© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2007, s. 175-180
*Dariusz Tomaszewski
Ewolucja metod oceny składowej metabolicznej zaburzeń kwasowo-zasadowych
Evolution of acid-base balance metabolic component evaluation methods
Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Wojskowego Instytutu Medycznego w Warszawie
kierownik: prof. dr n. hab. n. med. Z. Rybicki
Summary
The acid-base balance is often evaluated in all branches of anaesthetic practice. There are, however, different approaches this issue. The traditional approach based on the Henderson and Hasselbach equation is very useful in respiratory disturbances but not in metabolic ones. Therefore, many other parameters, such as buffer base, base excess or standardized base excess have been introduced (Copenhagen approach). Another approach is to compare calculated and measured values of carbohydrated ions as well as to determine the so-called anion gap (Boston approach). The great transatlantic debate on acid base status which approach is more accurate did not reach a compromise.
The modern approach to the acid-base balance, based on the physicochemical theory, involves the strong ions difference and total weak acids.
The objective of this review is to present both the principles of the acid-base status evaluation and to discuss the limitations of the available methods.
Polecane
ksi±żki z księgarni medycznej BORGIS:
Kontrolowanie równowagi kwasowo-zasadowej organizmu jest niezbędne dla zapewnienia stało?ci przemian biochemicznych ustroju, a stężenie jonu wodorowego w osoczu i innych przestrzeniach wodnych jest utrzymywane w bardzo wąskich granicach [1].
W 1908 r. Lawrence Joseph Henderson [2] zastosował do równania dysocjacji kwasu węglowego:

(1)
prawo działania mas, zgodnie z którym szybko?ć reakcji chemicznej jest proporcjonalna do stężenia reagentów. Po przekształceniu oraz podstawieniu w miejsce jonu wodorowęglanowego łatwiejszego do oceny parametru, jakim jest dwutlenek węgla, równanie można zapisać w postaci:

(2)
W 1916 r. Karl Albert Hasselbalch [2] przekształcił równanie Hendersona do formy odpowiadającej wprowadzonemu 6 lat wcze?niej przez Sörensena zapisowi pH i zastąpił jednocze?nie stężenie rozpuszczonego, cząsteczkowego dwutlenku węgla, przez jego prężno?ć, otrzymując:

(3)
gdzie SCO2 (oznaczany także jako a) jest współczynnikiem rozpuszczalno?ci dla CO2, wynoszącym 0,03 mmol l-1 mm Hg-1 (0,23 mmol l-1 kPa-1) w temperaturze 37°C, a pK ujemnym logarytmem dziesiętnym stałej K z równania (2); jej warto?ć w temperaturze 37°C wynosi 6,1.
Przy PaCO2 40 mm Hg (5,3 kPa) stężenie wodorowęglanów w osoczu wynosi około 25 mmol l-1; podstawiając poszczególne elementy równania otrzyma się 7,4, czyli warto?ć pH dla płynu pozakomórkowego.
Zmiany stężenia jonów wodorowych we krwi są wynikiem zmian stężeń lotnych lub nielotnych kwasów. Kwasem lotnym jest dwutlenek węgla (gdyż jest wydalany przez płuca), nielotnymi wszystkie inne: solny, siarkowy, mlekowy. W warunkach klinicznych zmiany dotyczące kwasów lotnych okre?lane są jako oddechowe, nielotnych jako metaboliczne [3].
Koncepcja kopenhaska czy bostońska?
Istotnym problemem w ocenie metabolicznych zaburzeń gospodarki kwasowo-zasadowej jest wybór metody analitycznej. Konwencjonalny sposób interpretacji wynika z równania Hendersona-Hasselbacha; analizy stężenia jonu wodorowęglanowego lub wielko?ci nadmiaru/niedoboru zasad [4]. W podej?ciu tym zauważalne są dwa nurty. W pierwszym z nich, zwanym kopenhaskim, dużą wagę przywiązuje się do nadmiaru/niedoboru zasad. W podej?ciu bostońskim podstawowe znaczenie ma analiza stężenia jonu wodorowęglanowego, a rodzaj zaburzenia okre?lany jest w wyniku porównania, czy obserwowane zmiany stężenia HCO3- i prężno?ci CO2 są zbieżne z przewidywanymi. Dyskusja pomiędzy zwolennikami obu szkół została nazwana wielką transatlantycką debatą na temat zaburzeń kwasowo-zasadowych [5]. Obecnie uważa się, że znacznie dokładniejsze diagnostycznie, zwłaszcza w ocenie krytycznie chorych, jest podej?cie współczesne, wywodzące się z teorii fizykochemicznej Stewarta [6].
Koncepcja kopenhaska
Zgodnie z tą koncepcją zaburzenie klasyfikowane jest jako oddechowe, je?li zmiana pierwotnie dotyczy prężno?ci CO2, lub metaboliczne, je?li dotyczy kwasów nielotnych [7, 8]. Stopień zaburzeń oddechowych jest proporcjonalny do odchylenia PaCO2 od warto?ci prawidłowych. Wielko?ć zaburzeń metabolicznych jest ilo?ciowo oceniana poprzez nadmiar kwasów nielotnych. Założenie to nie wyja?nia jednak, który z kwasów odpowiedzialny jest za wystąpienie kwasicy w poszczególnych sytuacjach klinicznych. Całkowita ilo?ć kwasów nielotnych oceniana jest po?rednio, w oparciu o założenie, że ich buforowanie w płynie pozakomórkowym odbywa się głównie poprzez wodorowęglany, których każda cząsteczka, wiążąc jeden jon wodorowy, tworzy jedną cząsteczkę kwasów nielotnych. Nadmiar kwasów nielotnych powinien więc być proporcjonalny do obniżenia stężenia wodorowęglanów w stosunku do normy. Wielko?ć zaburzenia metabolicznego (w płynie pozakomórkowym) oceniana jest poprzez zmianę stężenia HCO3-; parametr ten nie jest mierzony bezpo?rednio, lecz wyliczany, w oparciu o wzór Hendersona-Hasselbacha, z warto?ci PaCO2 i pH [9]. Jednak fakt, że PaCO2 i HCO3- nie są niezależne od siebie (zmiana prężno?ci dwutlenku węgla powoduje zmianę stężenia wodorowęglanów, ponieważ obydwa związki znajdują się w równowadze chemicznej) ogranicza dokładno?ć metody, gdyż na stężenie HCO3- wpływają także zaburzenia oddechowe. Ponadto buforowanie w próbce krwi nie jest reprezentatywne dla całego płynu pozakomórkowego; trudno wyniki odnosić do całego płynu pozakomórkowego, choćby dlatego, że krew, ze względu na zawarto?ć hemoglobiny, jest lepszym buforem. Wreszcie założenie, że kwasy nielotne są buforowane tylko przez wodorowęglany jest uproszczeniem, pomijającym rolę buforów wewnątrzkomórkowych.
Z równania (3) wynika, że CO2 i HCO3- są zmiennymi, poprzez które organizm koryguje wahania stężenia jonu wodorowego [1]. Wzrost prężno?ci CO2 prowadzi do obniżenia pH i zwiększenia stężenia HCO3-. Je?li nieprawidłowemu pH towarzyszą wahania prężno?ci CO2, to przyczyny zaburzeń mają podłoże oddechowe. Ponieważ CO2 można przypisać odpowiednie warto?ci liczbowe, równanie Hendersona-Hasselbacha umożliwia ilo?ciową ocenę zaburzeń oddechowych [3].
W oparciu o równanie Hendersona-Hasselbacha próbowano także oceniać metaboliczną komponentę zaburzeń kwasowo-zasadowych. Czę?ć z tych metod ma znaczenie wyłącznie historyczne. W 1916 r. Hasselbach wprowadził pojęcie standardowego pH, czyli warto?ć pH krwi wysyconej tlenem przy PaCO2 40 mm Hg (5,33 kPa), w temperaturze 37°C. Do oceny zaburzeń metabolicznych wykorzystywano także zdolno?ć buforowania CO2 [10].
Zmiany w stężeniu HCO3- niezbyt dokładnie odzwierciedlają ilo?ciowe zmiany stężeń niewęglowych kwasów lub zasad; wynika to z istnienia buforów innych niż wodorowęglany, zwłaszcza albumin i hemoglobiny. Na podstawie samego stężenia HCO3- nie można wnioskować o udziale składowej metabolicznej w zaburzeniach równowagi kwasowo-zasadowej, gdyż stężenie jonu wodorowęglanowego zależy od prężno?ci CO2, a ta jest wypadkową jego wytwarzania i wentylacji pęcherzykowej. Prawidłowa ocena składowej metabolicznej oraz rozróżnienie przyczyn jej zmian wykracza poza równanie Hendersona-Hasselbacha [10].
Dla zwiększenia dokładno?ci oceny wprowadzano kolejne pojęcia: zasady buforowe [11], standardowe dwuwęglany, [1, 10] oraz nadmiar zasad [7].
Koncepcję zasad buforowych, wywodzącą się z zasady elektroobojętno?ci (suma kationów równa jest sumie anionów), obrazuje diagram Gamble´a [12]. Zasady buforowe (BB) są różnicą pomiędzy sumą wszystkich mocnych (tzn. całkowicie zdysocjowanych) kationów, a sumą wszystkich mocnych anionów. Zwiększają się w zasadowicy metabolicznej, a obniżają w kwasicy metabolicznej. Główną niedogodno?cią pomiarów BB jest zmiana pojemno?ci buforowej w zależno?ci od stężenia hemoglobiny i albumin [10]. W 1914 r. Christiansen, Douglas i Haldane odkryli, że odtlenowana krew lepiej, niż utlenowana, przenosi CO2, ponieważ jest lepszym buforem. W rzeczywisto?ci zdolno?ć przenoszenia CO2 ro?nie także ze względu na transport przez dezoksyhemoglobinę pewnej jego ilo?ci w postaci karbaminianów, co zostało opisane w 20 lat po doniesieniu Christiansena i wsp. [13]. Zdolno?ć buforująca hemoglobiny zależy od grupy imidazolowej histydyny. Cząsteczka hemoglobiny zawiera 38 reszt histydyny; siła buforująca białek osocza jest mniejsza aczkolwiek także proporcjonalna do zawarto?ci histydyny [13].
Pojęcie standardowe wodorowęglany okre?la stężenie wodorowęglanów w próbce krwi przy PaCO2 40 mm Hg (5,33 kPa) i w temperaturze 37°C. Stało?ć warunków oddechowych miała wyeliminować wpływ zmian prężno?ci CO2 na stężenie HCO3-. Parametr ten w założeniu przypomina standardowe pH, wprowadzone 51 lat wcze?niej.
Kolejną próbą zwiększenia dokładno?ci oceny komponenty metabolicznej był nadmiar zasad [1]. Według obowiązującej definicji jest to ilo?ć mocnego kwasu lub zasady, niezbędną do przywrócenia in vitro jednemu litrowi całkowicie wysyconej tlenem ludzkiej krwi pH 7,4 w temperaturze 37°C (oryginalnie 38°C) i przy PaCO2 40 mm Hg (5,33 kPa) [9]. Przy wykorzystaniu tego parametru in vivo pojawiają się niedokładno?ci. Wynikają one ze zmian zasobu zasad następujących wraz ze zmianami prężno?ci CO2. Nie uwzględnia się także wpływu wywieranego przez zmiany stężenia hemoglobiny, co jest istotne, bowiem równowaga dotyczy całego płynu zewnątrzkomórkowego czyli krwi i płynu ?ródmiąższowego [3, 9]. Z tego powodu parametr zmodyfikowano (standardowy nadmiar zasad, SBE), uwzględniając ?rednie stężenie hemoglobiny w całej przestrzeni zewnątrzkomórkowej, wynoszące 3,1 mmol l-1. Wielko?ć ta nie oddaje prawdziwego stężenia hemoglobiny łącznie we krwi i w płynie zewnątrzkomórkowym, jest raczej szacunkowym wyliczeniem mającym na celu zwiększenie dokładno?ci nadmiaru zasad [3]. Choć SBE służy do ilo?ciowej oceny metabolicznych zmian równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie, to nie odnosi się do drugiego problemu pojawiającego się przy wykorzystaniu równania Hendersona-Hasselbacha: nie mówi o mechanizmie zaburzeń metabolicznych.
Podział przyczyn kwasicy metabolicznej mogłoby ułatwić rozpoznanie i leczenie. W tym celu stworzono pojęcie luki anionowej [14]. Wywodzi się ono z zasady elektroobojętno?ci i wyliczane jest następująco:

(4)
gdzie AG oznacza lukę anionową, a stężenia jonów okre?lane są w mmol l-1 [15].
Warto?ć luki anionowej jest zwykle dodatnia i odzwierciedla aniony nie ujęte w tym równaniu, takie jak białka, fosforany, siarczany, i inne, nieokre?lone aniony. Podawane są liczne czynniki, mogące ograniczać użyteczno?ć luki anionowej. Szczególnie istotne u krytycznie chorych jest stężenie białek osocza, gdyż obniżenie stężenia albumin w surowicy krwi powoduje zmniejszenie luki anionowej [1].
Wykorzystanie luki anionowej w praktyce klinicznej ogranicza fakt, że uwzględnia ona tylko niektóre z anionów i kationów. W przypadkach hipoalbuminemii lub hipofosfatemii luka może być prawidłowa, także w obecno?ci niemierzonych jonów. Dla u?ci?lenia oceny stwierdzanych zaburzeń wprowadzono więc pojęcie skorygowanej luki anionowej [16].
Skorygowana (dla albumin [mmol l-1]) luka anionowa = obliczona luka anionowa + 0,25 x (prawidłowe stężenie albumin [g dl-1] – aktualne stężenie albumin [g dl-1]) [5].
Nieskorygowana luka anionowa ma niewielką warto?ć w wykrywaniu niezmierzonych jonów. Istnieje jednak ?cisła zależno?ć pomiędzy skorygowaną luką anionową a różnicą mocnych jonów (SID; patrz dalej); wykazano, że skorygowana luka anionowa może w praktyce klinicznej zastąpić znacznie trudniejsze do wykonania oznaczenie SID [17].
Koncepcja bostońska
Bazując na pracach Schwartza i Relmana [18], koncepcja ta stanowi alternatywną metodę ilo?ciowej oceny zaburzeń kwasowo-zasadowych. Bierze ona pod uwagę reakcje zachodzące w całym organizmie, nie tylko we krwi. Ocena stopnia zaburzeń metabolicznych opiera się na porównaniu aktualnych (zmierzonych) warto?ci HCO3- z oczekiwanymi (tab. I). Wykorzystywane są w tym celu następujące reguły:
Tab. I. Ocena przewidywanej odpowiedzi kompensacyjnej organizmu na zaburzenie gospodarki kwasowo-zasadowej [21]
Reguły dla zaburzeń oddechowych | REGUŁA 1: 1-10 dla ostrej kwasicy oddechowej |
| Stężenie HCO3- wzrasta o 1 mmol l-1 na każde 10 mm Hg wzrostu PaCO2 powyżej 40 mm Hg |  |
| REGUŁA 2: 4-10 dla przewlekłej kwasicy oddechowej |
| Stężenie HCO3- wzrasta o 4 mmol l-1 na każde 10 mm Hg wzrostu PaCO2 powyżej 40 mm Hg | | 
| REGUŁA 3: 2-10 dla ostrej zasadowicy oddechowej |
| Stężenie HCO3- maleje o 2 mmol l-1 na każde 10 mm Hg obniżenia PaCO2 poniżej 40 mm Hg |  |
| REGUŁA 4: 5-10 dla przewlekłej zasadowicy oddechowej |
Reguły dla zaburzeń metabolicznych | Stężenie HCO3- maleje o 5 mmol l-1 na każde 10 mm Hg obniżenia PaCO2 poniżej 40 mm Hg |  |
| REGUŁA 5: 1,5+8 dla kwasicy metabolicznej |
| PaCO2 wyliczane jest z równania: |  |
| REGUŁA 6: 0,7+20 dla zasadowicy metabolicznej |
| PaCO2 wyliczane jest z równania: |  |
1. Ocena pH:
– odchylenia pH od normy wskazują na kwasicę lub zasadowicę;
– je?li pH jest prawidłowe, wówczas albo nie ma zaburzeń kwasowo-zasadowych, albo działają mechanizmy kompensacyjne (w zaburzeniach mieszanych).
2. Ocena stężenia HCO3- i PCO2:
– je?li HCO3- i PCO2 są obniżone, sugeruje to obecno?ć albo kwasicy metabolicznej albo zasadowicy oddechowej; nie można wykluczyć zaburzeń mieszanych;
– je?li HCO3- i PCO2 są podwyższone, sugeruje to obecno?ć albo zasadowicy metabolicznej albo kwasicy oddechowej; nie można wykluczyć zaburzeń mieszanych;
– je?li HCO3- i PCO2 zmieniają się w przeciwnych kierunkach, wówczas musi istnieć zaburzenie mieszane.
3. Ocena odpowiedzi kompensacyjnej (tab. I) polega na wyliczeniu, w oparciu o ustalone wzory, odpowiedzi kompensacyjnej organizmu:
– w ostrej kwasicy oddechowej stężenie HCO3- zwiększa się o 1 mmol l-1 na każde 10 mm Hg (1,33 kPa) wzrostu prężno?ci CO2;
– w przewlekłej kwasicy oddechowej stężenie HCO3- zwiększa się o 4 mmol l-1 na każde 10 mm Hg (1,33 kPa) wzrostu prężno?ci CO2 węgla;
– w ostrej zasadowicy oddechowej stężenie HCO3- zmniejsza się o 2 mm Hg (0,27 kPa) na każde 10 mm Hg (1,33 kPa) spadku próżno?ci CO2;
– w przewlekłej zasadowicy oddechowej stężenie HCO3- zmniejsza się o 5 mm Hg na każde 10 mm Hg (1,33 kPa) spadku prężno?ci CO2;
– w kwasicy metabolicznej oczekiwana prężno?ć CO2 wynosi: 1,5 x [HCO3-] + 8;
– w zasadowicy metabolicznej oczekiwana prężno?ć CO2 wynosi:
40 + 0,7 x ([HCO3-] zmierzone – [HCO3-]prawidłowe).
Je?li odpowied? kompensacyjna organizmu jest inna, niż wynikałoby to z wymienionych założeń, wówczas prawdopodobne jest zaburzenie mieszane [19].
4. Ocena luki anionowej
Prawidłowa warto?ć luki anionowej wynosi:
8-16 mmol l-1, zakładając, że:
AG = ([Na+] – ([Cl-] + [HCO3-]) lub
12-20 mmol l-1, je?li przyjąć, że:
AG = ([Na+] + [K+]) – ([Cl-] + [HCO3-] [6, 20].
Gdy warto?ć AG wynosi powyżej 20 mmol l-1 prawdopodobnie istnieje kwasica ze zwiększoną luką anionową; powyżej 30 mmol l-1 obecno?ć kwasicy jest prawie pewna. W kwasicy mleczanowej stosunek zwiększania się luki anionowej do spadku stężenia wodorowęglanów wynosi ?rednio 1,5. W kwasicy ketonowej ten sam stosunek wynosi ?rednio 1 [20].
Koncepcja współczesna
Bazując na teorii fizykochemicznej (ilo?ciowa ocena zaburzeń kwasowo-zasadowych) [6] jest ona oparta na zasadzie elektroobojętno?ci, prawie zachowania mas oraz założeniu, że wszystkie niecałkowicie zdysocjowane substancje muszą stale znajdować się w równowadze. Wykorzystując 6 równań:
– równowagi dysocjacji wody:
[H+] x [OH-] = KW
– równowagi dysocjacji słabego kwasu:
[H+] x [A-] = KA x [HA]
– prawa zachowania mas dla słabych kwasów:
[HA] x [A-] = [ATOT]
– równowagi tworzenia jonu wodorowęglanowego:
[H+] x [HCO3-] = KC x PCO2
– równowagi tworzenia jonu węglanowego:
[H+] x [CO32-] = K3 x [HCO3-]
– elektroobojętno?ci:
[SID] + [H+] – [HCO3-] – [A-] – [CO32-] – [OH-] = 0
stworzono złożony model matematyczny z którego wynika, że stężenie jonu wodorowego jest funkcją prężno?ci CO2, SID, oraz ATOT. Istotą teorii jest założenie, że jedynie trzy elementy (zwane zmiennymi niezależnymi) wpływają na stężenie jonu wodorowego: wspomniana prężno?ć CO2, SID oraz ATOT. Dopóki nie zmieni się przynajmniej jedna z nich, nie zmieni się ani stężenie jonu wodorowego, ani stężenie wodorowęglanów [3].
1. Różnica mocnych jonów (SID), ujmowana jako różnica pomiędzy sumą wszystkich mocnych kationów a sumą wszystkich mocnych anionów, nie różni się od zasad buforowych opisanych ponad pół wieku wcze?niej, poza tym, że SID dotyczy tylko osocza i nie uwzględnia wpływu hemoglobiny. SID jest zawsze warto?cią dodatnią i w warunkach fizjologicznych wynosi od 40 do 42 mmol l-1. Poprzez wpływ na dysocjację wody wpływa także na stężenie jonu wodorowego: zwiększenie SID spowoduje zmniejszenie uwalniania jonu wodorowego z wody (a zwiększenie uwalniania jonu wodorotlenowego) prowadząc do zasadowicy; jej zmniejszenie da efekt odwrotny [3].
Osocze, zgodnie z zasadą elektroobojętno?ci, nie ma ładunku elektrycznego, toteż ładunki ujemne równoważące SID pochodzą z CO2 i słabych kwasów (A-), oraz w bardzo niewielkim (często pomijanym) stopniu z jonów OH-.
Warto?ć SID próbki krwi można oszacować z warto?ci pozostałych ładunków ujemnych, ponieważ:
SID – (CO2 + A-) = 0.
Tę szacunkową ocenę SID okre?la się jako użytkowa SID (SIDeffective).
SID można także wyliczyć z równania:
([Na+] + [K+] + [Ca2+] + [Mg2+]) – ([Cl-] + [mleczany-]).
Wynik często okre?lany jest jako jawna SID (SIDapparent), w znaczeniu, że w roztworze mogą być obecne także niektóre niemierzone jony. Ani użytkowa ani jawna SID nie są idealnym odzwierciedleniem prawdziwej SID. U osób zdrowych oba parametry są prawie identyczne; je?li warto?ci te nie są równe, w roztworze obecne są nieprawidłowo mocne i/lub słabe jony. Różnica pomiędzy jawną a użytkową SID okre?lana jest jako luka mocnych jonów (SIG) i w normalnych warunkach wynosi 0. Warto?ć SIG jest dodatnia, gdy niemierzonych anionów jest więcej niż niemierzonych kationów, a ujemna w odwrotnej sytuacji. Obecno?ć nieokre?lonych anionów, a niekiedy także nieokre?lonych kationów stwierdzano u osób z różnymi chorobami [3].
SIG nie jest tym samym czym luka anionowa, która jest sumą SIG i [A-]. Różnica pomiędzy A- i AG okre?la warto?ć SIG. Dogodnym sposobem obliczenia [A-] jest wzór:
2 x (stężenie albumin [mg%])
+ 0,5 x (stężenie fosforanów [mg%]) [3].
2. Całkowite stężenie nielotnych słabych kwasów (ATOT) jest drugim czynnikiem warunkującym stężenie jonów wodorowych. Determinują je głównie białka (zwłaszcza albuminy) oraz fosforany. Stopień ich dysocjacji zależy od temperatury i pH. Wpływ słabych kwasów na gospodarkę kwasowo-zasadową zależy od ich całkowitej ilo?ci i równowagi dysocjacji. Trudno?ci w wyliczeniu ATOT ograniczają jego użyteczno?ć w ocenie równowagi kwasowo-zasadowej. Uznanie, że ATOT jest niezależną zmienną gospodarki kwasowo-zasadowej skłania do przypuszczeń, że istnieje trzeci rodzaj zaburzeń kwasowo-zasadowych: oprócz kwasicy lub zasadowicy oddechowej i metabolicznej miałaby istnieć kwasica i zasadowica wynikająca z zaburzeń stężenia ATOT. Wydaje się to tylko teorią, nie ma bowiem dowodów, że organizm reguluje ATOT dla zachowania równowagi kwasowo-zasadowej; nie ma także powodów, by w klinice traktować hipoalbuminemię jako zaburzenie gospodarki kwasowo-zasadowej [3].
U krytycznie chorych obniżenie stężenia albumin jest częste, więc i ATOT jest obniżone. Pomimo, że zasadowica występuje rzadko, SID jest zmniejszona. Je?li jednocze?nie stwierdza się prawidłowe warto?ci pH oraz stężeń SBE i HCO3-, to taką sytuację należy uważać za fizjologiczną kompensację zmniejszonego stężenia ATOT, a nie jako złożone zaburzenie gospodarki kwasowo-zasadowej z mieszaną kwasicą metaboliczną i zasadowicą spowodowaną hipoalbuminemią. Takie zaburzenie wydaje się być prawidłową odpowiedzią na zmniejszenie ATOT [3].
W ostatnich latach znacznie uproszczono okre?lanie SID, przez uwzględnianie tylko stężeń wodorowęglanów, albumin i nieorganicznych fosforanów [16]:
SID [HCO3-] + 0,28 x (albuminy [g l-1])
+ 1,8 x (Pi [mmol l-1])
Próbą pogodzenia tradycyjnej oceny gospodarki kwasowo-zasadowej z jednoczesnym przestrzeganiem koncepcji współczesnej jest jeszcze jedno równanie:
które przypomina zapis Hendersona-Hasselbacha, z tą różnicą, że dla danej prężno?ci CO2 pH roztworu okre?lane jest przez różnicę pomiędzy SID a całkowitym stężeniem nielotnych słabych kwasów [21].
W celu oznaczenia metabolicznej składowej zaburzeń kwasowo-zasadowych wykorzystywane są trzy główne metody. Opierają się one na ocenie stężenia HCO3-, SBE, oraz SID [3].
Według Siggaarda-Andersena [10] równowaga kwasowo-zasadowa krwi zależy od stężenia jonu wodorowego, a nie od zawarto?ci elektrolitów w osoczu; a więc (zgodnie z zasadą elektroobojętno?ci) zmiany stężenia jonu wodorowego automatycznie wpływają na zmiany elektrolitowe, a nie odwrotnie. Ocena równowagi kwasowo-zasadowej powinna opierać się według niego na pH i prężno?ci CO2 we krwi tętniczej oraz na nadmiarze zasad w płynie pozakomórkowym.
Zwolennicy ujęcia fizykochemicznego uważają natomiast, że oparcie oceny równowagi kwasowo-zasadowej na BE, parametrze sztucznym i nieregulowanym fizjologicznie, nie ma odniesienia do sytuacji in vivo; podnoszony jest także argument, że oceniane w ten sposób zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej nie tłumaczą mechanizmu powstawania odchyleń [22].
Ogromną zaletą pierwszego ze sposobów oceny jest jego rozpowszechnienie i łatwo?ć rozumienia, kosztem pewnych uproszczeń. Drugi sposób, znacznie głębiej wnikając w mechanizmy, staje się przez to mniej przejrzysty i mogłoby się wydawać, bardziej oderwany od rzeczywisto?ci. Dokładniejszy, ale trudniejszy do przeprowadzenia ze względu na konieczno?ć wykonania licznych, często nie rutynowych badań. Otwarte pozostaje pytanie, czy jest to cena, którą warto zapłacić za bardziej wnikliwe zgłębienie zagadnienia i czy więcej danych paradoksalnie nie komplikuje sytuacji. Nie wiadomo też, na ile zastosowanie nowej metody oceny modyfikuje podejmowanie decyzji klinicznych i poprawia wyniki leczenia chorych. Zwolennicy teorii fizykochemicznej twierdzą, że tak jest, podając przykłady kliniczne, dotyczące zwłaszcza wykrywania kwasicy tkankowej [21, 23].
Wykaz skrótów użytych w tek?cie:
ATOT – całkowite stężenie słabych kwasów
A- – stężenie zdysocjowanych słabych kwasów
AG – luka anionowa ( Anion Gap)
BB – zasady buforowe ( Buffer Base)
BE – nadmiar zasad ( Base Excess)
ECF – płyn pozakomórkowy ( Extracellular Fluid)
Pi – nieorganiczne fosforany
SBE – standardowy nadmiar zasad ( Standarized Base Excess)
SID – różnica mocnych jonów ( StrongIon Difference)
SIG – luka mocnych jonów ( Strong Ion Gap)
Je?li sumaryczny wzór substancji lub związku chemicznego zawarty jest w nawiasach kwadratowych, oznacza to jego stężenie (mmol l-1).
Polecane
ksi±żki z księgarni medycznej BORGIS:
Pi¶miennictwo
1. Sirker AA, Rhodes A, Grounds RM, Bennett ED:Acid-base physiology: the ´traditional´ and the ´modern´ approaches. Anaesthesia 2002; 57: 348-356.
2. Story DA: Bench-to-bedside review: a brief history of clinical acid-base. Crit Care 2004; 8: 253-258.
3. Kellum JA:Determinants of blood pH in health and disease. Crit Care 2000; 4: 6-14.
4. Duda K, Nowak ŁR:Bilans jonu wodorowego u ciężko chorych; w: Intensywna terapia (red.: Kusza K, Szkulmowski Z), Biblioteka Europejskiej Fundacji ds. Szkolenia w Anestezjologii, Bydgoszcz, Poznań, 2006.
5. Bunker JP:The great trans-atlantic acid-base debate. Anesthesiology 1965; 26: 591-593.
6. Stewart PA:How to understand acid-base. A quantitative acid-base primer for biology and medicine. Elsevier, New York, Oxford, 1981.
7. Astrup P, Jorgensen K, Siggaard - Andersen O: Acid-base metabolism: new approach. Lancet 1960; 1: 1035-1039
8. Siggaard - Andersen O, Engel K: A micro method for determination of pH, carbon dioxide tension, base excess and standard bicarbonate in capillary blood. Scand J Clin Lab Invest 1960; 12: 172-176.
9. Constable P:Clinical assessment of acid-base status: comparison of the Henderson-Hasselbach and strong ion approaches. Veterin Clin Pathol 2000; 29: 115-128.
10. Siggaard - Andersen O, Fogh - Andersen N: Base excess or buffer base (strong ion difference) as measure of a non-respiratory acid-base disturbance. Acta Anaesthsiol Scand 1995; 39 (Suppl. 106): 123-128.
11. Singer R. B, Hastings AB: An improved clinical method for the estimation of disturbances of the acid-base balance of human blood. Medicine 1948; 10: 242.
12. Kokot F:Gospodarka wodno-elektrolitowa i kwasowo-zasadowa w stanach fizjologii i patologii. PZWL, Warszawa, 1981.
13. Nunn JF:Kliniczna fizjologia oddychania. PZWL, Warszawa, 1981.
14. Emmett M, Narins RG: Clinical use of the anion gap. Medicine (Baltimore) 1977; 56: 38-54.
15. Maloney DG, Appadurai IR, Vaughan RD:Anions and the anaesthetist. Anesthesia 2002; 57: 140-154.
16. Fencl V, Jabor A, Kazda A, Figge J:Diagnosis of,metabolic acid base didturbabces in critically ill patients. Am J Respirat Crit Care Med 2000; 162: 2246-2251.
17. Moviat M, van Haren F, van der Hoeven H:Conventional or physicochemical approach in intensive care unit patients with metabolic acidosis. Crit Care 2003; 7: R41-45.
18. Schwartz WB, Relman AS:A critique of the parameters used in the evaluation of acid-base disorders. "Whole blood buffer base” and "standard bicarbonate” compared with blood pH and plasma bicarbonate concentration. N Engl J Med 1963; 268: 1382-1388.
19. Preston RA:Acid-base balance, fluids and electrolytes made ridiculously simple. McGraw-Hill 1997.
20. Brandis K:Bedside rules for assessment of compensation. http://www.anaesthesiamcq.com/AcidBaseBook/ab9_3.php
21. Schück O, Matou?ovic K:Relation between pH and the strong ion difference (SID) in body fluids. Biomed Papers 2005; 149: 69-73.
22. Corey HE:Stewart and beyond: new models of acid-base balance. Kidney Internat 2003; 64: 777-787.
23. Murray DM, Olhsson V, Fraser JI:Defining acidosis in postoperative cardiac patients using Stewart´s method of strong ions difference. Ped Crit Care Med 2004; 5: 240-245.

otrzymano: 2007-02-13
zaakceptowano do druku: 2007-04-02
Adres do korespondencji:
*Dariusz Tomaszewski
Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii CSK MON
ul. Szaserów 128, 00-909 Warszawa
tel. 0-22 810-09-09, 0-22 681-68-96, tel./fax 0-22 810-44-80
e-mail: dtom@mp.pl
Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2007Pozostałe artykuły z numeru 3/2007: