologia secondo Fisiologia secondo l’approccio di Stewartl’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.

Page 27: Lo ione idrogeno

• 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 cloroL’importanza del cloro

Page 28: Lo ione idrogeno

• 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 cloroL’importanza del cloro

Page 29: Lo ione idrogeno

SID=50SID=25

Na+ 150mmol/LCl- 100mmol/L

Na+ 300mmol/2LCl- 250mmol/2L

Na+ 150mmol/LCl- 150mmol/L

Na+ 150mmol/LCl- 125mmol/L

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pH plasmatico

[SID]PCO2

[ATOT]

Plasma

UPSETTERS

Tratto GIDieta

Circolazionetissutale

REGULATORS

Rene

Polmone

Fegato

RBC………..Fluido interstiziale Fluido intracellulare

MODIFIERS

Fisiologia secondo StewartFisiologia secondo Stewart

Page 31: Lo ione idrogeno

Rene 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 all’ammoniaca (NH3+H+NH4+).

Page 32: Lo ione idrogeno

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.

Page 33: Lo ione idrogeno

Tratto gastrointestinale

Cl- H+

H2O

CO2 + OH-

H+

3HCO3

Post-prandial“alkaline tide”

HCO3-

parietal cell

Page 34: Lo ione idrogeno

OH- + CO2

H2O

HCO3-

CA

HCO3-

H+HB

Cl-

The chloride shift

Capillary system

Red cell

CO2

H+ + K+Hb- H+Hb- + K+ + O2

O2

Globulo RossoGlobulo Rosso

Page 35: Lo ione idrogeno

L’importanza dell’Albumina

[Atot][Atot]

Page 36: Lo ione idrogeno

AlbuminaAlbumina• 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.

Page 37: Lo ione idrogeno

AlbuminaAlbumina• 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

Page 38: Lo ione idrogeno

• 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

Page 39: Lo ione idrogeno

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

Page 40: Lo ione idrogeno

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

Page 41: Lo ione idrogeno

Valutare l’incidenza di acidosi Valutare l’incidenza di acidosi metabolica con i metodi tradizionali e metabolica con i metodi tradizionali e

quello di Stewartquello di Stewart

Page 42: Lo ione idrogeno

Anioni non misuratiAnioni 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).

Page 43: Lo ione idrogeno

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

Page 44: Lo ione idrogeno

STUDIO CLINICOSTUDIO CLINICO

Studio prospettico, non Studio prospettico, non randomizzato, osservazionale randomizzato, osservazionale con lo scopo di confrontare gli con lo scopo di confrontare gli approcci diagnostici all’equilibrio approcci diagnostici all’equilibrio acido base attualmente acido base attualmente disponibili nei pazienti Criticidisponibili nei pazienti Critici

Page 45: Lo ione idrogeno

Obiettivi dello studioObiettivi 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

Page 46: Lo ione idrogeno

Materiali e metodiMateriali e metodiBE con l’equazione di Siggaard-AndersenAG=([Na+]+[K+])-([Cl-]+[HCO3-])AGCORRETTO=AGCALCOCLATO+2,5(4.3-albuminaOSSERVATA )SIDa=([Na+]+[K+]+[Mg2+]+[Ca2+])-([Cl-]+[Lattato-])SIDe=([2,46*10-8x([PCO2]/10-pH)]+[10x[Alb]x(0,123xpH-0,469)]+[([Pi]x10/30.97)x(0.309x[pH]-0.469)])

SIDe= [HCO3-] + [Alb-] + [Pi- ]

SIG= SIDa-SIDe.

Page 47: Lo ione idrogeno

Materiali e metodiMateriali e metodi

340 osservazioni 114 pazienti

prelievi giornalieri tra le ore 6 e le ore 8un tempo massimo di 5 giorni 1°,2°,3°,5°

variabili inclusecaratteristiche demografiche, SAPS II,SOFA, PaO2/FiO2, elettroliti, albumina, pH,PCO2, tHb,lattato

58 pazienti5 giornate

Page 48: Lo ione idrogeno

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 popolazioneCaratteristiche popolazione

Page 49: Lo ione idrogeno

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 popolazioneCaratteristiche popolazione

Page 50: Lo ione idrogeno

Caratteristiche popolazioneCaratteristiche popolazioneParametri Misurati Media±DS Min-MaxpH 7.442±0.06 7.19-7.7PaCO2(mmHg) 39.96± 0.07 24.6-71.6HCO3

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

Page 51: Lo ione idrogeno

Caratteristiche popolazioneCaratteristiche popolazioneParametri calcolati Media±DS Min-MaxAGcalcolato(mEq/L) 10.9±4.8 -4.19-25

AGcorretto(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

SIDa(mEq/L) 40.22±5.04 24.1-76.6

SIDe(mEq/L) 36.2±5.4 23.4-81.6

SIG(mEq/L) 3.99±4.7 -8.8-17.4

Page 52: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

Page 53: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati• 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)• 108 pazienti ipoalbuminemia(Alb≤3.5)

Page 54: Lo ione idrogeno

Valutare l’incidenza di acidosi Valutare l’incidenza di acidosi metabolica con i metodi tradizionali e metabolica con i metodi tradizionali e

quello di Stewartquello di Stewart

Page 55: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

-10 0 10 20 30 40

SBE

-9

-4

1

6

11

16

21

SIG

Y=5.26+0.44X R=-0.43 R2=0.18

Y=-5.19+ 0.84X R=0.84 R2=0.71

Y=-9.75+0.88X R=0.92 R2=0.84

Page 56: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati58 pazienti 5 giornate

Giorno 1° 2° 3° 5°

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

Page 57: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultatiGiorno 1° 2° 3° 5°

AG(mEq/L) 11.7±4.7 10.8±4.9 10.8±3.3 11.2±4.7

AGcorretto(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

SIDa(mEq/L) 39.0±4.2 39.9±4.0 41.1±4.4 41.1±4.4

SIDe(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

Page 58: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati• 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)

Page 59: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati• PCO2• Cloro• Calcio• Magnesio• Fosfati inorganici• Albumina• AG• AG corretto per albumina• SIG

P>0.05

Page 60: Lo ione idrogeno

Confrontare la differente capacità di BE, Confrontare la differente capacità di BE, SIG e AG nel porre diagnosi di acidosi SIG e AG nel porre diagnosi di acidosi

metabolicametabolica

114

100 14sopravvissuti

Non sopravvissuti

Page 61: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultatiParametri Sopravvissuti Non_SopravvissutiSAPS II 41.2± 16.1 57.4± 13.7SOFA 5.36± 2.59 8.28± 2.30PaO2/FiO2 269.1±114.1 228.6±97.0

pH 7.430±0.073 7.436-0.057PaCO2 (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±6.6K+ (mmol/L) 4.01±0.73 3.73±0.40Cl-(mmol/L) 104.0±7.6 103.9±8.7Ca2+ (mmol/L) 1.11±0.15 1.11±0.15Mg2+ (mmol/L) 1.84±0.36 1.98±0.26Pi (mmol/L) 3.83±1.64 3.56±1.82Lattati (mmol/L) 1.63±0.93 2.70±2.67Albumina (g/dL) 2.52±0.61 2.44±0.76tHb (g/dL) 10.41±2.37 10.66±2.36Glicemia(mg/dL) 145.4±110.1 145.5±41.2Creatininemia 1.88±1.94 2.18±1.74AGcalcolato(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±4.28SIG(mEq/L) 4.21±4.51 5.22±4.28SIDa(mEq/L) 39.80±5.82 38.94±5.30

SIDe(mEq/L) 35.59±6.59 33.72±4.89

Page 62: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati• 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.

Page 63: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

Page 64: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

Parametro R PSOFA 0.42 <0.0006

SAPSII 0.36 <0.0015

Page 65: Lo ione idrogeno

DiscussioneDiscussione• 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

Page 66: Lo ione idrogeno

DiscussioneDiscussione• 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

Page 67: Lo ione idrogeno

ConclusioniConclusioni• 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

• il 40% dei pazienti esaminati erano post-chirurgici

Page 68: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

1 2 3 5

GIORNATA

137

138

139

140

141

Na

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

Page 69: Lo ione idrogeno

RisultatiRisultati

1 2 3 5

GIORNATA

24

25

26

27

28

HC

O3

GIORNATA

SB

E

1 2 3 50

1

2

3

4

5

1 2 3 5

GIORNATA

38

39

40

41

42

SID

a

1 2 3 5

GIORNATA

33

34

35

36

37

38

SID

e

Page 70: Lo ione idrogeno

Unmeasured anions identified by the Fencl-Stewart method predict mortalitybetter than base excess, anion gap, and lactate in patients in the pediatricintensive 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 PatientsVLADIMIR FENCL, ANTONÍN JABOR, ANTONÍN KAZDA, and JAMES FIGGE

 Am J Respir Crit Care Med Vol 162. pp 2246–2251, 2000

Page 71: Lo ione idrogeno

• Nelle unità di terapia intensiva, sono frequenti le alterazioni nell’omeostasi del cloro. Nel nostro studio presenti in 33 pazienti. Queste sono dovute in massima parte, all’infusione intravenosa di liquidi, all’ acidosi tubulare renale, alla terapia diuretica, alle perdite gastrointestinali, allo scambio ionico in corso di acidosi o alcalosi respiratoria, alla disidratazione.

• . L’effetto delle variazioni della concentrazione del cloro sull’equilibrio acido-base è conosciuto da molti anni, inoltre, è stato dimostrato su modelli animali che l’infusione di soluzione fisiologica causa acidosi metabolica non “diluendo” il bicarbonato, ma a causa del suo apporto di ioni cloro.

• Dal punto di vista fisicochimico questo è completamente previsto. Il bicarbonato è una variabile dipendente, quindi non può essere la causa dell’acidosi. Invece l’aumento del cloro diminuendo il SID (una variabile indipendente), determina un incremento nella dissociazione dell’acqua e, quindi, della concentrazione di idrogeno. In queste situazioni l’anion gap può essere normale e non evidenziare l’acidosi metabolica

Page 72: Lo ione idrogeno

Henderson e HasselbalchHenderson e Hasselbalch

pH = pK + log [HCO3

-] 0.03 PaCO2

Standard Standard Base ExcessBase Excess

HCOHCO33--

AGAG