TULBURARI ALE ECHILIBRULUI HIDROELECTROLITIC SI ACIDOBAZIC Tulburarile echilibrului hidroelectrolitic 1. Compartimentele hidrice ale organismului 2. Nevoile hidrice zilnice 3. Osmolaritate 4. Compozitia electrolitica a spatiilor hidrice 5. Reglarea echilibrului hidric 6. Tulburarile echilibrului hidric 6.1.Modificarile de volum ale sectoarelor hidrice 6.1.1. Contractia compartimentului extracelular 6.1.2. Contractia compartimentului intracelular 6.1.3. Expandarea compartimentului extracelular 6.1.4. Expandarea compartimentului intracelular. 6.2. Modificarile de osmolaritate 6.2.1. Natremia 6.2.1. Hiponatremia 6.2.2. Hipernatremia 7. Modificarile de compozitie 7.1. Modificarile concentratiei potasiului 7.1.1. Hipopotasemia 7.1.2. Hiperpotasemia 7.2. Modificarile calcemiei si fosfatemiei 7.3. Modificarile concentratiei magneziului Tulburarile echilibrului acido-bazic 1. Concepte de baza in analiza echilibrului acido-bazic 2. Modificari compensatorii 2.1. Sistemele tampon 2.2. Reglarea respiratorie 2.3. Reglarea renala 2.4. Reglarea metabolic 3. Parametrii sanguini necesari determinrii echilibrului acido bazic 4. Dezechilibre acido-bazice 4.1. Acidoza metabolica 4.2. Alcaloza metabolica 4.3. Acidoza respiratorie 4.4. Alcaloza respiratorie 4.5. Clinica dezechilibrelor acido-bazice 4.6. Tratamentul dezechilibrelor acido-bazice 4.6.1. Tratamentul acidozei metabolice 4.6.2. Tratamentul alcalozei metabolice 4.6.3. Tratamentul acidozei respiratorii 4.6.4. Tratamentul alcalozei respiratorii Bibliografie

1

Tulburarile echilibrului hidroelectrolitic 1. Compartimentele hidrice ale organismului Apa este principalul constituent al organismului, reprezentand in medie 60 % din greutate la barbati, 50-55 % la femei si 77 % la nou nascuti. Proporia volumului de ap total scade cu varsta si cu cresterea adipozitatii. Apa totala (AT) din organism este repartizat n trei compartimente: intracelular (IC) (60-66%), interstitial (IS) (20-25%) si intravascular (IV) (11-12%). Apa interstitiala si cea intravasculara formeaza volumul extracelular (EC). Acesta reprezinta 40% din volumul AT si 25% din greutate. Raportate la greutatea organismului cele 3 sectoare reprezinta, 35-40%, 15% si, respectiv 5%. Apa transcelulara reprezinta aproximativ 2% din AT si se formeaza in procesele de transport activ de la nivelul celulelor. Ea face parte din spatiul IS. Volemia - volumul sanguin - este compus din plasm i hematii, avand o component celular (40%) i una extracelular (60%). Ea este de aproximativ 75 ml/kg sau 8% din greutate. Mrimea acestor sectoare este meninut cu mare strictee prin mecanisme de reglaj care acioneaz asupra sistemelor de aport (metabolism i sete) i a celor de eliminare - rinichi, tegument, plmn, tub digestiv. Apa este obinut de organism exogen, prin digestie i prin producie metabolic ( apa endogen). Eliminrile fiziologice de ap au loc n principal prin rinichi (15-20 ml/kg/24 ore), cutanat (8 ml/kg/24 ore), respiraie (7 ml/ kg/24 ore) i scaune (12 ml/kg/24 ore). In total pierderile normale la adult variaz ntre 25 i 35 ml/kg/24 ore. 2. Nevoile hidrice zilnice Nevoile de aport hidric necesare acoperirii pierderilor fiziologice depind de vrst si greutate. La copii nevoile hidrice sunt crescute invers proporional cu vrsta. Astfel, nounscutul necesit aproximativ 120-50 ml/kg. La o greutate peste10 kg, volumul de ap necesar este de 50-100 ml/kg. El scade la o greutate peste 20 kg la 40-50 ml /kg, iar peste 40 kg la 3545 ml/kg. Necesarul hidric poate s creasc mult n condiii speciale: creterea temperaturii mediului ambiant sau la efort. Nevoile minimale de aport hidric sunt redate in tabelul 1. Tabel 1. Necesar lichidian zilnic minim greutate (kg) < 10 11-20 > 20 ml/kg/ora 4 2 1 ml/kg/zi 100 50 20

Aportul hidric normal se face pe cale digestiv oral. In conditii perioperatorii se face pe cai alternative, intravenos si digestiv (pe sond gastric sau duodenojejunal). In calcularea necesarului hidric trebuie sa se tina cont ca, in afara aportului exogen, apa poate s provin din metabolizarea substanelor alimentare. Astfel, 1 g de proteine produce 0,41 ml ap, 1 g de glucide 0,6 ml ap si 1 g de lipide 1,07 ml ap. In total, pentru un regim alimentar normal, apa metabolic este de 4-5 ml/kg sau 14 ml/100 calorii ale metabolismului. In inaniie total, 1 g esut consumat pentru acoperirea nevoilor energetice ale organismului

2

genereaz 1 ml ap. In condiii de catabolism crescut (catabolism de stres sau septic) consumul de esut propriu pentru acoperirea unor nevoi metabolice creste la nivele de 20-100 % peste nivelul metabolismului de baz, generand volume crescute de ap endogen. Secreiile tubului digestiv constituie o cantitate important de ap (tabelul 2) care, dac este pierdut n conditii patologice, poate s creeze grave deficite hidrice. Coninutul lor important de sruri si proteine contribuie la depleia ionic si azotat a organismului. Tabel 2. Compozitia secretiilor tubului digestiv (dupa Worthley LIG) Lichid (ml/zi)/ Volum Sodiu Potasiu compozitie (mmol/l) Suc gastric 1000-2500 60 10 Suc pancreatic 750 140 5-10 Bila 500 140 5-10 Lichid intestinal 2000-4000 110 5-10 Saliva 500-1000 30 20 Clor 100-120 70 100 100 10-35 Bicarbonat 0 40-70 40-70 25 0-15

Intraoperator, pentru mentinerea volemiei, necesarul de lichide include, pe langa nevoile minimale orare, fluidele de inlocuire a sangelui pierdut in plaga si apa care este sechestrata interstitial (spatiul 3). In functie de amploarea traumei chirurgicale, aceasta este de: 4 ml/kg (trauma minima), 6 ml/kg (trauma moderata) si, respectiv, 8 ml/kg (trauma mare). Definirea spatiilor de distributie este importanta in terapia lichidiana. Aprecierea necesarului de fluide pentru a corecta un deficit se face dupa formula: cresterea de volum estimata = volum infuzat X volumul plasmatic normal/ volum de distributie al particulelor sau volum infuzat = cresterea de volum estimata x volum de distributie/ volum plasmatic normal De exemplu, pentru a creste volemia la un adult de 70 kg cu 2 l, necesarul de solutii de glucoza 5% (G 5%) sau saline (ser fiziologic NaCl 0,9%) este: G 5% => 2 l x 42 l / 3 l = 28 l (spatiul de distributie este AT) NaCl 0,9% => 2 l x 14 l / 3 l = 9,3 l (spatiul de distributie este apa EC) Delimitarea spatiilor hidrice este fcut de membrane, al cror comportament fa de ap este identic, determinat de osmolaritatea diverselor sectoare. 3. Osmolaritate Osmolaritatea sau presiunea osmotica reprezinta numrul total de particule care se gsesc n soluie si defineste puterea cu care o soluie este capabil s atrag apa. Cu ct numrul de particule intr-o solutie este mai mare, cu att presiunea osmotic a soluiei este mai mare. Osmolaritatea nu se refera la cantitatea de substan exprimat gravimetric sau la numrul de sarcini electrice ci la concentratia particulelor dintr-o solutie. Ea se exprima in miliosmoli (mosm). Osmolaritatea reprezinta activitatea osmotica pe unitate de volum de solutie (apa + particule) si se exprima ca mosm/l iar osmolalitatea reprezinta activitatea osmotica pe unitate de volum de apa si se exprima in mosm/kg H2O. Deoarece volumul de apa in lichidele organismului este cu mult mai mare decat al particulelor dizolvate, termenii se pot folosi echivalent. Osmolaritatea (Osm) poate fi masurata in laborator prin determinarea punctului crioscopic al plasmei sau calculata prin formula : Osm = 2(Na+) + K+ + Up/2,8 + G/18 = 290 mOsm/l,

3

unde: Na+ = sodiul plasmatic (mmol/l), K+ = potasiul plasmatic (mmol/l), G = glicemia (mg/dl), U = uree plasmatica (mg/dl). Osmolalitatea lichidelor organismului variaz ntre 288 i 310 mOsm/ kg H2O. Deoarece, apa se deplaseaza dinspre solutiile cu activitate osmotica mica spre solutiile cu activitate osmotica mare, osmolaritatea trebuie sa aiba valori egale n cele trei sectoare de distribuie a apei, pentru ca acestea s-i menin volumul relativ. Din formula rezulta ca sodiul contribuie n cea mai mare msur la generarea presiunii osmotice. Deoarece el este principalul ion al spatiului EC, rezulta ca variaiile mari ale osmolalitii si, implicit ale volumelor spatiilor hidrice, sunt date de variaiile natremiei. Acestea vor fi discutate mai jos. Ureea difuzeaz rapid i uor n toate sectoarele organismului, astfel c nu determin diferene mari de osmolaritate ntre acestea, atunci cnd concentraia sa variaz ntr-unul din sectoare. Concentratia ei este importanta cand variaza rapid, ca de exemplu, n cursul hemodializei la bolnavi cu valori mari ale uremiei. Osmolalitatea efectiva sau tonicitatea ia in calcul doar natremia si glicemia si se calculeaza astfel: Tonicitate plasmatica = (2 x Na + + G/18 ) = 285 mOsm/kg H2O Rezulta ca azotemia este o conditie hiperosmolara dar nu hipertona. De obicei, tonicitatea este utilizata pentru a compara activitatea osmotica a doua solutii. Astfel, permite compararea osmolalitatii unei solutii parenterale cu a plasmei. Acestea pot fi hipo-iso sau hipertone. Presiunea osmotica trebuie diferentiata de presiunea coloid osmotica (Pco) sau presiunea oncotica (Po), care reprezinta forta creata de molecule mari, care nu trec prin membrane. Acestea atrag apa in sectorul in care se gasesc. Pco se opune presiunii hidrostatice si diferentele intre aceste presiuni determina filtrarea fluidelor in orice punct al sistemului capilar, conform legii lui Starling exprimata in ecuatia: Q = kA [(Pc-Pi) + &(Pcoi- Pcoc)], unde Q = fluidul filtrat k = coeficient de filtrare A = aria membranei capilare Pc = presiunea hidrostatica capilara Pi = presiunea hidrostatica interstitiala & = coeficient de reflectie pentru albumina Pcoi = presiunea coloid oncotica interstitiala Pcoc = presiunea coloid oncotica capilara 4. Compozitia electrolitica a spatiilor hidrice Compartimentele hidrice cuprind substante care nu disociaza in apa (non-elctrolitice), ca glucoza si ureea, si substante care disociaza in ioni (electroliti). Ionii au incarcatura electrica. Cei pozitivi sunt atrasi de electrodul negativ (catod) si se numesc cationi (Na+, K+) iar cei negativi de electrodul pozitiv (anod) si se numesc anoni (Cl-, HCO3-). Fiecare compartiment lichidian are o compozitie diferita a anionilor si cationilor (tabelul 3) dar, conform principiului elctroneutralitatii, suma anionilor este egala cu cea a cationilor. Sodiul este principalul ion al spatiului EC iar potasiul al celui IC. Tabelul 3. Compoziia ionic a compartimentelor hidrice (exprimat n mmol/l)(dupaWorthley) Plasm Lichid interstitial Lichid intracelular Sodiu 140 145 10 Potasiu 3,7 3,8 155 Calciu ionizat 1,2 1,2 20 mmol/l sau extrarenala (diaree, voma persistenta), cand sodiul urinar este < 10 mmol/l. Hiponatremia cu VEC normal este o hiponatremie isovolemica care presupune un castig de apa < 5 l si care determina hipoosmolaritate plasmatica dar rareori edem. In acest caz, sodiul

8

total este relativ normal. Ea poate apare ca urmare a intoxicatiei cu apa (polidipsia psihogena). In acest caz, sodiul urinar este < 10 mmol/l si urina are o osmolalitate < 100 mOsm/kg. O alta situatie este reprezentata de sindromul secretiei inadecvate de hormon antidiuretic (SIADH) care se instaleaza postoperator, in stari de stres, in boli pulmonare, ale sistemului nervos central, tumori, infectii. Sodiul plasmatic scade < 120 mmol/l, sodiul urinar este > 20-30 mmol/l, osmolalitatea urinara > 100-300 mOsm/kg. Hiponatremia postoperatorie are o cauza mixta, fiind datorata atat administrarii de lichide hipotone cat si SIADH. Hiponatremia cu VEC crescut (hipervolemica) este relativa si caracterizeaza starile edematoase in care sodiul total este crescut dar exista un exces de apa, mai mare decat excesul de sodiu (tabel 6) . Sodiul urinar este < 20 mmol/l in insuficienta cardiaca si hepatica si > 20 mmol/l in insuficienta renala. Tabloul clinic in hiponatremie este, in genera,. nespecific (tabel 9). Caracteristica este mielinoza centropontina care se produce in corectarea rapida a unei hiponatremii cronice. Hiponatremia produce hipoosmolaritate EC care determina fuga apei intracelular. In timp, creierul se adapteaza insa prin transportul activ al unor substante osmotice, ceea ce face ca osmolaritatea IC sa revina la normal. Corectarea rapida a natremiei, cu cresterea osmolaritatii EC, va determina contractie acuta a spatiului IC si instalarea unei encefalopatii ireversibile, fatale. Tabel 9. Tablou clinic in hiponatremie Neurologic edem cerebral si cresterea presiunii intracraniene (datorata hiperhidratarii celulare) alterarea constientei, coma, convulsii encefalopatie prin demielinizare mielinoza centropontina datorata corectarii rapide a natremiei leziuni hipofizare, paralizii de oculomotor, paralizii bulbare, tetrapareze Digestiv varsaturi, greata, pierderea apetitului Muscular crampe, slabiciune Tratamentul hiponatremiei se face in functie de volemie si prezenta simptomelor neurologice (tabel 10). Tabel 10. Principii de tratament in hiponatremie Hiponatremie cu VEC scazut Pacienti simptomatici: solutii saline hipertone Pacienti asimptomatici: solutii saline izotone * Resuscitare volemica in cazul in care sunt prezente semne de soc hipovolemic * Corectarea tulburarilor electrolitice si acido-bazice asociate * Solutii glucozate contraindicate (accentueaza hiponatremia prin aport hidric fara electroliti) Hiponatremie cu VEC normal Reducerea aportului de lichide Pacienti simptomatici: solutii saline hipertone Pacienti asimptomatici: solutii saline izotone * SIADH: eliminarea cauzei + furosemid pentru eliminarea apei libere Hiponatremie cu VEC crescut Restrictie salina (2 g NaCl/zi)

9

Diuretice Restrictie relativa de apa Hemodializa Tratament cauzal Pacienti simptomatici: diuretic (furosemid) + solutii saline hipertone Refacerea natremiei presupune calculul deficitului de sodiu care se poate face dupa formula: deficitul de sodiu = apa totala normala x (130 [Na+] actuala) Pentru prevenirea deshidratarii acute cerebrale si a mielinozei, rata cresterii natremiei este de maximum 0,5 mmol/l/ora (< 12 mmol/l in 24 ore, < 25 mmol/l in 48 ore), pana la max 130 mmol/l. Daca pacientul are convulsii datorate hiponatremiei severe, se admite corectia mai rapida pentru cateva ore (1-2 ml/kg/ora din solutia NaCl 3 % care contine 513 mmol Na+/l). 6.2. 3. Hipernatremia este definita prin cresterea natremiei > 150 mmol/l. Este o stare hiperosmolara care determina contractia compartimentului IC si se insoteste, de obicei, de un deficit apa. Ca si in cazul hiponatremiei, VEC poate fi scazut, normal sau crescut. Hipernatremia cu VEC scazut este rezultatul pierderilor de lichide hipotone (tabel 5). Acestea pot fi extrarenale, situatie in care, sodiul urinar este < 10 - 15 mmol/l dar cu osmolalitate urinara > 400 mosm/kg sau renale, situatie in care sodiul urinar este > 20 mmol/l iar osmolalitatea urinara < 300 mosm/kg. Hipernatremie cu VEC normal este, deasemeni, rezultatul pierderilor de apa (tabel 5) care pot fi renale sau extrarenale. Este caracteristica diabetului insipid, in care lichidele hipotone pierdute sunt inlocuite cu lichide izotone. Diabetul insipid reprezinta o tulburare de conservare a apei manifestata prin poliurie, cu urini diluate in care plasma este hipertona datorita hipernatremiei. In tipul central central se produce o inhibarea eliberarii de ADH de catre hipofiza posterioara, care poate fi de cauza anoxica, traumatica sau infectioasa (meningita). Osmolalitatea urinara este < 200 mosm/kg. In diabetul insipid de tip nefrogen, defectul este la nivel renal, unde exista o rezistenta la actiunea ADH. Acest tip poate fi indus de hipopotasemie, aminoglicozide, amfotericine, substante de contrast etc. Osmolalitatea urinara este 200 500 mosm/kg. Diagnosticul de diabet insipid presupune o proba de restrictie lichidiana care nu creste osmolalitatea urinara iar cel diferential, administrarea exogena de vasopresina care creste osmolalitatea urinara in tipul central. Hipernatremia cu VEC crescut este rezultatul unui exces de lichide hipertone, cel mai frecvent, iatrogen (tabel 5). Sodiul urinar este crescut > 20 mEq/l, ca si osmolalitatea urinara (> 300 mosm/kg). Tabloul clinic in hipernatremie este dominat de sete, caracteristica contractiilor de spatiu IC. In formele cu VEC scazut tegumentele si mucoasele sunt uscate si apare febra neexplicata de alte cauze. Hipovolemia se manifesta prin tahicardie si hipotensiune arteriala, cu riscul hipoperfuziei renale si instalarii insuficientei renale. Se pot produce tromboze venoase. Hiperosmolaritatea este responsabila de semnele neurologice (iritabilitate, convulsii, alterarea constientei care poate merge pana la coma). Daca contractia compartimentului intracelular cerebral este severa se poate produce hematom subdural sau hemoragie subarahnoidiana. In diabetul insipid tabloul este dominat de poliurie care poate induce distensie vezicala, hidronefroza si leziuni renale permanente. Tratamentul hipernatremiei este diferit in functie de statusul volemic. Principiile de tratament sunt sumarizate in tabelul 11. Tabel 11. Principii de tratament in hipernatremie, in functie de volemie Hipernatremie cu VEC scazut 1. Refacerea volemiei si mentinerea debitului cardiac

10

Se evita solutii hipotone cu risc de hiperhidratare celulara 2. Corectarea deficitului apei lent deoarece exista risc de edem cerebral Hipernatremie cu VEC normal 1. Corectarea deficitului apei lent 2. In diabetul insipid central vasopresina 5-10 U sc la 6-8 ore sau desmopresina sc 1-4 mcg sau intranazal 5-20 mcg la 12-24 ore risc de intoxicatie cu apa si hiponatremie 3. In diabetul insipid nefrogen restrictie de apa si sare tiazidice care sa scada VEC si sa creasca reabsorbtia fluidului in tubul proximal Hipernatremie cu VEC crescut 1. Necesita eliminarea sodiului cu diuretice si eventual dializa 2. Inlocuirea volumului urinar cu solutii hipotone In cazul in care exista un deficit de apa acesta se calculeaza dupa formulele: deficitul de apa = apa totala normala (ATN) apa totala curenta (ATC) ATC = ATN x 140 / Na actual Volumul de solutie necesar depinde de concentratia acestuia in sodiu. Corectarea deficitului de apa trebuie sa se faca lent, in 48-72 de ore, deoarece exista riscul de edem cerebral. Hipernatremie induce initial deshidratare celulara dar volumul cerebral se reface in timp datorita generarii de substante osmotic active (osmoli idiogenici). Corectarea agresiva a deficitului de apa si, implicit a hipernatremiei si hiperosmolaritatii extracelulare, poate duce la edem cerebral In practica medicala, modificarile compartimentelor hidrice si ale osmolaritatii sunt frecvent mixte sau globale, ridicand probleme dificile de diagnostic si tratament. Uneori variaiile volumului apei si ale sodiului sunt sinergice, alteori evolueaz divergent. Variaiile osmolarittii sunt mai reduse n primul caz i mai severe in al doilea caz. De multe ori, alterarea echilibrului osmolar este iatrogena, indus de terapia necorespunztoare a modificarilor iniiale. 7. Modificarile de compozitie 7.1. Modificarile concentratiei potasiului. Potasiul (K+ ) este cationul intracelular principal, unde are o concentraie variabil de 120-160 mmol/l, mai scazuta in hematii. El este n majoritate legat de proteine. O parte este fixata la suprafaa membranelor celulare, determinnd ncrcarea electropozitiv a suprafeei externe a acesteia. Potasiul este determinantul principal al osmolaritatii intracelulare, este responsabil de producerea potentialului de mebrana si, in general, are rol in fiziologia membranei celulare, care este de 20 de ori mai permeabila pentru potasiu decat pentru sodiu. Capitalul de potasiu al organismului este de aproximativ 3600 mmol la o persoan de 70 kg (48-50 mmol/kg). 95 % din aceasta cantitate este mobilizabila. Numai 2 % din capitalul de K+ se gsete ionizat n spaiul extracelular (55-70 mmol), n concentraie sensibil egal in sectorul intravascular i cel interstiial (3,14,2 mmol/l). Concenratia ionului K+ n lichidele digestive este variabila: saliv - 15 mmol/l, lichid gastric 10-15 mmol/l, lichid de cecostomie 8 - 10 mmol/l, lichid de transversostomie 70 mmol/l, lichid de sigmoistodomie 130 mmol/l. Ingestia zilnica ca i eliminarea este de aproximativ 1 mmol /kg, variind intre 30-150 mmol/l. Potasiul ingerat sau administrat terapeutic este rapid absorbit n sectorul intracelular, prevenind o cretere brusc a concentraiei plasmatice. Eliminarea K+ se face 90 % prin urin. Cantitatea de K+ ultrafiltrata este resorbit n tubul contort proximal. Eliminarea prin scaun este 5-10 % (6 -10 mmol) insa in diaree pierderea se ridic la 30-80 mmol/l. Transpiraia contine 5- 20 mmol/l.

11

Reglarea metabolismului potasiului este sub controlul pompelor membranare, a factorilor hormonali si renali intrinseci dar si a gradientilor pasivi chimici si electrici de la nivel membranar. K+ iese din celul dup stimularea membranei i deschiderea porului de Na+/K+. El urmeaz temporal intrrii rapide a Na+ care provoac depolarizarea. Celula normal reface rapid potenialul de membran prin eliminarea excesului de Na+ i reintroducerea K+ pierdut prin aa numit pomp de K+/Na. Totodat, se refac i raporturile ionice ale spaiilor extra- i intracelulare. Creterea secreiei de aldosteron diminu acest depozit tampon prin determinarea unui eflux de K+ din celul, ceea ce se ntmpl n stres sau n cazurile de diminuare a volumului EC sau a concentraiei de Na+ plasmatic. Tulburrile metabolismului celular altereaz funcia pompelor ionice i cresc permeabilitatea membranei, ceea ce face ca ionii de Na+ si K+, ca i ali ioni (Mg++, Cl-) s aib tendina de a migra conform gradienilor de concentraie. Cand K+ prseste celula, pentru 3 ioni de K+ ptrund n celul 2 ioni de Na+ i 1 ion de H+. Spre deosebire de strile de inaniie, cnd distrugerea proteinelor celulare genereaz 3 mmol de K+ pentru fiecare gram de azot (N) proteic, determinnd n urin un raport de K/N de 3/1, n strile de stres, cu depolarizare celular acest raport crete la > 5/1. Aceasta duce la apariia n spaiul extracelular a unei hiponatremii i a unei hiperpotasemii. Spaiul intracelular devine mai bogat n Na+, mai acidotic i mai srac n K+. Apare un grad de edem celular si fenomenul definete celula bolnav, care se manifesta primar ca leziune membranar sau mitocondrial. Acidoza favorizeaza iesirea potasiului din celula iar alcaloza reverseaza acest proces. Insulina, independent de glicemie, induce miscarea potasiului din spatiul EC in cel IC. Agonistii beta-adrenergici favorizeaza intrarea potasiului in celula prin activarea pompei Na+/K+ dependenta de AMP ciclic iar agonistii alfa-adrenergici produc iesirea potasiului IC in spatiul EC. Aldosteronul induce n rinichi o cretere a eliminrii de K+ i o scdere a celei de Na+. Raportul de Na+/K+ n urin, care normal este supraunitar, se apropie de 1 sau devine subunitar, fenomen care caracterizeaza hiper-aldosteronismul funcional sau patologic. Glucocorticoizii sunt si ei kaliuretice, independent de efectul mineralocorticoid. In general, mecanismele de reducere a potasiului plasmatic (eliminare renala si trecerea in spatiul IC) sunt foarte eficiente. In schimb, cele de conservare a potasiului, in conditii de deficit, sunt mai putin eficiente, neexistand un mecanism de retinere a cationului, ca in cazul sodiului. Chiar in conditii de hipopotasemie, eliminarea renala continua cu o rata de 10-20 mmol/l. Alcaloza metabolica creste eliminarea renala prin favorizarea pompei Na+/K+ din nefronul distal. 7.1.1.Hipopotasemia este definita prin scaderea potasiului in plasma < 3,0 mmol/l. O scadere cu 1 mmol/l reprezinta un deficit de potasiu in organism de aproximativ 200 mmol. Cauzele hipopotasemiei sunt diverse (tabel 12). Pierderile mari de K+ survin, mai ales, pe cale digestiv. In aceste cazuri, potasiul urinar este < 20 mmol/l. Lichidul intestinal alcalin duce la pierderi mai mari de bicarbonat, genernd o acidoz metabolic. Similar, la bolnavii cu implantare a ureterelor n colon, prin rezorbia intens a Cl - i apariia unei acidoze hipercloremice, se produce ieirea K+ din celul i pierderea sa pe cale urinar digestiv. In pierderile renale, potasiul urinar este > 20 mmol/l. Tabel 12. Cauze de hipopotasemie Aport insuficient Pierderi anormale extrarenale diaree severa, fistula digestiva varsaturi abundente, aspiratie nazogastrica laxative polipomatoza colonica renale medicamente (diuretice, corticosteroizi, carbenicilina, gentamicina, amfotericina B) sindrom Cohn

12

sindrom Cushing sindrom Bartter sindrom de productie ectopica de ACTH (carcinoame pulmonare, pancreatice sau de timus) acidoza tubulara renala depletia magneziului Miscare intracelulara alcaloza insulina stimularea pompei Na/K (stimularea beta2 adrenergica, metilxantine) hipotermia paralizie periodica intoxicatie cu toluen Tabloul clinic al hipopotasemei este polimorf (tabel 13). Deoarece ionul K+ este determinant n geneza potenialului de membran, tulburrile dinamice care provoac modificri ale raportului K intracelular/K extracelular duc la modificri importante ale funciilor celulare, n special la nivelul esuturilor excitabile. Tabel 13. Manifestari clinice ale hipopotasemiei Neuromusculare slabiciune musculara difuza, pareze, paralizie hiporeflexie insuficienta respiratorie alterarea mentala (depresie, confuzie) Cardiovasculare modificari ECG unda U aplatizare si inversare T alungire interval QT favorizarea aritmiilor (extrasistolie, tahicardie, flutter sau fibrilatie ventriculara) raspuns presor alterat hipotensiune ortostatica Metabolice intoleranta la glucoza potentare hipercalcemie, hipomagnezemie Gastrointrestinale parez digestiv hipersecreie gastric vrsturi, greata, anorexie Tratamentul hipopotasemiei presupune administrarea de sruri de K+. KCl este preferat. In general, se administreaza 20-40 mmol/ora, cu monitorizarea potasemiei la 1-4 ore. Ritmul de administrare nu trebuie s depeasc mai mult de 2- 2,5 mmol/kg i 24 ore, n administrare continu. Reechilibrarea nu se poate obine dect n decurs de cteva ore. Administrarea se face pe vena centrala. Soluiile concentrate (KCl 7,4 %) sunt administrate n soluii glucozate 10-15-20 %, care favorizeaz ptrunderea n celul a K+. Pentru reusita tratamentului este necesara si corectarea factorilor precipitanti si a modificarilor ionice si

13

acidobazice insotitoare, mai ales a hipomagnezemiei. Corectarea modificarilor acidobazice este, la randul ei, dependenta de corectarea nivelului potasiului. 7.1.2. Hiperpotasemia este definita de creterea concentraiei de K+ n plasm > 5,5 mmol/l. Capitalul potasic din organism poate fi crescut, normal sau scazut. Cauzele principale sunt sintetizate in tabelul 14. In principal se produce prin fie prin aport crescut n timp scurt la pacienti cu funcie renal normal, fie prin retentie n cazurile de alterare a funciei renale. Aportul cel mai important de K+ n plasm se face pe seama transferului din sectorul intracelular, n condiii de inaniie i, n special, de stres, cu leziune metabolic celular (celul bolnav): hipoxie, acidoz, sepsis, oc etc. In cazurile de translocare, potasiul urinar este > 30 mmol/l iar in disfunctiile renale < 30 mmol/l. Tabel 14. Cauze de hiperpotasemie Pseudohiperpotasemie recoltare incorecta (hemoliza) trombocitoza Aport excesiv exogen (transfuzie masiva, iatrogen) endogen (leziune tisulara) rabdomioliza arsuri, traumatisme intinse, severe liza tumorala Scaderea eliminarii renale medicamentoasa (antialdosteronice, amilorid, indometacin, captopril, enalapril, ciclosporina) insuficienta renala disfunctie tubulara renala boala Addison hipoaldosteronism hiporeninic (varstnici, diabetici) Translocare extracelulara acidemie deficit de insulina betablocante supradozare digitalica arginina hidroclorhidrica miorelaxante depolarizante (succinilcolina) paralizie periodica hiperkaliemica intoxicatie cu floruri Clinic, hiperpotasemia se manifest la cresteri plasmatice peste 6,5-7 mmol/l, cnd apar manifestari cardiace si neuromusculare (tabel 15). Modificrile ECG sunt caracteristice. Tabel 15. Manifestari clinice in hiperpotasemie Neuromusculare Parestezii, paralizii slabiciune confuzie Cardiovasculare electrocardiografice unde T inalte ascutite

14

unde P de amplitudine scazuta PR alungit, asistola artriala largire QRS unde S adanci blocuri atrio-ventriculare asistola bradicardie hipotensiune arteriala Principiile de tratament sunt sumarizate in tabelul 16. Se va opri imediat orice aport de K+ i se va favoriza eliminarea acestuia prin administrare de diuretice daca diureza este prezent. In cazurile de insuficien renal oligo-anurica, tratamentul de electie este epurarea extrarenala. Se pot induce piederi digestive de K+ prin rini schimbtoare de ioni (Kayexalat -Ca++/K+- sau Rezonium-Na+/Ka+) administrate oral sau n clism. Calciul este antidotul de moment al K+ care poate s reduca efectele cardiace. In afara situatiilor de stres, glucoza asociata cu insulin poate s determine reintrarea n celule a K+. Bicarbonatul sodic, prin corectarea acidozei si agonistii betaadrenergici pot favoriza intrarea potasiului in celula. Tabel 16. Principii de tratament in hiperpotasemie 1. Opirea oricarui aport de potasiu 2. Reversarea efectelor membranare clorura de calciu 10 % 5-10 ml (3,4-6,8 mmol) 2. Transfer intracelular glucoza 50 g + insulina 20 U bicarbonat de sodiu 50-100 mmol agonisti beta-adrenergici 3. Inlaturarea din organism diuretice de ansa rasini schimbatoare de ioni administrate in clisma sau oral epurare extrarenala 7.2. Modificarile calcemiei si fosfatemiei Calciul (Ca++) constituie aproximativ 2 % din greutatea corpului. Cea mai mare cantitate (99%) este fixat n matricea osoas n combinaie cu fosforul. Fosforul reprezinta 1 % din greutatea corpului, n principal fiind fixat n oase (85 %) ca fosfat. O alta fractiune se afla in sistemul muscular (6 %) sub form de compui macroergici (ATP, ADP, AMP i creatinfosfat-CP). Deoarece aceti doi ioni constituie o fraciune att de important din structura organismului, metabolismul lor este sub dependena unor mecanisme comune. Att rezorbia intestinal, ct i eliminarea renal pe de o parte, ca i depunerea sau mobilizarea din sistemul osos, pe de alta parte, sunt reglate de sistemul endocrin, care tinde s menin o structur normal a sistemului osos i un raport corect ntre concentraia plasmatic a celor doi ioni. In schimb, in spatiul IC, cei doi ioni joac roluri complet diferite. Calciul se afla in cantitate redusa in lichidul EC (9 - 11 mg % sau 2,2-2,5 mmol/l). Efectul osmotic este minor. In plasm, Ca++ se gsete sub 3 forme: 40% legat de proteine (albumina), 47 % ionizat si 13 % complexat cu citratul, sulfatul sau fosfatul. Din punct de vedere fiziologic, forma ionizat este cea activ. Cantitatea mare de calciu din organism face ca variaiile nivelului plasmatic s depind mai puin de raportul dintre aport i eliminare i mai mult de sistemele hormonale de reglaj.

15

In spaiul IC, calciul se gaseste in cantitate si mai mica si este legat de proteine n reticulul endoplasmatic i mitocondrii. Intracelular el are rol de mesager de activare a unor sisteme implicate n funciile de baz ale celulei. Necesarul zilnic de calciu la adult i la copilul 1-10 ani este de aproximativ 800 mg/24 ore. Intre 10-18 ani necesarul este de aproximativ 1200 mg/24 ore. In perioada de gestaie necesarul este de 1200 - 1400 mg. Numai 40 % din calciul ingerat este absorbit. Fosfatul, ca i calciul, se gsete n cantitati mici in spatiul EC: 3-4,5 mg % sau 1,5-2,5 mmol/l. Efectul osmotic este neglijabil insa are un rol important in sistemul tampon care intervine in reglarea echilibrului acido-bazic. In celule fosforul se gsete n combinaii anorganice sub form de fosfai, alctuind unul din sistemele tampon intracelulare i n combinaii organice ca fosfolipidele, fosfoproteinele, nucleoproteinele (ADN i ARN), n structura compusilor macroergici, n structura glicogenului etc. Fosfatul intervine in multiple procese biochimice celulare. Aportul normal de fosfor este de aproximativ 800 mg /zi n raport 1/1 cu calciul. Rezorbia din alimente se face sub form de fosfai anorganici, dup degradare prin fosfataza alcalin, in tot tubul digestiv. Eliminarea este predominant renala. Ea este constant i corespunde ingestei, bilanul fiind 0. In schimb, chiar n lipsa aportului se pierd 200-300 mg /zi. Pierderile constante se fac din depozitele osoase, nivelul fosfatemiei rmnnd mult vreme constant. Piederile de fosfai nsoite de pierderi de calciu duc la fenomene de osteoporoz. Hipocalcemia reprezinta scderea concentraiei plasmatice a calciului < 2,1-2,6 mmol/l sau < 8 mg %. Ea poate sa apara in urma transfuziei rapide de snge citrat sau dupa administrare de solutii de soluii alcaline, cnd nivelul Ca++ (ionizat) poate s scad rapid. Hipocalcemia poate fi secundar unui aport insuficient in alimentatia parenterala, in cursul epurarii extrarenale sau unor tulburri n metabolismul vitaminei D: scderea absorbiei (pancreatite cronice, rezecie gastric, scurt circuite enterale chirurgicale), afeciuni hepatice, afeciuni renale (producie inadecvat). Alcaloza determin hipocalcemie prin legarea calciului de proteine. Este redusa n special forma ionizata, activa . Simptomele clinice sunt aparente cnd scade Ca++ (ionizat) i sunt dominate de apariia fenomenelor de hiperexcitabiliate neuromuscular (tetanie) i diminuarea excitabilitii i inotropismului cardiac. Terapia const n administrarea iv de sruri de calciu (clorur sau gluconat). Soluia de gluconat de calciu 10 % contine 1 g/10 ml sau 93 mg de Ca++ sau 9 mmol. Solutia de clorura de calciu 10 % contine 1 g/10 ml sau 360 mg Ca ++ sau 36 mmol Ca++. In general, administrarea calciului nu se recomand bolnavilor digitalizai. Hipercalcemia consta in creterea calciului seric > 15 mg % sau > 5,5 mmol/l. Ea se produce frecvent iatrogen, prin administrare iv, intracardiaca in cursul resuscitarii sau n hemodializa cu dializat care contine exces de Ca, n intoxicatia cu vitamina D si in urma rezorbiei intestinale crescute ca urmare a administrarii de antiulceroase. Alte cauze sunt: administrarea cronica de diuretice, hormon somatotrop, hormoni tiroidieni, glucocorticoizi, glucagon sau angiotensin. Perfuziile glucozate prelungite au i ele un efect hipercalcemiant. Hipercalcemia nsoete constant unele boli cronice caracterizate prin osteoliz, metastazele osoase, imobilizarea prelungita sau transplantul renal. Simptomatologia este dominat de bola de baza si slabiciune musculara la care se adauga manifestari nespecifice. In formele acute, iatrogene, manifestarea principala este cardiaca, cu oprirea cardiaca in sistola. Tratamentul consta in expandarea spaiului EC prin perfuzare cu soluii saline, fr coninut de Ca++. Administrarea de EDTA (ac. etilendiamintetraacetic) are efect chelator al calciului iar sulfatul de sodiu reduce resorbtia Ca++ n tubii renali. Perfuziile cu fosfai pot s scad rapid nivelul calcemiei insa epurarea extrarenala reprezinta trtamentul de electie. Hipofosfatemia este definita de scderea nivelului fosfatemiei < 0,64 mmol/l. Ea este datorata aportului insuficient, eliminarii crescute sau redistributiei intracelulare. A fost descrisa in

16

hiperparatiroidism, deficitul de vitmina D, alcoolism, acidoza renala tubulara, alcaloze si nutritie parenterala. Manifestarile clinice cuprind: parestezii, slabiciune musculara, convulsii, insuficienta cardiaca, coma. Au mai fost descrise: disfuncie eritrocitar prin lips de 2,3-difosfoglicerat, ceea ce determin deplasarea curbei de disociere a Hb, disfuncie leucocitar i trombocitar prin fenomene de deficit energetic. Tratamentul const n administrarea de sruri de fosfor peros sau parental. Hiperfosfatemia este definita de cresterea concentraiei > 3 mmol/l. Este datorata cresterii aportului sau scaderii eliminarii. Apare rareori n cadrul evoluiei postoperatorii la bolnavul chirurgical si mai frecvent in stri patologice cronice ca: hipoparatiroidism, boal Paget, hipertiroidism, insuficien renal cronic, intoxicaia cu vitamina D, liza tumorala. In mediul chirurgical poate sa apara secundar unor distrucii tisulare masive, la politraumatizai, in rabdomioliza, necroza hepatic si sepsis. Simptomatologia este indirecta, datorata depunerii ectopice de calciu si nefrolitiazei. Terapia de electie pentru reducerea fosfatemiei este epurarea extrarenala. In unele cazuri este eficient hidroxidul de aluminiu care mpiedic rezorbia de fosfai. In formele acute nsoite de hipercalcemie se poate administra bicarbonatul de sodiu, care crete eliminarea fosforului, sau acetazolamida. 7.3. Modificarile concentratiei magneziului Magneziul (Mg ++) este un cation care se gseste in cea mai mare parte IC, n majoritate legat de proteinele funcionale ale multor sisteme enzimatice i de acizi nucleici. Aproximativ 30 % este sub form liber, putnd s participe la schimburi. Mg++ intracelular joac un rol foarte important n activitile metabolice ale celulei, lipsa sa sau excesul provocnd tulburri grave ale activitilor celulare (oxidative, de sinteza, de secretie, permeabilitatea membranei, excitaie). Capitalul de magneziu al adultului este de aproximativ 1000 mmol, in mare parte fixat n apatit, in schelet. Acesta este un depozit mobilizabil. In spaiul EC se gsete 0,8 % din total ( concentraie plasmatica 0,7-0,95 mmol/l), in cea mai mare parte, ionizat. Mg++ din spaiul EC particip alturi de Ca++ i ali ioni la reglarea excitabilitii neuromusculare. Metabolismul general al Mg2+ are interrelaii strnse cu metabolismul calciului, potasiului si fosforului. Nevoile zilnice ale adultului sunt de 6-8 mg/kg, mai crescute n sarcin, alptare i la copil (1315 mg/kg). Numai 40 % din magenziul ingerat se absoarbe. Eliminarea renala zilnica este echivalenta aportului, bilantul fiind de obicei nul. Eliminarea renal este scazuta de parathormon i crescuta de aldosteron. Hipomagneziemia este definita de scaderea nivelului seric < 0,5 mmol/l, datorata unui aport sczut n cadrul unei alimentaii deficitare sau eliminarii crescute (tabel 17). Tabel 17. Cauze de hipomagneziemie Afectiuni gastrointestinale malabsorbtie fistule digestive aspiratie nazogastrica prelungita diaree pancreatita nutritie parenterala Boli renale faza poliurica a necrozei tubulare acute acidoza renala tubulara Boli endocrine

17

hiperparatiroidism hipertiroidism sindromul Conn diabet hiperaldosteronism Medicamente aminoglicozide, diuretice, ciclosporina, amfotericina B, carbenicilina, ticarcilina Alcoolism Transfer intracelular pancreatit arsuri disfunctie multipla de organe infarct miocardic cetoacidoz diabetic dup terapie acidoz respiratorie insuficien cardiac congestiv Simptomatologia este caracterizat prin fenomene de hiperexcitabilitate neuromuscular similare cu cele din hipocalcemie (spasmofilie, tetanie, tremurturi, hiperacuzie), fenomene neuropsihice (anxietate, cefalee, iritabilitate, stri confuzive, somnolen, com), fenomene neurovegetative, tulburri digestive, respiratorii sau cardiovasculare (diminuarea inotropismului hipotensiune arteriala, creterea batmotropismului, cu artimii i tahicardie, vasodilataie). S-a semnalat i un efect negativ asupra coagulrii i agregabilitii plachetare. Se asociaza frecvent cu hipopotasemie rezistenta la tratament si hipocalcemie. Tratamentul consta in administrarea de sulfat de magneziu 25 % sau 50 % n cantitate de 0,5-1 g sau 20 - 40 mmol n perfuzie lent. Tratamentul se poate face i cu cantiti mai mari (10 g) n 1000 ml solutie glucozat perfuzat n 2 - 4 ore. Doza se reduce la minimum n caz de oligurie sau anurie. Strile de depleie cronic se trateaz prin administrare oral sau pe sond enterala. Hipermagneziemia este definita de cresterea concentraiei > 1,5 mmol/l, putnd s ating valori de > 5 mmol/l. Este mai rara decat hipomagneziemia si apare in: insuficiena renal acut, cnd este probabil unul din elementele cauzale ale fenomenelor nervoase (somnolen la niveluri > 2 mmol/l sau coma la niveluri > 6 mmol/l), insuficien renal cronic n stadiul avansat, boal Addison, hipotiroidie, boal Cushing, miastenie, n deshidratrile masive, n distrugeri tisulare ample, arsuri i, iatrogen, n administrri de doze prea mari de sulfat sau clorura de magneziu. Simptomatologie const in fenomene nervoase centrale, fenomene nervoase periferice i musculare, fenomene digestive i fenomene cardiovasculare. Predomin fenomenele inhibitorii cu somnolen i, n cazuri extreme, coma. Conducerea nervoas i transmisia neuromuscular sunt deprimate, inducand paralizie muscular i apnee. Cardiovascular apar hipotensiune arteriala, vasodilataie si tulburari de conducere care merg pana la asistola. Terapia const n administrarea de Ca2+ care antagonizeaz direct inhibiia produs de Mg2+ asupra cuplrii electromecanice. Asupra excitabilitii neuromusculare efectul celor doi ioni este insa sinergic. Bolnavii cu insuficien renal necesita epurare extrarenala. Tulburarile echilibrului acido-bazic 1. Concepte de baza in analiza echilibrului acido-bazic

18

Acizii sunt acele molecule sau ioni care pot dona ioni de hidrogen (protoni, H+ ) iar bazele sunt moleculele sau ionii capabili s primeasc protoni. Noiunea de acid sau baza nu trebuie confundat cu cea de cation sau anion. Exist anumii anioni care se comport ca acizi i alii ca baze iar cationii, exceptnd ionul H+, nu sunt prin ei nsi nici baze, nici acizi. Concentratia ionului H+ este mentinuta de organism intre limite stranse dar, fiind foarte mica, sa propus exprimarea acesteia ca logaritm cu semn schimbat: pH = log [H+]. pH -ul are valori cuprinse ntre 1 i 14. Aciditatea este definit prin intervalul 1-7 iar alcalinitatea prin intervalul 7-14. pH-ul sngelui este uor alcalin, fiind cuprins intre 7,36-7,44. Valorile extreme ale pH-ului, compatibile cu supravieuirea, sunt considerate 6,8 i, respectiv, 7,8. La un pH = 7,40, concentraia H+ este de 40 nmol/l. Intre valoarea pH i concentraia ionilor H+ exist o relaie de invers proporionalitate. Astfel creterea concentraiei H+ ([H+]) determin scderea pH-ului, definind aciditatea iar scderea [H+] duce la creterea pH-ului, definind alcalinitatea. Variaii echivalente ale pH-ului au n realitate amplitudini diferite. Scderea pH-ului de la 7,4 la 7 este corespondent unei creteri a [H+] cu 60 mmol/l, n timp ce creterea pH de la 7,4 la 7,8 corespunde unei scderi a [H+] cu 25 mmol/l. Pentru un pH cuprins ntre 7,10-7,50 exist insa o relaie liniar ntre concentraia ionilor H+ i pH. Astfel, fiecrei modificari cu 0,01 uniti a pH-ului, i corespunde o modificare a concentraiei H+ cu 1 nmol/l. In determinarea echilibrului acido-bazic (EAB), parametrul central este pH-ul, pe care il putem aprecia ca normal, sczut (acidemie) sau crescut (alcalemie). Termenii de acidoz i alcaloz nu implica obligatoriu un pH anormal ci reflect acumularea n organism de acizi sau, respectiv, de baze. 2. Mecanisme compensatorii pH-ul fluidelor biologice ale organismului reprezinta un parametru important care intr n definiia homeostaziei mediului intern, deoarece condiioneaz desfurarea normal a reaciilor metabolice celulare precum i a altor activiti extracelulare, oglindite n buna funcionalitate a diverselor aparate i sisteme ale organismului. El este meninut constant, n limitele intervalului de normalitate (7,36-7,44 pentru sangele arterial), prin intervenia unor mecanisme compensatorii, care tind s readuc la normal pH-ul modificat. Prezena concomitent a modificrilor EAB si a modificarilor compensatorii, prin contrabalansarea efectelor unora de ctre celelalte, poate s nu determine o schimbare semnificativ de pH. Mecanismele compensatorii sunt reprezentate de: sistemele tampon, mecanismele respiratorii, mecanismele renale si cele metabolice. 2.1.Sistemele tampon sunt definite ca o combinaie de acid slab i sarea acidului respectiv cu o baz tare, capabil s se comporte ca baz (s accepte protoni) ntr-un mediu acid sau ca acid (s cedeze protoni) ntr-un mediu alcalin. In soluiile apoase, acizii tari sunt aproape n ntregime disociai, n schimb acizii slabi disociaz foarte puin. Asemntor se ntmpl i cu bazele. Srurile tuturor acizilor (slabi sau puternici) sunt complet disociate n soluii apoase. Considerm un acid HA. El disociaz n H+ i n baza conjugat A-. Conform legii aciunii maselor: Ka = [H+] [A-]/[HA] sau [H+] = Ka X [HA] / [A-] (ecuatia Henderson). unde Ka = constanta de disociere a acidului. Logaritmul negativ al acestei ecuatii este reprezentat de ecuatia Henderson Hasselbach: pH = pKa + log [A-]/[HA] unde unde pKa = pH mediului la care jumtate din cantitatea de acid (sau baz) este disociat si reprezinta taria acidului sau bazei respective. In organism exist sisteme tampon intracelulare i extracelulare (plasmatice). Sistemele tampon plasmatice majore sunt reprezentate de bicarbonat, hemoglobina si fosfat iar cele intracelulare de catre proteine.

19

Cel mai important sistem tampon este cel reprezentat de bicarbonat/acid carbonic (HCO /H2CO3 ). Conform ecuatiei Henderson, relatia dintre componentele tamponului se poate scrie: [H+] = 24 x (PCO2/ HCO3-) = 40 nanoechivalenti/l unde PCO2= presiunea partiala in sange a CO2 si HCO3- = concentratia bicarbonatului, 24 = constanta de disociere a acidului carbonic. Relaia dintre pH, HCO3- i H2CO3 (PCO2) este dat si de ecuaia Henderson Hasselbach : pH = pK + log [HCO3-] / H2CO3 sau pH = pK + log[HCO3-] /PaCO2 x 0,03, unde 0,03 = coeficientul de solubilitate al CO2. In continuare, pK = 6,1 si ecuatia devine: 7,4 = 6,1 + log 24 mEq/l /1,2 mEq/l sau 7,4 = 6,1 + log 20/1 Acest sistem este este cel mai abundent deoarece concentraia sa plasmatic este mare (25 mmol/l). Acidul carbonic este un acid volatil (se descompune n CO2 i H2O), putnd fi uor modificabil prin ventilaie pulmonar. CO2 se elimin la nivel pulmonar iar eliminarea este ajustat de cerinele organismului. Tendina spre acidoz este contracarat printr-o hiperventilaie pulmonar, realizndu-se scderea PaCO2 (hipocapnie) iar tendina spre alcaloz este urmat de hipoventilaie pulmonar, rezultnd cresterea PaCO2 (hipercapnie). Bicarbonatul poate fi reglat metabolic, n special la nivel renal unde, concomitent cu eliminarea H+, au loc procese de resorbie, regenerare i chiar de generare unor noi molecule. Tamponul bicarbonat/acid carbonic este uor de msurat n practica medical, termenii si (HCO3 , PaCO2) fiind, alturi de pH, noiuni fundamentale n definirea echilibrului acido-bazic Sistemele tampon intracelulare pot asigura peste 80 % din capacitatea de tampon a organismului cnd pH-ul este sczut. Sistemul tampon al proteinelor are un rol foarte important n spatiul intracelular si mai putin n cel extracelular. Proteinele pot avea n aceeasi molecul mai multe grupri care disociaz si se comport diferit ca acizi sau baze, de aceea pK proteinat / protein va fi suma pK care disociaz si opereaz n limitele fiziologice ale pH-ului. Prin cedare sau acceptare de protoni, proteinele tampon plasmatice sau intracelulare si modific configuratia extern, stabilind noi legturi chimice. 2.2. Reglarea respiratorie. Aparatul respirator intervine prompt n corectarea perturbrii acido-bazice, ns efectul su este limitat. Prin ventilatia pulmonar se poate modifica presiunea partial a bioxidului de carbon (pCO2), care reprezint componenta respiratorie a EAB, mentinndu-se constant raportul HCO3-/H2CO3. PCO2 plasmatic este controlat de doi factori fiziologici: rata productiei de CO2 si rata ventilatiei alveolare. Variatiile ratei productiei de CO2 sunt rapid si eficient contracarate de variatia ratei ventilatiei alveolare, astfel nct pH -ul este mentinut n limitele normale, n conditiile n care aparatul respirator este intact. Valoarea normal a pCO2 n sngele arterial este de 40-44 mmHg iar n sngele venos 41-51 mm Hg. Centrul respirator bulbar este stimulat pe de o parte direct, de ctre pCO2 crescut din sngele care l irig iar pe de alt parte, indirect, prin stimularea chemoreceptorilor sino-carotidieni si endocardo-aortici de ctre pCO2 crescut si prin cresterea concentratiei [H+] n lichidul cefalorahidian. Ca rspuns se produce o hiperventilatie care va creste eliminarea de CO2, sczand astfel concentratia plasmatic a H+ si corectnd partial acidoza metabolic. Eficienta acestui mecanism este ns limitat deoarece scderea pCO2 va deprima centrii respiratori si hiperventilatia va nceta. Deasemeni, o productie masiv de [H+], nu poate fi compensat dect partial prin hiperventilatie alveolar. De exemplu, scderea pH-ului de la 7,40 la 7, determin o crestere a ventilatiei pulmonare de 4 ori ns aceasta nu poate aduce pH-ul dect la valori de 7,20-7,30. Cnd concentratia H+ din organism scade sau [HCO3-] creste, pCO2 scade iar centrul respirator bulbar va fi inhibat. Ca rspuns se produce o hipoventilatie care va determina retentia de CO 23

20

si cresterea pCO2. Eficienta acestui mecanism este limitata, cresterea pCO2 stimuland centrul respirator si oprind hipoventilatia. Dac aparatul respirator este intact, mecanismul de reglare a ventilatiei alveolare va interveni prompt, prin cresterea frecventei ventilatorii (hiperventilatie) n cazul cresterii pCO2 (hipercapnie) si prin scderea frecventei ventilatorii (hipoventilatie) n cazul scderii pCO2 (hipocapnie). Relatia ventilatie alveolar pCO2 - pH este o relatie de conditionare reciproc. Dac exist suferinte ale aparatului respirator echilibrul acido-bazic va fi modificat corespunztor: n cazul unor afectiuni cu hipoventilatie alveolar, se produce o acidoz respiratorie iar in cazul unor afectiuni ce determin hiperventilatie pulmonar, CO2 va scadea, producndu-se o alcaloz respiratorie. Desi intervine imediat n reglarea echilibrului acido-bazic, aparatul respirator nu poate asigura singur compensarea modificrilor aprute, ci numai actionnd concomitent cu sistemele tampon, mecanismele renale si metabolice. 2.3. Reglarea renal. Rinichii au capacitatea de a regla excretia de H+ sau bicarbonat (HCO3 ) pentru a readuce pH-ul fluidelor organismului n limitele normale si a regenera sistemele tampon. Astfel pH-ul urinar variaz ntre 4,4-8, n functie de pH-ul sangelui, contribuind la homeostazia acido-bazic. Rinichii particip la reglarea echilibrului acido-bazic prin 3 mecanisme: reabsorbtia bicarbonatului, eliminarea acidittii titrabile si eliminarea srurilor de amoniu. Reabsorbtia bicarbonatului este de obicei totala, in mod normal neexistand bicarbonat in urina finala. In conditiile unei acidoze, HCO3- este total reabsorbit si creste excretia de H+ iar n cazul unei alcaloze excesul de HCO3- va fi eliminat rapid renal. Reabsorbtia bicarbonatului se realizeaz prin excretia ionilor de hidrogen. In nefrocitul tubului contort proximal (TCP), CO2 rezultat n urma metabolismului celular si CO2 care difuzeaz din lumenul tubular n nefrocit, se combin cu apa n prezenta anhidrazei carbonice, rezultnd acidul carbonic care disociaz n H+ si HCO3-. Cea mai mare parte a HCO3- trece din nefocit n interstitiul peritubular si apoi n snge. H+ rezultat n nefrocit va fi secretat activ n lumenul tubular la schimb cu Na+. Gradientul de concentratie al Na+, de o parte si de alta a membranei luminale a nefrocitului proximal este determinant pentru excretia H+. n lumenul tubular H+ excretat din nefrocit se combin cu HCO3- filtrat glomerular rezultnd H2CO3 care se descompune n CO2 si H2O. Reactia este de asemenea catalizat de anhidraza carbonic prezent ns numai la nivelul membranei luminale a nefrocitului proximal, nu i a celui distal. CO2 rezultat difuzeaz rapid n celula tubular iar apa este eliminat n urina final. Rezultatul acestor procese este reabsorbia bicarbonatului filtrat. Pentru fiecare mmol de HCO3- reabsorbit se secret un mmol de H+. Reabsorbia HCO3- este cuplat cu reabsorbia de Na+. n nefrocitul tubului contort distal (TCD) secreia de H+ se face activ, la polul luminal, prin intermediul unei pompe de protoni, dependent de ATP. Pentru fiecare H+ secretat se formeaz intracelular un HCO3- care iese din nefrocit prin membrana bazolateral prin schimb cu Cl-. Retrodifuzia HCO3- n spaiul peritubular i apoi n lumenul tubular este neglijabil de-a lungul TCD. . Eliminarea aciditii titrabile este o forma de eliminare a ionilor de H+ msurat prin cantitatea de baze necesara pentru a aduce pH-ul urinar la nivelul celui plasmatic (egal cu pH-ul filtratului glomerular). Ea intervine doar pentru eliminarea unei treimi din excreia total de H+. In nefrocitul TCD, CO2 rezultat n urma metabolismului celular se combin cu apa n prezena anhidrazei carbonice rezultnd H2CO3. H+ va fi secretat activ, cu consum de energie, la polul luminal al nefrocitului TCD, combinndu-se intraluminal cu sisteme tampon, dintre care cel mai important este fosfatul. HCO3trece din nefrocit n spaiul peritubular i apoi n snge. Acest bicarbonat se numete bicarbonat nou sau regenerat i il nlocuiete pe cel consumat prin tamponarea acizilor nevolatili. Posibilitatea participarii TCD la echilibrul acido-bazic este limitat de disponibilitatea bazelor tampon din urin i de faptul c pH-ul urinar nu poate scadea sub 4,4.

21

Eliminarea srurilor de amoniu reprezint 2/3 din totalul excreiei de H+. In nefrocitele TCP, amoniacul (NH3) se formeaz pe seama gruprilor amino ale glutaminei i asparaginei i ntr-o msur mai mic prin dezaminarea oxidativ a altor aminoacizi. NH3 rezultat difuzeaz rapid prin membrana nefrocitului TCP n lumenul tubular unde se combin cu H+ excretat, rezultnd ionul amoniu. NH4 se elimin urinar mpreun cu Cl- sub forma clorurii de amoniu (NH4Cl). Producerea NH4 servete drept rezervor pentru excreia de H+, permind unei mari cantiti de ioni H+ s se elimine n urin fr modificri importante ale pH-ului. 2.4. Reglarea metabolic. Unii acizi exogeni sau endogeni pot fi neutralizai sau metabolizai n special la nivelul ficatului. De exemplu, acidul lactic poate fi metabolizat pana la glucoz sau pana la CO2 i apa. Aceasta metabolism contribuie la meninerea unui nivel al acidului lactic de 1-2 mmoli/l. Procesele metabolice pot fi influenate de pH-ul plasmatic i, respectiv, celular deoarece sunt catalizate de enzime sensibile la pH. De exemplu, fosfofructokinaza, enzim important a cii glicolitice este activat de un pH acid. In cazul unei alcaloze, creterea pH-ului celular stimuleaz glicoliza i accelereaz producerea de acid lactic i piruvic, scznd astfel severitatea alcalozei. Acidoza are un efect invers. 3. Parametrii sanguini necesari determinrii echilibrului acido - bazic Pentru evaluarea iniial a echilibrului acido-bazic este necesar determinarea urmtorilor parametrilor din tabelul 18. Tabel 18. Parametri necesari determinarii echilibrului acidobazic Obligatorii 1. pH plasmatic sau concentraia H+ 2. paCO2 3. CO2 total (CO2T) 4. bicarbonatul (standard i actual), rezerva alcalin 5. bazele tampon 6. excesul de baze 7. Na+ seric 8. K+ seric 9. Cl- seric 10. Golul anionic 1. pH-ul plasmatic poate fi msurat cu aparate speciale care inregistreaza si ceilalti parametri ai EAB. Precizia msurtorilor este 0,015 uniti pH. Valorile normale ale pH-ului arterial sunt de 7,38 - 7,44 iar ale celui venos 7,36 - 7,38. pH-ul standard este pH-ul sngelui oxigenat normal, msurat la pCO2 de 40 mmHg i 37oC. pH-ul actual este pH -ul corespunztor sngelui analizat. 2. PaCO2 reprezinta presiunea parial a bioxidului de carbon. Ea reflect concentraia acidului carbonic. Precizia msurtorilor este de 1 mmHg (0,133 Kpa). PaCO2 poate fi exprimat n mmHg sau kilopascali (Kpa). Valoarea normal este cuprins ntre 38-43 mmHg (5,07-5,7 Kpa) in sngele arterial i 45-48 mmHg (6-6,4 Kpa) in sngele venos. 3. CO2 T reprezinta CO2 total. CO2 T = HCO3- + CO2 dizolvat + H2CO3. Deoarece H2CO3 are o valoare foarte mic, se poate aproxima: CO2 T = HCO3- + CO2 dizolvat sau CO2 T = HCO3- + pCO2 unde este coeficientul de dizolvare (0,03)

22

CO2 total este determinat cu aparatul von Slyke. Valorile normale sunt 24-26 mmol/l pentru sangele arterial si 26-28 mmol/l pentru sangele venos. 4. Bicarbonatul plasmatic. Pentru evaluarea sa se folosesc doi parametri: bicarbonatul standard (HCO3-s) i bicarbonatul actual (HCO3-a) HCO3- - s reprezint cantitatea de bicarbonat a unei plasme complet oxigenate cu pCO2 de 40 mmHg la 37o C. Nu este msurabil direct. Valoarea normal este de 24 mmol/l. HCO3 -a reprezint cantitatea de bicarbonat din sngele analizat. Nu este msurabil direct. Se obine scznd din valoarea CO2T cantitatea CO2 dizolvat. Valorile normale sunt cuprinse ntre 24-25 mmol/l pentru plasma arterial i 26 -27 mmol/l pentru plasma venoas. Rezerva alcalin reprezint cantitatea de CO2T, combinata cu a unei plasme separate de hematii i echilibrat la o pCO2 de 40 mmHg i 37o C. Valoarea sa este identic cu cea a bicarbonatului standard. Ea exprim n realitate cantitatea de bicarbonat din plasm. Rezerva alcalin este determinat n laboratoarele de biochimie cu ajutorul aparatului von Slyke dar nu este recomandata deoarece poate genera frecvent erori. 5. Bazele tampon (BT) reprezint concentraia tuturor bazelor ce intervin n captarea sau eliberarea H+ (bicarbonat, hemoglobin, proteine, fosfai), msurate la un pH i o temperatur normale. BT exprim valoarea teoretic la care s-ar ridica bazele tampon dac nu ar exista o tulburare acido-bazic. Valoarea normal este cuprins ntre 40 - 50 mmol/l. 6. Excesul sau deficitul de baze (BE) reprezint cantitatea total de baze rmas n urma tamponrii, corespunztoare pH-ului actual (atunci cnd valoarea este pozitiv) sau deficitul de baze tampon din organism (cnd valoarea este negativ). Valoarea normal este cuprins ntre +2 i -2 mEq/l. Valorile sunt aceleai n sngele venos ct i n cel arterial i nu depind de saturaia n oxigen a hemoglobinei (SaO2). 7. Natremia furnizeaz date asupra volumului lichidian extracelular, osmolaritii plasmatice i poate servi la calcularea golului anionic (AG). Valorile normale sunt cuprinse ntre 135-144 mmol/l. 8. Potasemia este util pentru luarea unor decizii privind diagnosticul dezechilibrelor acido-bazice. Valorile normale ale potasemiei sunt cuprinse ntre 3,5-5 mmol/l. 9. Cloremia poate servi la calcularea golului anionic. Valorile normale ale cloremiei sunt cuprinse ntre 98 - 105 mEq/l. 10. Golul anionic (anion gap = AG) reprezint suma anionilor, alii dect HCO3- i Cl-, necesari contrabalansrii ncrcturii pozitive a sodiului i potasiului seric. Aceti anioni sunt: fosfai, sulfai, proteine, acid lactic, cetoacizi, creatinin, acizi organici, prezeni n mod obinuit n snge i nu sunt evaluai in mod uzual. AG este important pentru diagnosticul diferenial al acidozelor metabolice (cu AG normal sau hipercloremice si cu AG crescut) si pentru diagnosticul dezechilibrelor mixte. Nu este msurat direct ci se determin prin calcul, innd seama de principiul neutralitii electrice: AG = (Na+ + K+) - (Cl-- + HCO3-). Valoarea normal este cuprins ntre 8-12 mmol/l. Creterea AG semnific acumularea de acizi n fluidele organismului. O cretere a AG peste 30 mmol/l reflect invariabil acumularea de acizi organici, ca acidul lactic sau cetoacizii. Valori ale AG ntre 20-29 mmol/l reflect acumularea de acizi organici n 2/3 din cazuri. Ea se poate datora i hiperalbuminemiei din deshidratarea acut sau scaderii concentraiei celorlali cationi plasmatici (calciu, magneziu, litiu) care reprezint 5 % din totalul cationilor si nu sunt luai n calcul. Scderea AG poati fi datorata creterii cationilor plasmatici nedozai (Ca2+, Mg2+, Li+), scderii anionilor plasmatici nedozabili, hiponatremiei, hipopotasemiei si hipoalbuminemiei. 4. Dezechilibre acido-bazice Analiznd parametrii EAB putem face o prim apreciere a statusului acido-bazic. Daca pH-ul este scazut < 7,36 pacientul are acidemie iar daca este crescut > 7,44 are alcalemie. Termenii de

23

acidoza i alcaloza nu presupun obligatoriu o modificare de pH ci reflect acumularea n organism de acizi, respectiv, baze. Tulburarea echilibrului acido-bazic n sensul acidemiei sau alcalemiei determina o serie de modificri compensatorii in sens opus modificarii initiale, care tind s readuc pH-ul n limitele normale, astfel nct raportul HCO3-/pCO2 s rmn constant. In funcie de intensitatea dezechilibrului acido-bazic primar, mecanismele compensatorii secundare reuesc sau nu s menin pH-ul n limitele normale. O tulburare a echilibrului acido-bazic este simpla cnd apariia ei este consecina interveniei unui singur factor etiologic. Dezechilibrele mixte sau triple sunt datorate mai multor factori etiologici care induc mai multe tulburari primare. Prezenta compensarii unui dezechilibru primar nu constituie o tulburare mixta! Gradul compensarii unei tulburari primare este predictibil si poate fi calculat. Modificrile pH-ului, care difer semnificativ de valoarea estimat, semnaleaz prezena unui dezechilibru mixt. Analog se interpreteaz i modificrile valorilor PCO2 sau HCO3-. In continuare vom prezenta dezechilibrele simple, a caror clasificare este redata in tabelul 19. Raspunsul compensator si amploarea acestuia este prezentat in tabelul 20 iar in tabelul 21 sunt sintetizate cateva reguli de interpretare a dezechilibrelor acido-bazice Tabelul 19. Clasificarea dezechilibrelor acido-bazice simple Respiratorii Acidoz respiratorie acut Acidoz respiratorie cronic Alcaloz respiratorie acut Alcaloz respiratorie cronic Metabolice Acidoz metabolic Alcaloz metabolic Tabelul 20. Dezechilibre primare si raspuns compensator Dezordine Modificare Raspuns Amploarea primara biochimica compensator compensarii primara Acidoza HCO3 PaCo2 PaCO2 = 1,5(HCO3-) + 8 2 metabolica PaCO2 = ultimele 2cifre ale pH-ului PaCO2 = 1-1,3(HCO3-) Alcaloza metabolica Acidoza respiratorie acuta Acidoza respiratorie cronica Alcaloza respiratorie acuta HCO3 PaCo2 PaCO2 = 0,7(HCO3-) + 21 2 PaCO2 creste cu 0,6-1 mmHg pentru fiecare crestere HCO3-de 1 mmol/l pH = 0,008 (PaCO2 -40) HCO3- cu 1 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg crestere a PaCo2 pH = 0,003 (PaCO2 -40) HCO3- cu 3,5 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg crestere a PaCo2 pH = 0,008 (40-PaCO2) HCO3- scade cu 2 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg Limitele compensarii PaCo2 pana la 10 mmHg

PaCO2 pana la 55 mmHg HCO3- pana la 30-33 mmol/l HCO3- pana la 45 mmol/l HCO3- pana la 18 mmol/l

PaCo2

HCO3-

PaCo2

HCO3-

PaCo2

HCO3-

24

Alcaloza respiratorie cronica

PaCo2

HCO

3

scadere a PaCO2 pH = 0,017 (40-PaCO2) HCO3- scade cu 5 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg scadere a PaCO2

HCO3- pana la 12-15 mmol/l

Tabel 21. Reguli de interpretare 1. pH arterial acidemic < 7,36 - paCO2 normal sau scazut -> acidoza metabolica primara - diferenta dintre paCO2 actual si cel calculat semnifica adaugarea unei tulburari respiratorii - paCO2 mare -> acidoza respiratorie - modificarea pH-ului indica tulburarea acuta/cronica/metabolica 2. pH arterial alkalemic > 7,45 - paCO2 normal sau crescut -> alcaloza metabolica primara - diferenta dintre paCO2 actual si cel calculat semnifica adaugarea unei tulburari respiratorii - paCO2 mic -> alcaloza respiratorie - modificarea pH-ului indica tulburarea acuta/cronica/metabolica 3. pH normal paCO2 mare -> acidoza respiratorie + alcaloza metabolica paCO2 mic -> alcaloza respiratorie + acidoza metabolica paCO2 normal -> acidoza metabolica + alcaloza metabolica 4. Tulburare primara metabolica - pH anormal modificat in acelasi sens ca si PaCO2 - daca PaCO2 este normal sau mai mic sau mai mare decat cel calculat se presupune ca exista si o tulburare respiratorie si dezordinea este mixta 5. Tulburare primara respiratorie - PaCO2 este anormal si modificat in sens invers pH-ului - diferentierea intre o tulburare acuta sau cronica se face prin compararea pH-ului actual cu cel estimat 6. Tulburare mixta - modificarile compensatorii nu reusesc sa corecteze pH-ul - paCO2 anormal si pH nemodificat - pH anormal si paCO2 nemodificat 7. Abordare secventiala - este alterarea pH-ului grava ? - este acidemie sau alcalemie? - este o modificare acuta a PaCO2? - este o modificare cronica respiratorie sau metabolica? - modificarile compensatorii sunt adecvate? - care este golul anionic? - se potrivesc datele clinice cu tabloul acido-bazic? 4.1. Acidoza metabolica

25

Acidoza metabolic este caracterizat de scderea pH-ului < 7,36, scderea concentraiei HCO3- plasmatic < 22 mmol/l i hiperventilaie compensatorie (scderea PaCO2). Ea este produs prin scderea primar a HCO3- plasmatic datorit, fie unei pierderi excesive de HCO3- din organism, fie unei producii excesive de H+ sau a reducerii eliminrilor renale de H+. Rspunsul compensator la acidoza metabolic depinde de natura ncrcturii acide, de disponibilitatea sistemelor tampon, de rspunsul respirator i renal. Primele care intervin sunt sistemele tampon celulare i extracelulare. H+ ptrunde n celul unde este tamponat de sistemul proteinat celular iar K+ iese din celul pentru meninerea electronegativitii celulare. Un alt mecanism adaptativ rapid este hiperventilaia declanat de stimularea centrilor respiratori de ctre pH-ul acid. Raspunsul maximal se obtine insa la 12-24 de ore datorita patrunderii lente a H+ prin bariera hemato-encefalica. Rinichiul va reabsorbi complet bicarbonatul filtrat urinar insa abia in 3-5 zile se va produce cresterea majora a excretiei de amoniu si restabilirea EAB. In functie de circumstantele de aparitie (acumulare de acizi, scaderea excretiei incarcaturii acide sau pierdere de bicarbonat), acidozele metabolice se impart in acidoze cu gol anionic crescut si acidoze cu gol anionic normal (tabel 22). Tabel 22. Tipuri de acidoza metabolica Cu gol anionic crescut Hipokaliemica Acidoza lactica Ketoacidoza inanitie diabet zaharat glicogenoliza alcoolism deficit de gluconeogeneza glicogenozele tip I,II,III hipertiroidism Insuficienta renala (uremie) Toxine etanol etilenglicol salicilai paraldehida Diaree Acidoza tubulara renala proximala distala deficit de tampon fosfat Implantare ureterala uretero-sigmoido-stomie vezica ileal ureter ileal Inhibitori ai anhidrazei carbonice Acidoza post hipocapnica Perfuzii saline rapide Cu gol anionic normal Hiperkaliemica Hidronefroza Insuficienta renala incipienta Aport de acizi acid clorhidric arginina hidroclorhidrica clorura de amoniu Intoxicatie sulfica

Acidoza lactic este cea mai frecvent cauz de acidoz metabolic la bolnavii critici. Ea este definita prin creterea nivelului de acid lactic n snge peste 5 mmol/l, valoarea normala fiind de 1 mmol/l, la un pH de 7,36. Nivelele de lactat cuprinse ntre 2 -5 mmol/l se pot datora activrii simpatice.

26

Aceste valori pot semnifica o hipoxie incipient sau o stare hipermetabolic, frecvent ntlnit la pacienii critici. Prezena i intensitatea acidozei lactice au importante implicaii prognostice, creterea nivelului acidului lactic fiind corelat cu creterea mortalitii la pacienii cu oc cardiogen. In acidoza lactic exista atat un exces de productie cat si o insuficienta utilizare. Incapacitatea de oxidare a lactatului i, consecutiv, de ndeprtare a H+, ca si depirea capacitii sistemelor tampon, conduc la acidoza. Ea se clasifica in 2 tipuri in funcie de prezena sau absena semnelor clinice de hipoperfuzie: - tipul A se asociaz cu semnele clinice ale unei perfuzii tisulare sau oxigenri arteriale insuficiente (hipotensiune, cianoz, extremiti reci i palide). Ea este rezultatul neconcordanei dintre aportul i consumul de O2. Este forma cea mai frecventa la bolnavii critici chirurgicali. - tipul B nu se nsoete de semne clinice de hipoperfuzie tisular, instalandu-se in diverse boli (diabet zaharat, boli hepatice acute i cronice etc), ca urmare a unor medicamente sau toxice sau in deficite enzimatice. Acidoza metabolic cu anion gap normal este de obicei hipercloremic, caracterizat prin scderea concentraiei HCO3- i nlocuirea bicarbonatului seric cu Cl-, pentru meninerea electroneutralitii plasmatice. Ea se poate nsoi sau nu de pierderi de potasiu. 4.2.Alcaloza metabolica Este o tulburare a EAB definita de un pH arterial > 7,44, bicarbonat plasmatic > 28 mmol/l i PaCO2 crescut compensator > 44 mm Hg. Ea este iniiat de procese fiziopatologice care determin creterea primar a concentraiei HCO3 n snge. Consecutiv, raportul PaCO2/HCO3- scade si induce scaderea concentraiei ionilor H+ (pH-ul crete). Primele mecanisme compensatorii care intervin sunt sistemele tampon tisulare. Ionul H+ este eliberat prin disocierea proteinelor i fosfailor care ies din celul, n schimbul ptrunderii ionilor Na+. Prin modificarea pH-ului i influena acestuia asupra centrilor respiratori, alcaloza produce hipoventilaie i creterea PaCO2, care tinde s aduc raportul PCO2/HCO3- spre normal. Compensarea respiratorie este mai puin eficient n cazul alcalozei metabolice, deoarece hipoxia produs de hipoventilaie este un stimul al centrilor respiratori i limiteaz scderea PaCO2. Compensarea definitiv o realizeaz rinichiul, prin eliminarea HCO3- . n alcaloza metabolic creterea HCO3- trebuie s fie acompaniat de o scdere cel puin echivalent n concentraia clorului (pentru meninerea electroneutralitii plasmatice). Golul anionic este normal. n cazul alcalozelor prelungite se produce i o depleie important a potasiului, datorit economisirii H+ la nivel renal, la schimb cu K+. Alcaloza metabolic se clasific n funcie de raspunsul la terapia cu clorur de sodiu n alcaloza metabolic sensibil la cloruri i alcaloza metabolic insensibil la cloruri (tabel 23). Alcaloza metabolic sensibil la cloruri este cea mai frecvent form ntlnit, fiind asociat adesea cu depleia volumului extracelular. Este caracterizat printr-o valoare a clorului n urin < 10 mmol/l. Alcaloza metabolic insensibil la cloruri este o form rar, de obicei secundara unei alcaloze mediate renal, produs prin aciunea gluco-mineralo-corticoizilor endogeni care induc o reabsorbie maximal de sodiu i bicarbonat i o pierdere excesiv de clor n urin (> 20 mmol/l). Tabel 23. Circumstane de apariie a alcalozei metabolice Sensibila la cloruri Insensibila la cloruri Cauze gastrointestinale Dezordini corticosuprarenale varsaturi hiperaldosteronism aspiratie nazogastrica sindrom Cushing diaree cu pierdere de clor steroizi in cure prelungite polipoza colonica sindrom Bartter

27

Terapia cu diuretice Posthipercapnie Sindromul "lapte-alcali" Administrarea de alcali exogen aport crescut iv.sau oral de alcaline, transfuzii de snge citrat 4.3. Acidoza respiratorie Este o tulburare a EAB n care modificarea primar o constituie creterea PaCO2 n snge (hipercapnie) datorit reteniei CO2.. Consecutiv, raportul PCO2/HCO3- creste iar concentraia H+ crete (pH-ul scade). PaCO2 este meninut la o valoare constant (36-44 mg Hg), indiferent de cantitatea de CO2 produs, prin eficiena funciei respiratorii: PaCO2 = K x VCO2 /VA, unde VCO2 reprezinta productia de CO2 iar VA ventilatia alveolara. Aceasta din urma poate fi apreciata ca diferenta intre volumul expirator si volumul spatiului mort (VA = VE - VD). Dezordinile care compromit ventilaia creaz un dezechilibru ntre rata produciei CO2 i eliminarea sa, rezultnd hipercapnia (tabel 24). Creterea produciei endogene de CO2 mrete PaCO2, excitnd chemoreceptorii bulbari. Este stimulat astfel ventilaia alveolar. La concentraii mari de CO2 centrii bulbari sunt inhibai, controlul fiind preluat de chemoreceptorii aortici i carotidieni. Rspunsul compensator la creterea PaCO2 este datorat sistemelor tampon non bicarbonat n faza acut i rinichiului, prin eliminarea ionilor de H+, n faza cronic. Aceste procese compensatorii aduc raportul PCO2/HCO3- spre normal, dar nu-l normalizeaz niciodat. n primele 24 ore de la instalarea hipercapniei, creterea HCO3- in ser este mic i rapid. HCO3- crete progresiv n urmtoarele 3-6 zile prin cresterea reabsorbtiei. H+ se elimin ca sare (NH4Cl), rezultand hipocloremie. Potasiul seric poate fi uor crescut datorit ieirii din celul, n urma schimbului de cationi dintre mediul intracelular i extracelular. Tabel 24. Mecanisme de aparitie a acidozei respiratorii Scaderea ventilatiei alveolare - depresie ventilatorie de cauza centrala (leziuni SNC sau medicamentoasa) - disfunctie neuromusculara - obstructie respiratorie Cresterea ventilatiei spatiului mort - embolie pulmonara - bronhopneumopatie cronica obstructiva - insuficienta respiratorie acuta Cresterea productiei de CO2 - sepsis - nutritie parenterala bogata in glucoza 4.4. Alcaloza respiratorie Alcaloza respiratorie este caracterizat de creterea pH-ului > 7,44, scderea pCO2 < 36 mmHg i scderea bicarbonatului < 22 mmol/l. Este o tulburare a EAB definit prin scderea primar a pCO2 n snge (hipocapnie) datorit hiperventilaiei (tabel 25). Hiperventilaia nu nseamn n mod obligatoriu o cretere a ritmului (frecvenei) respirator (tahipnee) ci poate semnifica i o cretere a

28

volumului respirator curent (hiperpnee sau respiraie profund). Raportul pCO2/ HCO3- scade si, consecutiv, concentraia H+ scade iar pH-ul crete. Scderea HCO3- reflect compensarea metabolic, realizata in faza acuta de sistemele tampon. Scderea HCO3- nu este suficient de mare pentru a preveni creterea pH-ului. n faza cronic, reglarea renal asigur o scdere marcat HCO3-, care poate aduce pH-ul la normal in aproximativ 2 saptamani. Alcaloza respiratorie cronica este singurul dezechilibru acido-bazic n care pH-ul poate fi normal. Exemplul tipic il constituie locuitorii la altitudini nalte, la care scderea pO2 din aerul atmosferic induce hiperventilaie i hipocapnie cronic, cu pH normal. n alcaloza respiratorie se produce o hipopotasemie corespunztoare eliminrii renale de K+ i translocrii cationilor din spaiul extracelular n cel intracelular. K+ ptrunde n celule n schimbul H+. Clorul va fi reinut pentru meninerea electroneutralitii, contracarnd efectul scderii HCO3-. Tabel 25. Circumstante de aparitie a alcalozei respiratorii 1. Hiperventilaia alveolar pur - afeciuni SNC (tumori, infecii, leziuni vasculare, traumatisme etc) - psihogen (nevroza respiratorie) - post acidoza metabolic rapid corectat - respiraia asistat - sarcina - efort, durere, arsuri ntinse - hipertemie - intoxicaie cu salicilai 2.Hiperventilaia alveolar indus de hipoxia hipoxemic - insuficien respiratorie prin tulburri de distribuie (pneumonie, edem pulmonar, astm bronic sever, emfizem pulmonar) - insuficien respiratorie prin unt vascular (unt dreapta - stnga, cardiopatii congenitale cianogene, atelectazii, anevrisme arterio-venoase pulmonare, ciroz hepatic) - insuficien respiratorie prin tulburri de difuziune - locuitorii de la altitudini nalte - stri de oc - afeciuni cardiace (congenitale, insuficien cardiac, infarct miocardic) - sindroamele hiperkinetice (tireotoxicoza, avitaminoza B1) 3.Hiperventilaia alveolar indus de hipoxia anemic - anemie (Hb sub 5 g % ) de orice cauz - intoxicaii cu monoxid de carbon, methemoglobina Respiraia asistat poate produce alcaloz respiratorie n cazul reglrii defectuoase a aparatului de ventilaie mecanic (frecvena respiratorie crescuta, volumul curent mare, presiune de asistare crescuta, raport inspir/expir inadecvat). Efectele acestui tip de hiperventilaie sunt, n general, moderate i dispar n momentul eliminrii ventilaiei mecanice. 4.5. Clinica dezechilibrelor acido-bazice Manifestrile clinice ale diverselor tulburri ale EAB sunt nespecifice i nu servesc unui diagnostic funcional. Ele variaz n funcie de modul instalrii dezechilibrelor acido-bazice (instalare lent sau rapid) i de intensitatea acestora, tulburrile uoare fiind inaparente clinic. Efectele acidozei (tabel 26) si alcalozei (tabel 27) trebuie insa cunoscute pentru ca, in functie de severitatea lor, se decide strategia terapeutica.

29

Tabel 26. Efectele acidozei 1.Efectele cardiovasculare - scaderea fortei contractile - cresterea excitabilitatii miocardice - vasodilatatie (pana la pH 7,20) - ulterior cresterea rezistentelor vasculare - scaderea debitului cardiac - hipotensiune arteriala - hipoperfuzie tisulara 2.Efectele asupra sistemului nervos central si endocrin - creste fluxul sanguin cerebral - stimularea centrilor respiratori - stimulare vagala - stimulare catecolica - scade raspunsul la catecoli endogeni si exogeni la pH < 7,20 - stimuleaza secretia de aldosteron 3.Efectele asupra excitabilitii neuro-musculare - deprimarea contractilitatii 4.Efectele acidozei asupra echilibrului hidro-electrolitic - hiperpotasemie - hipercalcemie 5.Efectele asupra metabolismului celular - hipoxie celular care accentueaz sau ntreine acidoza prin virarea metabolismului celular spre glicoza anaerob - devierea la dreapta a curbei de disociere a oxigemoglobinei n sensul scderii afinitii hemoglobinei Tabel 27. Efectele alcalozei 1.Efecte cardiovasculare - inotrop pozitiv, ulterior negativ - creste rezistenta vasculara periferica - spasm coronarian - creste excitabilitatea miocardica 2. Efectele la nivelul sistemului nervos central - scade fluxul sanguin cerebral - convulsii - inhiba centrii respiratori 3.Efectele asupra excitabilitii neuro-musculare - creste excitabilitatea neuro-muscular - parestezii, crampe musculare spasm carpo-pedal pn la tetanie i spasm laringian. 4.Efectele asupra echilibrului hidro-electrolitic - hipocalcemie - hipopotasemie - hipomagneziemie - hipocloremie - hipofosfatemie 5.Efectele asupra metabolismului celular - intensificarea glicolizei - devierea la stnga a curbei de disociere a oxihemoglobinei n sensul creterii

30

afinitii hemoglobinei pentru oxigen 4.6. Tratamentul dezechilibrelor acido-bazice Tratamentul dezechilibrelor acido-bazice este simptomatic i etiopatogenic. Tratamentul etiopatogenic se refer la eliminarea cauzelor care au determinat dezordinea acido-bazic respectiv: reechilibrarea hidro-electrolitic pentru refacerea volemiei, tonicardiace si vasodilatatoare pentru amelioarea debitului cardiac si perfuziei tisulare, administrarea de insulin n cetoacidoz diabetic, eliminarea substanelor toxice, suprimarea pierderii de baze pe cale digestiva etc.). Uneori, tratamentul etiopatogenic este limitat (insuficiena renal cronic, ciroza hepatic decompensat parenchimatos i vascular). Tratamentul simptomatic const n aportul de substane alcalinizate sau acidifiante n scopul neutralizrii excesului de acizi sau de baze din organism i restabilirii EAB. 4.6.1. Tratamentul acidozei metabolice const n administrarea de soluii alcaline pentru a crete pH-ul > 7,20 (tabel 28). n acest fel se reduce incidena aritmiilor cardiace fatale i se restabilete rspunsul la catecolamine, prevenindu-se instalarea insuficienei cardiace. Substanele alcalinizate sunt diverse, insa mai frecvent se utilizeaza bicarbonatul de sodiu si trihidroximetilaminometan (THAM). Tabel 28. Indicatiile terapiei cu solutii alcaline Indicatii ferme0 Indicatii posibile Acidoz metabolic Acidoza metabolic sever hipercloremic cu AG crescut (pH < 7,20) Pierderi de HCO3Agravarea rapid a acidozei metabolice cu AG crescut Indicatii abandonate Stopul cardio-respirator (n faza iniial a resuscitrii cardio-pulmonare Acidoza metabolic moderat cu AG normal pH > 7,20

Bicarbonatul de sodiu (NaHCO3) are masa molecular egal cu 84, fiecare gram coninnd 12 mmol de Na. Se prezint sub form de soluie 84 %o, echimolecular (1 ml soluie = 1 mEq NaHCO 3). Este folosit direct de ctre organism, fr a fi metabolizat. Poate fi administrat oral sau intravenos. Reface rapid depozitele tampon i este indicat n urgene. Calcularea dozei de NaHCO3 care trebuie administrat se face n funcie de deficitul de HCO3-, deficitul global de baze (BE) sau excesul de H+. deficit HCO3- = Vdistribuie HCO3- x deficit HCO3- /l Volumul de distribuie al HCO3- = 50 % din greutatea corporal = 0,5 G deficit HCO3-/l = HCO3-normal - HCO3-observat = HCO3-standard - HCO3-actual deficit HCO3- = 0,5 G (HCO3-s HCO3-a ) Unii autori calculeaz cantitatea de HCO3- administrat n funcie de deficitul de baze (BE): deficit HCO3-/l = BE x 0,3 G Aceste calcule sunt pur orientative deoarece nu in seama de producia continu de acizi (spre exemplu n acidoza lactic). De aceea, se impune ca n cursul alcalinizrii s se dozeze repetat parametrii acido-bazici. Reevaluarea parametrilor acido-bazici la 15-20 minute dup corecia acidozei cu NaHCO3 este absolut necesar pentru aprecierea gradului coreciei i deciderea urmtorului pas terapeutic. Administrarea bicarbonatului de sodiu pe cale intravenoas se face lent i continuu pentru reducerea consecinelor hiperproduciei de CO2, suprancrcrii volemice brutale sau pentru prevenirea alcalozei rebound. Dezavantajele administrarii de bicarbonat implic sunt: 1. creterea produciei de CO2 prin transformarea imediat a 10-15 % din cantitatea de bicarbonat administrat n CO2. n cazul acidozei metabolice, capacitatea de eliminare a CO2 astfel produs este limitat deoarece rspunsul compensator respirator este maximal, ventilaia nepmaiputnd fi crescut.

31

Astfel, aportul de bicarbonat poate precipita o insuficien respiratorie latent, transformnd acidoza metabolic ntr-o acidoz respiratorie. Acest fenomen a fost descris n resuscitarea cardio-pulmonar, cnd se administreaz bicarbonat nainte de restabilirea respiraiei i circulaiei. 2. acidoza intracelular paradoxal apare datorit faptului c dioxidul de carbon are un coeficient de solubilitate mult mai mare dect al HCO3- i difuzeaz mai rapid n celule dect acesta. La nivelul celular, creterea CO2 accentueaz glicoliza anaerob cu acumularea de acid lactic. 3. creterea concentraiei plasmatice a acidului lactic prin: - stimularea glicozei (prin stimularea fosfofructokinazei), - reducerea metabolizrii hepatice a lactatului datorita acidozei intrahepatice consecutive creterii CO2 intracelular - efortul ventilator al muchilor respiratori cu creterea produciei de acid lactic n fibrele musculare striate. 4. acidifierea paradoxal a lichidului cefalo-rahidian (LCR) prin difuzarea rapid a CO2 prin bariera hemato-encefalic, cu creterea concentraiei ionilor H+ n LCR. Prin aceasta crete hiperventilaia (sunt stimulai centrii respiratori bulbari) sau apar fenomene mai grave cum ar fi convulsiile i coma prelungit. 5. modificarea afinitii hemoglobinei pentru oxigen cu agravarea acidozei prin hipoxie tisulara 6. hipokalemie care poate induce tulburari severe de ritm 7. hipocalcemie care poate induce scderea contractilitii miocardului i tulburri de ritm cardiac. 8. hipernatremie i hiperosmolaritate care pot determina un edem interstiial cu deshidratare celular. Poate fi precipitat un edem pulmonar acut (EPA) pe fondul unei acidoze metabolice cu debit cardiac sczut. 9. alcaloza metabolic daca se administreaz NaHCO3 la valori ale pH> 7,20 7,30 10. scderea presiunii de perfuzie coronariene a fost descris n cadrul resuscitrii cardio-pulmonare prin administrarea NaHCO3 ca unic agent de resuscitare (scade presiunea diastolic n aort i crete presiunea n atriul drept). Dei controversat, utilizarea bicarbonatului n oprirea cardio-circulatorie se recomand numai dup 10 minute de resuscitare convenional, n doze relativ mici de 0,51 mmol/kg sau in situaiile n care bolnavii prezint o acidoz metabolic preexistent, hiperkalemie sau supradozare de barbiturice. THAM are o putere alcalinizanta mai mica dect NaHCO3. Alcalinizarea intracelular este mai marcat cu THAM dect cu celelalte soluii tampon. Dac funcia renal este bun nu exist riscul acumulrii sale n organism. Avantajele folosirii sale constau n coninutul mic de sodiu (29 mmol/l), ceea ce l face foarte util n acidozele hipernatremice. Dezavantajele THAM constau n deprimarea respiraiei i inducerea unei hiperosmolariti prin cationul THAMH+, mai ales n condiiile scderii filtrrii glomerulare. Folosirea sa este contraindicat n insuficiena respiratorie, cardiac, renal i n hiperglicemie. THAM nu se folosete n oprirea cardio-circulatorieo, deoarece dei este un agent inotrop pozitiv, induce scderea perfuziei coronariene. 4.6.2. Tratamentul alcalozei metabolice const n administrarea de substane acide (HCl, NH4Cl) sau de substane care s creasc eliminrile de HCO3- la nivel renal. Ele sunt indicate cand pH > 7,60. Alcalozele moderate cu pH < 7,60 se trateaz doar prin reechilibrarea hidro-electrolitic i osmotic a bolnavului cu soluie NaCl 9 %o, eficacitatea tratamentului fiind urmrit prin msurarea pH-ului urinar, care la valori de 7-8 indic eliminarea masiv de HCO3-. Creterea cloremiei nsoete pierderea urinar de HCO3-. Dei serul fiziologic poate corecta alcaloza, nu normalizeaz depleia de K+, de aceea se adaug KCl (1-2 g la 250 ml ser fiziologic). Acidul clorhidric (HCl) soluie normal sau 3,65 % este un puternic acidifiant. Soluia izoton pentru terapia iv. conine 150 mmol H+ i 150 mmol Cl- si este foarte coroziva, necesitand administrare pe cateter venos central, n ritm lent. Clorura de amoniu (NH4Cl) este mai uor de administrat i poate fi folosita oral sau iv insa, datorit acumulrii de amoniac i uree, este contraindicat n insuficiena hepatic i renal. Se

32

administreaz soluia izoton care conine 168 mmol NH4+ i 168 mmol Cl- /l in ritm de 0,5 mEq NH4+ /min. Calcularea dozei de substante acidifiante se face n funcie de nivelul plasmatic al clorului (n alcaloza hipocloremic), al bicarbonatului sau excesului de baze (BE). Se ine cont de volumul de distribuie al clorului n organism (0,2 G) i de cel al HCO3- (0,4 G n alcaloz). Cantitatea de acid administrat este egal cu excesul de bicarbonat : exces HCO3- = V distribuie HCO3- x exces HCO3- /l exces HCO3- = 0,4 G (HCO3-msurat HCO3- dorit ) HCO3-msurat = HCO3- actual si HCO3- dorit = HCO3- standard exces HCO3- = 0,40 G (HCO3-a HCO3-s ) Clorul este esenial n corectarea alcalozelor metabolice hipocloremice nsoite i de hiponatremie, hipopotasemie i scderea volumului extracelular. Clorul este furnizat de soluiile de NaCl, KCl, HCl, NH4Cl i permite rinichiului s rein H+. Cantitatea de clor necesar pentru a fi perfuzat este calculat dup formula : deficit Cl = Vdistribuie x exces Cl/l deficit Cl = 0,2 G (Cldorit Cl msurat) Doza iniial de Cl- nu trebuie s depeasc 4 mmol/kg. Dac exist i o pierdere de K+ asociat, aceasta trebuie nlocuit prin administrarea de KCl intravenos, nu mai mult de 60 mmol/l n soluii de glucoz sau ser fiziologic. Se administreaz circa 20 mmol/or ntr-o ven central sau 10 mmol/or ntro ven periferic. n alcaloza metabolic sever care nu a rspuns la tratamentul convenional, epurarea extrarenal (hemodializa sau dializa peritoneal) este cea mai indicat. 4.6.3.Tratamentul acidozei respiratorii consta in msuri terapeutice de urgen care au ca scop ameliorarea ventilaiei alveolare. Primele msuri vizeaz eliminarea cauzei: dezobstrucia cilor aeriene superioare n cazul aspiraiei de corpi strini sau aspiraiei de coninut gastric, puncie pleural n pneumortorax, nalorfin n supradozajul de morfin. Dac bolnavul nu i poate mri ventilaia (intoxicaie cu barbiturice, disfuncie neuromuscular) se impune intubaia endotraheal i ventilaia mecanic. Aceasta este indicata in prezenta cianozei, transpiraiilor profunde agitaiei sau somolenei si a urmatorilor parametri respiratori: -frecvena respiratorie > 30 35/min -pO2 60 mmHg -pCO2 55 mmHg -pH 7,20 7,30 Acidoza respiratorie cronic reprezint de multe ori fondul pe care se instaleaz o acutizare a hipoventilaiei pulmonare. Terapia acidozei respiratorii cronice const n : - dezobstrucia bronic - tratarea infeciei asociate proceselor obstructive cronice - combaterea hipoxiei prin oxigenoterapie intermitent pe masc sau sond, cu prudenta deoarece la bolnavii cu hipercapnie cronic, singurul stimul al centrilor respiratori l reprezint hipoxemia iar corectarea ei brutal poate induce apnee. - cnd pH-ul sanguin se reduce < 7,10 se poate administra cu pruden NaHCO 2 n cantiti mici i repetate, sub controlul permanent al parametrilor echilibrului acido-bazic - in cazurile grave se impune intubaia endotraheal i ventilaia mecanic. 4.6.4. Tratamentul alcalozei respiratorii acute implic mai nti stabilirea cauzei (hipoxic sau nehipoxic, de origine central). n alcaloza respiratorie de cauz hipoxic se instituie tratamentul de urgen al afeciunii de baz (bronhopneumonie, insuficien cardiac congestiv agravat de un infarct miocardic sau o tulburare de ritm). Concomitent se administreaz oxigen pe masc sau sond nazal,

33

umidificat prin barbotare, la un debit de 6-10 l/min. n cazuri severe, cnd PaO2 60 mmHg se intubeaz bolnavul i se asigur o ventilaie mecanic cu FiO2 crescut. n alcaloza respiratorie acut nehipoxic tratamentul const n respiraia ntr-un dispozitiv nchis n care CO2 crete n aerul inspirat. n cazul alcalozei respiratorii aprute la bolnavii ventilai mecanic, tratamentul const n reajustarea parametrilor respiratori cu reducerea minut-volumului, scderea frecvenei respiratorii sau creterea spaiului mort respirator. Tratamentul alcalozei respiratorii cronice nu impune msuri speciale de terapie intensiv dect n caz de acutizare i vizeaz n special eliminarea sau ameliorarea afeciunii de baz.

34