Εισαγωγή στην οξεοβασική ισορροπία και στον κυψελιδικό αερισμό. Κ. Μαυροματίδης Νεφρολόγος

Transcript

1 Εισαγωγή στην οξεοβασική ισορροπία και στον κυψελιδικό αερισμό Κ. Μαυροματίδης Νεφρολόγος

2 Τυπικά παραδείγματα οξέων και βάσεων H 2 CO 3 H + + HCO 3 - HCI H + + CI - NH + 4 H + + NH 3 H 2 PO - 4 H + + HPO 2-4 Οξέα Βάσεις Οξέα είναι οι ουσίες, οι οποίες σε υδατικό διάλυμα παρέχουν πρωτόνια και βάσεις αυτές που προσλαμβάνουν πρωτόνια

3 Πηγές υδρογονοϊόντων Ο κυτταρικός μεταβολισμός προκαλεί τη συνεχή παραγωγή οξέων (Η + ) Ο οργανισμός παρά το ότι συνεχώς παράγει και προσπαθεί να απαλλαγεί από τα οξέα, τελικά λειτουργεί σε αλκαλικό περιβάλλον (ph=7,37-7,43) Είμαστε δηλαδή αλκαλικά όντα στο σχεδιασμό μας, όμως στη λειτουργία είμαστε παραγωγοί οξέων

4 Ποσότητες παραγόμενων οξέων Μεταβολισμός Πτητικά (CO 2 ) 22,2 Eq ( meq/24ωρο) Μη πτητικά οξέα 1-1,5 meq H + /kgβσ/24ωρο

5 Ενδογενής παραγωγή οξέων από μία συνήθη δίαιτα Αμερικανού

6 Πηγές υδροξυλίων

7 Τριφωσφορικό ή γαλακκτικό οξύ Πυρουβικό οξύ Οξαλοξεικό οξύ Κιτρικό οξύ Μαλεϊκό οξύ Φουμαρικό οξύ cis-ακονιτικό οξύ Ισοηλεκτρικό οξύ 2/3 αποβαλλόμενων βάσεων Σουκινικό οξύ α-κετογλουταρικό οξύ Τα αλκάλεα αποβάλλονται από τον οργανισμό ως άλατα οργανικών οξέων (κιτρικό ή κετογλουταρικό) του Na + και Κ +

8 Έννοια και σημασία του ph

9 Σχέση [Η + ], [OH - ] σε meq/l και ph [H + ] ph [OH - ] 1 0 0, ,1 1 0, ,01 2 0, , , , , , , , , , , , ,001

10 Έννοια του ph Το ph είναι ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των Η + σε meq/l ή mmol/l

11 ph και συγκέντρωση Η + διαφόρων χώρων οργανισμού Συγκέντρωση H + (meq/l) ph Εξωκυττάριος χώρος Αρτηριακό αίμα 40 x ,40 Φλεβικό αίμα 45 x ,35 Διάμεσο υγρό 45 x ,35 Ενδοκυττάριος χώρος 1 x x ,0-7,4 Ούρα 3 x x ,5-8,0 Γαστρικό υγρό 160 0,8

12 Σημασία του ph

13 Σημασία των [Η + ] (κυτταρικός θάνατος-ι) Αν το ph παρεκκλίνει πολύ προς την όξινη ή την αλκαλική πλευρά, τα κύτταρα δηλητηριάζονται από τις δικές τους τοξίνες και τελικά πεθαίνουν

14 Σημασία των [Η + ] (κυτταρικός θάνατος-ιι) Κάθε κύτταρο έχει τη δική του αντλία Na + -K +, η οποία ρυθμίζει την ποσότητα Νa + και K + που θα περιέχει Λειτουργίες που είναι βασικές για την επιβίωση, όπως η αντλία Na + -K + των ερυθρών αδρανοποιούνται σε οξέωση

15 Η λειτουργία της Νa + -K + -ATPάσης K + Na + H + 15 K +

16 Σημασία των [Η + ] (ενέργεια κυττάρων-atp) Η σημαντικότερη λειτουργία των Η + είναι η παραγωγή H + ADP + ip ATP (γένεση) στα κύτταρα ATP (ενέργειας), που τα επιτρέπει να υφίστανται

17 Σημασία των [Η + ] (λευκώματα) Τα λευκώματα περιέχουν στη δομή τους πολλές αρνητικά φορτισμένες ρίζες, οπότε η μεταβολή του ph μπορεί να μεταβάλλει το βαθμό ιονισμού τους, γεγονός που σχετίζεται με την τρισδιάστατη μορφή τους και φυσικά με τον τρόπο αυτό μπορεί να αλλάξει η λειτουργία τους Τονίζεται ότι πολλές λευκωματούχες ουσίες είναι μεταφορείς ουσιών διαμέσου των μεμβρανών

18 Σημασία των [Η + ] (ένζυμα) Τα ένζυμα ασκούν μεγάλο αριθμό λειτουργιών στον οργανισμό, με αποτέλεσμα μεταβολές του ph να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη δράση τους Καμπύλη σχέσης ph και ενζυμικής δραστηριότητας Ενζυμική δραστηριότητα 7,4 ph Η μέγιστη απόδοση των ενζύμων διαπιστώνεται μέσα σ ένα πολύ στενό εύρος ph ([Η + ]), οπότε κάθε μεταβολή του μεταβάλλει και την απόδοσή τους

19 Πως το ph επηρεάζει τα ένζυμα; Αν το ph είναι υψηλό ή χαμηλό αλλάζει το σχήμα (δομή) του ενζύμου και δεν προσαρμόζεται στο υπόστρωμα Υπόστρωμα Ενεργή θέση

20 Σημασία των [Η + ] (μεταφορά μηνυμάτων) Πολλά συστήματα μεταφοράς μηνυμάτων μεταξύ των κυττάρων και μεταξύ ενδοκυττάριων τμημάτων εξαρτώνται από το ph

21 Και ποια είναι η απάντηση του οργανισμού σε κάθε μεταβολή του ph;

22 Απάντηση.μία προσπάθεια να το επαναφέρει στα φυσιολογικά επίπεδα με.

23 .τρεις διαφορετικούς προστατευτικούς μηχανισμούς

24 Εξουδετέρωση ποσότητας οξέος ή βάσης που προστίθεται στον οργανισμό Ρυθμιστικά συστήματα: Έναρξη δράσης: Κλάσματα του δευτερολέπτου

25 Ρυθμιστικά συστήματα Είναι η πρώτη γραμμή προστασίας του οργανισμού στις διακυμάνσεις του ph

26

27 Ρύθμιση οξεοβασικής ισορροπίας Ρυθμιστικά συστήματα Προστατεύουν από τις αιφνίδιες μεταβολές της οξύτητας Λειτουργούν με στόχο την ελαχιστοποίηση της μεταβολής του ph Ρυθμιστικό σύστημα

28 Ρυθμιστικά συστήματα Φωσφορικών Λευκωμάτων (Hb, λευκώματα ορού, αμινοξέα) Διττανθρακικών Οστών

29 Ρυθμιστικά συστήματα Εντόπιση Ενδοκυττάρια Εξωκυττάρια Οργανικού φωσφόρου Πρωτεϊνών Διττανθρακικών Διττανθρακικών Hb (ερυθρά) Αμινοξέων (πρωτεϊνών) Πρωτεϊνών πλάσματος Κυτταρόπλασμα Φωσφόρος ούρων

30 Ρυθμιστικό σύστημα φωσφορικών Σημαντικό για τον ενδοκυττάριο χώρο και τα ούρα (η ποσότητα στο αίμα είναι ασήμαντη)

31 Έκκριση τιτλοποιήσιμης οξύτητας 1. Na + -H + -αντιμεταφορέας 2. Na + -K + -ATPάση 3. Na + -HCO 3- -συμμεταφορέας 4. H + -ATPάση 5. CI - -HCO 3- -αντιμεταφορέας Εγγύς σωληνάριο Αθροιστικό σωληνάριο HPO 4-2K + 2 3Na + 3HCO 3-3 Na + Na + 2K + 3Na + HCO 3 - H + H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Na + 1 Na + H + NaH 2 PO 4 CI - CI - 4 H + HCO HCO - 3 H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O Περισωληναριακός χώρος Σωληναριακός αυλός Περισωληναριακός χώρος

32 Ρυθμιστικό σύστημα λευκωμάτων Σημαντικό για τον εξωκυττάριο και τον ενδοκυττάριο χώρο

33 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Η αιμοσφαιρίνη είναι με διαφορά η σημαντικότερη πρωτεϊνική ρυθμιστική ουσία

34 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Η Hb εξουδετερώνει τα H + που προέρχονται από το μεταβολισμό (CO 2 ) μόνο στο πλάσμα Όταν η Hb απελευθερώνει O 2 δημιουργείται μεγάλη συγγένεια για τα H + O 2 O 2 Hb O 2 O 2

35 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών (Hb) Όταν το μόριο της H + Hb βρίσκεται στους πνεύμονες προσλαμβάνει O 2, διότι η Hb έχει μεγαλύτερη συγγένεια με αυτό (απελευθερώνει δηλαδή H + και παίρνει O 2 ) Το H + που απελευθερώνεται από το H 2 O συνδέεται με HCO 3 - H + + HCO 3 - H 2 CO 3 CO 2 (εκπνεόμενο) O 2 H + Hb O 2 O 2

36 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Οι πρωτεΐνες είναι πολύ μεγάλα, σύμπλοκα μόρια σε σύγκριση με το μέγεθος και τη δομή των οξέων και των βάσεων Περιβάλλονται από μεγάλο αριθμό αρνητικά φορτισμένων σημείων στην εξωτερική τους επιφάνεια και από πολυάριθμα θετικά φορτισμένα σημεία σε εσοχές του μορίου τους

37 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Τα H + έλκονται από τα αρνητικά φορτισμένα σημεία των H + H + H + H + H + H + πρωτεϊνών H H H H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H +

38 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Τα OH - που αποτελούν τη βάση της αλκάλωσης έλκονται από OH - OH - τα θετικά φορτισμένα σημεία των πρωτεϊνών OH - OH OH OH - OH - OH - OH - OH - OH - OH-

39 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών H + OH - H + OH - H + OH - H + H + OH OH OH - OH - H + OH- OH - OH - OH - OH - H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H +

40 Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών Τελικά οι πρωτεΐνες: Μπορούν και αντιδρούν, τόσο με οξέα, όσο και με βάσεις Αντιδρούν ακαριαία, καθιστάμενες το ισχυρότερο ρυθμιστικό σύστημα του οργανισμού Αποτελούν το 75% της ρυθμιστικής ικανότητας του οργανισμού

41 Ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών HCO 3- /H 2 CO 3 Το σύστημα αυτό είναι το σημαντικότερο όλων διότι: Βρίσκεται σε αφθονία (24 meq/l) και Μπορεί να τροποποιηθεί/μεταβληθεί (από πνεύμονες και νεφρούς)

42 Ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών Βρίσκεται κυρίως στον εξωκυττάριο χώρο HCO 3- + Προσθήκη H + H 2 CO 3 H 2 CO 3 HCO 3 -

43 Ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών Είναι πολύ σημαντικό σύστημα επειδή μπορεί και ρυθμίζεται η συγκέντρωση και των δύο συστατικών του: Το ανθρακικό οξύ-co 2 (από τους πνεύμονες) (ανοικτό σύστημα) Τα διττανθρακικά (από τους νεφρούς)

44 Ρυθμιστικό σύστημα οστών Τα οστά «καταβολίζονται» και παρέχουν ρυθμιστικά διαλύματα, ικανά να εξουδετερώσουν οξέα στον εξωκυττάριο χώρο

45 Ρυθμιστικό σύστημα οστών To CO 2 στα οστά βρίσκεται σε δύο μορφές: 1. Ως HCO 3- (υπάρχει διαλυμένο στο ύδωρ των οστών και απελευθερώνεται άμεσα) 2. Ως CO 2-3 (υπάρχει στους κρυστάλλους του υδροξυαπατίτη και απελευθερώνεται με σχετική καθυστέρηση) Τα οστά περιέχουν το 80% του CO 2 του οργανισμού

46 Πως λειτουργούν τα συστήματα των οστών; 1. Ιοντική ανταλλαγή (ανταλλάσσουν Η + με Ca 2+, Na +, K + απελευθερώνοντας HCO 3- ) ΟΞΕΙΑ ΜΟ 2. Διάλυση των κρυστάλλων Φυσικοχημικά Οστεοκλαστική απορρόφηση ΧΡΟΝΙΑ ΜΟ

47 Πνεύμονες

48 Εξουδετέρωση ποσότητας οξέος ή βάσης που προστίθεται στον οργανισμό Αναπνευστικό σύστημα -Έναρξη δράσης: 1-3 λεπτά

49 Ρύθμιση οξεοβασικής ισορροπίας Αναπνευστική ρύθμιση Το CO 2 είναι σημαντικό μεταβολικό προϊόν που παράγεται σταθερά από τα κύτταρα Το αίμα μεταφέρει το CO 2 στους πνεύμονες, οι οποίοι το αποβάλλουν CO CO 2 CO 2 CO 2 2 CO 2 Κυτταρικός μεταβολισμός

50 Σχέση πνευμόνων και ph Φαίνεται από δύο ισότητες: PaCO 2 = ph=6,1 + log VCO 2 x 0,863 VA HCO 3-0,03 x PaCO 2 Vco 2 : Παραγόμενο CO 2 οργανισμού (ml/min) V A : Κυψελιδικός αερισμός (L/min)

51 Αύξηση της συγκέντρωσης των H + διεγείρει τον κυψελιδικό αερισμό Κυψελιδικός αερισμός (φυσιολογικά =1) ph αρτηριακού αίματος

52 Νεφροί

53 Εξουδετέρωση ποσότητας οξέος ή βάσης που προστίθεται στον οργανισμό Οι νεφροί Έναρξη δράσης: Ώρες Πλήρης δράση: 3-5 ημέρες Ο ισχυρότερος ρυθμιστής της οξεοβασικής ισορροπίας

54 Ο ρόλος των νεφρών στη ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας Επαναρρόφηση διηθούμενων HCO 3 - Έκκριση τιτλοποιήσιμης οξύτητας Έκκριση ΝΗ 3

55 Επαναρρόφηση διττανθρακικών (εγγύς) Το 98% των εκκρινόμενων Η + χρησιμεύει για την επαναρρόφηση των διηθούμενων HCO 3 -

56 Έκκριση τιτλοποιήσιμης οξύτητας

57 Παραγωγή γλουταμίνης στο ήπαρ NADPH+H +

58 Μεταβολισμός γλουταμίνης και παραγωγή ΝΗ3

59 Σημασία νεφρών στη ρύθμιση του ph Σε περίπτωση οξέωσης Αποβάλλουν ελεύθερα Η + γι αυτό και τα ούρα είναι όξινα Αποβάλλουν Η + συνδεμένα με ρυθμιστικά διαλύματα (PO 3-4 ) Αποβάλλουν Η + συνδεμένα με την ΝΗ 3 των ούρων.και με τον τρόπο αυτό εξοικονομούν HCO - 3 Σε περίπτωση αλκάλωσης Αναστέλλουν την έκκριση Η + (μείωση δραστηριότητας της ΚΑ) Αναστέλλουν τη σύνθεση ΝΗ 3 Αποβάλλουν αλκαλικά ούρα με υψηλή συγκέντρωση HCO 3- (σε ανταλλαγή με CI - ).και με τον τρόπο αυτό εξοικονομούν H +

60 meq/24ωρο ΝΗ ΝΗ ΝΗ 4 + Τ.Ο. Τ.Ο. Τ.Ο. Φυσιολογικά Ανώτερο φυσιολογικό όριο Μέγιστη διέγερση

61 Οξινοποίηση των ούρων [Η + ]=0, meq/l [Η + ]=0, meq/l Αθροιστικά σωληνάρια ph ούρων Εγγύς σωληνάρια Αγκύλη Henle [Η + ]=0,09995=0,1 meq/l % απόσταση κατά μήκος του νεφρώνα

62 Επισημάνσεις Ενώ στα εγγύς σωληνάρια επαναρροφάται σχεδόν το σύνολο του διηθούμενων HCO 3-, στα άπω τα ούρα οξινοποιούνται (εδώ αποβάλλονται meq Η + /24ωρο), με αποτέλεσμα να διατηρείται η οξεοβασική ισορροπία

63 Ήπαρ

64 Ήπαρ και οξεοβασική ισορροπία-ι Ως μεταβολικά ενεργό όργανο συμμετέχει στην οξεοβασική ισορροπία, αφού μπορεί να παράγει ή να καταναλώνει Η + Αυτό φαίνεται από τα παρακάτω: 1. Παράγει CO 2 από την πλήρη οξείδωση υδατανθράκων και λιπών 2. Μεταβολίζει οργανικά οξέα (γαλακτικό, κετοξέα, αμινοξέα) καταναλώνοντας Η + 3. Μεταβολίζει το ΝΗ Παράγει πρωτεΐνες (λευκωματίνη) και ουρικό (που είναι εξωκυττάρια ρυθμιστικά διαλύματα)

65 Ήπαρ και οξεοβασική ισορροπία-ιι 1. Καθημερινά από το μεταβολισμό των ουδέτερων αμινοξέων παράγονται στο ήπαρ περίπου 1000 meq HCO 3- και 1000 meq NH Τα περισσότερα αδρανοποιούνται κατά την παραγωγή ουρίας με την αντίδραση: 2NH HCO 3- H 2 N-CO-NH 2 + CO 2 + 3H 2 O

66 Περί αερίων αίματος και κυψελιδικού αερισμού

67 Τα αέρια αίματος λαμβάνονται για δύο λόγους: 1. Για να προσδιοριστεί αν ο ασθενής οξυγονώνεται καλά 2. Για να προσδιοριστεί η οξεοβασική του κατάσταση Προσοχή: Τα HCO 3- είναι υπολογιζόμενα και όχι μετρούμενα Οξυγόνωση ph / PaCO 2 / PaO 2 / HCO 3 - / SaO 2 Οξεοβασική κατάσταση

68 Λάθη πριν την εξέταση του δείγματος Παράγοντες που προκαλούν μεταβολή στο εργαστήριο των αποτελεσμάτων δειγμάτων αερίων αίματος: Φυσαλίδες αέρα στο δείγμα Καθυστέρηση εξέτασης του δείγματος (σε πάγο όχι >60 min, χωρίς πάγο όχι >10 min) Μικρό δείγμα σε σχέση με το αντιπηκτικό

69 Περί αερίων αίματος Για τη σωστή ερμηνεία των αερίων αίματος χρειάζονται εκτός από τα αποτελέσματα του δείγματος των αερίων και: 1. Πληροφορίες σχετικές με το περιβάλλον του ασθενούς Εισπνεόμενο Ο 2 (FiO 2 ) Βαρομετρική πίεση 2. Άλλα εργαστηριακά Προηγούμενα αέρια αίματος Ακτινογραφία θώρακα Λειτουργικά test πνεύμονα Αιμοσφαιρίνη 3. Αριθμός αναπνοών/λεπτό και άλλα ζωτικά σημεία Βαθμός αναπνευστικής προσπάθειας 4. Νοητική κατάσταση ασθενούς 5. Κατάσταση ιστικής αιμάτωσης

70 Αερισμός PaCO 2 P(A-a)O 2 FiO 2 PaO 2 /FiO 2 PaO 2 /PAO 2 Οξυγόνωση (υποξία-υποξαιμία) PaO 2 SaO 2 CaO 2 Ιστική οξυγόνωση Καμπύλη αποδέσμευσης Hb Μεταφορά CO 2 και Ο 2 Haldane effect Φαινόμενο Bohr Σχέση αερισμού/αιμάτωσης V/Q

71 Αερισμός PaCO 2 P(A-a)O 2 FiO 2 PaO 2 /FiO 2 PaO 2 /PAO 2 O «αερισμός» προσδιορίζεται από την αποβολή του CO 2 από τον οργανισμό (εξαρτάται από τον ρυθμό και το βάθος των αναπνοών)

72 Περί PaCO2

73 PaCO 2 Κάθε συζήτηση για την ανταλλαγή των αερίων και τα αέρια του αρτηριακού αίματος, πρέπει να αρχίζει από την PaCO 2

74 Η PaCO 2 είναι η μόνη που παρέχει πληροφορίες για: Τον αερισμό Την οξυγόνωση και Την οξεοβασική ισορροπία Wall, 2001; 31:

75 Ισότητες PaCO 2 PaCO 2 = VCO 2 x 0,863 VA Αερισμός PAO 2 =PiO 2 -PaCO 2 /0,8 Οξυγόνωση HCO - 3 ph=6,1 + log 0,03 x PaCO 2 Οξεοβασική ισορροπία Όπου 0,863 σταθερά που μετατρέπει τα ml/min της VCO 2 και τα L/min της VA σε mmhg

76 Η εξίσωση του κυψελιδικού αερισμού προβλέπει ότι η αύξηση της PaCO 2 συνεπάγεται υποχρεωτικά υποξαιμία σε ασθενείς που αναπνέουν αέρα δωματίου Τριχοειδές κυψελίδων PaCO 2 = VCO 2 x 0,863 VA PAO 2 =PiO 2 -PaCO 2 /0, =140 mmhg Κυψελίδα Υψηλή PaCO 2 μπορεί να οδηγήσει σε PaO 2 ασύμβατη με τη ζωή

77 Κυψελιδικός αερισμός Τελικά αν η PaCO 2 μειωθεί κατά 1 mmhg, η PaO 2 αυξάνει περίπου κατά 1,0-1,2 mmhg

78 Περί P(A-a)O 2 Προσδιορίζει αν υπάρχει διαταραχή στη σχέση αερισμούαιμάτωσης στους πνεύμονες

79 Περί P(A-a)O 2 Αποτελεί μία ευαίσθητη παράμετρο της ανταλλαγής των αερίων Διαχωρίζει τον υποαερισμό από πνευμονικές νόσους έναντι νόσων του ΚΝΣ ή προβλήματα των αναπνευστικών μυών

80 Δηλαδή η εκτίμηση της ανταλλαγής αερίων στον πνεύμονα Παρέχετε από τη διαφορά: P(A-a)O 2 P(A-a)O 2 = (150 - PaCO 2 /0,9) - PaO 2 PAO 2 : /0,9 = 106 P(A-a)O 2 =[(P Β -P Η2Ο ) x FiΟ 2 - PaCO 2 /R] - PaO 2 R=Αναπνευστικό πηλίκο (Αποβαλλόμενο CO 2 /Προσλαμβανόμενο Ο 2 [=0,8-1 σε ηρεμία]) FiΟ 2 =Ποσοστό Ο 2 στον εισπνεόμενο αέρα (~21%) P Η2Ο =Μερική πίεση του εξατμισμένου Η 2 Ο στις αεροφόρες οδούς (~47 mmhg) P Β =Βαρομετρική πίεση (~760 mmhg στην επιφάνεια της θάλασσας)

81 Αέρια αίματος Κλίση A-a: Σε αέρα δωματίου: (PaCO 2 + PaO 2 )

82 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κλίσης P(A-a) Πλεονεκτήματα - Προσδιορίζεται στο κρεβάτι του αρρώστου - Βοηθά στη διάγνωση της αιτίας της υποξαιμίας (υποαερισμού και V/Q αναντιστοιχίας) Μειονεκτήματα - Εξαρτάται από την ηλικία - Εξαρτάται από τον FiO 2 και τη βαρομετρική πίεση - Είναι περίπλοκος ο προσδιορισμός της

83 Περί FiO 2 PaO 2 /FiO 2 PaO 2 /PAO 2

84 FiO 2 (οξυγόνο εισπνεόμενου αέρα) Είναι ίδιος σε οποιοδήποτε υψόμετρο (21%) Ωστόσο η PaΟ 2 μειώνεται αυξανομένου του υψομέτρου, εξαιτίας μείωσης της βαρομετρικής πίεσης

85 Περί FiO 2 Πολλαπλασιάζοντας τον FiO 2 x 5 λαμβάνεται η αναμενόμενη PaO 2 για τον δεδομένο FiO 2 (θεωρώντας ότι οι πνεύμονες είναι φυσιολογικοί) λ.χ.: Αν FiO 2 =21% (αναπνοή σε αέρα δωματίου) η αναμενόμενη PaO 2 = 5 x 21 = 105 mmhg Όταν εισπνέεται αέρας με 50% Ο 2 (FiO 2 =50%), τότε η αναμενόμενη PaΟ 2 = 5 x 50 = 250 mmhg Αν η μετρούμενη PaO 2 είναι σημαντικά κατώτερη από την αναμενόμενη, υπάρχει πρόβλημα στην ανταλλαγή των αερίων

86 Σχέση εισπνεόμενου O 2 (FiO 2 ) και PaO 2 FiO 2 Ελάχιστη αναμενόμενη PaO 2 (mmhg) 0, , , , ,

87 Περί λόγου PaO2/PAO2

88 Λόγος PaO 2 /PAO 2 Για την εκτίμηση της PaO 2 το πρώτο βήμα είναι ο υπολογισμός της PAO 2 (τάση Ο 2 στις κυψελίδες) και το επόμενο ο λόγος PaO 2 /PAO 2 Έχοντας το λόγο αυτό δεν υπάρχει κανένας λόγος προσδιορισμού της κλίσης P(A-a)

89 PaO 2 /PAO 2 Προσδιορίζει τη διαφορά μεταξύ της πίεσης του Ο 2 στις κυψελίδες και αυτής στο αρτηριακό αίμα Φ.τ.>0,85 (για οποιονδήποτε FiO 2 )

90 Λόγος PaO 2 /PAO 2 Υπολογίζει καλύτερα την οξυγόνωση του αίματος από το λόγο PaO 2 /FiO 2 Η PaO 2 λαμβάνεται από τα αέρια αίματος Η PAO 2 υπολογίζεται από την εξίσωση: PAO 2 =(B Π -P H2O ) x FiO 2 - PaCO 2 /0,9 Ο λόγος PaO 2 /PAO 2 προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια σ ένα μεγάλο εύρος FiO 2

91 Οξυγόνωση (υποξία-υποξαιμία) PaO 2 SaO 2 CaO 2 Ιστική οξυγόνωση Καμπύλη αποδέσμευσης Hb

92 Περί PaO 2 Είναι μη ειδικός δείκτης της δυνατότητας των πνευμόνων να ανταλλάσουν αέρια (Ο 2, CO 2 ) με τον ατμοσφαιρικό αέρα

93 Ολική περιεκτικότητα Ο 2 Διαλυμένο O 2 (PaO 2 ) 3% O 2 συνδεμένο με Ηb 97% (SaO 2 )

94 Περί PaO 2 Η PaO 2 πρέπει πάντοτε να ερμηνεύεται σε σχέση με την περιεκτικότητα του αέρα σε Ο 2 (FiO 2 ), τη βαρομετρική πίεση (υψόμετρο) και την ηλικία PAO 2 =(Β Π -P H2O ) x FiO 2-1,2 x PaCO 2

95 PaO 2 Η PaO 2 δεν εξαρτάται από την ποσότητα της Hb. Ωστόσο, όσο υψηλότερη είναι η PaO 2, τόσο περισσότερο Ο 2 συνδέεται με τη διαθέσιμη Hb (SaO 2 )

96 PaO 2 Έτσι η φυσιολογική της τιμή μειώνεται με την ηλικία PaO 2 = (χρόνια ηλικίας άνω των 40) Αυτό οφείλεται στη φυσική απώλεια της ευενδοτότητας των πνευμόνων

97 Σχέση ηλικίας και PaO PAO 2 PaO 2 (mmhg) 50 PaO Ηλικία

98 Περί SaO 2 Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη συγκέντρωση του διαλυμένου Ο 2 (PaO 2 )

99 % κορεσμός Hb (SaO 2 ) Μερική πίεση Ο 2 (PaO 2 )

100 SaO 2 Σημασία: Παράμετρος που εκτιμά την υποξαιμία, αλλά δεν είναι ευαίσθητη

101 Περί SaO 2 Ο κορεσμός της Hb με Ο 2 (SaO 2 ) είναι καλύτερος δείκτης από την PaO 2, αφού περίπου το 97% του Ο 2 μεταφέρεται με το αίμα συνδεμένο με την Hb Barthwal, JAPI 2004; 52: Shapiro et al, 1994

102

103 Υποξαιμία (σχέση PaO 2 και SaO 2 ) PaO 2 SaO 2 Υποξαιμία (ορισμός) <80 <95 Ήπια Μέτρια Σοβαρή <40 <75

104 Περί CaO2

105 Ολική περιεκτικότητα σε Ο 2 (CaO 2 ) Για να εκτιμηθεί η ολική ποσότητα του Ο 2 που περιέχεται στο αίμα του ασθενούς πρέπει να γνωρίζουμε: Την PaO 2 (Ο 2 διαλυμένο στο πλάσμα) Τον SaO 2 (Ο 2 συνδεμένο με Hb) Την Hb (επίπεδα Hb στο αίμα)

106 Περιεκτικότητα του αρτηριακού αίματος σε Ο 2 (CaO 2 ) Εξίσωση περιεκτικότητας Ο 2 : Εκτιμά την προσφερόμενη ποσότητα Ο 2 στο επίπεδο των ιστών CaO 2 = (Hb x 1,34 x SaO 2 ) + (0,003 x PaO 2 ) Φυσιολογική τιμή: ml O 2 /dl Σημασία: Αποτελεί παράμετρο της συνολικής εκτίμησης του αρτηριακού Ο 2

107 Ιστική οξυγόνωση Καμπύλη αποδέσμευσης Ο 2 από Hb

108 Οξυγόνωση Είναι η διάχυση του Ο 2 από τις κυψελίδες στο αίμα, για προσφορά του στη συνέχεια στους ιστούς

109 Περί υποξαιμίας και υποξίας Ως υποξαιμία (χαμηλή PaO 2, SaO 2 ή CaO 2 ) ορίζεται η παρουσία PaO 2 <80 mmhg στην επιφάνεια της θάλασσας, σε ενήλικα που αναπνέει αέρα δωματίου (ή SaO 2 <95%) Εξαρτάται από την PAO 2 Ως υποξία (ανεπαρκής οξυγόνωση των ιστών) ορίζεται η ένδεια Ο 2 στους ιστούς και τα κύτταρα Η υποξία σχεδόν πάντοτε σχετίζεται με σοβαρή υποξαιμία (PaO 2 <45 mmhg) Malley, 1990

110 Υποξία (αίτια) 1. Υποξαιμία Μειωμένη PaO 2 Μειωμένος SaO 2 Μειωμένη CaO 2 2. Μειωμένη παροχή Ο 2 στους ιστούς Μειωμένη καρδιακή παροχή, shock, συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια Shunt από δεξιά προς τ αριστερά 3. Μειωμένη πρόσληψη Ο 2 από τους ιστούς Δηλητηρίαση μιτοχονδρίων (κυάνιο) Αριστερά μετακίνηση της καμπύλης απόδοσης του Ο 2 από την Hb

111 Υποξία Έλλειψη Ο 2 στους ιστούς που διακρίνεται σε: Υποξική (υποξαιμική) Αναιμική Καρδιακή Ιστοτοξική Ισχαιμική

112 Αριστερά κλίση (αύξηση συγγένειας) θερμοκρασίας 2,3-DPG ph 2,3 DPG PaCO 2 Σηπτικό shock Υποφωσφαταιμία Δεξιά κλίση (μείωση συγγένειας) θερμοκρασίας 2,3-DPG ph PaCO 2 2,3 DPG Υποξαιμία Αναιμία ΧΑΠ ΣΚΑ

113 Καμπύλη αποδέσμευσης οξυγόνου από την Hb P 50 Δείχνει την ικανότητα των μορίων Hb να αποδίδουν μόρια Ο 2 Η Hb είναι 50% κορεσμένη σε PO 2 =27 mmhg αν όλοι οι άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τη δέσμευση ή την αποδέσμευση είναι φυσιολογικοί

114 PO 2 =27

115 Μεταφορά CO 2 και Ο 2 Φαινόμενο Haldane Φαινόμενο Bohr

116 Φαινόμενο Haldane (σχέση Hb-CO 2 ) Υποστηρίζει ότι η αποξυγονωμένη Hb είναι καλύτερος δέκτης πρωτονίων (CO 2 ) και αντίστροφα (η οξυγονωμένη Hb έχει μειωμένη ικανότητα μεταφοράς του CO 2 )

117 Φαινόμενο Haldane Σύμφωνα με το φαινόμενο Haldane, η Hb μεταφέρει ταυτόχρονα O 2 και CO 2, αλλά η παρουσία του ενός αερίου μειώνει τη δύναμη σύνδεσης με το άλλο

118 Φαινόμενο Bohr (ph-σχέση Ο 2 ιστών) Κατά την επίδραση Bohr, η μείωση του ρη οδηγεί σε μικρότερη συγγένεια της Ηb με το Ο 2 Δηλαδή η μείωση του pη των ιστών (ή η αύξηση του CO 2 ) αυξάνει την αποδέσμευση του Ο 2 από την Hb, επιτρέποντας τον ιστό να λάβει περισσότερο Ο 2

119 Καμπύλη αποδέσμευσης του Ο 2 από την Hb % κορεσμός Επίδραση του ph

120 Περί σχέσης αερισμού/αιμάτωσης [V/Q]

121 V/Q αναντιστοιχία Υποδηλώνει την παρουσία περιοχών των πνευμόνων με μειωμένο αερισμό σε σχέση με την αιμάτωση (οι περιοχές αυτές χαρακτηρίζονται από κυψελίδες με χαμηλή περιεκτικότητα σε Ο 2 και υψηλή σε CO 2 ) ή Περιοχές του πνεύμονα με αυξημένο αερισμό σε σύγκριση με την αιμάτωση (χαρακτηρίζονται από χαμηλή περιεκτικότητα σε CO 2 και υψηλή σε Ο 2 )

122 V/Q αναντιστοιχία Οι περισσότερες πνευμονικές νόσοι μεταβάλλουν τη σχέση V/Q των τριχοειδών, που οδηγεί σε μείωση της οξυγόνωσης του αίματος και αντίστοιχη μείωση της PaO 2 Η διαταραχή της V/Q οδηγεί σε αύξηση της Α-a κλίσης

123 V/Q αναντιστοιχία Διαταραχές στη V/Q συνήθως διορθώνονται με χορήγηση Ο 2, ενώ τα shunts διορθώνονται μόνο μερικά ή καθόλου με χορήγηση Ο 2

124 Νόσοι που επηρεάζουν την V/Q Αποφρακτικές πνευμονοπάθειες Αγγειακές των πνευμόνων Παρεγχυματικές πνευμονικές

125 Συμπεράσματα 1 Οξέα είναι οι ουσίες, οι οποίες σε υδατικό διάλυμα παρέχουν πρωτόνια και βάσεις αυτές που προσλαμβάνουν πρωτόνια Τα οξέα διακρίνονται σε πτητικά και μη Η κυτταρική λειτουργία (μεταβολισμός) προκαλεί τη συνεχή παραγωγή οξέων (Η + ) Η σημαντικότερη λειτουργία των Η + είναι η γένεση στα κύτταρα ATP, που τα επιτρέπει να εκτελούν τις λειτουργίες τους

126 Συμπεράσματα 2 Το ph είναι ένας τρόπος έκφρασης ιδιαίτερα μικρών συγκεντρώσεων ενός οξέος σ ένα διάλυμα, που έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Η οξεοβασική ισορροπία στηρίζεται στη λειτουργία των ρυθμιστικών συστημάτων, των νεφρών και των πνευμόνων Τα ρυθμιστικά συστήματα ολοκληρώνουν τη δράση τους σε λεπτά, οι πνεύμονες σε ώρες και οι νεφροί σε ημέρες

127 Συμπεράσματα 3 Η PaO 2 εξαρτάται από το εισπνεόμενο Ο 2, την ηλικία και τη βαρομετρική πίεση Για τη σωστή ερμηνεία των αερίων αίματος χρειάζονται και άλλες παράμετροι, όπως ο FiO 2, η βαρομετρική πίεση και η ηλικία Για την εκτίμηση της ανταλλαγής των αερίων στον πνεύμονα καλύτερος δείκτης μεταξύ των P(A-a)O 2, PaO 2 /FiO 2 και PaO 2 /PAO 2 είναι ο PaO 2 /PAO 2 Η PaCO 2 επηρεάζει την PaO 2, αφού από αυτήν εξαρτάται η PAO 2 Η PaCO 2 έχει μεγάλη σημασία αφού σχετίζεται με τον αερισμό, την οξυγόνωση και την οξεοβασική ισορροπία

128 Συμπεράσματα 4 Ο SaO 2, η CaO 2, η P 50 και η σχέση SaO 2 και PaO 2 είναι χρήσιμα εργαλεία στην εκτίμηση της οξυγόνωσης των ιστών Τα φαινόμενα Haldane και Bohr εξετάζουν τη μεταφορά των αερίων (O 2 και CO 2 ) σε σχέση με τη μερική πίεση του CO 2 και το ph

129 Σας ευχαριστώ πολύ