Alan W. Grogono, M.D.
Chairman and Merryl and Sam Israel Professor
Department of Anesthesiology
Tulane University School of Medicine, New Orleans
Terapia d'Emergenza: Il metabolismo corporeo produce acido (carbonico) respiratorio. L'insufficienza cardiorespiratoria tende a produrre un accumulo di acido (lattico) metabolico. Perciò in emergenza è usuale trovare che il trattamento richiesto consiste nella correzione di un acidosi metabolica o respiratoria. Per questa ragione, e per semplificare, nei paragrafi seguenti si tratta principalmente dell'acidosi e della sua correzione:
Acidosi Respiratoria. La decisione di ventilare un paziente per ridurre la PCO2 è una decisione clinica e si basa sul riscontro di esaurimento del paziente, sulla prognosi, sulle prospettive di miglioramento della terapia già in atto, e in parte sul livello di PCO2 . Una volta presa la decisione, il valore di PCO2 aiuta a calcolare la correzione appropriata. La PCO2 riflette l'equilibrio tra produzione di anidride carbonica e la sua eliminazione. A meno di modificazioni nella percentuale metabolica, la quantità di anidride carbonica da eliminare rimane costante. Essa determina direttamente la ventilazione necessaria e il livello di PCO2. Dove VT = tidal volume (volume corrente) e f = frequenza respiratoria:
PCO2 x Ventilazione = Costante, quindi,
PCO2 x VT x f = k
Questa equazione significa che lo stesso numero di molecole di anidride carbonica possono essere eliminate con un'alta ventilazione ad una bassa PCO2 o con una bassa ventilazione ad alta PCO2. Una nuova PCO2 può essere raggiunta selezionando una ventilazione tale che il prodotto dei due parametri dia la stessa costante. Per esempio, se la PCO2 = 60 e la ventilaizone = 4 L/min (4 x 60 = 240), allora per raggiungere una PCO2 = 40, la ventilazione dovrà essere aumentata a 6 L/min (6 x 40 = 240). In generale, si assiste al ritorno dal disturbo acuto ai valori normali. Nei disturbi cronici, es. l'insufficienza respiratoria cronica, è più saggio essere prudenti e mirare alla PCO2 solita del paziente che può essere considerevolmente più alta di 40 mmHg.
Acidosi Metabolica. Il trattamento dell'acidosi metabolica è di nuovo molto controverso sul piano clinico. La terapia con bicarbonato è giustificata quando l'acidosi metabolica accompagna le difficoltà nella rianimazione di un soggetto o nel mantenimento della stabilità cardiovascolare. Una dose tipica di bicarbonato può essere di 1 mEq per chilogrammo di peso corporeo seguito dal controllo dell'emogasanalisi. L'effetto di una dose di bicarbonato può essere anticipato calcolando la dose richiesta per una completa correzione. Una dose minore è proporzionalmente meno efficace. Questo calcolo è basato sul BE e sulla grandezza dello spazio trattabile (0.3 x peso, cioè 21 liters, vedi sotto Fsiologia):
Dose (mEq) = 0.3 x peso(kg) x BE (mEq/L)
La dose calcolata sarà sufficiente a portare il disturbo metabolico a circa zero. Questa dose completa è molto raramente raccomandata. Come detto sopra, siamo soliti dare una piccola dose standard e rivalutare; oppure somministrare circa la metà della dose calcolata. Ci sono alcune ragioni per questa precauzione:
1. il bicarbonato è inizialmente iniettato nel volume plasmatico, circa 3 litri, invece dello spazio trattabile calcolato di 21 litri.
2. quando il bicarbonato è aggiunto all'acido esso è "frizzante". Fortunatamente ciò non si verifica letteralmente nel sangue.Tuttavia la maggioranza del bicarbonato è convertita ad anidride carbonica e viene eliminata. Per ogni 100 mEq convertiti, circa 2.24 litri di anidride carbonica vengono esalati, equivalenti a dieci minuti di produzione normale.
3. l'anidride carbonica prodotta entra nelle cellule liberamente, a differenza degli ioni bicarbonato che sono stati somministrati. Perciò l'interno della cellula dovrebbe inizialmente diventare più acido. Comunque, ciò non è stato confermato da studi diretti usando la risonanza magnetica nucleare (Severinghaus, Personal Communication 1986).
4. il bicarbonato è accompagnato dagli ioni sodio che aumenteranno l'osmolarità del liquido extracellulare. In combinazione con altre terapie, come glucosio endovenoso, l'iperosmolarità può diventare critica e causare coma. Nei neonati una rapida infusione di bicarbonati può causare un'emorragia intracranica.
5. Dopo che l'organismo ha trattato la sua acidosi metabolica, bisogna considerare una situazione residua di alcalosi metabollica, ipernatriemia e iperosmolarità.
Gap Anionico. Alcune cause di acidosi metabollica portano al rilascio di anioni nel liquido intracellulare che normalmente non sono misurati. Quando si verifica ciò, sarà evidente una inaspettata discrepanza trala somma dei principali cationi e la somma dei prinicipali anioni. La somma di solito è:
Na+ (140)+ K+ (5) = C1- (105) + HCO3- (25) + Gap (15)
Quando saranno presenti altri anioni addizionali non misurati, essi diverranno parte del "gap" che sarà allora corrispindentemente più ampio. Un gap maggiore di 30 suggerisce che esiste un aumento della concentrazione degli anioni non misurati. Sfortunatamente questo metodo si fonda sull'accuratezza di altre misurazioni. Un piccolo errore in numeri più grandi causa proporzionalmente un errore più grande nel risultato. Se è necessario quantizzare gli anioni, è più appropriato misurare la loro concentrazione. In pratica è sufficiente analizzare i lattati nell'ipossia tissutale, il 3-idrossibutirrato nella chetosi diabetica, e i fosfati o i solfati nell'insufficienza renale.
Quando il sangue è raffreddato, l'anidride carbonica diventa più solubile, riducendo la sua PCO2 di circa il 4.5% per oC. Il pH aumenta di circa 0.015 per oC perchè il principale tampone del sangue, l'emoglobina, accetta più ioni idrogeno sul gruppo alfa imidazolico quando è raffreddato. Tuttavia, appena viene riscaldato, il sangue ritorna di nuovo alla normalità. Queste modificazioni avvengono caratteristicamente quando il sangue raggiunge le estremità fredde e poi ritorna al cuore. Analoghe modificazioni si verificano quando un animale pecilotermico ("a sangue-freddo") è raffreddato e successivamente riscaldato. Per queste ragioni sembra appropriato e conveniente giudicare la normalità del sangue a 37o C. La nostra familiarità con la PCO2 e il pH a questa temperatura facilita le cognizioni in proposito. Senza conoscere i valori attuali a bassa temperatura, i valori normali a 37o possono essere assunti come quelli che realizzano le necessità tissutali. (Reeves and Rahn, 1979).
Tuttavia, vi sono circostanze in cui è necessario conoscere il valore di PCO2 a una temperatura più bassa. Se i valori arteriosi sono comparati ai gas espirati o di una pompa di ossigenazione, allora i valori arteriosi dovranno essere calcolati per una bassa temperatura. In diverse circostanze, comunque questo valore calcolato è duro da valutare perchè per noi non è familiare e quindi difficile da interpretare.
Molti testi e pubblicazioni esprimono la PCO2 in kilopascals (kPa). E' utile ricordare che questo valore è quasi lo stesso della percentuale della pressione atmosferica. Per esempio, la normale PCO2 arteriosa di 40 mmHg è 5.33 kPa o 5.61 %.
Un pascal = un newton per metro quadro. Un newton = circa 102 grammi di peso o circa 3.6 once di liquido. Perciò quando un newton (una piccola tazza di caffè) viene versato su un tavolo di un metro quadro, il risultante strato di acqua (0.102 mm H2O) è equivalente a un pascal. Una pressione di cento pascals (1 kPa) è circa 10.2 cm H2O o circa 7.75 mmHg. La pressione atmosferica è circa 1000 cm H2O (1034) o 100 kPa (101.9). Per convertire la pressione da mmHg a kPa, basta dividere il valore in mmHg per 7.5.
Per il controllo della funzione respiratoria e/o per l'attendibilità dei risultai, è raccomandabile sommare la pressione parziale di ossigeno e di anidride carbonica. La somma di questi due valori normalmente è di circa 140 mmHg in un paziente che respira aria: per il fatto che l'organismo non consuma nè produce azoto. Di conseguenza la pressione parziale di azoto è approssimativamente costante lungo la trachea, i bronchi e gli alveoli; l'azoto occupa la maggior parte della pressione atmosferica. Lo spazio rimanente è occupato dal vapore acqueo e dai gas respiratori. Poichè la presssione del vapore acqueo è pressocchè costante ne consegue che negli alveoli la somma dei gas respiratori occupa lo spazio rimanente. Se questa stessa somma appare nel sangue arterioso, ciò dipende dall'accuratezza dell'analisi e dalle prestazioni del polmone.
Se la somma di PO2 + PCO2 è maggiore di quella aspettata, allora l'analisi contiene un errore. is greater than expected, then the analysis contains an error. A sum which is smaller suggests that the lungs are failing to adequately transfer oxygen. For greater accuracy, this sum must incorporate the respiratory quotient (RQ). Then, at atmospheric pressure breathing room air, the corrected sum of the respiratory gases in the alveoli is 150 mmHg:
PO2 + PCO2 / RQ = 150 mmHg
Questo grado di accuratezza non è necessario per la gran parte delle situazioni. Inoltre il RQ è spesso sconosciuto. Di conseguenza è più semplice e ragionevole sommare la PCO2 e la PO2 direttamente.
PO2 + PCO2 = 140 mmHg
La variazione di pH alterail gardo di ionizzazione delle proteine e di molti farmaci. Poichè molte sostanze ionizzate non passano prontamente le membrane cellulari, le alterazioni di pH interessano sia le funzioni cellulari sia la potenza di diversi agenti farmaceutici. La relativa acidità tissutale, per esempio in prossimità di un ascesso, riduce l'efficacia delle soluzioni di anestetico locale. Per contro, la relativa alcalinità favorisce la cattura delle soluzioni di anestetico locale. L'alcalinità inoltre potenzia l'azione di farmaci come meperidina e morfina aumentando la disponibilità delle basi non cariche, lipofiliche ad attraversare la barriera emato-encefalica. (Shulman et al 1984).
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