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ACQUA E SALEACQUA E SALE Milano, 9 giugno 2012
Quale approccio ai disordiniQuale approccio ai disordini acido-base?
Ernesto Cristiano Lauritano
Dipartimento di Emergenza e AccettazioneAzienda Ospedaliera Nazionale
SS. Antonio e Biagio e Cesare Arrigo
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ProgrammaProgramma
• Confronto tra modelli interpretativi
• Casi clinici• Casi clinici
• La nostra esperienza
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ProgrammaProgramma
• Confronto tra modelli interpretativi
1 Il modello di Boston1. Il modello di Boston2. L’approccio di Stewart
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ProgrammaProgramma
• Confronto tra modelli interpretativi
1 Il modello di Boston1. Il modello di Boston2. L’approccio di Stewart
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Modello di Boston L’equazione di Henderson-Hasselbach
pH = pK + log [HCO -]
Marker disturbi metabolici
pH = pK + log [HCO3 ]pCO2
Marker disturbi respiratori
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Modello di Boston pH = pK + log [HCO3
-]pCO2p 2
[HCO -][HCO3 ]
pCO2
pHpH
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Modello di Boston Le regole del compenso
- L’organismo tende a riportare entro i limiti fisiologici il pHattivando i meccanismi di compenso
- Il compenso prevede precisi rapporti matematici tra HCO3- e
pCO2 (compenso atteso)
Il i d l è i d ll di- Il rispetto del compenso atteso è espressione della presenza diun disturbo semplice
- Il mancato rispetto del compenso atteso è espressione di undisturbo mistodisturbo misto
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Modello di Boston
Tipo di disturbo Compenso attesop p
Acidosi respiratoria acuta [HCO3-] = 0.1 x pCO2
Alcalosi respiratoria acuta [HCO3-] = - 0.2 x pCO2
Acidosi respiratoria cronica [HCO -] = 0 35 x pCOAcidosi respiratoria cronica [HCO3-] = 0.35 x pCO2
Alcalosi respiratoria cronica [HCO3-] = - 0.4 x pCO2
Acidosi metabolica pCO2 = 1.2 x [HCO3-]
Alcalosi metabolica pCO2 = 0.7 x [HCO3-]
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Modello di Boston I limiti delle regole del compenso
- Il compenso non è mai completo, nel senso che il pH nonsi normalizza mai del tutto
U i i è l’ l l i i t i i d il- Unica eccezione è l’alcalosi respiratoria cronica, dove ilpH può rientrare nei valori normali
- Un pH normale, quindi, in presenza di una alterazione deivalori di HCO3
- e pCO2 , sta in genere a significare non checi troviamo di fronte ad un disordine compensato, ma ad undi di i t t tdisordine misto e contrapposto
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Modello di Boston L’anion gap e le acidosi metaboliche
([Na+] + [K+]) – ([HCO3-] + [Cl-]) = 16 mEq/l
1. Acidosi metaboliche da consumo di bicarbonato:anion gap aumentato normocloremicheanion gap aumentato, normocloremiche
2. Acidosi metaboliche da perdite di bicarbonato:anion gap normale, ipercloremiche
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ProgrammaProgramma
• Confronto tra modelli interpretativi
1 Il modello di Boston1. Il modello di Boston2. L’approccio di Stewart
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Approccio di Stewart ppTre fondamentali principi fondamentali
• Principio dell’elettroneutralità: in soluzionel d ll i h iti dacquosa, la somma delle cariche positive deve
essere uguale alla somma delle cariche negative
• Principio della conservazione della massa: laquantità di una sostanza rimane uguale a menoq gche non sia aggiunta o rimossa
T tti li id i i li id ili i d i• Tutti gli idrogenioni e gli idrossilioni derivanodalla dissociazione dell’acqua
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Approccio di Stewart pp
Tre variabili indipendenti del pH
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Approccio di Stewart pp
Tre variabili indipendenti del pH
pCO2
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Approccio di Stewart pp
Tre variabili indipendenti del pH
pCO2
Strong Ion Difference (SID)
(Cationi forti) – (Anioni forti)(Cationi forti) – (Anioni forti)
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Approccio di Stewart pp
Tre variabili indipendenti del pH
pCO2
Strong Ion Difference (SID)
(Cationi forti) – (Anioni forti)(Cationi forti) – (Anioni forti)
A tot
(Acidi deboli totali: proteine plasmatiche)
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Proprietà dell’acqua
1. Elevata costante dielettrica 2. Elevata concentrazione
Dissociazione di soluti elettrolitici
Na+ Cl- 55 Mol/l
Ottimo solvente Sorgente inesauribile di H+ e OH-H e OH
3. Scarsa ma importante dissociazione
H2O H+ + OH-2
K’w = [H+] x [OH-] = 10 -14
[H+] = [OH-] = 10 -7[H+] - [OH-] = 0
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Aggiungiamo ioni forti all’acqua
Ioni forti: ioni completamente dissociati in soluzione acquosa
NaCl Na+ + Cl-
q
NaCl Na + Cl
SID (Strong ion difference)= [Na+] [Cl-] = 0
([Na+] + [H+]) – ([OH-] + [Cl-]) = 0
[H+] - [OH-] = 0
SID (Strong ion difference)= [Na+] - [Cl ] = 0
K’w = [H+] x [OH-] = 10 -14
[H ] - [OH ] = 0
[H+] = [OH-] = 10 -7 pH = 7
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Aggiungiamo un acido all’acquagg g q
HCl H+ + Cl-
[H+] – ([OH-] + [Cl-]) = 0
SID (Strong ion difference)= 0 - [Cl-]
[ ] ([ ] [ ])
[H+] – ([OH-] + [Cl-]) = 0
K’w = [H+] x [OH-] = 10 -14
[H+] ([OH ] [Cl ]) 0 pH < 7[H+] – ([OH-] + [Cl-]) = 0 pH < 7
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Avviciniamoci al plasma…
140 mEq Na+140 mEq Na
100 mEq Cl-
([Na+] + [H+]) – ([OH-] + [Cl-]) = 0
SID (Strong ion difference)= [Na+] - [Cl-] = 40 mEq/l
([ ] [ ]) ([ ] [ ])
([Na+] + [H+] ) – ([OH-] + [Cl-]) = 0
K’w = [H+] x [OH-] = 10 -14
([Na+] + [H+] ) – ( [OH-] + [Cl-]) = 0 pH > 7
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In pratica
[H+] [OH-]
pH 7- +
[H ] [OH ]
0
+
SID- +
SID > 0 [H+] [OH-] pH >7
[H+]SID < 0 [OH-] pH <7
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… e nel plasma? p
Na+
SID
K+
Ca+ +
XA-
Mg+ +
Cl-
SID = (Na+ + K+ + Ca+ + + Mg+ + ) – (Cl- - XA-) = 42 mEq/l
XA- = lattati + chetoacidi + solfati
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SID e pH plasmatico
Na+
K+XA-
Na+
K+ XA K+
Ca+ +
K+
Ca+ +
XA-
Mg+ +
Cl-
Mg+ +
Cl-
SID normale
Rid i OH d t H+
Aumento XA-
Riduzione SIDRiduzione OH- ed aumento H+
Acidosi metabolica
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Approccio di Stewart T i bili i di d ti d l HTre variabili indipendenti del pH
- pCO2
- Strong Ion Difference (SID)Strong Ion Difference (SID)
A- Atot
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ProgrammaProgramma
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Esempio 1 : embolia polmonare
Approccio di Boston Approccio di Stewart
pH 7.67pCO2 14 mmHgHCO3- 18 mEq/l
Alcalemia
Alc. Respiratoria [HCO3
-]: - 0.2 x pCO2
Alcalosi respiratoriaq
K + 3.5 mEq/lNa + 139 mEq/lCa ++ 2 1 mEq/l
[ 3 ] p 2
Ca ++ 2.1 mEq/lMg ++ 2.1 mEq/lCl - 109 mEq/lA tot 6.5 g/dlLattato 0.6 mEq/lSID 42.3 mEq/l Nessun disturboSID 42.3 mEq/l
Disturbo semplice
Nessun disturbo
Disturbo semplice
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Esempio 2 : shock settico
Approccio di Boston Approccio di Stewart
pH 7.18pCO2 23 mmHgHCO3- 10 mEq/l
Acidemia
Ac. Metabolica pCO2: 1.2 x [HCO3
-] Alcalosi respiratoriaq
K + 7.5 mEq/lNa + 145 mEq/lCa ++ 2 3 mEq/lCa ++ 2.3 mEq/lMg ++ 2.6 mEq/lCl - 118 mEq/lA tot 6.7 g/dlLattato 11.8 mEq/lSID 20.6 mEq/l Acidosi metabolicaSID 20.6 mEq/l
Disturbo semplice
Acidosi metabolica
Disturbo doppio
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Esempio 3 : chetoacidosi diabetica
Approccio di Boston Approccio di Stewart
pH 6.8pCO2 40 mmHgHCO3- 6 mEq/l
Acidemia
Ac. Metabolica Nessun disturboAc. Respiratoria
qK + 4.6 mEq/lNa + 150 mEq/lCa ++ 2 7 mEq/lCa ++ 2.7 mEq/lMg ++ 2.6 mEq/lCl - 113 mEq/lA tot 6.7 g/dlLattato 2.9 mEq/lSID 27.9 mEq/l Acidosi metabolicaSID 27.9 mEq/l
Disturbo doppio
Acidosi metabolica
Disturbo singolo
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Clinica:Clinica:Respiro di KussmaulC it i i bil t liCrepitazioni bilaterali
Parametri:Sat O2 84%Sat O2 84%PaO2 56 mmHg
Esami strumentali:Esami strumentali:Rx torace
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Esempio 4 : crampi muscolari
pH 7.54
Approccio di Boston Approccio di Stewart
AlcalemiapCO2 52 mmHg
HCO3- 40 mEq/l
pCO2: 0.7 x [HCO3-] Acidosi respiratoria
Alc. Metabolica K + 2.2 mEq/l
Na + 145 mEq/l
Ca ++ 2.1 mEq/l
Mg ++ 2.0 mEq/l
Cl - 95 mEq/l
A tot 6.0 g/dl
Lattato 1 0 mEq/lLattato 1.0 mEq/l
SID 56.3 mEq/l Alcalosi metabolica
Disturbo singolo Disturbo doppio
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Esempio 5 : vomito in anoressia
pH 7.57
Approccio di Boston Approccio di Stewart
AlcalemiapCO2 48 mmHg
HCO3- 44 mEq/l
Alc. Respiratoria pCO2: 0.7 x [HCO3
-]Acidosi respiratoria
Alc. Metabolica K + 2.3 mEq/l
Na + 147 mEq/l
Ca ++ 2.1 mEq/l
Mg ++ 2.0 mEq/l
Cl - 96 mEq/l
A tot 5.0 g/dl
Lattato 1 1 mEq/lLattato 1.1 mEq/l
SID 56.6 mEq/l Alcalosi metabolica
Disturbo doppio Disturbo doppio
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Boston vs Stewart
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Quale trattamento?“Soluzione fisiologica”
140140
mEq/L + SID plasma = 40 mEq/lq + –p q
Na+ Cl-0
140
mEq/L SID sol. fis. = 0 mEq/lmEq/L + –SID sol. fis. 0 mEq/l
Sol. fis. è acida ed i l i i tt l
0ipercloremica rispetto al
plasma
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ProgrammaProgramma
• Confronto tra modelli interpretativi
• Casi clinici• Casi clinici
• La nostra esperienza
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Metodi
100 i i i i i i i i• 100 pazienti giunti presso il Dipartimento diEmergenza ed Accettazione dell’A.S.O. “SS. Antonio eBiagio e Cesare Arrigo” AlessandriaBiagio e Cesare Arrigo , Alessandria
• Scheda anamnestica contenente dati anagrafici• Scheda anamnestica contenente dati anagrafici,principali patologie, motivo di accesso presso il DEA eterapie praticatep p
• Emogasanalisig
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Dati demograficig
Popolazione 100opo a o e 00
Sesso M hi 61 (61%)Maschi
Femmine61 (61%)39 (39%)
Età media (anni) 62.0 ± 10
Comorbidità 72 (72%)
Razza Bianca 75 (71%)Nera
Asiatica17 (16%)
8 (9%)
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Dati demografici
Pazienti Numero (%)Morbilità
BPCO riacutizzata/polmonite 45 (45%)BPCO riacutizzata/polmonite 45 (45%)
Scompenso cardiaco 53 (53%)
Embolia polmonare 14 (14%)
Sespsi/shock settico 34 (34%)
Insufficienza renale 43 (43%)
Diabete mellito 40 (40%)Diabete mellito 40 (40%)
Diarrea/vomito 32 (32%)
Ansia/agitazione 25 (25%)
Epatopatia 27 (27%)
Farmaci
Diuretici 55 (55%)Diuretici 55 (55%)
Steroidi 21 (21%)
Insulina 25 (25%)
Antibiotici 24 (24%)
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Risultati 1
Tipo di disturbo Modello Boston Modello Stewart
Semplice 43% 31%
Doppio 55% 64%opp o 55% 6 %
Triplo 2% 4%
Nessun disturbo 0% 1%
Classificazione dei disturbi emogasanalitici
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Risultati 2
Distubo semplice respiratorio
Modello Boston Modello Stewart
Alcalosi respiratoria 19 (44.2%) 19 (61.3%)
Acidosi respiratoria 8 (18.6%) 7 (22.6%)
Totale 27 (62.8%) 26 (83.9%)
Classificazione dei disturbi emogasanalitici respiratori semplici
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Risultati 3
Distubo semplice metabolico
Modello Boston Modello Stewart
Alcalosi metabolica 4 (9.2%) 1 (3.2%)
Acidosi metabolica 12 (28.0%) 4 (12.9%)
Totale 16 (37.2%) 5 (16.1%)
Classificazione dei disturbi emogasanalitici metabolici semplici
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Risultati 4
Disturbo doppio primariamente respiratorio
Modello Boston Modello Stewartprimariamente respiratorio
Ac. Res. + Ac. Met. 7 (12.7%) 7 (10.9%)Ac. Res. Ac. Met. 7 (12.7%) 7 (10.9%)
Ac. Res. + Alc. Met. 9 (16.4%) 10 (15.7%)
Alc. Resp. + Ac. Met. 8 (14.6%) 9 (14.1%)
Alc. Resp. + Alc. Met. 6 (10.9%) 6 (9.4%)
Totale 30 (54.6%) 32 (50.1%)
Classificazione dei disturbi doppi primariamente respiratori
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Risultati 5Disturbo doppio
primariamente metabolicoModello Boston Modello Stewart
p
Ac. Met. + Ac. Resp. 4 (7.2%) 1 (1.6%)
Ac. Met. + Alc. Resp. 11 (20.0%) 19 (29.6%)
Alc. Met. + Ac. Resp. 1 (1.8%) 5 (7.8%)
Alc Met + Alc Resp 8 (14 6%) 7 (10 9%)Alc. Met. + Alc. Resp. 8 (14.6%) 7 (10.9%)
Ac. Met. + Alc. Met. 1 (1.8%) 0 (0%)
Totale 25 (45.4%) 32 (49.9%)
Classificazione dei disturbi doppi primariamente metabolici
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Risultati 6
Disturbo Modello Boston Modello % semplice Stewart corrispondenza
Al l i 19 19 100%Alcalosi respiratoria
19 19 100%
Acidosi 8 7 87 5%Acidosi respiratoria
8 7 87.5%
Alcalosi 4 0 0%metabolica
Alcalosi 12 3 25.0%metabolica
Corrispondenza tra i due modelli nei disturbi semplici
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Risultati 7
Disturbo doppio Modello Boston Modello Stewart %Disturbo doppio Modello Boston Modello Stewart % corrispondenza
Ac. Resp. + Ac. Met. 7 7 100%Ac. Resp. Ac. Met. 7 7 100%
Ac. Resp. + Alc. Met. 9 9 100%
Alc. Resp. + Ac. Met. 8 7 87.5%
Alc. Resp. + Alc. Met. 6 6 100%
Corrispondenza tra i due modelli nei disturbi doppi primariamente respiratori
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Risultati 8
Disturbo doppio Modello Boston Modello Stewart % ppcorrispondenza
Ac. Met. + Ac. Resp. 4 0 0%
Ac. Met. + Alc. Resp. 11 7 63.6%
Alc. Met. + Ac. Resp. 1 1 100%
Alc. Met. + Alc. Resp. 8 6 75%
Ac Met + Alc Met 1 0 0%
Corrispondenza tra i due modelli nei disturbi doppi primariamente
Ac. Met. + Alc. Met. 1 0 0%
Corrispondenza tra i due modelli nei disturbi doppi primariamente metabolici
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Conclusioni• Ad oggi, non esiste un gold standard per l’interpretazione
dell’equilibrio acido-base ed idroelettrolitico
• La scuola di Boston e la teoria di Stewart sono sovrapponibili perquanto riguarda l’inquadramento dei disturbi respiratori, non per idisturbi metabolicidisturbi metabolici
• Il management del paziente, nella pratica clinica, può essere in alcunig p , p , pcasi significativamente diverso a seconda del modello interpretativoutilizzato
• L’emogasanalisi, del resto, pur fornendo una serie preziosa diinformazioni, è solo uno dei tasselli dell’inquadramento clinico delpaziente
• Ricordarsi sempre• Ricordarsi sempre…
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Curare il paziente, non curare gli esami p , g(e tanto meno l’emogas!!!)
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…ZZZ...Basta papà,
ci hai fatto addormentare…
Lorenzo Gregorio LauritanoLorenzo Gregorio Lauritano
Alessandria, 31 maggio 2012