Analiza gazometrii krwi tętniczej

Transkrypt

1 Analiza gazometrii krwi tętniczej dr hab. n.med. Barbara Adamik Katedra i Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu

2 Analiza gazometrii krwi tętniczej wymiana gazowa w płucach Wymiana gazowa w płucach przenoszenie tlenu z powietrza oddechowego do krwi (utlenowanie krwi) oraz CO 2 z krwi do powietrza wydychanego (eliminacja CO 2 ) Gazometria krwi tętniczej pozwala ocenić skuteczność wymiany gazowej dzięki pomiarom ciśnienia parcjalnego O 2 i CO 2. Ciśnienie parcjalne opisuje udział poszczególnych gazów w mieszaninie gazowej. Gazy przemieszczają sie zgodnie z gradnientem ciśnień z obszarów o wyższym ciśnieniu parcjalnym do obszarów o niższym ciśnieniu. Na poziomie błony pęcherzykowo-włośniczkowej powietrze w pecherzykach płucnych wykazuje wyższe PaO 2 i niższe PaCO 2, w porównaniu do krwi włośniczkowej. O 2 przemieszcza się z pęcherzyków płucnych do krwi, a CO 2 z krwi do pęcherzyków płucnych. Uwaga PO 2 = ciśnienie parcjalne O 2 PaO 2 = ciśnienie parcjalne O 2 w krwi tętniczej PCO 2 = ciśnienie parcjalne CO 2 PaCO 2 = ciśnienie parcjalne CO 2 w krwi tętniczej

3 Analiza gazometrii krwi tętniczej wymiana gazowa w płucach Eliminacja dwutlenku węgla: PaCO2 jest warunkowane przez wentylację pęcherzykową (całkowita ilość powietrza wymieniana między pęcherzykami płucnymi a otoczeniem / minuta. (norma PaCO2 = mm Hg). Zwiększona wartość PaCO2 (hiperkapnia) oznacza zmniejszoną wentylację pęcherzyków płucnych Wentylacja jest regulowana przez obszar w pniu mózgu zwany ośrodkiem oddechowym. Obszar ten zawiera receptory, które reagują na stężenie PaCO2 we krwi i wysyłają sygnał do mięśni zaangażowanych w oddychanie. Jeśli PaCO2 jest nieprawidłowe, ośrodek oddechowy odpowiednio dostosowuje częstość i głębokość oddychania.

4 Analiza gazometrii krwi tętniczej wymiana gazowa w płucach Utlenowanie: Prawie cały O2 jest związany z Hb. Ilość tlenu we krwi zależy od dwóch czynników: Uwaga 1. Hb stężenie 2. Wysycenie Hb tlenem (SO2), % miejsc wiążących O2 w Hb związanych z O2. SO 2 wysycenie O2 krwi (każdej) SaO 2 wysycenie O2 krwi tętniczej ( mm Hg) Przy prawidłowych ilościach PaO2 ( mm Hg), Hb wysocona maksymalnie (SaO2>95%). Zdolność krwi do transportu tlenu jest prawie max. Wykorzystana, a dalszy wzrost PaO2 nie wpłynie znacząco na zwiększenie zawartości O2 we krwi tętniczej. Krzywa dysocjacji oksyhemoglobiny

5 Analiza gazometrii krwi tętniczej przyczyny hipoksji Termin niedotlenienie (hipoksja) oznacza zmniejszone dostarczanie O2 do tkanek. Termin hipoksemia oznacza zmniejszoną zawartość O2 (PaO2) we krwi tętniczej. Przyczyny: upośledzone utlenowanie krwi, niskie stężenie Hb (niedokrwistości) lubzmniejszona dostępność Hb dla tlenu (zatrucie CO) HIPOKSJA (niewystarczająca ilość 0 2 dostarczanego do komórek) hipoksemia (niewystarczają ca ilość 0 2 we krwi) niedokrwienie (niewystarczają ce dostarczanie krwi) dotyczące wszystkich tkanek (wstrząs) dotyczące niektórych tkanek (np. zawał m. sercowego) Upośledzone utlenowanie krwi hipoksemia wynikająca ze zmniejszonego przechodzenia tlenu z płuc do krążenia (PaO2< 10.7 kpa; <80 mmhg). niezdolność Hb do przenoszenia O2 (np. zatrucie CO) niskie stężenie Hb (niedokrwistość) niska wartość PaO2 (upośledzone utlenowanie krwi)

6 Analiza gazometrii krwi tętniczej: równowaga kwasowo-zasadowa ph - pomiar kwasowości lub zasadowości na podstawie obecnych jonów wodoru (H +). Krew ludzka ma zwykle ph 7,35-7,45 (H + = nmol / L) i dlatego jest lekko zasadowa. Jeśli ph krwi jest poniżej normalnego zakresu (<7.35), rozpoznaje się kwasicę. Jeśli jest powyżej normalnego zakresu (> 7,45), występuje zasadowica.

7 Analiza gazometrii krwi tętniczej: równowaga kwasowo-zasadowa Poniższe równanie jest podstawą zrozumienia równowagi kwasowo-zasadowej: Z równania wynika 1. że rozpuszczanie CO 2 w osoczu powoduje powstawanie kwasu. Im więcej CO 2 we krwi, tym więcej powstaje H 2 CO 3, który dysocjując, uwalnia H+. 2. ph krwi zależy nie tylko od całkowitej ilości CO 2 lub HCO 3-, ale od stosunku CO 2 do HCO 3-. Dlatego też zmiana stężenia CO 2, jeżeli jest równoważona przez zmianę stężenia HCO3-, powodującą zachowanie stosunku CO 2 lub HCO 3-, nie prowadzi do zmiany ph krwi (i vv). Stężenie CO 2 jest regulowane przez oddychanie, HCO 3- przez wydalanie nerkowe.

8 Analiza gazometrii krwi tętniczej: utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej Mechanizm oddechowy Płuca są odpowiedzialne za usuwanie CO 2. Wentylacja pęcherzykowa określa wartości PaCO 2 we krwi. Jeśli dochodzi do zaburzenia w wytwarzaniu CO 2, organizm ludzki dostosowuje do do wydychania odpowiedniej (większej lub mniejszej) ilości CO 2, tak aby wartość PaCO 2 została utrzymana w granicach normy. CO2 jest przenoszony z krwią do płuc. Im więcej CO 2 we krwi, tym więcej H 2 CO 3 jest wytwarzane, który dysocjuje z uwolnieniem H +. H 2 CO 3 we krwi ph krwi wentylacji płuc do czasu przywrócenia odpowiedniej ilości CO2 H 2 CO 3 we krwi ph krwi wentylacji płuc do czasu przywrócenia odpowiedniej ilości CO2 Aktywacja płuc w celu wyrównania braku równowagi kwasowo-zasadowej rozpoczyna się w ciągu 1-3 minut.

9 Analiza gazometrii krwi tętniczej: utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej Mechanizm nerkowy (metaboliczny) Nerki odpowiadają za wydalanie kwasu powstającego w procesach metabolicznych. Wydzielają H + do moczu, a zwrotnie wchłaniają z niego HCO3-. Anion HCO3- jest zasadą, która zmniejsza stężenie H+ we krwi. Nerki mają zdolność dostosowania wydzielania H+ oraz HCO3- do moczu, w zależności od zmiennego wytwarzania kwasów w procesach metabolicznych. ph krwi nerki kompensują zatrzymując HCO3- HCO3- we krwi ph krwi nerki kompensują wydalając HCO3- HCO3- we krwi Proces w nerkach może trwać od kilku godzin do kilku dni, aby skorygować brak równowagi.

10 Analiza gazometrii krwi tętniczej: zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej 1. Kwasica to każdy proces, który powoduje obniżenie ph krwi. jeśli jest to spowodowane wzrostem PaCO 2, to jest to kwasica oddechowa jeśli jest to spowodowane inną przyczyną, to stężenie HCO3 jest niskie i jest to kwasica metaboliczna. 2. Zasadowica to każdy proces, który powoduje wzrost ph krwi. Jeśli jest to spowodowane spadkiem PaCO 2, to jest to zasadowica oddechowa; jeśli jest to spowodowane inną przyczyną, to HCO3 jest wysokie i jest to zasadowica metaboliczna

11 Interpretacja gazometrii krwi tętniczej - nieskompensowane zaburzenie równowagi kwasowo-zasadowej Krok 1 Oceń ph, aby określić, czy wartość mieści się w zakresie normy (7,35-7,45), zasadowym (> 7,45) lub kwasowym (<7,35) Krok 2 Jeśli ph jest zasadowe lub kwaśne, należy ustalić, czy jest tospowodowany głównie przez problem oddechowy lub metaboliczny. Aby to zrobić, należy ocenić wartość PaCO2. W przypadku problemu z oddychaniem, gdy ph spada poniżej 7,35, wartość PaCO2 powinna wzrosnąć. Jeśli ph wzrośnie powyżej 7,45, PaCO2 powinno się zmniejszyć. Porównaj wartości ph i PaCO2. Jeśli ph i PaCO2 poruszają się w przeciwnych kierunkach, to problem ma charakter głównie oddechowy. Krok 3 Oceń wartość HCO3. Przy zaburzeniu metabolicznym, w miarę wzrostu ph, HCO3 powinno również wzrosnąć. Gdy ph spada, HCO3 również powinien się zmniejszyć. Porównaj wartości ph i HCO3. Jeśli ph i HCO3 zmieniają się w tych samych kierunkach, problem ma przede wszystkim charakter mataboliczny. ph PaCO2 HCO3 Kwasica oddechowa w normie Zasadowica oddechowa w normie Kwasica metaboliczna w normie Zasadowica metaboliczna w normie

12 Analiza gazometrii krwi tętniczej: utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowaej Kompensacja zaburzeń Kiedy u pacjenta dochodzi do rozwoju zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej, organizm próbuje kompensować zmiany. Płuca i nerki są głównymi systemami kompensacji. Organizm próbuje przezwyciężyć zaburzenia oddechowe lub metaboliczne, próbując przywrócić prawidłową wartość ph. Zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej u pacjenta mogą być 1. nieskompensowane 2. częściowo skompensowane ph poza normą 3. całkowicie skompensowane ph w normie

13 Bez kompensacji ph PaCO2 HCO3 Kwasica oddechowa w normie Zasadowica oddechowa w normie Kwasica metaboliczna w normie Zasadowica metaboliczna w normie Częściowa kompensacja ph PaCO2 HCO3 Kwasica oddechowa Zasadowica oddechowa Kwasica metaboliczna Zasadowica metaboliczna Pełna kompensacja ph PaCO2 HCO3 Kwasica oddechowa w normie ale <7,40 Zasadowica oddechowa w normie ale >7,40 Kwasica metaboliczna w normie ale <7,40 Zasadowica metaboliczna w normie ale >7,40

14 Analiza gazometrii krwi tętniczej : mieszane zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej Kiedy pierwotne zaburzenie oddechowe i pierwotne zaburzenie metaboliczne występują jednocześnie, jest to mieszane zaburzenie kwasowo-zasadowe. Jeśli dwa procesy dają przeciwne skutki, efekt będzie podobny do skompensowanego zaburzenia kwasowozasadowego a zaburzenie ph zostanie zminimalizowane. Natomiast jeśli oba procesy powodują zmianę ph w tym samym kierunku (kwasica metaboliczna i kwasica oddechowa lub zasadowica metaboliczna i zasadowicaoddechowa), może rozwinąć się głęboka kwasica lub zasadowica.

15 Mleczany wiadomości podstawowe Biochemia mleczanów W stanie fizjologicznym, z odpowiednimi zasobami tkanek i natlenieniem, więcej energii komórkowej jest uzyskiwane w przemianach tlenowych (cykl Krebsa). W tym przypadku komórki przekształcają pirogronian w acetylo-coa poprzez oksydacyjną dekarboksylację. W przeciwieństwie do tego, gdy występuje niedostateczna perfuzjia tkankowa, energia jest wywarzana na drodze przemian beztlenowych. W tym przypadku pirogronian jest metabolizowany do mleczanu, ostatecznie generując mniej ATP (2 vs. 36) niż poprzez normalny mechanizm tlenowy.

16 Kwasica mleczanowa Kwasica mleczanowa jest najczęstszą przyczyną kwasicy metabolicznej u hospitalizowanych pacjentów. Jest określona przez niskie HCO3 w połączeniu ze stężeniem mleczanu w osoczu> 4 mmol / l Może wystąpić z powodu problemu z miejscowymi zaburzeniami perfuzji krwi (np. niedokrwienie jelit lub kończyny) lub z uogólnionym niedotlenieniem tkanek (np. głęboka hipoksemia, wstrząs, zatrzymanie akcji serca). Stopień kwasicy mleczanowej jest wskaźnikiem nasilenia choroby.

17 Wartości parametrów gazometrii krwi tętniczej ph (7, 35-7, 45) < 7,35= kwasica, >7,45= zasadowica Ujemny logarytm stężenia jonów wodorowych: jest odbiciem stężenia H+. Ze względu na logarytmiczny charakter skali, niewielkie zmiany w wartości ph oznaczają znaczne zmiany w stężeniu H+. PO 2 (>10,6 kpa or > mm Hg) Ciśnienie parcjalne tlenu: można uważać za siłę powodującą przemieszczanie cząsteczek O 2. PO 2 nie jest miarą zawartości O 2 we krwi, ale warunkuje stopień wysyceniatlenem hemoglobiny. PaO 2 odnosi się w szczególności do ciśnienia parcjalnego O 2 w krwi tętniczej. SO 2 (> 96% przy oddychaniu powietrzem otoczenia ) Wysycenie hemoglobiny tlenem (saturacja): procentowa zawartość cząsteczek tlenu w miejscach wiążących O 2 w hemoglobinie. Jest to miara zdolności krwi do przenoszenia tlenu. SaO 2 odnosi się w szczególności do wysycenia tlenem hemoglobiny krwi tętniczej. PaCO2(4,7-6,0 kpa or mm Hg we krwi tętniczej) Ciśnienie parcjalne CO 2 : można je uważać za siłę powodującą przemieszczanie cząsteczek CO 2, jest także (w przeciwieństwie do PO 2 ) bepośrednio proporcjonalne do zawartości CO 2 we krwi. PaCO 2 odnosi się w szczególności do ciśnienia parcjalnego CO 2 we krwi tętniczej. HCO3- act (22-28 mmol/l) Rzeczywiste stężenie wodorowęglanów: stężenie wodorowęglanów w osoczu obliczone na podstawie rzeczywistych wartości PaCO 2 i ph w próbce krwi tętniczej. Wysokie stężenie wodorowęglanów wskazuje na zasadowicę metaboliczną, a niskie na kwasicę metaboliczną. HCO3- st 22-28(mmol/L) Standardowe stężenie wodorowęglanów: stężenie wodorowęglanów w osoczu obliczone na podstawie zmierzonych wartości Pco2 i ph w próbce krwi tętniczej po skorygowaniu PaCO 2 próbki krwi do 5,3 kpa (40 mmhg). B.E. (-2 to+2 mmol/l) Nadmiar zasad (Base excess): wyliczona ilość zasad, którą należałoby dodać lub usunąć z próbki krw, by uzyskać ph obojętne, przy temp. 37 C, po skorygowaniu PCO 2 do wartości 5.3 kpa (40 mmhg). Dodatnie BE wskazuje, że ilość zasad przekracza normę (zasadowica metaboliczna), ujemne BE świadczy o niedoborze zasad (kwasica metaboliczna). Mleczany (0,4-1,5 mmol/l ) Pośredni pomiar stężenia kwasu mlekowego: wysokie poziomy kwasu mlekowego są zwykle oznaką niedotlenienia tkanek.