DipartimentodiScienzeVeterinarie

CorsodiLaureaSpecialisticainMedicinaVeterinaria

TESIDILAUREA

Emogasanalisisusangueve-nosodelcane:determinazio-nedegliintervallidiriferi-mentoperlostrumentoRa-diometerTMABL735GLAXP®

CANDITATA

AlessiaPiccini

RELATORE

Prof.GeorgeLubas

CORRELATORE

Prof.ssaAnnaPasquini

ANNOACCADEMICO2015-2016

2

Ate,chehairesotuttoquestopossibile.

3

INDICE

Riassunto/Abstract 4

CAPITOLO1 6

1.1 Introduzione 6

1.1.1 Storiadell’emogasanalisi 6

1.2 Parametriconsiderati,possibilesignificatodelleloroalterazioniemetodi/tecniche

dimisurazione 12

1.2.1 Parametridell’Ossigenazione 13

1.2.2 ParametridelloStatoacido-base 22

1.2.3 ParametridegliElettroliti 27

1.2.4 ParametrideiMetaboliti 33

1.3 EmogasanalizzatoreRadiometerABL735GLA® 39

1.3.1 Elettrodi 41

1.3.2 Sistemaotticospettrofotometrico 55

1.3.3 Curvadidissociazionedell’ossigeno 58

1.3.4 Equazioniperiparametriderivatieperlecorrezioniinbaseallatemperatura 63

1.4 Errorepre-analitico 64

1.4.1 ControllodiqualitàedErrore 65

1.4.2 Errorepre-analiticonell’emogasanalisi 66

1.5 Preparazionecorrettadelcampione 71

1.6 Intervallodiriferimento 73

1.6.1 Definizione 73

1.6.2 Intervallidiriferimentoinletteratura 77

CAPITOLO2 81

2.1 Introduzione 81

2.2 Materialiemetodi 81

2.2.1 Metododisceltadeidatianalizzati 81

2.2.2 Strumentistatistici 83

CAPITOLO3Risultati 84

CAPITOLO4DiscussioneeConclusioni 97

Bibliografia 100

4

RIASSUNTO

Parolechiave:Emogasanalisi;sanguevenoso;intervallidiriferimento;cane;analisistatistica.

Gli intervallidiriferimento(IR)sonounpuntocardinenellapraticamedica,essendo labaseperl’interpretazionedei risultati degli esamidi laboratorio. L’Emogasanalisi (EGA), fondamentale inmedicinad’urgenzaeterapiaintensivaperchéfornisceunquadrocompletodiossimetria,bilancioidro-elettroliticoedacido-base in tempibrevissimi,necessitadi IRperpoteresserepienamenteutilecomeognialtroesamedilaboratorio.Loscopodiquestolavoroèstatoottenere,seguendolelineeguidasugliIRconmetodoindirettoaposterioriadottatedallaAmericanSocietyVeterina-ryClinicalPathology(ASVCP),gli IRdell’EGAdelcanesucampionedisanguevenosoperlostru-mentoRadiometerTMABL735GLAXP®,validandoeconfrontandogli IRgià inusoestrapolatidallaletteratura.Quindi, sono stati analizzati retrospettivamente1341 referti, prelevati dal databasedellostrumentoinunperiododicirca2anni.Idatisonostatiselezionati,secondospecificicriteri,ottenendounnumeroconsistentedi refertidavalutare:n.211pO2,n.234pCO2,n.228sO2,n.239ctHb,n.412pH,n.106tCO2,n.80HCO3

-,n.621AG,n.221BE,n.1043Na+,n.569K+,n.890Cl-,n.706Ca2+,n.873Glucosio,n.967Lattatoen.253Osmolalità.Irefertiselezionatinonhannosubitopartizioniparticolari.PerHcteBilirubinanonsonostateeseguiteleanalisirispettivamenteacausadelledifferenzemetodologichetrauomoecaneedellaridottasensibilitàanalitica.Idatisono stati analizzati con il programma statisticoMedCalc®.Gli IRottenuti daquesto studiopertuttiiparametrisiamisuratichecalcolatidell’EGAsonosovrapponibiliaiprecedentiintervalliscel-tidallaletteraturaadeccezionedell’Osmolalitàacausadeilimitistrumentali.Nelcorsodellostu-diosonostatiancherilevatiediscussiglierroripreanaliticitracuicampionamento,dispositiviperilprelievoeinserimentodellecaratteristichedelpaziente(es.temperatura)chepossonoinfluen-zareirisultatidell’EGA.

ABSTRACT

Keywords:Bloodgasanalysis;venousblood;referenceintervals;dog;statisticalanalysis.

The reference intervals (RI) areakeypoint for theclinicalevaluationof laboratory results. Thebloodgasanalysis (BGA) is fundamental in veterinaryemergencyand critical carebecausepro-videsaquicklycompletepictureofoximetryandfluid,electrolyteandacid-basebalance.AccurateRIarenecessaryasforanyotherlaboratoryexamination.BasedontheAmericanSocietyVeteri-nary Clinical Pathology (ASVCP) guidelines (RI using indirectmethod post hoc), the aim of thisstudywastodevelopRIforBGAonvenousbloodsampleofdogfortheinstrumentRadiometerTMABLGLA735XP®.TheRIalready inusederived fromreferenceconsultation,werecomparedandvalidatedatthesametime.Therefore1341reportsover2yearsperiodwereanalysedretrospec-tively.Datawereselectedaccordingtospecificcriteriaobtainingaconsistentnumberofreliablereportstowork-out-:#211pO2,#234pCO2,#228sO2,#239ctHb,#412pH,#106tCO2,#80HCO3

-,#621AG,#221BE,#1043Na+,#569K+,#890Cl-,#706Ca2+,#873Glucose,#967Lactateand#253Osmolality. The selected reports were not subjected to any particular partitioning. Hematocritandbilirubinwerenotconsideredbecausetherearemethodologicaldifferencesbetweenhumananddogandtheanalyticalsensitivity is reduced,respectively.DatawereanalysedbyMedCalc®statisticalsoftware.TheRIsforBGA(measuredandcalculated)werefoundalmostoverlappingtoprevious RIs obtained from the literature. In this study, pre-analytical errors such as sampling,samplecollectiondevicesandinputofsomepatientcharacteristics(i.e.bodytemperature)werealsocollectedanddiscussed.

5

PARTEGENERALE

6

CAPITOLO1

1.1-INTRODUZIONE

L’EmogasanalisioEmogas(BloodgasanalysisoBGAinlinguainglese)èun’analisidilabo-

ratorio che permette di ottenere una serie di valori indicativi della condizione idro-

elettrolitica,dellostatoacido-baseedellasituazionedeigasematicidiunorganismo.As-

sumequindi importanza fondamentalenellamedicinad’urgenzaenei repartidi terapia

intensivadegliospedalisiaumanicheveterinari[1][2].

IngeneraleiparametricheogniemogasanalizzatorepermettediotteneresonopO2,pCO2

sO2,Hb,Hctperilprofilodeigasematicieacido-base;pH,Bicarbonati,Lattati,GapAnio-

nico,EccessodiBasi,Na+,K+,Cl-,Osmolalitàper ilprofilo idro-elettroliticoeacido-base;

Glucosio,CreatininaeBilirubinacomemetabolitiperuninquadramentopiùampiodella

condizione generale del soggetto in emergenza e successiva impostazione della

terapia[2][3][4].

L’analisipuòessereeseguitasucampionidisanguearterioso,venoso,misto(dall’Arteria

polmonare)ocapillare.Dinormasipreferisconocampioniarteriosiperchépermettonodi

ottenerevaloripiùattendibilideigasematici(inparticolareperquelcheriguardalapO2)

equindiunavalutazionepiùaccuratadellacomponenterespiratoriadell’equilibrioacido-

base. La sceltadel campionamentovenoso fornisceunquadroapprofonditodella com-

ponentemetabolica(nelcampionevenosolapCO2è4-6mmHgpiùaltaedilpHèdi0.02-

0.05unitàpiùbassorispettoalcampionearterioso)[3][4][5][6][7].

Negliultimiannièstatodimostrato,inmedicinaumanacomeinmedicinaveterinaria,che

l’accuratezzadellavalutazioneemogasanaliticadellostatodiunpazienteaumentanote-

volmentequandosiaffiancanoidatidiun’emogasanalisiarteriosaediunavenosa,ese-

guitesucampionidellostessopaziente,prelevatieanalizzatisimultaneamente[5][8][9].

1.1.1-STORIADELL’EMOGASANALISI

Fine1800-vieneespressala“Leggediazionedimassa”secondocuilavelocitàdellerea-

zionichimicheèproporzionalealleconcentrazionideireagenti.Dataunareazione:

A+B↔C+D

la concentrazione dei reagenti varierà fino ad arrivare all’equilibrio che verifica

7

l’equazione:

K=[C][D]/[A][B]

doveKèlacostantediequilibriodellareazione[10].

1907-L.J.Hendersonriscrivela“Leggediazionedimassa“perladissociazionediunaci-

dodebole, inmododaapplicarlaadunamisceladiunacidodebole(AH)edelsuosale

conunabaseforte(A-),cioèauntampone:

Ka=[H+][A-]/[AH]dacuiderivache[H+]=Ka[HA]/[A-]

L’espressione,notacome“equazionediHenderson”,metteinevidenzache,quando[HA]

=[A-]perpiccolevariazionidiacidoodibase,laconcentrazionediioniidrogenononvaria

sensibilmente[7][11]. Quando questa legge viene applicata alla reazione H+ + HCO3-↔

H2CO3↔CO2+H2Onederiva:

Ka=[H+][HCO3-]/[H2CO3]equindi[H+]=Ka[H2CO3]/[HCO3

-][12]

1909) - S.P.L. Sörensen introduce lanotazione“esponentedello ione idrogeno”, simbo-

leggiatocomepH,cioè ilnegativodell’indicedipotenzadellaconcentrazionedegli idro-

genioni:

pH=-Log[H+]=Log(1/[H+])[11]

1917 -K.A.Hasselbalch riscrive l’equazionediHenderson in termini logaritmicie,appli-

candolaalsistemaH2CO3/HCO3-,formulal’”equazionediHenderson-Hasselbalch”:

pH=pKa+Log([HCO3-]/[H2CO3])[11]

Considerando che l’H2CO3 esiste in equilibrio con la CO2, l’equazionepuò anche essere

scrittacome(αCO2=coefficientedisolubilitàdellaCO2):

pH=pKa+Log([HCO3-]/[CO2×αCO2])[7]

PerlemisuredelpHsipassadall’elettrodoaidrogenoaquelloavetromentreperlaCO2si ricorre allamisura volumetrica e poi a quellamanometrica grazie alla tecnicadi Van

SlykeconcuilaCO2vieneliberatadalsangueperaggiuntadiacido.DallamisuradelpHe

dellaCO2sicalcola,suappositinormogrammi,ilvaloredelbicarbonatoedellapCO2.Solo

con studi successivi verrà stabilito cheanche i tamponinon carbonici intervengononel

mantenimentodell’equilibrio[11].

8

Mentrenonc’erano,enoncisono,maistatidubbisulvaloredellapCO2comeparametro

pervalutarelacomponenterespiratoriadeidisturbiacido-base,per lacomponenteme-

tabolicasi inizianoadaveredubbisuiparametrifinoadoraconsiderati.Infattisièvisto

cheBicarbonatoAttualeeContenutoTotalediCO2potevanoessereconsideratiadeguati

parametrimetabolicisoloneipazienticonventilazionenormaleperché,nell’insufficienza

ventilatoria,l’aumentodellapCO2causalaproduzionediacidocarbonicoediconseguen-

zaunaumentodelbicarbonato,taleaumentorischiadiessereinterpretatocomealcalosi

metabolicaquandoè,invece,l’acidosirespiratoriaadessernelacausa.Inconseguenzadi

questeconsiderazionilacomponentemetabolicaèstataespressa,neltempo,condiversi

parametri[11].

1930 - Realizzazione dell’elettrodo in vetro capillare per lamisurazione del pH, ancora

nontermostatato[11].

1948-A.B.HastingseR.B.Singerpongonocomeparametro,pervalutarelacomponente

metabolica, la grandezza “basi tampone” (BufferBaseoBB) del sangue intero, definita

comelasommadelbicarbonatoedegliionitamponenonvolatili[11].

1952-1958 -LaDanimarcavienecolpitadaunagravissimaepidemiadipoliomielitee le

paralisirespiratoriedaessaprovocatepongonodrammaticamentelanecessitàdidispor-

rediunmetodoperlagasanalisichepossaessereapplicatoailaboratoriclinici.Pervelo-

cizzareleanalisiP.Astruposservache,equilibrandoilsangueadiversetensionidiCO2,il

pHcambia in funzione linearedel logaritmodellapCO2(almenonelcampodiutilità).Si

puòquindicalcolarelapCO2eilbicarbonatoincognitidiuncampionedopoavernemisu-

ratoilpHeaverloequilibratoadiversenotetensionidiCO2.Ilmetodorimaneinusoper

decenniconilnomedi“tecnicadiAstrup”[11].

Sul versante tecnologico Astrup si rivolge all’azienda RadiometerTM per sviluppare una

cameradiequilibrazioneinvetro,contenentel’elettrodoperilpHequellodiriferimento,

finalmentetermostatata,nascequindiilprototipoE50101(1954);pochiannidopoviene

messo incommercio l’AME1(AstrupMicroEquipment1)conelettrodomicro inserito in

unacamiciatermostatata[13].

Inparalleloalle scopertediAstrup, idanesiO.Siggaard-Andersenecoll., incrementano

ulteriormenteiparametricalcolatidell’emogasanalisibasandosiessenzialmentesuespe-

rimenti invitrosulsangueinteroosulplasma.Vengonoquindigeneratigrafici,tavolee

9

relazionimatematichetrapH,pCO2,HCO3-evengonopropostinuoviparametriderivati.

Inquestoperiodo,comemisuradellacomponentemetabolica,Siggaard-Andersenecoll.

propongonolacurvadelBaseExcess(BE)intesocomelaquantità,espressainmmol/L,di

acidoodibasefortenecessariaperriportareilpHa7.40inuncampionedisangueequili-

bratoconunapCO2di40mmHg.ÈevidentelarelazionetraBEeBBinquantoilBErap-

presentaladeviazione,inmmol/L,dalBBrispettoalvalorefisiologico[11]:

BE=BBattuale–BBideale

questoparametrodivienel’esponenteprincipaleperl’identificazionedeidisturbimetabo-

lici. Grazie ad ulteriori studi sull’ipercapnia Siggaard-Andersen realizza l’ultimo normo-

gramma della suaAcid-Base Chart in cui il BE viene ottenuto dallamisurazione di pH,

pCO2edEmoglobina(Hb)[13].

Fig.1:Cartadell’equilibrioacido-basediSiggaard-Andersen,rappresentanteilquadro

previstonellevariealterazioniprimarieecompensatedell’equilibrioacido-base(immagi-

netrattadaRadiometerTM2005[3]).

1954-NegliStatiUnitiStowcercametodidirettiperlamisurazionedellapCO2eintrodu-

ceunnuovoprincipio:separarecampioneedelettrodomediantel’interposizionediuna

membranasemipermeabile(Severinghaustraducelateoriainrealtàgrazieallemembra-

10

neinTeflon).ContemporaneamenteClarkstudialetecnichepolarograficheperlamisura

dellapO2nelsanguesempremediantel’interposizionediunamembrana,stavoltainpo-

lietilene, tra campione e sistema di misura. Arrivano, quindi, alla costruzione

dell’elettrodo per la pCO2 e all’elettrodo per la pO2 che furono assemblati, insieme

all’elettrododelpH,nelprimoemogasometro[13].

1957-K.E.JörgenseneP.Astrupintroduconounnuovoparametropervalutarelacom-

ponentemetabolicadiundisturboacido-base, ilBicarbonatoStandard. Perottenerlo il

bicarbonatovienecalcolatodopocheilsangueintero,completamenteossigenato,èstato

equilibratoconunapCO2di40mmHga37°C;intalicondizionilealterazionidelbicarbo-

nato dovute alla componente respiratoria vengono annullate.Resta, però, il problema

che ilbicarbonato(comeanche ilBicarbonatoStandard)nontienecontodelcontributo

deitamponinonvolatili(essenzialmentealbumina,emoglobinaefosfati)altamponamen-

todelpH,quindivienesottostimata lacomponentenonrespiratoriadeidisordiniacido

base[11].

1960-IlBEvienemodificatotenendocontodeglieffettichesudiessohannolemodifica-

zionirespiratoriepureedellaredistribuzionedelbicarbonatointuttoilliquidoextracellu-

lare,dicuiilsangueèsolounaparte.VienequindipropostoilBEstandard(SBEoBEvivoo

BEecf)cheèindipendentedallemodificazionidellapCO2[11].

NegliUSAvienesviluppata,principalmenteadoperadiW.B.SchwartzeA.S.Relman,una

nuova tendenza interpretativa (la “scuola di Boston”) che critica profondamente gli as-

suntieleconclusionidellascuolascandinava.Basandosicomunquesuiparametriclassici

(pH,pCO2eHCO3-),lanuovalogicad’interpretazionevieneforgiatasullaconvinzionechei

disturbiprimariditiporespiratorioinduconorispostemetabolichecompensatorieattea

riportareilrapportopCO2/HCO3-,ediconseguenzailpH,allanormalitàmentreidisturbi

primariditipometabolicoevocanounarispostarespiratoriachetendeanormalizzare il

pH.Grazie a questa interpretazione, costruita sulla basedi numerosi lavori clinici, sono

statecaratterizzatelerisposteeilgradodicompensoattesineidisturbiprimarisemplici;

vengonocosìstabilitideirangedisignificativitàperilcompensoattesoneivaridisturbi.

L’eventuale rilevamentodi valori esterni a questi intervalli di confidenza attesi per una

datacondizioneprimariadevesuggerireundisturboacido-baseditipomisto[11].

Una successiva analisi condotta sui dati raccolti negli studi della scuola americana ha

permessodi riassumere le equazioni tradizionali chemettono in relazione in vivopCO2

11

conHCO3-epH.Inquestocontestol’SBEèstatoricalcolatoeripropostocomeparametro

metabolico indipendente dalle variazioni acute della pCO2.Per tutte le equazioni sono

staticalcolatigliintervallidiconfidenzadel95%chedefinisconoillivellodivariabilitàat-

tesodellarispostacompensatorianormalealdisordineacido-baseprimario[11].

Anni‘70–Evoluzionedeglianalizzatorichedaanalogicidivengonodigitali,siriduconodi

dimensione e divengono, man mano, sempre più automatici fino alla realizzazione

dell’ABL1(sempredellaRadiometerTM1973)autocalibrante,autolavante,calcolaestam-

patuttiivalori,incorporaunbarometroedunmiscelatoredigasconumidificatore.Ilme-

tododiAstrupvienedefinitivamenteabbandonatoperchénonautomatizzabile[13].

Studiulteriorisull’equilibrioacido-basedimostranochenonpuòesserecorrettamenteva-

lutatosenzaconsiderareanchelostatodeglielettroliti;ilcollegamentotraidueèilprin-

cipiodi elettroneutralità e le successivederivazioni come il BB.Vienequindi introdotta

nellastrumentazionelafotometriaafiammaperlamisuradisodio(Na+)epotassio(K+)e

lamicrotitolazionecoulombometricaperilcloro(Cl-)checonsentonoilcalcolodell’Anion

Gap(AG)ilqualeatutt’oggipermettediinquadrareglisquilibrimetabolici[13].

Anni‘80–P.A.Stewart,fisiologoamericano,proponeunmodellointerpretativosecondo

cuilostatoacido-baseneifluidibiologicipuòesseredescrittointerminidivariabilidipen-

denti(pHeHCO3-)eindipendenti(pCO2,AtoteSID).Egliproponeancheunnuovoparame-

tro,laStrongIonDifference(SID),definitacomeladifferenzaesistentetralasommadei

cationi forti (cioè completamentedissociati) e la sommadegli anioni forti in un liquido

biologico(comeilplasma)[11]:

SID=Σ[Na+],[K+],[Ca2+],[Mg2+]–Σ[Cl-],[Lattato-],[Chetoacidi-],[SO2-]

Ilrisultatodell’equazioneèsemprepositivoinunsoggettosano,questosignificachedeve

essere presente un equivalente eccesso di cariche negative non considerate

nell’equazioneperchépossaessererispettatoilprincipiodielettroneutralità.Questosur-

plusdicarichenegativeè,ineffetti,ilBB[11].

ConlaSIDsipossonofinalmentespiegaresialeconseguenzeimmediatedeidisturbime-

tabolici,siaicompensimetabolicinelcasodeidisturbirespiratori[11].

Anni ‘90 – Evoluzionedella strumentazione in campoumano con aggiuntadi numerosi

nuoviparametrisiamisuratichecalcolati,comeGlucosio,Lattati,BilirubinaeCreatinina;

peresempiolaRadiometerTMrealizzal’ABL700,ilprimoemogasanalizzatorechemisura

12

anchelabilirubina[13].

Primiimpieghidell’emogasanalisiincampoveterinario,limitatiagrandiospedaliestrut-

tureuniversitarie.

Anni2000–Ingressodell’emogasanalisinellapraticaclinicaquotidianaveterinariagrazie

allarealizzazionedistrumentazionein-houseaprezziaccessibilicomeperes.ilVetScani-

STAT1(Abaxis®),l’Irma2000SL(DiametricsMedical®),ilVetStatElectrolyteandBlood

GasAnalyzer(IDEXX®)egliABLserie700e800(RadiometerTM)[13].

1.2-PARAMETRICONSIDERATI,POSSIBILESIGNIFICATO

DELLELOROALTERAZIONIEMETODI/TECNICHEDIMISU-

RAZIONE

Imoderniemogasanalizzatorisonocompletamenteautomatizzati,infatti,possiedonouna

componente software che gestisce simultaneamente le analisi, il settaggio e

l’autocalibrazione,inoltre,consentel’inserimentodeidatidelmedicoedelpazienteacui

appartieneilcampioneinanalisi[3].

I vari parametri vengono rappresentati da una sigla che contiene sempre il simbolo

dell’analita (es. formula chimica, abbreviazione del nome, …) e vari altri simboli la cui

spiegazionevieneriportataalpunto1.5[3][14].

I parametri coinvolti nell’emogasanalisi sono suddividibili in 4 categorie:Ossigenazione,

Elettroliti,Metaboliti,StatoAcido-Base.

Un’altraseriediparametrisono, invece,da inserireprimadell’analisidelcampione.Tra

essiciinteressanoinparticolarmodolaT°C(temperaturadelpaziente)elaFiO2(frazione

di ossigeno in aria secca inspirata, vadal 21%dell’aria ambientale a livellodelmare al

100%eoltreincorsodiossigenoterapia).Questiparametrisonoimportantiperlemodifi-

cazioniche,lorovariazioni,provocanoadaltriparametritracuipHegasematici[3][15].

La temperaturadelpazientealmomentodelprelievoègeneralmentediversadaquella

delbagnomariadell’analizzatore (settataa37°C)allaqualevengonomisuratipH,pO2e

pCO2 (importantesoprattuttoneicampioniarteriosi);vaancheconsideratoche lamag-

gior parte degli emogasanalizzatori vengonoprodotti per le analisi sull’uomoe, quindi,

vengono settati sui valori di normalità della specie umana (la temperatura normale

13

nell’uomo viene considerata circa 37°C). L’inserimento corretto della T°C consente

all’analizzatorediadeguareadessaivaloridiquestiparametri,medianteappositeequa-

zioni (vedipunto1.5.4), edi riportarequesti valori correttinel referto finaleassiemea

quellidirettamentemisurati.Lacorrezionerisultaparticolarmenteimportanteduranteil

monitoraggiodiunpaziente,inquantosipresumecheanchelaT°Csimodifichiinsieme

aglialtriparametri[5][15][16].

Inmedicinaumanaalcuniautoriritengonochelacaratterizzazionedellostatoacido-base

eledecisioniterapeutichedovrebberobasarsisolosuivalorimisuratia37°Cperchéleva-

riazioniditemperaturaimpostealcampionedurantel’analisivannoadalterarelasolubili-

tàdeigas(leggediCharles)el’affinitàdell’emoglobinaall’ossigeno,tuttociòassociatoal

fattochegli effettimetabolici, vascolarie respiratoridi ipoe ipertermianonsonostati

ancoracompletamentecompresi(nederival’importanzadiriportareentrambiigruppidi

dati nel referto finale). Inmedicina veterinaria, la temperatura normale di un soggetto

sano(cane)silocalizzainunrangedi38-39°C,quindi,lacorrezioneinbaseallatempera-

turapotrebbeacquistareun’importanzamaggiorenell’otticadell’ottenimentodivalori il

più vicini possibile alla realtà; viene comunque lasciata al clinico la decisione

finale[2][5][7][15].

1.2.1-PARAMETRIdell’OSSIGENAZIONE

Pressioneparzialediossigeno-pO2

La pressioneparziale di ossigeno (pO2) in fase gassosa in equilibrio con il sangue viene

usatapervalutarelamisuraincuil’organismoèingradodiassorbirel’ossigenoneipol-

moni.LapO2dovrebbeesserevalutatainsiemeasaturazionediossigeno(sO2)econtenu-

tototalediemoglobina(ctHb)perpoteravereunquadrocompletodelladisponibilitàar-

teriosadiossigeno[3][15].

LamisurazionedellapO2 si basa su elettrodi polarografici (di Clark) emembrane semi-

permeabiliassociateamisurazionidicontrollosusoluzionitenometrate.L’elettrodomi-

suralaconduttivitàelettricadelcampionedopol’innescodireazionidiossido-riduzione,

avvenutegrazieall’ossigenopresentenelcampione,elaconverteinpressionegraziealla

curvadidissociazionedell’ossigenopresenteneldatabasedellamacchina (vedi Fig.2e

parte1.5.3)[3][15].

• LapO2normalesupazienteautonomiindicaun’adeguataassunzionediossigenoali-

14

vellopolmonarenonrichiedenteinterventisull’attivitàventilatoria,vavalutataconat-

tenzioneseilpazienteèsottoossigenoterapia[3][5].

• LapO2bassa(ipossiemiaarteriosa)indicaun’inadeguataassunzionediossigenoalivel-

lopolmonarecausatadaanomaliepolmonari,circolatorieorespiratorie.Tralepossibi-

licausepossiamoriscontrare:Malattiedelsistemanervosocentrale(lesionideltronco

cerebraleodellaspinacervicalecomelesionioccupantispaziointracranicheotraumi),

Malattiecardiache(edemapolmonarecardiogeno,shuntsinistro-destro),Depressione

respiratoriaiatrogena(anestesia,somministrazionediOppiacei,Organofosfati,Pancu-

ronio,Succinilcolina),Inadeguataconcentrazionediossigenonell’ariainspirata(inade-

guatasomministrazionediossigeno inanestesia,elevatealtitudini),Difettineuromu-

scolariconbloccodeimuscolirespiratori(botulismo,tetano,miasteniagrave,polimio-

site,poliradiculoneurite,paralisidazecche),Malattierespiratoriegravi(ARDS[acutere-

spiratorydistresssyndrome],ostruzionedellevieaeree,polmoniteabingestis,traumaal-

la parete toracica, ernia diaframmatica, emotorace, neoplasie, versamento pleurico,

polmonite, pneumotorace, fibrosi polmonare, edema polmonare, tromboembolismo

polmonare,piotorace,inalazionedifumo).Inquesticasiandrebberoverificati ivalori

di sO2 e ctHb prima di effettuare altre indagini che accertino le condizioni

polmonari[3][4][7][15][17].

• LapO2elevatanonèrilevabileincasodirespirazioneautonomamapuòpresentarsiin

corsodiossigenoterapia(modificadellaFiO2).Questacondizionecomportailrischiodi

tossicitàdaossigeno(formazionediradicaliliberi)semantenutaadelevatilivelliepro-

trattaperperiodisuperiorialle12-24ore(lapO2ematicapuòsuperarei400mmHg).

InoltrelivellidipO2superioria100mmHgnoncontribuisconoinmodosignificativoal

contenutoematicodiossigenopoichéillivellodisaturazione,conpO2di100mmHge

concentrazione normale di emoglobina, è già del 97% e non è possibile superare il

100%.UnapO2elevatapuòessereancheartefattualequandonelcampionesonopre-

senti una o più bolle d’aria (pO2 atmosferica porta la pO2 ematica fino a 150

mmHg)[3][4][5][7][15][18].

15

Fig.2:Rappresentazionedellacurvadidissociazionedell’ossigenoefattoricheneinfluen-

zanolospostamentoasinistraeadestra.Ilsimbolo(a)indicailcampionearterioso,il

simbolovindicailcampionemisto.Glialtrisimbolivengonospiegatinellasezione1.5.3

(immaginetrattadaRadiometerTM2005[3][12]).

LapO2haimportanzafondamentalequandomisuratasucampionidisanguearteriosoin

quantopermettedivalutarel’adeguatezzadegliscambirespiratori(assiemeallafrazione

diossigenoinspirato,FiO2,ealgradientealveolo-arterioso,A-a)e l’adeguatezzadeltra-

sportodiossigeno(assiemeactHb,cO2Hbepressionesanguigna)nell’inquadramentocli-

nicodelsoggetto.Nell’ultimoperiodo,comunque,anchelavalutazionesusanguemisto

(prelevatodall’arteriapolmonare)deiparametriossimetricistaassumendoimportanzain

quanto sembra abbiano maggior correlazione con il reale stato clinico del pazien-

te[7][12][14].

Nell’analisidiuncampionedi sanguevenoso, invece, l’interpretazionedel livellodipO2

non è sufficientemente attendibile da unpuntodi vista clinico (inmedicina veterinaria

come inmedicinaumana)mapotrebbeesserediausilioper l’individuazionedierroridi

campionamento(presenzadibolled’aria,eccessivaesposizioneall’aria)odiidentificazio-

nedelcampione(indicarecomevenosouncampionearterioso)[1][8][9].

LapO2venosapuòessereusataperdeterminare laFrazionediestrazionedell’ossigeno

16

(OxygenextractionratiooOER),questafrazionedaun’ideadell’adeguatezzadell’apporto

di ossigeno in rapporto al suo consumo. Il campionemigliore per questa valutazione è

quellomisto raccolto conuncateterea livellodi arteriapolmonareovicinoall’atriodx

(viavenosacentrale).Ingenerale,quandolapO2venosascendealdisottodi30mmHg,

puòindicareunridottoapportodiO2aitessutiepuòesserediutilitàdiagnosticanelcaso

incuilecondizionidelpazientesupportinoquestirilevamenti[15].

Pressioneparzialedianidridecarbonica-pCO2

Lapressioneparzialedianidridecarbonica(pCO2)èlaquotadianidridecarbonicainfase

gassosainequilibrioconilsangue.Essariflettedirettamentel’adeguatezzadellaventila-

zionealveolareinrapportoallavelocitàdelmetabolismoevieneutilizzataperinquadrare

lacomponenterespiratoriadiunosquilibrioacido-baseoltrechepervalutare l’efficacia

degliscambigassosipolmonari(insiemeallapO2arteriosa).Questoperché,inpratica,la

concentrazionedianidridecarbonicanelsanguedipendesolodall’eliminazionepolmona-

reinquantolaproduzionemetabolicaèconsiderabilepressochécostante(laCO2diffon-

derapidamenteattraversolemembranecellulari),amenochenonsiapresenteiperter-

miamaligna,elasuaconcentrazionenell’ariainspirataèmoltobassa.Sideveperòricor-

darechelapCO2ottenutadasanguevenosoèsempre3-5mmHgpiùelevatarispettoalla

pCO2ottenutasusanguearteriosoechequestogappuòaumentare,senzaregolepreci-

se,inmoltistatimorbosi(prevalentementeconanemiaeipovolemia).Neconsegueche

l’interpretazionedellapCO2nellavalutazionedellaventilazionealveolareandrebbeevita-

ta in casodiemogasanalisi su sanguevenoso, soprattutto in casodi statidi transizione

comeun’iperventilazioneacutadopounperiododi ipoventilazione,mentrerestaunot-

timomarkerdellivellodiCO2tissutale(equilibriotrapCO2arteriosa,produzionemetabo-

licadiCO2eperfusionetissutale)[3][6][7][15].

Lamisurazione dellapCO2 si basa su elettrodi emembrane semipermeabili associate a

misurazionidicontrollosusoluzionitenometrate.Neglianalizzatoridabancoèpresente

un Elettrodo Severinghaus per anidride carbonica. La quota di CO2 vienemisuratame-

diantecomparazioneconunaquotanotadiCO2,chevienefornitadaserbatoidigascon-

venzionali.Neglianalizzatoriportatili,invece,permisurarepH,pO2epCO2vieneutilizzata

unapiccolacartucciasigillatacontenenteunelettrodoperpH,unelettrodopolarografico

perO2 (vedipO2) edun elettrodoper CO2; quando la cartuccia viene sigillata la CO2 si

equilibra, nell’aria residua, con del bicarbonato sempre presente nella cartuccia.

17

All’inserimentodella cartuccianellamacchina, con la rimozionedel sigillo, l'elettrodosi

calibraautomaticamentesuquest’ariabilanciataconsiderata“ariaambiente”e lepara-

gonailvaloreottenutodallamisurazionedelcampione[3][15].

• BassivaloridipCO2(ipocapnia)indicano“alcalosirespiratoria”,unacondizionecausata

daunamaggioreventilazionealveolare,comenelcasodi: iperventilazione(dapaura,

dadolore,psicogena),trattamentoventilatorioartificialeeccessivo,compensazionedi

un’acidosimetabolica,conseguenzadiun’affezionedelsistemanervosocentrale,con-

seguenzadiun’ipossia[3][4].

• AltivaloridipCO2(ipercapnia)indicano“acidosirespiratoria”,unacondizionecausata

daipoventilazionee/oinsufficienzaventilatoriaconseguentia:arrestocardiaco,malat-

tiapolmonareostruttivacronica,alterazionidell’equilibrioacido-basedovuteafattori

metabolicicronici,depressionedelsistemanervosocentrale(siaprimitivasiaseconda-

ria a sedazione o assunzione di analgesici), trattamento ventilatorio impostato con

unaventilazionealveolare troppobassa.L’acidosi sipresentaperché l’aumentodella

CO2 determina, secondo la legge di azione di massa, uno spostamento a sinistra

dell’equazionediequilibriodell’acidocarbonico:H++HCO3-↔H2CO3↔CO2+H2O.Ne

consegueaumentodi concentrazionedell’acido carbonicoe, quindi, di idrogenioni e

bicarbonati. Il rapporto tra questi due ultimi elementi diventa 1:1 portando

all’acidificazionedelmezzoacquosovistochetalerapporto,incondizionidipH7.4,è

di0.00000167:1circa[3][4][15].

Comegiàdetto,lapCO2riflettel’adeguatezzadellaventilazionealveolare,pertanto,con-

sentedieffettuareunadistinzionetraproblemirespiratoridettatiprincipalmentedaun

difettodiventilazioneeproblemirespiratoricoinvolgenti l’ossigenazione.Sia laseverità

chelacronicitàdiun’insufficienzarespiratoriapossonoesseregiudicateinbaseallemodi-

ficazioniconcomitantinell’equilibrioacido-base(vedipH)[3][6][7][15].

L’ipercapniael’ipocapniasonocauseimportantidimodificazionedellapO2arteriosa.

Infatti,unariduzionedellapCO2arteriosacausavasodilatazionepolmonareevasocostri-

zionea livellodinumerosisettoridellacircolazionesistemica, inparticolaredelsistema

vascolarecerebrale.LapCO2alveolarebassaaumenta lapO2alveolaree l’alcalosicausa

unospostamentoasinistradellacurvadidissociazionedell’ossigeno,entrambiquestief-

fettifacilitanol’assunzionediossigenodapartedeipolmonimentrehannoconseguenze

negativesullacircolazionesistemicaeostacolanoilrilasciodiossigenoaitessuti.Pertan-

18

to, il risultato finale di una riduzione della pCO2 può essere una compromissione

dell’ossigenazione. Sebbene la vasocostrizione sistemica venga compensata nell’arco di

minutiodiore,essapuòcausareun’ipoperfusionedegliorgani,conconseguente ische-

mia,soprattuttoalivellodelcervello[3].

UnaumentodellapCO2arteriosacausaun’ipossiemia,poichélapO2alveolaresiabbassa

secondo l’equazionedei gas alveolari e per vasocostrizionepolmonare. Inoltre l’acidosi

respiratoria acuta porta allo spostamento a destra della curva di dissociazione

dell’ossigenoconriduzionedellactO2arteriosa.D’altraparte,unaumentodellapCO2può

comportareunaumentodellagittatacardiacaeunavasodilatazioneinvarisettori(tracui

quello cerebrale) che, inassociazioneallo spostamentoadestradella curvadidissocia-

zione,possonofacilitareilrilasciodiossigenoaitessuti[3][15].

Concentrazionetotalediemoglobina–ctHbotHb

Quantitàdiemoglobinaeffettivamentepresentenelsangue.L’Hbèunaproteinaglobula-

reconteneteunanelloemeconunatomodiferrocheleconsenteditrasportareigas,es-

sarappresentalamisuradellacapacitàpotenzialedelsanguedicaricarsidiossigeno[15].

Nella pratica clinica vengonoutilizzati analizzatori automatici che rompono gli eritrociti

permisurarneilcontenutoinHbmediantemetodocolorimetricoofotometrico.Ilprimo

metodosibasasulconfrontotracoloredelcampione,unavoltalisatelecellule,ecolore

disoluzioniaconcentrazioninotediemoglobina;permettediconosceresololaquotadi

Hbossigenataamenochenonvengaaggiuntouno specifico colorante che si lega solo

all’Hb (es. cianuro nel metodo alla cianometaemoglobina). Il metodo fotometrico (co-

ossimetria), invece, impiegafascidi luceadiversalunghezzad’onda,associatiaspecifici

sensori, cheattraversanounamicrocuvette (provetta)contenenteunaquantitàbende-

terminatadelcampioneinanalisi;questometodoconsentedimisuraretutti i tipidiHb

presentinelcampioneediridurrel‘interferenzadellatorbiditàprovocatadalipemia,leu-

cocitosiealtrefonti[5][15].

L’emogasanalizzatoresfruttailsecondometododimisurazioneedinfinecalcolalactHb

semplicementesommandotuttiitipidiemoglobinapresentinelcampione,cioèladeos-

siemoglobina (HHb), l’ossiemoglobina (O2Hb), la carbossiemoglobina (COHb), lametae-

moglobina(MetHb)elasulfoemoglobina(tipodiemoglobinamoltorarochenontraspor-

taossigeno,generalmentenonvieneconsiderata)[3][14].

19

ctHb=cO2Hb+cHHb+cCOHb+cMetHb

Essa consente, insieme alla frazione di emoglobina ossigenata (FO2Hb, cioè la cO2Hb

espressacomepercentualedellactHb)eallapO2,dideterminarelaquantitàdiossigeno

effettivamentetrasportatadalsanguearterioso[3].

• La ctHb diminuita indica una ridotta capacità del sangue di trasportare l’ossigeno,

quindiunariduzionedelcontenutodiossigenonelsanguearterioso(ctO2)conrischio

diipossiatissutale.CausefrequentidibassivaloridictHbsonoquellechedeterminano

anemia:Formeprimitive(compromissionedellaproduzionediglobulirossi);Formese-

condarie (emolisi, emorragia, diluizione o iperidratazione, prelievi di sanguemultipli

soprattuttoneineonati).Imeccanismidicompensofisiologicodiunabassaconcentra-

zionediemoglobinatotalesonorappresentatidaunaumentodellagittatacardiacae

daunaumentodellaproduzionediglobulirossi[3].

• LactHbaumentataindicaelevataviscositàdelsangue.Causafrequentedielevativalori

dictHbèlapolicitemiadistinguibileinFormeprimitive(policitemiavera)eFormese-

condarie (deidratazione,pneumopatia cronica, cardiopatia cronica, residenzaadalti-

tudinielevate,condizionediallenamentoatletico).L’aumentodellaviscositàematica

aumenta ilcaricocardiacoepuòcausareun’insufficienzacircolatoriaanterograda; in

casiestremipuòverificarsiancheunacompromissionedelmicrocircolo[3].

• La ctHbnormale non garantisce necessariamente una normale capacità di trasporto

dell’ossigeno.Inpresenzadielevateconcentrazionidiemoglobineanomale,infatti,la

capacitàditrasportoeffettivarisulteràsignificativamenteridotta(vd.curvadidissocia-

zionedell’ossigeno)[3].

LactHbdovrebbeesserevalutata insiemeall’Hct (meglioseottenutocon la tecnicadel

microematocrito)ealleproteinetotaliperpotervalutarecorrettamenteidisturbiematici

suddetti(policitemia,anemia)[3].

Saturazionediossigeno-sO2

LaSaturazionediossigenodelsangue(sO2)èlapercentualediemoglobinaossigenatain

rapportoallaquantitàdiemoglobinaeffettivamentecapaceditrasportareossigeno.Negli

emogasanalizzatori, vienedefinitadal rapporto tra la concentrazionediossiemoglobina

(O2Hb)e la sommadelle concentrazionidideossiemoglobina (HHb)eO2Hb, secondo la

seguenteformula[3][5]:

20

sO2=cO2Hb.

cHHb+cO2Hb

QuestoparametropuòesseremisuratoconilPulsossimetro.Èunostrumentononinvasi-

vochepermettediconoscere laquotadiossiemoglobinapresentenelsanguearterioso

grazieall’associazionedipletismografiaefotometria:laprimaconsenteallostrumentodi

individuarel’arterianeltessutosucuièappoggiatolostrumentograzieall’individuazione

dell’attivitàpulsatile,specificasolodellearterie;lasecondapermettedimisurarelaper-

centuale di ossigenazione del sangue arterioso, nell’arteria individuata, misurando

l’ossiemoglobinae ladeossiemoglobinapresenti graziealla valutazionedel livellodi as-

sorbimento di specifiche lunghezze d’onda della luce, caratteristico di questemolecole

(660 e 940 nm). La misurazione del pulsossimetro diviene inaccurata quando presenti

elevateconcentrazionidiemoglobineanomale[5][7][15].

Negliemogasanalizzatoril’sO2puòesseresiacalcolatodirettamente,conequazionisimili

allaprecedente,chederivatodallaODCdopomisurazionedellapO2[3][5].

• sO2bassaindicacompromissionedell’assunzionediossigenoa livellopolmonarecon

spostamento a destra della curva di dissociazione dell’ossigeno, elevata presenza di

emoglobineanomale(MetHb,SolfoHb,HbFetale,…),sepsi, ipossiacitotossica(es.av-

velenamentodacianuro)[3][7].

• sO2 alta (normale)indica adeguata utilizzazione della capacità effettiva di trasporto

dell’O2.Rischiopotenzialediiperossia(vedipO2)[3].

• sO2normalenongarantisceunacorrettaossigenazioneematicainquantosipuòavere

una riduzione del contenuto di ossigeno ematico in caso di basse concentrazioni di

emoglobinaopresenzadiemoglobineanomale.Quindi,primadivalutarelafunzionali-

tàrespiratoriaconlasO2,deveessereconsideratacontemporaneamentelactHb[3].

Questoparametroassumesignificatoclinicoquandomisuratosucampionidisanguear-

terioso(inassociazioneapO2ectHb)omisto,prelevatoalivellodiarteriapolmonare(ca-

teterevenosocentrale)[7].

Ematocrito–Hct

Èlafrazionedelvolumedisangueoccupatadaisolieritrociti(senzaleucocitinepiastrine).

Parametrofondamentalepervalutarelamassadelsangue,hacomeunitàdimisurailL/L

ola%[19].

21

Nellapraticaclinicapuòesseremisuratodirettamente(mediantemetodicadiWintrobe,

metodicadelMicroematocritoosistemaQBC®Vet)oderivatomediantecontaglobuliad

impedenza,afasciolaseromisti.Lemetodichedirette,piùattendibilidiquelleindirette,

sonobasatesulla separazioneestratificazionedellecomponentiematicheall’internodi

una struttura cilindricaper centrifugazionee successivamisurazionedell’altezzadiogni

componenteall’internodelcilindro.Inquesticasil’HctvieneanchedettoPackedcellvo-

lume(PCV)elosiottienemedianteilrapporto[4][15]:

PCV=100x Lunghezzadellacolonnadieritrociti.

Lunghezzadellacolonnadieritrociti+Buffycoat+Plasma

Nelcontaglobulil’Hctvienecalcolatoconlaseguenteformula:

Hct=(MCVxnRBC)/10

dicuiMCV(meancorpuscularvolume)èilvolumecorpuscolaremedioenRBCèilnumero

deglieritrociti[19].

Negli emogasanalizzatori, invece, viene calcolato come rapporto tra quantità totale di

emoglobina(tHbing/dL)evaloreMCHC(concentrazioneemoglobinicacorpuscolareme-

dia,ing/dL):

Hct=ctHb/MCHC[14]

Ilvaloredell’MCHC,dinorma,nonvienemisuratonecalcolatomaèstatopre-impostato

nell’analizzatore sulla base dei valori normali disponibili in letteratura per la specie in

esame(piùspesso,comenelcasodell’ABL735GLAXP®,ivaloridiriferimentopreimpo-

statisonosoloquellidellaspecieumana,inmedia:34%o33.2g/dL)[3][5][14].

• Unariduzionedell’Hctsipuòpresentare,oltrechecomeartefattodaerratatecnicadi

prelievo(formazionedicoaguli,emolisi),incondizionipara-fisiologichecomelagravi-

danzaatermine.Lecondizionipatologichechepossonodeterminareriduzionedell’Hct

sono:tuttiitipidianemia,impiegoditranquillantioanestetici[19]

• Unaumentodell’Hctsipuòpresentare,oltrechecomeartefattodaeccessivaconser-

vazionedelcampione,incondizionipara-fisiologichecome:disidratazione,paura,ecci-

tazione,attivitàmuscolare intensa,altitudine.Lecondizionipatologichechepossono

determinareaumentodell’Hctsono:shock,eritrocitosi(veraorelativa),ipertiroidismo,

somministrazionedianabolizzanti(steroidi,eritropoietina)[19].

22

1.2.2-PARAMETRIdelloSTATOACIDO-BASE

ValoredipH-pH

IlpHèlamisuradellaconcentrazionedegliidrogenioni,[H+],presentiinunasoluzioneac-

quosa.Siottienemediante la formulapH=-Log[H+]epermettedivalutare il livellodi

aciditàobasicitàdellasoluzioneacquosainesamegrazieadunascaladivalori(dettaap-

puntoScaladelpH)chevada0a14.Inpraticapermettedimisurarel’attivitàdegliH+.In

medicina,ilsuovaloreesprimeilrisultatodelbilanciotraapparatorespiratorio,sistema

renaleesistematamponedelsangue.IlpHèunodeiparametripiùstrettamentecontrol-

lati dall’organismo in quanto, variazioni anche minime, hanno effetti notevoli. Questo

perchégliidrogenionisonoaltamentereattiviconleregionianionichedellemacromole-

cole,inparticolarmododelleproteine,provocandonecambiamentisostanzialiinconfor-

mazioneefunzionequandola[H+]arrivaamodificareilpHanchesolodi0,01;quandotali

cambiamentiinteressanoproteineenzimaticheneconseguonoalterazionidiun’infinitàdi

funzionicellularitracui:attivitàcerebrale,attivitàdeimuscolischeletrici,lisciecardiaco

(contrattilitàmiocardicae tonovasomotorio inparticolare),affinitàdell’emoglobinaper

l’ossigeno, coagulazione, infiammazione, attività digestiva,metabolismo epatico, escre-

zionerenale,...CosìsispiegacomemaiilpHdisangue,sierooplasmasiailprimopara-

metrodaconsiderarenellavalutazionedell’equilibrioacido-basediunpaziente(dalami-

suradell’acidemiaodell’alcalemia)[3][5][7][15].

Lavalutazionediun’alterazionedelpHdeveesserecorrelataaivaloridipCO2ecHCO3-.La

pCO2rispecchialacomponenterespiratoriadiunadeterminataalterazionedelpH,men-

trelacHCO3-nerispecchialacomponentemetabolica[3][7][15].

LamisurazionedelpH,inunemogasanalizzatore,sibasasuelettrodiemembranesemi-

permeabiliassociateamisurazionidicontrollosusoluzionitenometrate.L’elettrodomi-

sura ladifferenzadipotenziale che si genera suidue latidellamembranache separa il

campioneelaspecificasoluzionedicontrollo,ilprogrammaconfrontailvaloreottenutoa

specifichecurveconvertendoladifferenzadipotenzialeinunvaloredipH[3][15].

• ValoreridottodipH(acidemia).

PuòderivaredaundisturbometabolicoeprendeilnomediACIDOSIMETABOLICA.Le

causepossonoessere:aumentataformazionediacidiorganici(chetoacidosidiabetica,

lattoacidosi),minoreescrezionediioniH+(insufficienzarenale,insufficienzacircolato-

ria),maggioreassorbimentodiacidi(avvelenamentodaGlicoleetilenico,metaldeide,

23

salicilato),perditadiliquidialcalinidall’organismo(diarrea),ipoadrenocorticismo,iper-

fosfatemia,somministrazionedifarmaci(clorurod’ammonio,aminoacidicationici).Se

il paziente respira spontaneamente, in generequesta condizione vieneparzialmente

compensatamediante iperventilazione, che comportandouna riduzionedei valori di

pCO2,consentel’allontanamentodivalenzeacide.

OppurepuòesserelegatoadundisturborespiratorioeprendeilnomediACIDOSIRE-

SPIRATORIA.Lacausaèlariduzionedelloscambioalveolaredovutaa:ostruzionedelle

primevie(corpiestranei,collassotracheale,malattieneuromuscolari),ostruzionedelle

vieprofonde(malattiapolmonareconrestringimentodellevierespiratorie,enfisema,

edemapolmonare),depressionedeicentridelrespiro,disordinirestrittiviextrapolmo-

nari(pleuropatie,versamentotoracico,lesionioccupantispazio,malattieneuromusco-

lari, obesitàmarcata), ventilazionemeccanica inefficace. Se tale condizione persiste,

viene ridotta l’escrezione di bicarbonato da parte dei reni inmodo da compensare,

parzialmenteototalmente,l’acidosimedianteunaumentodellaconcentrazionedibi-

carbonato nel sangue.Un’acidosi respiratoria compensata è caratterizzata da un pH

solo leggermente ridotto,daunapCO2elevataedaun’elevata concentrazionedibi-

carbonato[3][4][7].

• ValoreelevatodipH(alcalemia).

PuòesseredovutoadundisturbometabolicoeprendeilnomediALCALOSIMETABO-

LICA.Lecausepossonoessere:accumulodibicarbonatonelplasma(spessoiatrogeno

persomministrazionedifluidialcalini),perditadiliquidiacididall’organismo(es.vomi-

to, diuretici), ipopotassiemia, iperaldosteronismo, iperadrenocorticismo. Nei pazienti

inrespirazionespontanea,l’alcalosipuòesserecompensataconunalievediminuzione

dellaventilazionealveolare,cherisultainunlieveaumentodellapCO2.

Oppurepuòessere legatoadundisturbo respiratorioeprende il nomediALCALOSI

RESPIRATORIA.Lacausaè l’iperventilazioneconeccessivaeliminazionepolmonaredi

CO2 imputabile a: ventilazione meccanica (alcalosi iatrogena), ipossiemia, malattia

polmonaresenzaipossiemia,iperventilazioneneurogena,dolore,ansia,paura[3][4][7].

Primadi trattareun’acidemia associata aproblemidi ossigenazione, occorre valutare il

potenzialebeneficiodell’acidemiainrelazioneall’ossigenazionetissutale,legatoallospo-

stamentoadestradellacurvadidissociazionedell’ossigeno[3].

Per lapresenzadimeccanismidicompensazione,unvaloredipHvicinoallanormanon

escludelapresenzadiunosquilibrioacido-base.Pertanto,anchequandoilpHènormale,

24

la valutazionedell’equilibrioacido-basedeve sempre comprendere i valoridipCO2edi

cHCO2-equindidiAGeBE(olaSID)[3][7].

Concentrazionetotaledianidridecarbonica–tCO2

La tCO2 rappresenta la quantità totale di anidride carbonicamisurata nel campione di

sangue,sialibera(sottoformadiCO2disciolto,H2CO3eHCO3-),chelegataall’emoglobina

eadaltreproteine(gruppicarbaminici).Vieneespressainmmol/LoinmEq/L[5][15].

Permisurare laconcentrazionediCO2nelsanguesipossonousareSensori transcutanei

(piccolielettrodidi formacircolaremessidirettamenteacontattocon lapelle,usatiso-

prattuttoinmedicinaumana,metodononinvasivo)elaCapnometriaspettrofotometrica

(misurazionenell’infrarosso)[20].

Negliemogasanalizzatori,invece,latCO2vienecalcolatasecondoleformule:

tCO2=HCO3-+H2CO3+CO2

tCO2=cHCO3-+(αCO2×pCO2)

dicuiαCO2èilcoefficientedisolubilitàgraziealqualelaCO2discioltanelplasmapuòes-

serecalcolataapartiredallapCO2(a37°C)[5].

VistocheleconcentrazionidiCO2,H2CO3edituttelealtreformechenonsianobicarbo-

nato,sonoestremamenteridottenelsangue(dinormanonsuperanocomplessivamente

1mEq/L),latCO2puòessereconsiderataunamisurazioneindirettadellaconcentrazione

dibicarbonatinelcampione[4][15].

ConcentrazioneplasmaticadiBicarbonato-cHCO3-

Ilbicarbonato(HCO3-)èuncomponentebasilaredelsistematamponedelsangue.Sueal-

terazioni permettono di identificare i disturbi metabolici dell’equilibrio acido-base in

quanto,insiemeacloroeproteine,svolgeunruoloimportantenelmantenerelaneutrali-

tàelettricadei liquidiextracellularie intracellulari. I livellidiHCO3-vengonoregolatidai

reni;aumentanoinpresenzadialcalosiediminuisconoinpresenzadiacidosi.Ilbicarbo-

natoèpresentenellaformuladell’AG[3].

Questoparametrovieneraramentemisurato,solitamentesicalcolaapartiredallatCO2,

dallapCO2odalpH.Negliemogasanalizzatori,laconcentrazionedibicarbonatovienecal-

colata,mediantemodificadell’equazionediHenderson-Hasselbach,conunadelleseguen-

tiequazioni:

25

pH=-Log([HCO3-]/[H2CO3])

HCO3-=0,0307xpCO2·10(pH-6,129) mmol/l

logcHCO3−=pH+logpCO2-7.608=pH+log(pCO2×0.0307)-6.095(a37°C)[5]

IvaloridipHepCO2sonoquellimisuratidallamacchina,intalmodol’attendibilitàdeiva-

loridibicarbonatoèmoltoaltainquantopuòesisteresolounvaloreottenibiledaquelle

singolemisurazionidipHepCO2secondolaCartadell’equilibrioacido-basediSiggaard-

Andersen.Diconseguenzaèimportanteesserecertidinonavergeneratoerroripreanali-

ticiche,alterandolemisurazionidipHepCO2,rendonoerratoilcalcolo[14][15].

• Bassi livelli di Bicarbonato (cHCO3-) si osservano in presenza di: acidosi metabolica,

compensazionediun’alcalosirespiratoria[3][17].

• Alti livellidiBicarbonato (cHCO3-)possonoesseredovutia:alcalosimetabolica, com-

pensazionediun’acidosirespiratoria[3][17].

Ilbicarbonatodeveesseresempre interpretato inrelazioneallapCO2ealpH(VedipH).

Infatti,mentreun’alterazionedeibicarbonatinoncausacambiamentinellapCO2perché

essavienemonitorataeregolatadaichemiocettorimidollari,levariazionidellapCO2cau-

sano piccoli cambiamenti nella concentrazione di bicarbonato plasmatico (circa 0.15

mEq/LperognimmHgdipCO2sottoi40mmHge0.075mEq/LperognimmHgsoprai40

mmHg).Perannullarequestealterazioniè stato introdotto ilBicarbonato standard, ag-

giustamentomatematico della concentrazione di bicarbonato (normalizza la cHCO3- ad

unapCO2di40mmHg)[3][15].

GapAnionico-AG

L’AGrappresentaladifferenzatraleconcentrazionidianioniecationicomunementemi-

surati. È sempre calcolato e viene più comunemente espresso nella seguente equazio-

ne[3]:

AG=(Na++K+)–(Cl-+HCO3-)[14][15]

AG(K+)=cNa++cK+-cCl--cHCO3-[3][14]

L’AGèunamisuraindirettadeglianioniplasmaticinonmisurati,inquanto,perilprincipio

di elettroneutralità, in un organismo il numero dei cationi ed il numero degli anioni si

equilibra sempre, quindi, l’eccesso di cationi ottenuto dall’equazione precedente è fisi-

camente identicoallaquantità totaledi anioninonmisurati. In condizioni fisiologiche il

26

gap è costituito prevalentemente dalle proteine plasmatiche, in particolar modo

dall’albumina,dailattati,daifosfatiedaisolfati(ilparametropuòessereinfluenzatoan-

chedavariazioniplasmatichediCa2+eMg2+)[3][15].

Unadiminuzionedell’AGpuòesserecausatada:ipoproteinemia(nellamaggiorpartedei

casi),iponatriemia,aumentodeicationinonmisurati[3].

L’aumento dell’AG viene utilizzato nella diagnosi differenziale dell’acidosimetabolica e

nella caratterizzazione dei disordini misti. Grazie all’AG, infatti, le acidosi metaboliche

possonoessereclassificateinduegruppi:

1. Quelleconaumentodell’AGcausatedaunaumentodiacidiorganici(lattico,chetonie

acidiuremiciqualiBUNecreatinina)oditossici(acidosalicilicodalsalicilato,acidogli-

colicodalglicoleetilenico,acidoformicodalmetanolo),detteacidosimetabolicheda

titolazione:lattoacidosi,chetoacidosi,intossicazionedasalicilato/metanolo/glicoleeti-

lenico,insufficienzarenale,iperalbuminemia.Vengonoanchedetteacidosinormoclo-

remiche[3][7][15][21].

2. QuelleconAGnormalecausatedallaperditadibicarbonato,detteacidosimetaboliche

secretive: diarrea, acidosi uremica acuta, acidosi tubulare renale, ureterosigmoido-

stomia.Vengonoanchedetteacidosi ipercloremiche.Va fattaparticolareattenzione,

però,aidisordinimisti incui levariecomponentideidisordinipossonogenerareuna

sortadicompensazionecherendel’AGnormaleancheinpresenzadielevateconcen-

trazionidiacidiliberi[3][7][15][21].

Per renderepiùaccurato il calcolodell’AGèpossibileaggiungereallaprecedenteequa-

zionetuttiglianionicheunqualunqueanalizzatorePOCpuòfornire:

AG=(Na++K++effettodelCa2++effettodelMg2+)–(Cl-+HCO3-+Lattati+effetto

dell’Albumina+effettodeiFosfati)[15]

L’intervallodinormalitàinquestocasoè0-4mEq/L.Conquestacorrezioneèpiùsemplice

individuarelacausadell’acidosi[15].

Eccesso/Deficitdibasi-cBase

IlcBaseoBEèlaconcentrazionedibasititolabiliquandoilsanguevienetitolatoconuna

baseounacidoforteaunpHdi7.40,incondizionidipCO2di40mmHg(5,3kPa),tempe-

raturadi37°Cesaturazionediossigenoeffettiva.Vieneespressoinmmol/L[3].

Vieneconsideratol'indicepiùaccuratodelcontributometabolicoadunosquilibrioacido

27

baseperchépermettedi stimare l'impattoquantitativodi tutte lebasi tampone (Buffer

base)nelsangue intero.Lebasi tamponerappresentano lacapacitàtamponetotaledel

sangueecomprendonoilbicarbonato,l’emoglobina,leproteineplasmaticheeilfosfato

(oltreasistemitamponeintracellularieossei).Illivellonormaledibasitamponetotaliè

di48±2mmol/L[3][15].

InbasealvaloreottenutosipuòparlaredideficitdibasiincasodicBaseridottocheindi-

caacidosimetabolicaedieccessodibaseincasodicBaseaumentatocheindicaalcalosi

metabolica (va ricordato che il cBase normale è spesso già negativo); la valutazione di

questoparametrofapartedel“Baseexcessapproach”insiemeallacCl-.L’espressione“di-

fetto di basi” viene generalmente sostituita dal termine “eccesso di basi negativo”, in

questicasièanchepossibileche ilcBasevengaespressocongliacronimiSBE(Standard

BaseExcess)eBEecf(BaseExcessofextracellularfluid)incui“standard”ed“ECF”indicano

l’usodellaBuffercurveinvivorealizzatasperimentalmente[5][7][15].

Negliemogasanalizzatori, l’eccesso/deficitdibasivienecalcolatoconunadelleseguenti

equazioni:

BEecf=0,93x[14,83x(pH–7,40)–24,4+cHCO3–][3]

SBE=(1-0.023xtHb)x[cHCO3--24.4+(2.33xtHb+7.7)x(pH-7.40)][4]

BEecf=cHCO3--cHCO3

-(st)+βecf(pH–pH(st))[5]

BE(B)=(1-0.014xtHb)x[cHCO3--24.8+(1.43xtHb+7.7)x(pH-7.40)][5]

con(st)=standard;βecf=valoreapparentedeibufferchenonsonobicarbonatonelliqui-

doextracellulare,valorederivatodabicarbonatiepH.VariazionidelcBasedevonosem-

preessereinterpretateinrelazioneapCO2epH(vedipH)[3].

IlcBase,insiemeacHCO3-ectCO2,puòesserecalcolatomanualmentemediantelaCarta

dell’equilibrioacido-basediSiggaard-Andersen[15].

1.2.3-PARAMETRIdegliELETTROLITI

ConcentrazioneplasmaticadiSodio-cNa+

Ilsodioèilprincipalecationeextracellulare.Lesuefunzioniprimarienell’organismosono

latrasmissionedegliimpulsinervosi,ilmantenimentochimicodellapressioneosmotica(è

basilareneldeterminare ladistribuzionedell’acquanell’organismo)edell’equilibrioaci-

28

do-base. A livello di membrana cellulare, l’Na+ agisce creando un potenziale elettrico,

mantenendocosì la trasmissionedegli impulsinervosie l’eccitabilitàneuromuscolare. Il

sodio partecipa, in veste di co-fattore, ad alcune reazioni enzimatiche cataboliche.

L’organismotendeamantenereinalteratoilcontenutototaledibasie,ancheinpresenza

diunapatologia,seneriscontranosololievivariazioni[4][15].

IlsodiopuòesseremisuratoconFotometriaafiamma(FF),Spettrofotometriaenzimatica

(ES)ePotenziometria conelettrodi ione-selettivi (ISE). La FFè stataper lungo tempo il

goldstandardperlamisurazionedegliioni,oggivienegradualmenteabbandonataperché

pocopratica inun laboratorioPOCedestremamentesoggettaadalterazioni legatea li-

pemia,emolisi, iperproteinemia, iperbilirubinemia. LaESè, invece, sensibilea campioni

uremiciconalterazionedibicarbonatoepotassio,perovviarealproblemalamaggiorpar-

tedeglistrumentisonodotatidifiltriappositi.LaISE,adoggi,èdivenutailgoldstandard

perlamisuradeglielettrolitiancheseestremamentesensibilealipemia,emolisi,iperpro-

teinemia.Essasibasasull’analisimatematicadelladifferenzadipotenzialechesicreatra

ilcampioneedunasoluzionenota,separatedaunamembranapermeabilesoloperloio-

neinesame;ladifferenzadipotenzialeèprovocataalladiversaconcentrazionedelloione

nelle due soluzioni. L’algoritmo preimpostato nell’analizzatore compara la differenza di

potenzialemisurataconunacurvadicalibrazionesperimentalmentederivatadasoluzioni

noteadifferenticoncentrazioniioniche[15].

Ilsubstratomiglioreperl’esecuzionedeltestconquestemetodichesarebbeilsieroper-

ché il sangue intero può generare numerosi artefatti, soprattutto in caso di ritardo

nell’esecuzionedell’analisiediformazionedicoaguli[15].

• Bassi valori di sodio (iponatriemia) indicano un eccesso di acqua all’interno

dell’organismo,unaperditadiacquaesalisbilanciataconmaggioreperditadisali,un

ridottovaloredelsodiototaleebasta.Lecausepossonoessere:terapiefluidicheipo-

smotiche,presenzadimolecoleosmoticamenteattivecherichiamanoacquanelterzo

spazio (iperglicemiadiabeticaesomministrazionedimannitolo),diluizionedovutaad

edemae/o intossicazionedaacquaperanomalaattivazionedel centrodella sete (in

casodiinsufficienzacardiacacongestizia,insufficienzaepatica,ipotiroidismo,peritoni-

te, uroaddome, mixedema), sindrome da inappropriata secrezione di ADH (SIADH),

vomito,diarrea,ustionigravi,iperlipidemia,iperproteinemia,nefropatiaconperditadi

NaCl (sindromenefrosica),acidosimetabolica, insufficienzaadrenocorticale (ipoadre-

nocorticismo,iperplasiasurrenalecongenita),bassoconsumodisodio,farmaci(sovra-

29

dosaggiodidiuretici,FANS,ciclofosfamide,vincristina).Sepresenteedemalocalizzato

nellasedediprelievosipossonoriscontrarevalorifalsamentebassidicNa+[3][4][12][15][17].

• Elevativaloridisodio(ipernatriemia)possonoessereassociatiaperditad’acquasenza

oconscarsaperditadisalicomeincasodi:profusasudorazione,iperpneaprolungata,

ipertermia,vomitoodiarreagravi,ustionigravi,diabeteinsipido,diabetemellitoeaci-

dosi diabetica (chetonuria), aumento della ritenzione renale di sodio o incapacità di

trattenere acqua (legate a iperaldosteronismo, iperadrenocorticismo, ipertiroidismo,

epatopatiegravi, insufficienza renale, terapia con: steroidi, gentamicina, anfotericina

B,metossifluorano e alcaloidi della vinca), consumo idrico non adeguato a causa di

comaomalattieipotalamiche,disidratazioneoterapiasalinaeccessiva(bicarbonatodi

sodio),somministrazionedimannitolo,diuresipost-ostruttiva[4][12][15][17].

Sial’ipernatriemiachel’iponatriemiarisultanoparticolarmentepericolosequandoavven-

gonorepentinamenteinquantoprovocanodannigravialivellodelsistemanervosocen-

trale(emorragieemortecellulareperdisidratazionenell’ipernatriemia,sovraidratazione

nell’iponatriemia)chenonhailtempodiattivareisuoisistemididifesa.Quindi,appare

evidentecomelapresenzadiunanalizzatorePOCneirepartidiprontosoccorsoeterapia

intensiva, chepermettadi conoscere inbrevissimo tempo la concentrazioneematicadi

Na+,siafondamentaleperpoterfronteggiaree/olimitareleconseguenzediunaqualun-

quealterazioneditaleparametro.Valelostessoperglialtrielettroliti[15].

ConcentrazioneplasmaticadiPotassio-cK+

Il potassioè il principale catione intracellularee fungeda tamponeprimarioall’interno

dellecellule.Il90%èsitoall’internodellecellulequindilasuamisurazionenelsangueè

un indice indiretto dalla sua reale concentrazione nell’organismo, inoltre un eventuale

danneggiamentodelle cellulepuòdeterminare il rilascianodielevatequantitàdiK+nel

sangue(fattoredaconsiderarecomeerrorepreanaliticoincasodiemolisi)[4][15].

Grazie all’elevato gradiente transmembrana, il potassio svolge un ruolo fondamentale

nella conduzione nervosa e nella contrattilità muscolare, contribuisce a mantenere

l’equilibrioacido-baseelapressioneosmotica[4][15].

Lasuaconcentrazioneematicadipendedalbilanciotraassunzionealimentare,perditanel

trattogastro-enterico,eliminazionerenaleeshifttranscellulare(legatoall’azioneinsulini-

caeadeventualidisordiniacido-base)[15].

IlpotassiopuòesseremisuratoconFotometriaafiamma(FF),Spettrofotometriaenzima-

30

tica(ES)ePotenziometriaconelettrodiione-selettivi(ISE)(vediSodio)[15].

• Bassilivellidipotassio(ipokaliemia)indicanounaperditaeccessivadelloionecausata

da: ipotermia,diarrea,vomito,consumoinadeguatodipotassio,assorbimentoinade-

guato,ustionigravi,Iperaldosteronismo,iperadrenocorticismo,diabetemellito,ecces-

sodimineralcorticoidi,perditarenale(perinsufficienzarenalecronica,acidositubulare

renale,diuresiosmoticaopost-ostruttiva,somministrazionedifarmacicomediuretici,

steroidi,β-agonisti), alcalosi respiratoriaometabolica con shift intracellularedelpo-

tassioematico, iperinsulinemia, ipomagnesiemia, farmaci (anfotericinaB,catecolami-

ne,terbutalina,somministrazionediglucosio)[4][12][15][17].

• Elevati livelli di potassio (iperkaliemia) si registrano in presenza di: ipoadrenocortici-

smo, ipoaldosteronismo iporeninemico, anemia, oliguria (ostruzioneurinaria, rottura

dellavescica,insufficienzarenaleacutaoterminalecausatadanefriteoshock,acidosi

tubolarerenaleconscambioK+/H+edemolisi),acidosirespiratoria,acidosidasostanze

tossiche (salicilato,metanolo,...), necrosi cellularemassiva (sindrome litica tumorale,

rabdomiolisi,incidenti,ustioni),farmacietossici(terapieconACE-inibitoricomeBena-

zepril o Enalapril, FANS, β-bloccanti, glicosidi cardiaci, salbutamolo, spironolattone,

succinilcolina,trilostano,soluzionidipotassio,glicoleetilenico).Incorsodiipoadreno-

corticismo,patologiagastro-intestinale(ulceraduodenaleperforata,salmonellosi, tri-

churiasi),patologiarenale,gravidanza,versamenticavitariemalattiecardiacheèpos-

sibileriscontrareiperkaliemiaassociataadalterazionedelrapportoNa/Kperilridotto

apportosanguignoalrene,conconseguenteritenzionediliquidi,iponatriemiaeriten-

zione di potassio. È possibile riscontrare una pseudo-iperkaliemia in caso di emolisi,

leucocitosi,trombocitosieinrazzegiapponesicomeAkitaeShiba-Inu(iloroeritrociti

“perdono”potassio)[3][4][12][15][17].

Livelli di potassio elevati o ridotti provocano variazioni nella conduttività elettrica

dell’organismoconconseguentiirritabilitàmuscolare,alterazionidellafunzionerespirato-

riaedelmiocardio.Nederivanoprogressivaparalisiefibrillazionicardiachechepossono

esitarenellamortedelsoggettoperarrestocardiacosenonidentificateetrattatepreco-

cemente(ancheconemodialisisenecessario)[4][15].

ConcentrazioneplasmaticadiCloro-cCl-

Il cloro è un anione presente principalmente negli spazi extracellulari e mantiene

31

l’integritàcellulareregolandol’equilibrioidricoelapressioneosmotica,questoassiemeal

sodioacuièstrettamenteconnesso.Svolgeancheun’azioneimportantenelmonitorag-

giodell’equilibrioacido-base[4][15].

IlcloropuòesseremisuratoconFotometriaafiamma(FF),Spettrofotometriaenzimatica

(ES),Potenziometriaconelettrodiione-selettivi(ISE)(vedisodio)[21].

• ValoribassidiCl- (ipocloremia)sipossonoavere incasodi:esercizio intenso,alcalosi

metabolica,acidosirespiratoriacronica,vomitoediarreagravi,coliteulcerativa,ostru-

zione pilorica, bruciature gravi, colpo di calore, acidosi diabetica, Iperadrenocortici-

smo,febbre,infezioniacutecomepolmonite,farmaci(glucocorticoidi,diureticitiazidici

od’ansachenebloccanoilriassorbimentorenale,somministrazionedibicarbonatodi

sodio)[4][12][15][17].

• ValorielevatidiCl-(ipercloremia)sipossonoavereincasodi:acidosimetabolica(con

associata riduzione della concentrazione di bicarbonato), iperlipemia, disidratazione,

diarrea,patologiarenale(acidositubularerenale,insufficienzarenale),diabetemellito,

sindromediFanconi,iperaldosteronismo,ipoadrenocorticismo,iperventilazione(alca-

losi respiratoria cronica), eclampsia, anemia, scompenso cardiaco, farmaci e tossici

(bromuro di potassio, acetazolamide, spironolattone, nutrizione parenterale, cloruro

d’ammonioealtriacidificantiurinari,avvelenamentodasale,somministrazionediflui-

diricchidiCl-).Incasodiacidosimetabolicalegataadaumentodialtrianioni(es.Lat-

tati)ilvaloredelCl-restainalterato[4][12][15][17].

Vistal’influenzachelaconcentrazionedisodioesercitasuquelladelcloro,èpossibilecor-

reggereilvaloredelCl-misuratoapplicandomanualmentelaseguenteequazione:

Cl-corretto=cCl-misurato×(cNa+normale/cNa+misurato)=(cCl-misurato×(146/cNa+)[12][15]

Nellamaggiorpartedeicasi il cloro,consideratocomeparametro isolato,hascarsa im-

portanza. Tuttavia, bassi valori di cloremia possono causare spasmimuscolari, apatia e

anoressia.Laveraimportanzadiquestoanione,perl’emogasanalisi,stanelfattochevie-

neutilizzatopercalcolarel’Aniongap[3].

Lasuaconcentrazioneplasmaticavariadi3-4mEq/Ltracampionidisanguevenosoear-

terioso,perchéinfluenzatadalleconcentrazionidiO2eCO2.QuandolaquotadiO2èele-

vataequelladiCO2è ridotta, ilCl- tendeadusciredaglieritrociti, viceversa,quando la

quotadiO2èridottaequelladiCO2èelevatatendearientrarvi.Questofenomenopuò

presentarsiancheincasodiesposizionepiùomenoprolungataall’ariaambiente[15].

32

ConcentrazioneplasmaticadelCalcioionizzato-cCa2+

Nelsangue, ilcalciosidistribuiscesottoformadi ionidicalcio liberi(50%),calcio legato

alleproteine(principalmenteall’albumina-40%)ecalcio legatoadanioni (bicarbonato,

citrato,fosfatoelattato-10%),tuttavia,ilcorpoutilizzasoloilcalcioionizzatoliberoper

lo svolgimentodi processi vitali quali la contrazionemuscolare, la funzione cardiaca, la

trasmissionedegliimpulsinervosielacoagulazionedelsangue.Èstatodimostratochela

misurazionedelCa2+èlapiùcorrettaperl’identificazionedeidisturbidellacalcemia(so-

prattuttoincorsodipancreatitee iperparatiroidismo)perchénoncondizionatadalqua-

droproteicodelsoggetto.Lamisurazionedelcalciototale(comprendetutteetrelefor-

mesuddette),invece,èstrettamenteinfluenzatadallaconcentrazionedell’albuminapla-

smaticachepuòdeterminarefalseipooipercalcemie.Nemmenoleequazionifinorastu-

diateperl’aggiustamentodelcalciototaleinbaseallaconcentrazionedialbuminasisono

dimostrateveramentecorrelabiliallaconcentrazionedelcalcioione[4][15][22].

IlCalcioionizzatovienemisuratoprevalentementemediantePotenziometriaconelettro-

di ione selettivi (vedi sodio). Esistonoanche cartuccemonouso impregnate conunbio-

sensorespecificomasottostimanolamisurazionefinoa26mmol/L[12].

• Bassilivellidicalcio(ipocalcemia)possonoessereriscontratiinpresenzadi:eclampsia,

ipoparatiroidismo,pancreatiteacuta, insufficienza renale,chetoacidosidiabetica, sin-

drome damalassorbimento, sindrome da lisi tumorale, ipomagnesiemia, sepsi, SIRS

(systemic inflammatory response syndrome), insufficienza circolatoria acuta, alcalosi,

carenzadivitaminaD,intossicazionedaglicoleetilenico,paratiroidectomia,sommini-

strazionedisoluzionidibicarbonato,fosfatoofurosemide,trasfusionimultiple(glian-

ticoagulantiusatichelanoilcalcio)[4][12][14][15].

• Elevatilivellidicalcio(ipercalcemia)siriscontranoinpresenzadi:diversitipidineopla-

siemaligne(soprattuttolinfoma,mastocitoma,carcinomadeisacchianali),insufficien-

za renale, iperparatiroidismo, ipoadrenocorticismo, tireotossicosi,pancreatite, immo-

bilizzazione, ipervitaminosiD,patologiegranulomatose sistemiche, intossicazioni (ro-

denticidi, creme a base di calcipotriolo o calcipotriene, ingestione di gelsomino).

L’ipercalcemiainsorgecomunementeneipazienticriticiconanomalienellaregolazio-

nedell’equilibrioacido-base(acidosi)eperditadiproteineealbumina[4][12][15].

Nellapraticaclinicaèpiùimportanteindividuareunacarenzadicalcio,rispettoadunsu

eccesso,inquantopuòmetterearischiolavitadelpazientegenerandograveipotensione

33

earrestocardio-polmonare[15].

LaconcentrazionedelCa2+èstrettamenteinfluenzatadalpHdelcampioneperchéilcal-

cio compete direttamente con gli idrogenioni per il legame ai siti attivi delle proteine.

Come il pH scende, diminuisce la quota di calcio legato alle proteine con conseguente

aumentodellaconcentrazionedicalcioionizzatonelcampione;questoavvienesiainvivo,

insoggettiacidosici,cheinvitroincasodiconservazioneprolungatadelcampione(glico-

lisianaerobicadeglieritrociti).Allostessomodo,unaumentodelpHdeterminaunaridu-

zionedelCalcioionizzatosiaincasodialcalosisistemicachequandoilcampionerestaa

lungoincontattoconl’ariaambienteperdendoCO2(0.036mmol/Lperogniaumentodel

pHdi0.1).Diconseguenza,essendodifficileraccogliereilcampioneintotaleanaerobiosi,

è bene eseguire l’analisi il più rapidamente possibile onde evitare variazioni legate

all’errorepreanalitico. Inalcunianalizzatori ilproblemaè statoaggiratomediantealgo-

ritmimatematicichecorreggendoivaloridelCa2+adunpHdi7,4,talecorrelazionesiè

dimostratabuonainmedicinaumanamanonèancorastatavalidatainmedicinaveteri-

nariapermoltianalizzatori[5][15][22].

1.2.4-PARAMETRIdeiMETABOLITI

ConcentrazioneplasmaticadiGlucosio-cGlu

Ilglucosiorappresentalafonteprimariadienergiaperl’organismo,infatti,cervelloederi-

trocitidipendonototalmentedaessopersoddisfareiproprifabbisognienergetici.Dicon-

seguenzalaconcentrazionediglucosionelsanguesvolgeunruolocentralenelmetaboli-

smoenergeticoedilsuomantenimentoèessenzialeperlasopravvivenza.Lasuaconcen-

trazionenelsanguedipendedall’equilibriotraconsumo,assunzioneconladietaeassor-

bimentointestinaleoltrechedallasintesiall’internodell’organismo[4].

GlielettrodiperGlucosiosibasanosumembranemultistratodiseparazionedalcampione

contenentienzimi;questiultimifavorisconol’ossidazionedelglucosioconlaformazione

diacquaossigenatache, riducendosiall’anododeglielettrodi,generaunacorrentepro-

porzionalealcontenutodelmetabolita[3].

• LivelliridottidiGlucosio(Ipoglicemia) induconounacondizionemedicaacutacaratte-

rizzatadadiversisegniesintomispecifici tracui, ipiùgravi,sono isegnineurologici.

L’ipoglicemia può essere causata da policitemia, sepsi, insufficienza renale, disordini

autoimmunitari,deficitdi substrato (malattiecongenite), ipoadrenocorticismo, ipopi-

34

tuitarismo, insufficienzaepatica(cirrosi,necrosi,shuntporto-sistemico,neoplasie), li-

vellieccessividialcunifarmaciotossinetraiquali:insulina(overdoseiatrogena,insu-

linoma), ipoglicemizzantiorali, steroidi anabolizzanti, etanolo, salicilato,propanololo,

sulfonilurea,xilitolo,glicoleetilenico[4][17].

• LivellielevatidiGlucosio(Iperglicemia)possonoesserecausatidadiversifattoritracui

ilpiùrilevanteè ildiabetemellito,sindromeda iperglicemiacronicacausatadadefi-

cienzadi insulinaassolutao relativa (per ridotta rispostadei tessuti)oentrambe. Le

causenondiabetichediiperglicemiapossonoessere:postprandiali(soggettononadi-

giunoalmomentodell’analisi),dastress(ditipofisicoepsicogeno,cheinduceeccessi-

vasecrezionedicortisoloecatecolammine),iatrogene(prelievodisanguedallostesso

arto nel quale viene infusa una soluzione contenente glucosio), endocrine non pan-

creatiche(acromegalia, iperadrenocorticismo,feocromocitoma),dadisordinidelpan-

creasesocrino(pancreatite),farmacologicheetossiche(glucocorticoidi,idroclorotiazi-

de,estrogeni,progestinici,diureticitiazidici,xilazina,velenodiserpente)[4][5][17].

Laglicemiadeveesseremisurataalpiùprestodopol’effettuazionedelprelievodisangue,

alfinedievitarecheiprocessimetabolicinelcampionecausinofalsivalori.Inmoltiana-

lizzatori,numerosesostanzesiaendogenecheesogenepossonointerferireconlamisura-

zionedellaglicemia.Viceversa,lamisurazioneeffettuataimpiegandol’elettrodoperglu-

cosiodell’emogasanalizzatorenonsubisceinterferenzedapartedialtresostanzeossida-

bilicomunementepresenti[3].

ConcentrazioneplasmaticadiLattato-cLat

IlLattatosiformaprincipalmentecomeprodottofinaledellaglicolisianaerobicacellulare,

anche se piccole quantità vengono prodotte durante il metabolismo aerobico[23].

L’orientamentodelmetabolismocellulareversolaglicolisianaerobicaelaproduzionedi

Lattatoècorrelatoaduninadeguatoapportodiossigeno,pertanto,illattatopuòessere

consideratounmarcatoredellosquilibriocriticotraladomandadiossigenodapartedei

tessutiel’apportoematicoditalegas.Perònonèunindicatorespecificodelladisponibili-

tà di ossigeno arterioso ma è un elemento di monitoraggio dell’adeguatezza

dell’ossigenazionetissutale[3].

Incondizionidinormalesmaltimento(epaticoerenale),illattatohaemivitabreve,mino-

rediun’ora,neconseguecheilriscontrodisuoielevatilivellisipuòpresentaresoloinca-

sodiipossiatissutaleprotrattaneltempoe/odinotevoleentità.Vacomunqueconsidera-

35

tochelasuaemivitapuòraddoppiareincorsodialterazioniepato-renaliedisepsi[1].

IlLattatopuòesseremisuratomediantecolorimetriaenzimaticasuplasma/sierooampe-

rometria enzimatica su sangue intero. La prima, usata dagli analizzatori automatici di

chimicaclinica,sibasasullarilevazionespettrofotometricadellaformaridottadellaNAD

(nicotinamideadeninadinucleotide)ottenutapreviaossidazionedell’L-lattatocatalizzata

dallaLattatodeidrogenasi (LDH); laconcentrazionediNADèproporzionaleaquelladel

lattato iniziale. L’amperometria enzimatica viene utilizzata in strumenti POC (point-of-

care),comel’emogasanalizzatore,perchéirisultatisonodisponibiliinpochiminuti.Que-

stametodicasibasasuelettrodispecificiinplatinoemembranemultistratodiseparazio-

nedalcampionecontenentiunenzima(Lattato-ossidasi).Quandol’enzimaentraincon-

tattoconillattatosvolgelasuaazionegenerandoperossidod’idrogeno(H2O2),unanalita

elettroattivo che si riduceall’ anododell’elettrodoegeneraunacorrenteelettricapro-

porzionaleallaconcentrazionedellattatoiniziale[3][23].

• Bassi livelli di lattato (ipolattatemia)nonhanno significato clinico inquanto il valore

minimogeneralmenteconsideratonegliintervallidinormalitàè0mEq/Lommol/L[12].

• Elevatilivellidilattato(iperlattatemia)possonoesserecausatidaipoperfusionelocale

osistemica,gravedeficitdelladisponibilitàdiossigenodapartedelsanguearterioso

(ipossiemia)odaunacombinazionedeiduefattori.Livellielevatisipossonoriscontra-

reancheincasodi:anomaliemetabolichecongeniterare,alcalosi,ipoglicemia,malat-

tiesistemiche(insufficienzaepaticaesepsi),convulsioni,somministrazionedivarifar-

maci. Icucciolihannolattatemiapiùelevatadegliadultifinoai2-3mesidivita.Altre

condizioniparafisiologichechepossonodeterminareaumento,generalmentemodera-

to,possonoessere:eserciziofisicointenso(duranteedopo),stress,eccitazione,assun-

zionediciboestasivenosaprolungatadurantelaraccoltadelcampione;inquesticasi

lalattatemiarientranellanormalitàentro2ore[3][7][12][23].

L’iperlattatemiagrave,maggioredi8mmol/L,sidefinisceAcidosiLatticaedeterminaaci-

dosimetabolica da titolazione con aumento dell’AG, può essere letale se protratta nel

tempo.Nellapraticaclinica,soprattuttoinemergenza,ilmonitoraggiodellalattatemiaè

ancheunmezzoper verificare l’adeguatezzadel trattamentodel paziente in condizioni

critiche.Livellidecrescentiopersistentementebassidilattatemianelpazientecriticose-

gnalanol’efficaciadeltrattamentomentrelivellicrescentiopersistentementealtinese-

gnalanol’inefficacia[3][7][23].

- Lattatemiabassaoindiminuzioneàiltrattamentoappareadeguatoma,seladispo-

36

nibilitàdiO2arteriosoècompromessa,ènecessarioadottaremisurepermigliorarla.

Tuttavia possono non essere necessari interventi estremi (es. correzione di unapO2bassamedianteaumentodellaFiO2alivellipotenzialmentetossiciperipolmoni,oppu-

resupportoventilatorioaggressivoconrischiodivolutraumaobarotrauma),compor-

tantirischioelevatodieffetticollaterali,mapiuttostoconvienemantenereunmonito-

raggiostrettodeigasdelsangueedellalattatemia[3].

- Lattatemiaaltaoinaumentoàseladisponibilitàdiossigenoarteriosoècompromes-

saoccorreadottaremisureidoneeamigliorarla.Contemporaneamente,devonoessere

presi in esamegli altri parametri (situazione circolatoria emetabolica) coinvolti nell’

ossigenazione sistemica. In presenza di un’insufficienza circolatoria, possono essere

indicatiinterventimiratiadaumentareladisponibilitàdiossigenoarteriosofinoallimi-

tesuperioredellanorma,oaddiritturaoltre,alloscopodicompensare l’insufficienza

circolatoriaresponsabiledell’iperlattatemia. Inquestesituazioni,è importanteessere

consapevolidelrischioditossicitàdaossigeno[3].

Siainmedicinaumanacheinmedicinaveterinariaèstatodimostratocheillivellodilatta-

temiarappresentaunbuonindiceprognosticodimortalitàintraospedaliera[3][23].

Fig.3:Probabilitàdimorteintraospedalierainrelazioneallalattatemia,inpazientiumani

critici(immaginetrattadaRadiometerTM2005[3]).

ConcentrazioneplasmaticatotalediBilirubina-ctBil

La bilirubina deriva dal catabolismodell’eme, dopo la scissionemacrofagica dei globuli

rossialivellodimilzaefegato.Quasituttalabilirubinacosìprodottaèinformanonco-

niugataquindiinizialmentelegatanelplasma,inmodoreversibile,all’albumina(laparte

37

nonlegataètossica).Labilirubinaraggiungegliepatocitidovevieneconiugata(glucuro-

nazione)divenendoidrosolubileenontossica,quindivienesecretanellabile.Se lacon-

centrazionediBilirubinaèmaggioredi30-40μmol/Lessaprovocaunacolorazionegialla

dellacute,cioèl’ittero[3].

• Bassilivellidibilirubina(ipobilirubinemia)nonhannonormalmentesignificatoclinico,

possonodipenderedaunartefatto legatoallaprolungataesposizionea lucesolareo

fluorescente[17].

• Elevatilivellidibilirubina(iperbilirubinemia)sipossonoriscontrareincasodimaggiore

produzione,minoreeliminazioneodeidueeventiinsieme.Lamaggioreproduzionesi

verificaperEmolisi(iperbilirubinemiapre-epatica)comunementelegataa: infezione,

reazione chimico-tossica,malattia autoimmune,malattie ereditarie. Laminore elimi-

nazionesihaincasodiColestasiintraepatica(iperbilirubinemiaepatica)da:epatitevi-

rale,cirrosibiliareprimaria,reazionitossiche(farmaci),lesionioccupantispazioalivel-

lo portale; o Colestasi extraepatica: calcoli biliari, colecistiti, cancro, atresia biliare. I

farmaci che possonodeterminare iperbilirubinemia sono: barbiturici, glucocorticoidi,

griseofulvina, ketoconazolo, metronidazolo, fenobarbitone, primidone, FANS come

ibuprofene,paracetamolo,fenilbutazone,salicilato[3][17].

Osmolalitàplasmatica–mOsm

L’osmoleequivalead1gdipesomolecolare(1mole=6,02×1023particelle)diqualsiasi

sostanzanondissociabileaprescinderedallasuacomposizione,carica,dimensioneope-

so.L'Osmolaritàrappresenta laconcentrazionetotaledi tutti i solutidisciolti inacquae

viene descritta come il numero di osmoli per litro di soluzione, in milliosmoli/L.

L’Osmolalità, invece,rappresentalaconcentrazionetotaleditutti isolutidisciolti inuna

qualsiasisoluzioneevienedescrittacome ilnumerodiosmolidisolutoperchilodisol-

vente, inmilliosmoli/kg (mOsm/Kg). Nel sangue queste due grandezze possono essere

considerateequivalenti,inquanto,ilsolventeprincipaleèl’acquaed1Kgdiacqua=1L.

L’Osmolalitàplasmaticaèlaquantificazionedelnumerodiparticelleosmoticamenteatti-

vepresentinelplasma. Iprincipalisoluti responsabilidellapressioneosmotica,equindi

dell’osmolalità,nelcompartimentoextracellulare(intravascolareeinterstiziale)sono:so-

dio,cloro,glucosioeurea;mentrenelcompartimentointracellularesonopotassioema-

gnesio[7][15][21].

Ilparametropuòesseremisuratoconunosmometroadepressionedelpuntodiconge-

38

lamentooadepressionedellapressionedivapore). Ilprimocomparailpuntodiconge-

lamentodell’acquapura,privadisoluti,conilpuntodicongelamentodelcampione.Sa-

pendochel’acquahaunpuntodicongelamentodi0°Cechequalunquesostanzaosmoti-

camenteattivalesiaggiunganediminuisceilpuntodicongelamento(es.unasoluzione

con concentrazione salina di 1mOsm/kg ha un punto di congelamento di -1,858°C), è

possibile individuare l’osmolalitàdiunasoluzionedaesaminaremedianteuntermistore

chetraduceinmilliosmoliladifferenzatraiduepuntidicongelamento.Gliosmometria

depressionedelpuntodicongelamentopossonoindividuaresiaparticellenonvolatilisia

alcoolvolatilitossicidicomuneriscontroclinico(glicoleetilenico),chepossonoaumenta-

re il gap osmolare,ma possiedono un elevato grado di errore legato alla viscosità del

campioneeallapresenzadiparticellesospese.Ilsecondoanalizzalatensionedivaporedi

unasoluzioneosmoticamenteattivasecondoilprincipiocheminoreèlapressionediva-

pore,maggioreèl'osmolalitàdellasoluzione.Perl’analisiunaquantitàdefinitadelcam-

pionevienedepostasudiunpiccolodiscodicartaprivodisolutichevieneinseritoinuna

camera di analisi contenente un igrometro a termocoppia. Appena la temperatura del

campioneequelladellacamerasiequilibrano,vienefattapassareunacorrenteelettrica

attraversolatermocoppia,raffreddandolafinoafarleraggiungereunatemperaturainfe-

riorealpuntodirugiada.L'acquapresentenell’ariadellacamera,evaporatadalcampio-

ne, condensa formando goccioline microscopiche sulla superficie della termocoppia.

Quandolatemperaturadellatermocoppiaraggiungeilpuntodirugiada,lacondensazione

cessaportandoastabilitàlatemperaturadellatermocoppia.Gliosmometriapressionedi

vaporenonsonoaffettidaartefatticausatidall’aumentodiviscositàdellasoluzione,par-

ticelle sospese o altre condizionima non rilevano alcool o etilene glicole e richiedono

campionidigrandivolumiquindisonomenousatinellapraticaclinica[7][15][21].

Nell’emogasanalisi,invece,ilparametrovienecalcolatosecondounadelleseguentiequa-

zioni:

mOsm=1,86([Na+]+[K+])+(BUN/2,8)+(Glu/18)[3]

mOsm=2[Na+]+(BUN/2.8)+(Glu/18)[7][12]

mOsm=2cNa+cGlu[14]

mOsm=(1.86([Na+]+[K+])+(BUN/18)+(Glu/2.8))/0.93[15]

mOsm=1.86([Na+]+[K+])+(Glu/18)+(BUN/2.8)+9[21]

39

Ifattori2,8e18vengonoutilizzatiperconvertireBUNeGlucosiodag/dLamilliosmoli.Il

fattore 1.86 permette di tenere conto dell'incompleta dissociazione dei sali e il fattore

0,93permetteditenerecontodellapercentualediacquaquandovienemisuratosangue

intero.Questicalcoli,però,nonpermettonodiindividuareincrementidiosmolalitàlegati

allapresenzadialtresostanze(anchepotenzialmentetossiche),perevidenziarequesteè

necessarialamisurazioneconosmometro.Normalmenteladifferenzatraosmolalitàmi-

surataecalcolataè10mOsm/Kg,essavienespessoutilizzataconilnomedigaposmolare

perindividuarelapresenzadisostanzetossicheosmoticamenteattive[15].

Un’estremasemplificazione,spessoutileincorsodiemergenza,puòesserelaformula:2

x[Na+][21].

• UnariduzionedellamOsm(ipo-osmolalità)sipuòpresentare intutti icasichedeter-

minanoiponatriemiacome:iperidratazione(ritenzioneliquidi,fluidoterapiaeccessiva,

polidipsiapsicogena),disidratazione,ascitedaepatopatiagrave,insufficienzacardiaca

congestizia, patologia renale (sindrome nefrosica, insufficienza renale cronica),

ipoadrenocorticismo,somministrazionedidiuretici[7][21].

• UnaumentodellamOsm(iper-osmolalità)sipuòpresentare incasodi ipernatriemia,

iperglicemia, chetoacidosi diabetica, iperazotemia grave, lattoacidosi, iperfosfatemia

(insufficienzarenale),somministrazionediglicerinaomannitolo, iniezionedimezzidi

contrasto, intossicazioni (glicoleetilenico,etanolo,metanolo,salicilato,alcool isopro-

pilico).Puòavereserieconseguenzeneurologiche[7][17][21].

1.3-EmogasanalizzatoreRadiometerTMABL735GLAXP®

IseguentiparagrafisonostatituttiestrapolatidalManualediriferimentoperglianalizza-

toriABLserie700del2009[14]edalManualedell’operatoreABL800Flexdel2010[18]re-

dattidalladittaRadiometerMedicalApS,proprietariadelbrevettodellostrumento.

L’emogasanalizzatore in esame è uno strumento da banco realizzato per la medicina

umana.Essopossiedeuncomputer internochegestiscericezionedelcampione,analisi,

calibrazione,elaborazionedeidatiediagnosticainternadellostatodell’analizzatore.

Nellaparteanterioresonopresentiunpiccoloschermotouch-screenesternocheconsen-

te all’operatore di interagire con il computer, la stampante termica, lo sportello per

l’inserimentodelcampionedirettamentedallasiringaconcuisièeffettuatoilprelievo,gli

alloggiamentiperiserbatoidellesoluzionidilavaggioecalibrazioneoltreaquellodirac-

40

coltadeiliquididiripulitura.Sonoanchepresentivarisportellicheconsentonol’accesso

rapidoadelettrodi,sistemaottico,pompeeretediconduzionedicampioneeliquidi.

Fig.4:AnalizzatoreABL735GLA®

Nellaparteposterioresonopresentilecartuccedeigasdicalibrazione,lapresaelettrica,

l’interruttoreeleportedicomunicazione.

All’interno,l’ABL735GLAXP®èdotatodiduetipologiedistrumentazioneperlamisura-

zionedeglianaliti:ungruppodielettrodi(perpH,gasematici,elettrolitiedalcunimeta-

boliti)edunsistemaotticodispettrofotometria(perlamisuradell’emoglobinaintuttele

sueformeedellabilirubina);questistrumentivengonodescrittipiùdettagliatamentenei

paragrafi1.5.1e1.5.2.Per il calcolodegli analiti sonopresenti,nel software,unacom-

plessaseriediformuleriportateneldettaglioalpunto1.5.3e1.5.4.

Nelreferto,stampatodopol’analisigrazieallastampanteacaloreintegratanellamacchi-

na, l’analizzatore indicaogniparametroconunasimbologiacostituitada3componenti,

QUANTITÀ–ANALITA–SISTEMA;deisimbolidi“quantità”e«sistema»vengonoriportate

diseguitoquelliutiliperquestolavoro(alcunigiàpresentineltestoprecedente)[3][14]:

• “p”primadelsimbolodell’analita=pressione

• “c”primadelsimbolodell’analita=concentrazione

• “ct”o“t”primadelsimbolodell’analita=concentrazionetotale

• “F”primadelsimbolodell’analita=frazione

41

• «c»dopoilsimbolodell’analita=calcolato

• «(a)»o«(aP)»dopoilsimbolodell’analita=arterioso

• «(v)»o«(vP)»dopoilsimbolodell’analita=venoso

• «(B)»dopoilsimbolodell’analita=sangue

• «(P)»dopoilsimbolodell’analita=plasma

• «*»dopoglialtri simboli= ildatoèstatoottenutoconsiderandoun fattore inserito

dall’operatore(correzionemanuale).

1.3.1-ELETTRODI

Fig.5:Schemageneralediunelettrodo(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

Coniltermineelettrodocisiriferisceatuttal’unità,compresalacopertura.Questielet-

trodi sono senza fili inmododa limitare il rumoreemessodurante leanalisi. Il segnale

elettricoinuscitavieneamplificatograzieapreamplificatorigiàimpostatisulmodulo.

L’elettrodoècostituitodivarieparti:

- Contattoelettrico.Permetteilpassaggiodellacorrentedall’elettrodoall’analizzatore.

- Anelloperlacodificaconcolore.Semplifical’identificazionediognielettrodo.

- Copertura dell’elettrodo. Contiene la soluzione elettrolitica e la membrana, inoltre

proteggel’elettrodo.

- Membrana.Materialesottile,simileadunfoglio,cheseparailcampionedall’elettrodo.

Permettediselezionarelesostanzechepossonoraggiungerel’elettrodo.

- Soluzioneelettrolitica.Soluzioneconduttricechefadaponteelettricotracampioneed

elettrodo(dettaanchesalt-bridgesolution).

PerglielettrodidellaserieABL700sonostatiimpiegatidueprincipidimisurazionediversi,

quellopotenziometricoequelloamperometrico.

Lemisurazionieffettuateconquestielettrodinonsubisconointerferenzedapartedialtre

42

sostanzeossidabili,esogeneoendogene,comunementepresentineicampioni[3].

Potenziometria

Il potenziale di un elettrodo a catena viene registrato utilizzandoun voltmetro e viene

correlatoallaconcentrazionedelcampionegrazieall’equazionediNernst.Perelettrodoa

catenaqui s’intendeuncircuitoelettricochecomprendecampione,elettrodospecifico,

elettrododiriferimento,voltmetro,membraneesoluzioneelettroliticadiformiatodiso-

dio4M(HCOONa).

Fig.6:Schemadicircuitodielettrodopotenziometrico(immaginetrattadaRadiometerTM

2009[14])

Inpotenziometria, ilpotenzialediunelettrodoacatenao il voltaggioche loattraversa

puòesserecorrelatoall’attivitàdell’analita inesame,nondirettamenteallasuaconcen-

trazione.L’attivitàesprimela“concentrazioneefficace”dell’analita,tenendocontochela

soluzioneinesamenonèunmezzoideale.

Inizialmente il volmetro misura il potenziale totale dell’elettrodo a catena, successiva-

mentederivailpotenzialedelcampionemediantel’equazione:

Etotale=Ecampione+Erif à Ecampione=Etotale+Erif

dicuiEcampioneèilpotenzialefinalesconosciuto,EtotaleèilpotenzialetotalemisuratoedErif

èilpotenzialeottenutodall’elettrododiriferimentocheènotoperchérestacostantetra

duecalibrazionisuccessive.Questocalcoloèpossibileinquantoognielementonell’elet-

trodoacatenacontribuisceconilsuovoltaggioallacadutatotaledipotenzialeattraverso

la catena stessa. In tal modo, quando immersi nella soluzione elettrolitica adatta, en-

trambiglielettrolitihannopotenzialiseparatiedanchelemembrane,giunzionitracam-

pioneesoluzioneelettrolitica,hannopotenzialiseparati.

Una volta noto il potenziale del campione, il programma dell’analizzatore applica

43

l’equazionediNernstmodificata inmododadeterminare l’attività (ax)dell’analitasotto

esamecomefunzionedell’Ecampioneappenaottenuta:

Ecampione=E0+2.3RTlogaxnF

dicuiE0èilpotenzialestandarddell’elettrodo,Rèlacostantedeigas(8.3143JK−1mol−1),

Tèlatemperaturaassoluta(310Ko37°C),nèlacaricadelloione,FèlacostantediFara-

day(96487C/mol).Tuttiglielementidell’equazionesononotiadeccezionediax.

Infine,l’analizzatoreconvertel’attivitàinconcentrazionesecondol’equazione:

ax=γcx

dicuiγèilcoefficientediattivitàdell’analita“x”allecondizionidimisurazione(inunsi-

stemaidealeγ=1)ecxèlaconcentrazionedell’analitaespressainmmol/L.Nellospecifi-

col’attivitàvieneprimaconvertitainmolalità(numerodimmolperKgdisolvente)poiin

molarità(concentrazione).

Gli elettrodi potenziometrici vengono utilizzati permisurare pH ed elettroliti, anche la

pCO2 viene misurata con questi elettrodi ma in modo leggermente diverso perché

l’equazionediNernstnonèapplicatadirettamente.

Elettrododiriferimento

Questoelettrodomantieneunpotenzialefissoestabilecontrocuipossonoesseremisu-

ratealtredifferenzedipotenziale.Ilsuopotenzialenonvienealteratodallacomposizione

delcampioneepuòesseremantenutograzieallereazionidiequilibrio:

AgClDAg++Cl- e Ag++e-DAg

Questoèpossibileperchél’elettrodoèunabarrettad’argentorivestitad’argentoinmodo

dagarantirel’equilibrioAg/Ag+edilpotenzialediriferimento.

44

Fig.7:Schemadielettrododiriferimento(ImmaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

La soluzione elettrolitica si comporta come un ponte salino chemantiene un contatto

elettricotrabarrettarivestitaecampione.Pergarantire lastabilitàdellasoluzionesono

statiapplicatialcuniaccorgimenti:1)Lasoluzioneelettroliticadiformiatodisodioèstata

portataadpHdi5.5conl’aggiuntadiacidocloridrico,intalmodolasuaconcentrazionedi

cloroequelladellasoluzionedilavaggiovengonobilanciateesiriduceloscambiodiCl−

attraversolamembrana,questogarantisceunpotenzialepiùstabile;2)L’elettrodoèsta-

toracchiusoall’internodiunacoperturaimpermeabile,sigillataadunaestremitàconun

anellodi gommaeall’altra con lamembranaa triplo stratoperevitareevaporazioneo

percolamento.

I3stratidellamembranasono:Interno,MedioedEsterno.Ilprimolimitaladiffusionedei

sostanzedall’internoall’esternoestabilizzatuttoilsistemamembrana,ilsecondoprevie-

ne l’interferenzadelleproteine, il terzo riduce l’interscambio tracampione/soluzionedi

lavaggioesoluzioneelettrolitica.

ElettrodoperpH

Fig.8:Schemadielettrodo8perpH(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

45

L’elettrodopossiedeunamembranadivetrolocalizzataall’estremitàinferiore,essasigilla

lasoluzionetampone(buffer)all’internoinmodocheilpHditalesoluzioneresticostante

e conosciuto. La bolla d’aria consente l’espansione della soluzione tampone interna

quandol'elettrodovienetermostatatoa37°C.

Ladifferenzadipotenzialechesicreaattraversolamembranadivetroèdovutaalcam-

biamentonelbilanciodellecarichepresentisudiessa.Gliionimetallicicontenutinelve-

trovengonoscambiaticonprotoni(ioniH+acuilamembranaèsensibile)provenientidal-

lasoluzionebuffersullatointernoedalcampionesullatoesterno.Quandolaconcentra-

zionediH+(equindiilpH)èdiversaincampioneebuffersipresentanodifferentiscambi

ionicisuiduelatidellamembrana,ilnumerodiionipositivienegativinonèpiùequilibra-

toquindi cambia ladifferenzadipotenzialeattraverso lamembrana. Invece,quando la

concentrazionediH+suiduelatidellamembranaèuguale,inteoria,ladifferenzadipo-

tenzialeè0mV.

Ilpotenzialetotaleattraverso l’elettrodoacatenaè lasommadeipotenzialigenerati in

ognisingoloelementonellacatena.

Tab.1:Componentidelcircuitodell’elettrodoperpH,loropotenzialeesimbolo.

Elemento Potenziale Simbolo

ElettrodoAg/AgCl/soluzioneelettrolitica

internaall’elettrododiRiferimento.

Conosciutoecostantequandolabarretta

Ag/AgClèimmersanellasoluzioneelet-

trolitica.

Erif

Membranadigiunzionetrasoluzioneelet-

trolitica,nell’elettrododiriferimento,e

campione.

Conosciutoecostante.Indipendentedal-

lacomposizionedelcampione.EMJ

MembranadivetrosensibilealpHinterpo-

statracampioneedelettrodoperpH.

Sconosciuto.Dipendedallacomposizione

delcampione.Ecampione

ElettrodoAg/AgCl/soluzionebufferinter-

naall’elettrodoperpH.

Conosciutoecostantequandolabarretta

Ag/AgClèimmersanellasoluzionebuffer.EE

Potenzialetotale Misuratodalvolmetro. Etot

Ladifferenzadipotenzialesconosciuta,cioèquellalegataalcampione,chesicreaattra-

verso lamembranadivetrodell’elettrodoperpHè ladifferenza tra ilpotenziale totale

misuratoelasommadeipotenzialinoti:

Ecampione=Etotale−(Erif+EMJ+EE)mV

46

Lasensibilitàteoricadiquestoelettrodoa37°Cèparia−61.5mVperunitàdipH,usando

laformuladelpH=−log[H+],econvertendolaconcentrazioneinattività, l’equazionedi

Nernstpuòessereespressacome:

Ecampione=E0-(61.5×pH)mV

Successivamentel’EcampionevieneconvertitoinpHeffettivograzieadunaspecificaequa-

zionechecomprendevarialtriparametriottenutiautonomamentedallamacchina:

pH(campione)=E(pH,campione)-E(pH,Cal)+pH(Cal)

-61.5xSens(pH)

dove E(pH, campione) è il potenziale ottenuto con l’elettrodo per pH sul campione in

esame,E(pH,Cal)èilpotenzialeottenutoconl’elettrodoperpHsullasoluzionedicalibra-

zione,-61.5èlasensibilitàteoricadell’elettrodoa37°C,Sens(pH)èlasensibilitàrelativa

ottenutada2misurazioniconsecutiveprecedentiepH(Cal)èl’effettivopHdellasoluzio-

nedicalibrazione.Tuttiquestiparametriaggiuntiall’equazioneEcampione=E0-(61.5xpH)

servonoalimitarel’erroreanaliticolegatoallemodificazionidell’elettrodo,tracuilasua

sostituzione.

ElettrodoperpCO2

Fig.9:SchemadielettrodoperpCO2(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

QuestoelementocombinaglielettrodidiriferimentoperpHeAg/AgClall’internodiun

involucrodiplasticariempitoconsoluzioneelettroliticariccadibicarbonato.

L’involucroèrivestitodaunamembranainsiliconespessa20µmmodellatasudiunarete

dinylondi50µm.Lareterinforzalamembranainsiliconeecontemporaneamenteserve

47

comedistanziatoreper intrappolareuno stratodella soluzioneelettrolitica tra lamem-

branae l’estremitàdi vetro.Nella soluzioneelettroliticaèpresenteanchegliceroloper

prevenirelaraccoltadibolled’arianell’involucrodell’elettrodo,questoaumentalastabi-

litàdelsistema.

Lamembranaconsente ilpassaggiosoloadalcunemolecolenoncarichecomeCO2,O2,

N2. Ioni carichi come gli H+ non possono passare. Di conseguenza, la CO2 disciolta dal

campionediffondeattraverso lostrettostratodi soluzioneelettroliticaconbicarbonato

finchénonvieneraggiuntol’equilibrio.Questodeterminalaproduzionediacidocarboni-

cochesidissocia,inaccordoallareazionediequilibrio:

H2O+CO2DH2CO3DH++HCO3-

Il rilascio finaledi ioniH+determinaun’alterazionedellaconcentrazionediH+ inizialee,

quindi, del pH della soluzione su di un lato della membrana di vetro pH-sensibile.

Sull’altrolatolaconcentrazionediH+nonvariadeterminandol’innescodiunadifferenza

dipotenzialeattraversolamembranachevienemisuratadalvolmetro.

Anchequil’equazionediNernstvieneusataperconvertireilpotenzialemisuratoinunva-

loredipH:

Evetro=E0-(61.5×pH)mV

doveEvetroè ladifferenzadipotenzialeattraverso lamembrana,E0è ilpotenziale stan-

darddell’elettrodo,61.5mVsensibilitàteoricadell’elettrodoperpHa37°C.

QuindiilvaloredipHottenutovienecorrelatoallapressioneparzialediCO2nelcampione

grazieallaseguenteequazione:

pH=pKa+logcHCO3-.

pCO2×αCO2

dovepKaequivalea− logKaedè lacostantediequilibriodelladissociazionedell’acido

carbonico inacqua,αCO2è ilcoefficientedisolubilitàdellaCO2 inacquaecHCO3-,come

giàvisto,èlaconcentrazionedibicarbonato.

LacHCO3-ècosìgrande,comparataallaconcentrazionediH+,chepuòessereconsiderata

costante ed anche la αCO2 è costante, in condizioni di temperatura costanti. Quindi

l’equazioneprecedentepuòesseresemplificatain:

pH=K’-logpCO2

doveK'ènotoecostanteperché incorporatutti i fattoricostantiprecedentementede-

48

scritti.Vienequindi calcolata lapCO2del campionegrazieaduna complessaequazione

checomprendeanchealtriparametrimisuratidallamacchinaautonomamente:

pCO2(campione,updi)=pCO2(gas)×10^E(CO2,campione,updi)-E(CO2,gas)

Sens(CO2,prev)×Sens(CO2,teo)

dovepCO2(campione,updi) è il valoredipCO2del campionecalcolatadaE(CO2 campio-

ne,updi)sullabasedellevalutazioniprecedenti(updi).pCO2(gas)èlapCO2diuncampione

digasnotousatoperl’ultimacalibrazione.E(CO2campione,updi)èilpotenzialeottenuto

dalcampionemisuratoconl’elettrodoaCO2dopoaggiornamento“i”.E(CO2,gas)èilpo-

tenzialeottenutodalgasdicalibrazionemisuratoconl’elettrodo.Sens(CO2,prev)èlasen-

sibilitàrelativadell’elettrododeterminataconl’ultimacalibrazioneeffettuatasu2gasdi

calibrazione.Sens(CO2,teo)èlasensibilitàteoricadell’elettrodo(=61.5mV)a37°C.

Tuttiquestiparametriaggiuntiall’equazionepH=K’-logpCO2servonoalimitarel’errore

analiticolegatoallemodificazionidell’elettrodo,tracuilasuasostituzione.

Elettrodiperelettroliti

Fig.10:SchemadielettrodiperK+eNa+(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

a) L’elettrodoperilpotassioèditipoioneselettivo,lasuapartesensibileèunamembra-

nainPVCcontenentecarrierioniconeutroperilK+.Questamembranaèricopertada

un’altramembrana,incellophane,chelaseparaeproteggedalcampione.Lasoluzione

elettroliticahaunaconcentrazionediK+costanteenota.Quandouncampioneviene

messoincontattoconl’elettrodo,sisviluppaunpotenzialeattraversoglistratidicel-

lophaneePVC chedipendedalladifferenzadi concentrazionedel K+ (omegliodalla

suaattività)trasoluzioneelettroliticaecampione.SelaconcentrazionediK+nelledue

49

soluzionièlastessa,ladifferenzadipotenzialedovrebbeessere0mV.

b) L’elettrodoperilsodioèditipoioneselettivo,lasuapartesensibileèunpernodice-

ramicaNa+-sensibilecontenutoall’estremitàdelrivestimento.Lasoluzioneelettrolitica

haunaconcentrazionediNa+ costanteenota.Quandouncampionevienemesso in

contattoconl’elettrodosisviluppaunpotenziale,attraversoilpernoinceramica,che

dipende dalla differenza di concentrazione del sodio tra la soluzione interna

all’elettrodoed ilcampione.Comeprima,se laconcentrazionediNa+nelleduesolu-

zionièlastessa,ladifferenzadipotenzialedovrebbeessere0mV.

Fig.11:SchemadielettrodoperCa2+eCl-(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

c) L’elettrodoperilcalcioioneèidenticoaquelloperilpotassio.

d) L’elettrodoperilcloroèidenticoaquelloperpotassioecalcioione.

Ancheperquestielettrodivienemisuratoprimadituttoilpotenzialetotalecheattraver-

sal’elettrodo,costituitodaidiversipotenzialigiàvistiinprecedenza:

Tab.2:ComponentidelcircuitodeglielettrodiperElettroliti,loropotenzialeesimbolo.

Elemento Potenziale Simbolo

Elettrodo Ag/AgCl / soluzione elettrolitica

internaall’elettrododiriferimento.

Conosciutoecostantequandolabarretta

Ag/AgCl è immersa nella soluzione elet-

trolitica.

Erif

Membranadigiunzione tra soluzioneelet-

trolitica dell’elettrodo di riferimento e

campione.

Conosciutoecostante. Indipendentedal-

lacomposizionedelcampione.

EMJ

Membrana ione-sensibile o perno in cera-

micainterpostitracampioneedelettrodo.

Sconosciuto.Dipendedallacomposizione

delcampione.

Ecampione

50

ElettrodoAg/AgCl / soluzionebuffer inter-

naall’elettrodoperelettroliti.

Conosciutoecostantequandolabarretta

Ag/AgClèimmersanellasoluzionebuffer.

EE

Potenzialetotale Misuratodalvolmetro. Etot

Leequazioniutilizzateperconvertireladifferenzadipotenzialeinconcentrazionesonole

stessegiàdescritteperpHepCO2maadattateaisingoliioni:

Ecampione=Etotale−(Erif+EMJ+EE)mV Ecampione=E0+2.3RT×logaionemVnF

doveaioneèl’attivitàspecificadelloioneinesame.Successivamentel’Ecampionevienecon-

vertitoinconcentrazionegrazieadunaspecificaequazionechecomprendevarialtripa-

rametriottenutiautonomamentedallamacchina:

cX(campione)=cX(Cal,prev)×10^E(X,campione)-E(X,Cal,prev)

Sens(teo)xSens(X,prev)

dovecX(Cal,prev)èlaveraconcentrazionedell’elettrolitaesaminatonellasoluzionedica-

librazione1,E(X,campione)èilpotenzialeottenutoconl’elettrodoacatenasulcampione

inesame,E(X,Cal,prev)èilpotenzialeottenutoconl’elettrodoacatenasullasoluzionedi

calibrazione1precedentementemisurata,Sens(teo)èlasensibilitàteoricadell’elettrodo

eSens(X,prev)è lasensibilitàrelativaottenutaper l’elettrodonelle2calibrazioniprece-

denti.

Tuttiquestiparametriaggiuntiall’equazioneEcampione=E0+(2.3RT/nF)xlogaioneservono

a limitare l’erroreanalitico legatoallemodificazionidell’elettrodo,tracui lasuasostitu-

zione.

Amperometria

L’ampiezzadiunacorrenteelettricacheattraversaunelettrodoacatenaèproporzionale

allaconcentrazionedellasostanzachevieneossidataoridottaalivellodell’elettrodospe-

cificopresentenellacatena.Perelettrodoacatenaquis’intendeuncircuitoelettricoche

comprendecampione,dueelettrodi(anodoecatodo),amperometro,sorgentedivoltag-

gio,membraneesoluzioneelettrolitica.

51

Fig.12:Schemadielettrodoamperometricogenerico(sx)especificopermetaboliti(dx)

(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

IlCatodoè l’elettrodonegativodoveavvienelariduzioneeglielettronivengonoconsu-

mati,l’Anodoèl’elettrodopositivodoveavvienel’ossidazioneeglielettronivengonorila-

sciati.Possonoessererealizzaticonmoltimateriali,quisonoinplatinoeargentorispetti-

vamente.

LaSoluzioneelettroliticafornisce ilcontattoelettricotraanodoecatodo.LaMembrana

separailcampionedallasoluzioneelettroliticaeconsenteilpassaggiodelsoloanalitain

esame.L’Applicatoredivoltaggioconsentel’arrivodelpotenzialeperlereazionidiossido-

riduzione.L’Amperometromisuralacorrentecheattraversailcircuito.

IlprocessoprevedelariduzionealcatododiunaspecieA,chedivieneA-,el’ossidazione

all’anododiunaspecieX,chedivieneX+.SolitamentelaspecieAèl’analitainesamepre-

sentenelcampionee,acontattoconlamembranadell’elettrodo,èl’unicochepuòattra-

versarla.Appenavieneapplicatounvoltaggioappropriato,laspecieAsiriducealcatodo

inaccordoconlareazione:

A+e−DA−

LariduzionediAproduceunflussodielettroni,cioèunacorrenteelettrica.Percompleta-

reilcircuitoelettricoènecessariaunafontedielettroni,quindideveavvenireunareazio-

nediossidazione.LaspecieX,giàpresentenellasoluzioneelettrolitica,siossidaall’anodo

inaccordoconlaseguentereazione:

XDX++e−

Ovviamentequestereazioniavvengonoincontemporanea.Sapendochel’ampiezzadella

correntecheattraversailcircuitoèproporzionaleallaconcentrazionedellaspecieridotta,

inquestocasoA,l’analizzatorepuòcalcolareautomaticamentelaconcentrazionediAnel

52

campione.

GlielettrodichesibasanosuquestoprincipiovengonoimpiegatipermisurarepO2,Glu-

cosioeLattato.

ElettrodoperpO2

Fig.13:SchemadielettrodoperpO2(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

L’elettrodoamperometricoperpO2ècostituitodaunanodod’argento,uncatododipla-

tinoedunabandadiriferimentoAg/AgCl,iltuttoracchiusoinuninvolucroeriempitocon

soluzione elettrolitica. All’estremità inferiore dell’elettrodo è presente una membrana

permeabile all’O2 che protegge il catodo dall’eventuale contaminazione proteica, sulla

superficieinternaèricopertaconplatinonero.

L’elettrodoacatenaècostantementepolarizzatoconunvoltaggiodi-630mV.L’O2pro-

veniente dal campione diffonde attraverso la membrana nella soluzione elettrolitica e

vienetotalmenteridottoalcatodo(acquistaelettroni)inaccordoconlareazione:

O2+4H++4e−"2H2O

Gliidrogenionivengonocedutidallasoluzioneelettrolitica.

Partedell’O2,però,vienesoloparzialmenteridottogenerandoperossidod’idrogeno:

O2+2H++2e−"H2O2

Inpresenzadiplatinoneroilperossidovieneimmediatamentedecompostoin:

2H2O2"2H2O+O2

el’O2tornaadessereridottoalcatodo.

Lariduzionedell’O2produceunflussodielettroni,cioèunacorrenteelettricalacuiam-

53

piezza “I” è proporzionale alla concentrazione di O2. Questa corrente viene misurata

dall’amperometroepermettediottenerelapO2secondol’equazione:

I=Sens(pO2)×pO2+I0 pA

doveSens(pO2)èlasensibilitàdiquestoelettrodo,pO2èquelladelcampione,I0èlacor-

rente al momento 0, cioè la corrente che circola nel circuito quando la pO2 = 0 kPa

(mmHg).

Comeabbiamodetto,percompletareilcircuitoènecessariaunareazionediossidazione

all’anodo perché vengano prodotti elettroni. Questa reazione prevede la conversione

dell’argentodell’anodoinAg+(Ag"Ag++e−).Permantenerel’equilibriodellecarichetra

anodoecatodoènecessarial’ossidazionedi4atomidiAgperridurreunamolecoladiO2.

Gli ioniargentoformativengonorilasciatinellasoluzioneelettroliticaandandoareagire

congliioniCl-chequestacontieneeproducendoclorurod’argento(AgCl).Questosaleè

insolubilequindisolidificasullabarrettad’argentodell’anodoformandounostratocom-

patto.

NontuttigliAg+possonoessererimossidallasoluzione,alcuniraggiungonoilcatododove

vengonoriconvertitiinAgformandoundepositochedeveessererimossoperiodicamen-

tedall’operatoreconunappositaspazzolina.

Anche per questi elettrodi lamacchina calcola la concentrazione finale dell’analita nel

campione,pO2inquestocaso,grazieadun’equazionechecomprendelaformulaperot-

tenerel’analitadopomisurazionedirettaedunaseriedifattoridicorrezioneperlimitare

l’erroreanalitico:

pO2(campione,updi)=I(O2campione,updi)-I(O2,gas,prev)×K1Sens(pO2)

dove I(O2 campione,updi) è la corrente registrata dall’elettrodo, dopo misurazione sul

campione,sullabasedellevalutazioniprecedenti(updi);I(O2,gas,prev)èlacorrenteregi-

stratadall’elettrodo inunamisurazioneprecedentesudiuncampionedigasdicalibra-

zione; Sens(pO2) è la sensibilità relativa dell’elettrodo determinata con l’ultimamisura-

zioneeffettuatasuduecampionidigasdicalibrazione.K1èunacostantechedescrivela

relazionegas/liquidospecificadell’elettrodoedequivalea1+0.01[-5.8370+(21.712+

√(Sens(pO2)/3.66294)].

ElettrodiperMetaboliti

54

Fig.14:SchemidielettrodiperGlucosioeLattato(immaginetrattadaRadiometerTM

2009[14])

GlielettrodiperGlucosioeLattatosonomoltosimiliaquelliperO2,madifferiscononella

strutturadellamembrana.Essa,infatti,ècostituitada3strati:esterno(permeabileaglu-

cosioo lattato),medio (stratoenzimatico), interno (permeabilealperossidod’idrogeno

H2O2).

All’elettrodovieneapplicatounvoltaggiopolarizzantedi675mVelacorrentechecircola

lungo la catena vienemisurata da un amperometro. Lemolecole di glucosio o lattato

vengonotrasportateattraversolamembranaesternafinoallamembranaintermediado-

vesonopresentienzimispecifici.Laglucosio-ossidasiolalattato-ossidasiconvertonoiri-

spettivianalitisecondolereazioni:

Glucosio+O2"Acidogluconico+H2O2 Lattato+O2"Piruvato+H2O2

L’ossigeno per la reazione viene fornito dalla membrana esterna e dall’ossidazione

dell’H2O2all’anododiplatinocheviene raggiuntodalperossidograzieallapermeabilità

dellamembranainterna.

Quandovieneapplicatounpotenzialeall’elettrodo, l’ossidazionedelperossido (H2O2"

2H++O2+2e−)determina la formazionediunacorrenteelettricadirettamentepropor-

zionaleallaconcentrazionediperossido,cheasuavoltaèdirettamenteproporzionalealla

concentrazionediGlucosiooLattato.Ilcircuitovienecompletatoanchequiconunarea-

zione di riduzione che converte l’Ag+ (derivante dall’AgCl) in Ag. Per mantenere

l’equilibrioènecessarialariduzionedi2Ag+perossidare1molecoladiperossido.

Laconcentrazionediglucosioolattatovienequindicalcolata,comeinprecedenza,appor-

55

tandoalcunecorrezioni:

cX(campione)=I(campione)-I0(finale)

Sens

doveI(campione)èl’ampiezzadicorrentenell’elettrodomisuratasulcampione,I0(finale)

è l’ampiezza di corrente zero estrapolata dall’elettrodo al momento del caricamento

dell’ultimocampione.Sensèlasensibilitàrelativadell’elettrodo.

1.3.2-SISTEMAOTTICOSPETTROFOTOMETRICO

Viene utilizzato permisurare cO2Hb, cCOHb, cHHb, cMetHb, cHbF (emoglobina fetale),

ctBilecalcolarectHb,sO2edHct.

Ilsistemaotticosibasasudiunospettrofotometroalunghezzad’onda128erangedimi-

surazione478-672nm.Lospettrometroèconnesso,attraversounafibraottica,aduna

cameradiemolisiemisurazione.

Fig.15:Schemadicircuitospettrofotometrico(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14])

Iltipodianalisieseguitaèunaspettroscopiadiassorbimentonelvisibile.

Ilcampionedisangue,1µL,vieneportatoallacuvetteeposizionatonell’emolizzatore.La

temperaturadellacuvettevienenormalizzataa37°Cedilcampionevieneemolizzatocon

ultrasuoniadunafrequenzadicirca30kHzinmododaromperelaparetedeglieritrociti.

Il contenuto endocellulare simescola al plasma e si ottiene una soluzione otticamente

limpida.Nonèpresentebilirubinaall’internodeglieritrocitiquindi,dopol’emolisi,ilflui-

doendocellularediluisce labilirubinaplasmaticagiàpresentenelcampione,perquesto

56

verrannoapportateopportunecorrezionimatematichenellaformulafinaleperilcalcolo

dellaconcentrazionedell’analita.Pereliminarelebolled’arianelcampioneeperintensi-

ficare l’emolisi, viene innalzata la pressione atmosferica sul campionedi 1 atme viene

mantenutacosìperl’interaduratadiemolisiemisurazione.

Avvenuta l’emolisi,siattiva l’unitàd’illuminazionechedirigeunfascio luminosoallacu-

vette.Ilfasciovieneprodottodaunalampadaalogenada4Watteattraversaunfiltroin-

frarossoedunalentebiconvessaprimadiraggiungerelacuvette.Ilvoltaggiodellalampa-

daviene regolatodaun fotodiodo termostatato così che la luce chearrivaalla cuvette

abbiaun’intensitàcostante.Laluceresiduachefuoriescedallacuvettevieneportataallo

spettrometroattraversolafibraottica,passaattraversounapiccolaaperturaperessere

convogliataversounagrigliaconcavaassociataadunospecchio.

Lagriglia separa la luce in128 singoli fasci luminosi,ognunoconuna sua specifica lun-

ghezzad’onda,elospecchiolidirezionaversounaseriedi128fotodiodi(opixel),unoper

ogni lunghezzad’onda, che convertono il segnale luminosomonocromatico in corrente

elettrica.Idiodihannoanchelafunzionedimisurarelacorrenteelettricacheconvertono,

quindimisuranoanchel’intensitàdeivarisegnali luminosi.Sicrea,così, lospettrodias-

sorbimento dello specifico campione in esame che viene inviato al computer

dell’analizzatoredovevengonoestrapolatiidatieconvertitiinconcentrazione.

Laspettroscopiad’assorbimentosibasasulleleggidiLambert-Beer,essestabilisconoche

l’assorbanzamisurataperunasingolasostanzaèdirettamenteproporzionaleallaconcen-

trazionedi talesostanzaealla lunghezzadi lucecheattraversa ilcampione incui laso-

stanzaècontenuta:

A!λ = εyλ × cy × l

doveAyλèl’assorbanzadellasostanza“y”allalunghezzad’onda“λ”,εyλèilcoefficientedi

estinzionedellasostanza“y”allalunghezzad’onda“λ”(ècostante,caratteristicadellaso-

stanza),cyèlaconcentrazionedellasostanza“y”nelcampionee“l”èlalunghezzad’onda

luminosa.

L’assorbanza(A)diunasostanzavienedefinitacomeillogaritmodelrapportotraintensi-

tà luminosa prima e dopo il passaggio attraverso la sostanza. In pratica viene espressa

comeillogaritmodelrapportotraintensitàluminosatrasmessaattraversol’acqua(I0de-

rivatodallacalibrazionesuspecifichesoluzioni)eintensitàluminosatrasmessaattraverso

lasostanza:

57

A = log I!I

Percampionicontenentipiùdiunasostanzaotticamenteattiva,l’assorbanzatotale(Atota-

le)èlasommadelleassorbanzediognisingolasostanza(l’assorbanzahaproprietàadditi-

ve).Peresempio,seuncampionecontiene3sostanzey1,y2,y3,l’assorbanzatotalemi-

surataèperilcampioneallalunghezzad’ondaλ1è:

A!"!#$%λ1 = A!!

λ1 + A!!λ! + A!!

λ! = l × (ε!!λ!cy1 + ε!!

λ!c!! + ε!!λ!c!!)

Se ci sono “Y” sostanze e le misurazioni vengono effettuate a “n” lunghezze d’onda,

l’espressionegeneralevieneriscrittacome(λncomprendelesingolelunghezzed’onda):

A!"!#$%λn = ε!λn!

!!!× cy × l

Aλntotalepuòessererappresentatagraficamentecomeunafunzionedilunghezzad’ondae,

se le differenze tra le lunghezze d’onda sono abbastanza piccole, si forma uno spettro

continuo.

Fig.16:Esempiodispettrod’assorbimento(immaginetrattadaRadiometerTM2009[14]).

Peresempionella figuravengonorappresentati3spettri: inrosso lospettrodiuncam-

pionecontenenteO2Hbpuraallaquotadi9,2mmol/L, inblu lospettrodiuncampione

contenenteHHbpuraallaquotadi0,8mmol/L(bassaconcentrazione)edinverdelospet-

trodell’Hbossigenataal92%ottenutomisurandounamisceladeiduecampioniprece-

denti. Sievidenziano laproprietàadditiva (l’assorbimento registratoperogni lunghezza

d’ondaformantelospettrodiuncampionecontieneilcontributodiognisingolasostanza

58

presentenelcampione)elacontinuitàdellospettro.

Daqui,perriuscireadeterminareladimensionediognicontributoe,quindi, laconcen-

trazionediognisostanzanelcampione,vieneusatal’equazione:

c! = K!!! × A!"!#$%!!!"#

!!!

doveKλnyèlacostantespecificadellasostanza“y”allalunghezzad’ondaλn.Ognicostante

èstataottenutautilizzando l’AnalisiMultivariatadeidatidoveλn,e lospettroottenuto

perlevariesostanzepresentineicampionidicalibrazione,vengonoconsideratiinsiemeai

valorinotidiquestespecifichesostanze.Vengonoancheconsiderateleprincipalisostan-

zefonted’interferenza.

DallaprecedenteequazionesiderivanoleconcentrazionidicO2Hb,cCOHb,cHHb(deos-

siemoglobina)ecMetHb(metaemoglobina)dacuipoisipossonoottenere:

ctHb=cO2Hb+cCOHb+cHHb+cMetHb

sO2=cO2Hb/ceHb conceHb=cHHb+cO2Hb(emoglobinaefficace)

La concentrazione totale di bilirubina nel plasma (ctBil(P)) viene calcolata secondo

l’equazione:

ctBil(P)=ctBil(B).

1-Hct(calcolato)

dovectBil(B) è la concentrazionemisuratadi bilirubinadopo ladiluizionedell’emolisi e

Hct(calcolato) è l’ematocrito calcolato con l’equazione: Hct = ctHb / MCHC = 0.0301

(g/dL)-1xctHbassumendochel’MCHCsia33.2g/dL(questovaloreèstatoottenutocome

mediadinormalitàperl’uomoadultodisessomaschile).

NeicasiincuictHb<0,75mmol/LectHb<1mmol/L,l’sO2nonvienecalcolatomentrese

ctHb>15,5mmol/LnonvienecalcolatalactBil.

Nelcasoincuiilvaloredell’Hctsianoto(es.seottenutoconaltremetodiche)èpossibile

correggereilvaloredictBilusandol’equazione:

ctBil(corretto)=ctBil×[1-ctHb×0.0301/1-Hct(noto)]

1.3.3-CURVADIDISSOCIAZIONEdell’OSSIGENO(ODC)

La curva di dissociazione dell’ossigeno od ODC (anche detta curva di dissociazione

59

dell’emoglobina o dell’ossiemoglobina) è uno strumento matematico che consente di

rappresentare schematicamente la correlazione diretta tra pO2, sO2 e O2Hb insieme

all’influenzachevariparametrihannosuquestacorrelazione(vediFig.2e17).LaODCè

allabasedellemetodichedimisurazione,calcoloedinterpretazioneclinicadeiparametri

ossimetrici[3][12][14].

Fig.17:ODCincondizionistandardedincasodivariazioniditemperatura,pCO2epH.È

evidentecomeaumentiditemperatura,pCO2econcentrazionedi2-3-Difosfoglicerato,in-

siemeall’acidosi,provochinounospostamentoadestradellacurva(immaginetrattada

DiBartola2012[12]).

L’emogasanalizzatoreutilizza,per larealizzazionedellaODC,alcuniparametripreceden-

tementenonanalizzati come: p50 (pressioneparzialediossigenoal50%di saturazione

nelsangue),FMetHb(frazionedimetaemoglobinacalcolatacomecMetHb/ctHb),FCOHb

(frazionedicarbossiemoglobinacalcolatacomecCOHb/ctHb),FHHb(frazionedideossie-

moglobinacalcolatacomecHHb/ctHb),FHbF(frazionediemoglobinafetalecalcolataco-

mecHbF/ctHb).Lap50rappresental’affinitàdell’emoglobinaperl’ossigenoedèunfattoreessenzialeper

ilrilasciodiO2aitessuti(insiemealgradientediO2tralettocapillareetessuti).Intermini

matematiciessadescrivelaposizionedellaODCnellospazio(S,P).Conunaumentodella

p50,causatoperes.daun’acidosi,sihaunospostamentoadestradellaODCedunmag-

giorrilasciodiossigenoaitessuti.Viceversa,unariduzionedellap50,causataperes.da

un’alcalosi,provocaunospostamentoasinistradellaODCefacilital’assunzionediossige-

nodapartedeipolmoni,specialmenteinpresenzadiunapO2bassa.Questoparametro

60

vieneutilizzatosoprattuttonelleanalisisusanguearteriosoevieneespressoanchecome

p50(st), quando ottenuto in condizioni standard (pH = 7.40, pCO2 = 5.33 kPa, FCOHb,

FMetHb,FHbF=0ecDPG=5mmol/L),op50(reale),quandoottenutodamisurazionifuo-

ridallostandard[3][5][14].

L’equazionebaseconcuil’analizzatoregeneralacurvaè:

y-y0=(x-x0)+h×tanh[k0(x-x0)]

con:y=loge(S/1-S)

y0=loge(S0/1-S0)dicuiS0=0.867

x=logep

x0=x00+a+b=[loge(P00)+a+b]dicuiP00=7KPa(52.50mmHg)

h=h0+a dicuih0=3.5

k0=0.5343

y0ex0sonolecoordinatedip50(st)erappresentanolaposizionestandarddellaODCnel

sistemagenericodicoordinate(y=loge(S/(1-S))ex=loge(P)).Perlaspecieumanailva-

lorestandarddip50è3.578kPa,tradizionalmenteconsideratoilvalorepiùprobabiledi

p50per gli adulti in condizioni standard: pH = 7.40,pCO2 = 5.33 kPa,FCOHb,FMetHb,

FHbF=0ecDPG=5mmol/L.

Isimboli“a”e“b”riflettonolospostamentodellaODCdallaposizionestandardallaposi-

zionerealenelsistemadicoordinate(y,x):“a”descrivelospostamentoa37°C(T0)dovuto

atuttelecauseconsiderate,“b”descrivelospostamentoaggiuntivodovutoall’eventuale

differenzatralatemperaturadelsoggettoedi37°C(T°C).Quindirappresentanoanchela

variazionedip50dalsuovalorestandard(p50(st))aquelloreale(p50(reale)).

Per un dato campione, la posizione reale della ODC viene determinata nel sistema di

coordinate(S,P)intremomenti:1)Calcolodell’effettocombinatodituttelecausenotedi

spostamento(ac)sullaposizionestandarddellaODC(a37°C);2)Calcolodellospostamen-

todellaODCperchépassiattraversop50(st)aventeserienotadicoordinate(S0,P0)(a6);

3) Calcolo dello spostamento provocato dalla differenza di temperatura tra soggetto o

condizionistandard(b).Diconseguenzasihache:

x-x0=loge(P/7)-a-b

cona=ac+a6eb=0.055×(T°C-T0).Nell’equazionedi“a”:ac=a1+a2+a3+a4+a5

a1=−0.88×(pH−7.40),a2=0.048×loge(pCO2/5.33),a3=−0.7×FMetHb,a4=(0.06–

0.02FHbF)×(cDPG−5),a5=−025×FHbF.

61

Chediviene:

P=pCO2+M+pCO

con(M+pCO)ottenutadall’equazionediHeldane[pO2/cO2Hb=M×pCO/cCOHb]che,in-

tegratanelleprecedenti,diviene:

P=[pO2+(pO2/sO2)×(FCOHb/1-FCOHb-FMetHb]

pO2=P×[sO2×(1-FCOHb-FMetHb)]1-FCOHb

L’ordinata“s”puòesseredefinitacomelasaturazionediemoglobinaincombinazionetra

ossigenoemonossidodicarbonioevienedescrittadall'equazione:

S=(cO2Hb+cCOHb)=sO2×(1-FCOHb-FMetHb)+FCOHb dacui:(cO2Hb+cCOHb+cHHb) 1-FMetHb

sO2=S×(1-FMetHb-FCOHb)1-FCOHb–FMetHb

Nellapraticaprimadi tuttovengonoeseguite lemisurazioni sul campioneperottenere

pO2edsO2.Successivamente,inbasealvaloredisO2:

a) ConsO2<0.97àvienecalcolatolospostamento“ac”dellaODS(st)(Fig.18puntoI)

dovutoatuttiiparametrimisuratichedifferisconodallostandardevengonocalco-

latelecoordinate(S0,P0)dellap50(st),cioèdellap50cheavrebbeilcampionesesi

trovasseincondizionistandarddipH,pCO2,temperatura,…(senonsononote

FCOHbeFMetHb,vengonousatiivalorididefault),tramiteleequazioniP=pO2+

(pO2/sO2)×[FCOHb/1-FCOHb-FMetHb]edS=[(cO2Hb+cCOHb)/(cO2Hb+

cCOHb+cHHb)](Fig.18puntoII).Lacurvaviene,infine,spostatadi“a6”perché

passida(S0,P0)(Fig.18puntoIII).

(I) (II) (III)

Fig.18:CalcolodellaODCrealequandolasO2<0.97

b) ConsO2>0.97edinserimentomanualedip50(st)àLaODCstandard(Fig.19punto

62

I)vienespostatadi“a6”perchépassidallecoordinate(P0,S0)(Fig.19puntoIV).In

questocasolecoordinatevengonoderivateda(0.5,p50(st))modificandoleequa-

zionip=pO2+(pO2/sO2)×[FCOHb/1-FCOHb-FMetHb]es=[(cO2Hb+cCOHb)/

(cO2Hb+cCOHb+cHHb)].InquestaposizionelaODCriflettelap50(st)delsoggetto

sesitrovasseincondizionistandard.Infinelacurvavienespostataallaposizione

realedi“ac”(Fig.19puntoV).Questaposizioneriflettelap50(reale)delsoggetto.

(I) (IV) (V)

Fig.19:CalcolodellaODCrealequandolasO2>0.97evieneinseritalap50(st)

c) SesO2>0.97manonviene inserita lap50(st)àDallaposizionestandard(Fig.20

puntoI)laODCvienespostataallaposizionedefinitiva,consideratacomereale,gra-

zieallastimadellospostamento“ac”apartiredallaposizionestandardedaivalori

realidipH,pCO2,FCOHb,FMetHbeFHbF(Fig.20puntoVI).

(I) (VI)

Fig.20:CalcolodellaODCrealequandolasO2>0.97manonvieneinseritalap50(st)

Ottenuta la ODC definitiva, il calcolo di una qualunque serie di coordinate può essere

schematizzatocomesegue:

S=ODC(P,A,T°C) P=ODC(S,A,T°C)

InquestomodovienesemplificatalarappresentazionedellarelazionetrasO2(S),pO2(P),

spostamento(A)etemperaturadelsoggetto(T°C).PercalcolareSoPdevonoesserenote

lealtrevariabili.

63

Nederivaanchechep50=P.

1+[FCOHb/0.5×(1-FCOHb-FMetHb)]

1.3.4 - EQUAZIONIPER I PARAMETRIDERIVATI EPER LECORRE-

ZIONIINBASEALLATEMPERATURA

Pressioneparzialediossigenocorrettainbaseallatemperatura–pO2(T)

Comespiegatonelparagrafo1.5.3,lapO2(T)puòesserederivatadallaODCrealeseguen-

dol’equazionesemplificataP=ODC(S,A,T°C):

ti(T°C)=ctHb×(1-FCOHb-FMetHb)×sO2,i(T°C)+αO2(T°C)×pO2(T)

inquestomodoSsitrovainsO2,i(T°C)=[S×(1-FMetHb-FCOHb)]/(1-FCOHb-FMetHb),

A=ac-1.04×(∂pH/∂T)×(T°C-37)con(∂pH/∂T)=−1.46×10−2-6.5×10−3×(pH(37)-

7.4)eT°Cvieneinserita.InoltrepO2(T)=P/[1+(FCOHb/sO2,i(T°C)×(1-FCOHb-FMe-

tHb))]eαO2(T°C)=9.83×10-3e[-1.15×10^-2×(T°C–37)+2.1×10^-4×(T°C–37)^2].

Quandoti(T°C)=ti(37)allorapO2(T)=pO2(37).

Pressioneparzialedianidridecarbonicacorrettainbaseallatemperatura–pCO2(T)

pCO2(T)=pCO2(37)×10^[0.021×(T°C-37)]

Saturazionedell’emoglobina–sO2

sO2=S×(1-FMetHb)–FCOHb

1-FCOHb-FMetHb

comevistonellasezione1.5.3,S=ODC(P,A,T)dicuiP=pO2+[(pO2×FCOHb)/sO2×(1-

FCOHb-FMetHb)];A=a=ac+a6;T=37°C.

Ematocrito-Hct

Hct=(0.0485×ctHb)+(8.3×10-3)

Inquestaequazionesiassumel’MCHC=33.2g/dL,valorenormalenell’uomoadulto.

pHcorrettoinbaseallatemperatura–pH(T)

pH(T)=pH(37)–[0.0146+0.0065×(pH(37)–7.40)][T°C-37]

Concentrazionetotaledianidridecarbonica–ctCO2

64

ctCO2(P)=0.23×pCO2+cHCO3-(P)

ctCO2(B)=9.286×10-3×pCO2×ctHb×[1+10^(pHEry-pKEry)]+ctCO2(P)×[1-(ctHb/21)]

dove(P)=plasma,(B)=sangue,pHEry=7.19+0.77×(pH-7.40)+0.035×(1–sO2)epKEry

=6.125–log[1+10^(pHEry–7.84–0.06×sO2)].

Bicarbonato–cHCO3-

cHCO3-(P)=0.23×pCO2×10(pH–pKp)

conpKp=6.125– log(1+10(pH[]–[]8.7)).cHCO3-(P)è ilBicarbonatoplasmatico. Ilsimbolo

“[]”presentenell’esponentedelpKp indica lapresenzadiundatomancantechenonè

statopossibilerecuperare.

cHCO3-(P,st)=24.47+0.919×Z+[Z×a'×(Z-8)]

cona'=4.04×10-3+4.25×10-4×ctHbeZ=cBase(B)-0.3062×ctHb×(1-sO2).IlcHCO3-

(P,st)è ilBicarbonatoStandard,cioè laconcentrazionedicarbonatod’idrogenonelpla-

sma,quandoilsanguevieneequilibratoconunamisceladigasa37°C,pCO2=40mmHge

pO2≥100mmHg.

AnionGap–AG

AG=cNa+-cCl--cHCO3-(P)

AG,K+=cNa++K+-cCl--cHCO3-(P)

Deficit/EccessodiBasi–cBase

cBase(B)=0.5x[(8a'-0.919)/a']+0.5√[((8a'-0.919)/a')2-4x(24.47-cHCO3-(5.33)/a')]

con a' = 4.04 × 10-3 + 4.25 × 10-4 ctHb, cHCO3-(5.33) = 0.23 × 5.33 × 10^(pHst - 6.161/

0.9524),pHst=pH+log(5.33/pCO2)×[(pHHb-pH)/(logpCO2Hb–log(7.5006pCO2))],

pHHb=4.06×10-2ctHb+5.98–1.92×10(-0.16169xctHb),log(pCO2Hb)=-1.7674×10-2ctHb

+3.4046+2.12×10(-0.15158xctHb).

IlcBaseEcfèparialcBase(B)quandolactHb=3mmol/L.

Osmolalità–mOsm

mOsm=2cNa++cGlu

1.4-ERROREPREANALITICO

65

1.4.1-ControllodiqualitàedErrore

Ilcontrollodiqualitàèl’insiemedelleprocedurenecessarieperunavalutazionecontinua

dell’attendibilitàdeirisultatiottenuti,perognistrumentoall’internodiunlaboratorio,e

hannoloscopodiminimizzarel’errorediognitestdilaboratorio[5][24][25][26][27].

Ilprocessodianalisi,equindidicontrolloqualità,perognistrumentodiognilaboratorio

si divide in tre fasi: pre-analitica (richiesta, preparazione del soggetto e del materiale,

campionamento, trasporto e conservazione del campione), analitica (misurazione

dell’analitaerefertazione)epost-analitica(tuttiglieventisuccessiviallagenerazionedel

risultatodell’analisi,compresal’interpretazioneclinica)[5][24][25][26][27][28][29].

Ilcontrollodiqualitàdellevariefasiprevede:

- ControlloInterno=stabilitodallaboratoriosucadenzaperiodica.Sidivide,asuavolta,

inuncontrollodiqualitàcontinuoeunoalungotermine.IlControllodiqualitàconti-

nuoconsistenel realizzareeseguire laPOS (ProceduraOperativaStandard)cheper-

mettedi identificareerrori sistematici (bias)e randomnelquotidiano. IlControllodi

qualità a lungo termine considera l’andamento complessivo dei risultati delle analisi

mediantevalutazionedi:Precisione,Accuratezza,SpecificitàeSensibilità[24][26].

- ControlloEsterno=garantiscel’omogeneitàdeirisultatitradiversilaboratoricheana-

lizzanoilmedesimoanalitaepossonousareomenostesseprocedureestrumentazio-

ni.Permettediimplementareilcontrollodiqualitàalungotermine[24][26].

Ognunadellefasidelprocessodianalisipuòessereaffettadaerrore,definibilecome“il

fallimento di un’azione pianificata o l’utilizzo sbagliato di un piano per raggiungere un

obiettivo,verificatosi inogni fasedelciclodi laboratorio,dalla richiestadegliesamialla

formulazione dei risultati e dalla loro corretta interpretazione” secondo l’International

OrganizationforStandardization(ISO)[27][29].

Inmedicina,umanaeveterinaria,èlafasepre-analiticaquellapiùsoggettaaderroreper-

chésisvolgeprevalentementeall’esternodellaboratorioedèdifficilmentestandardizza-

bile.L’Errorepreanaliticoèquell’errore,chesipresentanelrisultatodell’analisi,dovutoa

numerose variabili della fase preanalitica non automatizzabili e non eliminabili come il

paziente, l’operatore, latecnicadiesecuzionedelcampionamento, iltempoeilmetodo

di conservazione e possibili altri fattori non prevedibili a priori. Questo errore, se non

consideratoconattenzione,puòportare il clinicoademettereunadiagnosierrataead

intraprendereun’errataterapiaconpossibileesitoinfaustoperilpaziente[2][18][19][26][30].

66

Nellafaseanalitical’erroreèminimizzabileseguendoattentamentelecorretteprocedure

diutilizzodiognistrumento(calibrazione,pulizia,ricambiomaterialidiconsumo,manu-

tenzione)insiemeallaPOS[5][24][25][26].

Nellafasepost-analiticailtestèstatoeseguitoeglierroripotrebberoriguardare:trascri-

zionedeidati,scambiodeirisultatitraduepazienti, interpretazioneclinicaerratadeiri-

sultati. Lamaggiorpartedi questi errori puòessereeliminata conuna correttaPOSed

unabuonapreparazionedapartedelmedico[5][24][25][26].

1.4.2-Errorepreanaliticonell’emogasanalisi

1. Preparazioneprimadelcampionamento

Preparazionedelpaziente:condizionirespiratoriestabili,eseguireilprelievoalpaziente

piùcalmoerilassatopossibile(evitarel’iperventilazionedastress)[18][5].

Sceltadisedeetipodiprelievo:preferireilcampionamentoarteriosoalivellodiarteria

brachialeefemorale,nonvalutarel’ossigenazionesucampionivenosiomisti,preferireil

prelievovenosoalivellodivenagiugularerispettoallavenacefalica(piùègrandelavena

minorisarannoleinterferenzedieventualipatologielocali),fareattenzioneanonprovo-

care ilmescolamentodi sanguearteriosoevenosodurante ilprelievo, scegliere il cam-

pionamentocapillarealivelloauricolareobuccaleinsoggettidipiccolatagliaotoy[2][18][6].

Preparazionedelmaterialed’uso:

• Preferiresemprel’usodisiringheeparinateaquellodisiringhetalqualieprovettecon

anticoagulante(eccessivaesposizioneall’aria)[5][6].

• Sceltacorrettadell’eparina.Deveesserebilanciataperglielettroliti (cioèpre-titolata

concationi)altrimentinefalsalamisurazioneperchétendealegarsiaicationi(Na+,K+,

Ca2+)onecontieneelevatequantità(es. l’eparinasodicacontienecirca160mEq/Ldi

Na+e166mEq/LdiCl-eprovocanotevoliartefattineivaloridiquestianalitiseincon-

centrazionemaggioredel3,9%). IlCa2+è l’elettrolitapiùsensibileall’impiegodianti-

coagulantisbagliatiperchévienechelatodaossalato,citrato,EDTA,sodioelitioepari-

na con conseguente riduzione dalla sua concentrazionementre la zinco eparina ne

causaunfalsoaumentolegandosiaisitireattiviperilCa2+delleproteine.IlK-EDTAnon

deveessereutilizzatoancheperchédeterminalivellifalsamenteelevatidiK+[3][4][5][6][15].

• Eparinizzare inmodo corretto la siringa. È essenziale eliminare più eparina possibile

dallasiringaperchéaltrimentiilcampioneverrebbediluito,soprattuttonelcasodisi-

67

ringheda1ml,consottostimadeiparametridioltreil10%(consigliataunaconcentra-

zioneeffettivadi20UI/ml).Inoltresideveconsiderarechelasoluzionedieparinaha

unpHdi6.66,unapCO2dicirca5mmHgepuòavereunapO2pariaquellaatmosferica

(circa150mmHg)chepossono,incasodieccesso,influenzareglistessiparametrinel

campione.Ancheunascarsaeparinizzazionedeveessereevitataperchépuòdetermi-

narelaformazionedicoagulichedanneggianol’analizzatoreecausanodeterminazioni

inaccuratedipCO2,pHedemoglobina[2][3][5][6][15].

• Considerare,edevitarequandopossibile,lapresenzadisostanzechepossonointerfe-

rireconlemetodichedianalisi(vediTab.3).

2. Campionamento

Eseguireilprelievocorrettamente,inmodocontinuoerapido.Prelevareunaquantitàdi

sangueadeguatainrapportoall’anticoagulante,comunquenonmenodi35µL.

Eliminare immediatamenteeventualibolled’ariaperchéprovocanoalterazionidi alcuni

parametri (vd. tabella 3) soprattutto in campioni conservati e/o agitati. Le bolle d’aria

possonoprovocareunaumentodellapO2finoa150mmHg,unariduzionedellapCO2ed

unaumentodelpH(acuiconsegueriduzionedelCa2+peraumentodellaquotalegataalle

proteine)[2][18].

Miscelarebeneilcampioneconl’anticoagulantesubitodopoilprelievo,agitandoeruo-

tandolasiringa,ondeevitarelaformazionedicoaguli.Attenzioneanonesagerarealtri-

mentisicorre ilrischiodiprovocareemolisi.L’emolisideterminafuoriuscitadielementi

cellulari come il K+ (concentrazioneendocellulare20 voltemaggioredi quella ematica),

chenealteranoineccessolemisurazioni,ediluizionedeisolutidelcampione(riduzione

dellaconcentrazionediNa+,Cl-eCa2+)[3][5][15].

Evitarediprovocarelaformazionedicoagulichepotrebberocausaremisurazioniimpreci-

seedanniall'analizzatore:utilizzareesclusivamentedispositividiprelievopre-eparinati;

utilizzaresufficienticoncentrazionidieparinamanoneccedereperevitarediluizione(la

concentrazione raccomandatadipendedaldispositivodi prelievoedallo specifico cam-

pionedisangue);usareeparinabilanciataperglielettrolitiperridurrealminimol'errore

sistematicochepotrebbeprovocareun’eparinasbilanciata[18].

Nonaggiungerefluorurodisodioaicampionidisanguepoichéprovocarisultatierronea-

menteelevatidicNa+ederroneamentebassidicCa2+,cGlucosioecLattato.Inoltreilfluo-

rurodisodiodanneggiaglielettrodidiGlucosioeLattato[18].

68

3. Trasporto

Limitarealminimoiltempoditrasportoperevitarelemodificazionelegateallaconserva-

zione (punto 4 della lista).Non trasferire il campioneda un contenitore adun altro se

possibile(eccessivocontattoconl’aria).Mantenereinagitazionemoderatalasiringaper

favorireilmiscelamentodell’anticoagulanteedevitarelasedimentazione.Nonrefrigerare

osurgelareilcampionesepossibile(rischiodirotturadellecelluleedalterazionedimolti

parametri, vedi conservazione). Evitare il trasporto pneumatico attraverso tubi perché

l’accelerazioneeloscuotimentodeterminanounaaumentodellapO2[2][5][18].

4. Conservazione

Quandopossibileevitarelaconservazione.Senecessariolimitarel’attesaadunmassimo

di5-10minuticonmantenimentoatemperaturaambiente(inmodoparticolaresedesi-

deramisurarelapO2el’sO2).Sel’attesasuperai10minutiilcampionedeveesserecon-

servatoinacquaghiacciataa4°C,intalmodosembrapossibileunaconservazionefinoal-

le6oresenzasignificativealterazioni;varicordato,comunque,che lesiringhestandard

sonoparzialmentepermeabiliaigasetalepermeabilitàaumentaallebassetemperature

(lesiringheinvetrononhannoquestodifetto).Questoamenocheildispositivodicam-

pionamentoutilizzatononabbiaunachiusuraermetica (siringhecon innestoLuerLock,

provette sottovuoto) checonsente la totaleanaerobiosi, alloraèpossibile conservare il

campioneatemperaturaambientefinoa30minutisenzaosservarealterazioni.Peratte-

semaggiori di 5minuti il campione va agitato conmoderazione per almeno 1minuto

primadieseguirel’analisiinmododariportareinsospensionelecellule[2][5][15][18].

Sidevesempre ricordareche, in casodi conservazioneprolungatadel campioneedes-

sendosangueintero,èpossibileosservareunaumentodeilivellidiLattatoperilresiduo

metabolismoinvitrodellecellule,neconsegueunariduzionediO2(perconsumo)edun

aumentodellaCO2(perproduzione)conabbassamentodelpH.Questealterazionivengo-

noaggravatedallapresenzadipolicitemia,leucocitosie/otrombocitosi,anchecontempi

diconservazioni ridotti.Èpossibile,anche,unaumentodelK+perdiffusione legatoalla

prolungataesposizioneallecellulechenecontengonoinelevatequantità[2][5][6][15][23].

5. Subitoprimadeltrasferimentodelcampioneall'analizzatore

Identificare il campione ed inserire correttamente tutti i dati del paziente. Fornire

all’analizzatore la temperaturadel soggetto,perché influiscenotevolmente sui valori di

69

pH,pCO2epO2(elevatetemperatureaumentanoigaseriduconoilpH,viceversalebasse

temperature),elaFiO2quandodiversadaquellaatmosfericacomeaccadeincorsodios-

sigenoterapia(laventilazioneartificialepuòportarelapO2asuperarei400mmHgede-

termina alterazioni di pCO2 e pH, rendendo l’ossimetria clinicamente non

attendibile)[5][6][18].

Tab.3:Cause,tipod’interferenzaepossibilimisurepreventivenell’emogasanalisi

Causadierrore Principaliparametrialterati

MotivoeMisurepreventive

Bolled'arianelcam-

pionepO2,pCO2,pH,Cl-

Interferenzaconl’elettrodo.Rimuovere

immediatamentelebolled'aria[2][5][18].

Coagulinelcampione pH

Eseguirecorrettamenteilcampionamen-

to.Sceglierel’anticoagulantegiustoenel-

legiusteproporzioni.Utilizzarelatrappola

percoaguli[18].

Campionisedimentati ctHb,pO2,pCO2

Laquotadisangueanalizzatononèrap-

presentativa.Agitareilcampioneprimadi

trasferirloall’analizzatore[5][18].

Emolisi cK+,cCa2+,cNa+,cCl-

Diluizioneeliberazionediioniendocellu-

lari.Fareattenzioneall’esecuzionedel

prelievo,mescolareconmoderazione,

nonconservareperpiùdi5minuti[2][5][18].

Torbidità(lipemia,te-

rapiaanti-lipidicain

medicinaumana)

Parametriossime-

trici(ctHb)

Interferenzanellamisurazionespettrofo-

tometrica.Evitarequandopossibile[5][18].

Diluizionedaeparina

liquida

pO2,pCO2,ctHb,

cHCO3-,Elettroliti,

Metaboliti

Usaredispositivipre-eparinaticoneparina

liofilizzata[5][6][18].

Interferenzadell'epa-

rinaElettroliti(++cCa2+)

Usareeparinabilanciatapergli

elettroliti[5][6][18].

Altrianticoagulanti

Elettroliti

Metaboliti(cGlu,

cLat)

Glianticoagulantichecontengonosalidi

sodiodannorisultatierroneamenteeleva-

tidellacNa+.Ilfluorurodisodioconosen-

zaEDTAel'ossalato(disodio)influenzano

70

irisultatidicGlu.Ilfluorurodisodioforni-

scerisultatierroneamenteelevatidicNa+

ebassidicCa2+,cGluecLat.Ilcitratotri-

sodicoinfluenzairisultatidicNa+,cK+,

cGlu(riduce)ecLat(aumenta).Nonutiliz-

zareEDTApoichéconducearisultatierrati

dipH,pCO2,cNa+,cK+ecCa2+,inoltreri-

duceladuratadell'elettrododel

cCa2+[5][14][18].

Usaresoloeparinabilanciata,liofilaprefe-

ribilmentedilitioosodio(maattenzione

all’interferenzaconilcNa+)[5][18].

Sanguearteriosomi-

stoasanguevenosopO2,sO2,pH

Usareunatecnicadicampionamentoido-

nea[18].

InstabilitàdelpazienteParametriossime-

trici,pH

1. Eseguireilprelievoalmeno20’dopola

regolazionedellaventilazione.Tranquilliz-

zareilsoggettofarmacologicamentese

necessario[5][18].

Esposizionealucearti-

ficialeosolarectBil

Evitarelaconservazionedel

campione[14][18].

Soluzioneininfusione

nellostessoarto

Elettrolitiemetabo-

liti

Fareattenzioneadaverarrestatol'infu-

sioneperuncertoperiododitempoouti-

lizzareunaltrositodiprelievo[5][18].

Alotano,Isofluoranoe

Protossidod’azoto

(NO)

pO2,pH

Diffondonoattraversolemembranadegli

elettrodidivecchiotipoevengonoridotti

insiemeall’O2.Evitaredieccedereladose

diAlotanooltreil3%(inaffidabilitàdella

pO2)-4%(inaffidabilitàanchedelpH)

perchéinterferisceconglielettrodi[2][5][14]

Bludimetilene,HiCN,

idrossicobalamina

(medicazione)

Parametriossime-

trici(ctHb)

Interferenzanellamisurazionespettrofo-

tometrica.Evitarequandopossibile[2][5]

Anioni(Br,I-,S2-,ClO4-)

efarmaci(salicilatoe

tiocianato)

cCl-Risultatierroneamenteelevatiperinterfe-

renzaconl’elettrodo[5][18].

71

Acidotiocianico

(prodottodidegradazio-

nedinitroprussideetio-

solfatonell’avvelena-

mentodaCianuro)

Metaboliti(cGlue

cLat)Misurazionierroneamenteelevate[5][18]

Glicoleetilenico cLat

Misurazionierroneamenteelevate(ilgli-

colatooAcGlicolico,principalemetaboli-

tadelglicoleetilenico,èchimicamente

simileallattato[18][23])

FluidoterapiaconRin-

gerLattatopH,cLat

MisurazionierroneamenteelevatedicLat

incasodiprelievodacateterenoncorret-

tamentesvuotatodurantefluidoterapia.

MisurazionierroneamenteelevatedelpH

(illattatocontenutonellasoluzioneviene

metabolizzatoaglucosiooppureossidato

inH2OeCO2conconsumodiH+inen-

trambiicasi)[18][23].

Glierrorinellafaseanaliticaepost-analitica,grazieallePOSdellaboratoriodell’Ospedale

DidatticoVeterinario“MarioModenato”,sonostatiresitrascurabiliperl’emogasanaliz-

zatoreinesame.

1.5-PREPARAZIONEDELCAMPIONE

Affinchél’emogasanalisisiaclinicamenteutile,ilcampionedisanguedeveessereraccol-

to,gestitoedanalizzatonelmodocorretto[15].Diseguitovengonoriportate leprincipali

metodichedipreparazionedelmaterialeediesecuzionedelprelievo:

La casa produttrice dell’analizzatore specifica sempre quali siano i materiali più adatti

all’esecuzionecorrettadell’analisi.Perl’ABL735GLAXP®l’aziendaRadiometerTMsuggeri-

scediusare,perilcampionamentoarterioso,siringheariempimentoautomaticoconte-

nentieparinaliofilizzataappositamentebilanciataperglielettroliti(es.PICO70)associate

adun tappo inplastica (safePICO),perchiudere la siringagarantendo l’anaerobiosiuna

voltatolto l’ago,edunmiscelatoreportatilepersiringhe(PICOMixer).Nelcasodicam-

pionamento venoso è consigliato l’uso di siringhe standard (spazio morto 2-6%) pre-

72

eparinateconEparinadisodioodilitioalladosedi1000IU/mLdicampione[18].

Nelcasononsidispongadiunasiringaspecificaperemogasanalisièpossibileprepararla

primadelprelievo,ancheperilcampionamentovenoso.Essendonecessariomenodi1ml

(350-750µL)disangueperunacorrettaesecuzionedell’analisiedessendomaggioreilri-

schiodialterazionipreanaliticheesponendounamaggiorquotadisangueall’ariaambien-

te,èsufficienteutilizzareunasiringastandardda1ml.Talesiringavieneeparinatacon

eparinaliquidabilanciataperglielettroliti(nelrepartoditerapiaintensivavieneutilizzata

EparinasodicaVister®allaconcentrazionedi5.000UI/ml),mediantetreciclidiaspirazio-

ne/espulsione consecutivi, almassimodella possibilità di espansionedello stantuffo, in

mododabagnarebene leparetidellasiringa.Dopoquesticicli lasiringavienesvuotata

completamentedaliquidoeariaperl’ultimavolta,restacomunqueunapiccolaquotadi

eparinanellospaziomortoterminaledellasiringa(“cono”),faremoltaattenzionealimi-

tarealminimo laquotadieparinaresiduaperché il rischiodidiluizionedelcampioneè

molto alto con conseguente alterazionedi alcuni parametri (vedi punto1.6).Una volta

preparatalasiringavieneeseguitoilprelievoalivellodiArteriafemoraleoArteriadorsale

delpiedeincasodicampionamentodisanguearterioso(faremoltaattenzioneadesegui-

reuna corretta emostasi per almeno5minuti altrimenti si corre il rischiodi provocare

emorragia),VenacefalicaoVenagiugulareincasodicampionamentodisanguevenoso(è

possibileancheilcampionamentodavenacentraleoarteriapolmonare)oppurealivello

auricolareobuccalepercampionamentocapillare (lazonadicuteviene“arterializzata”

portandolaadunatemperaturadi42°Ccirca,puntaconunagoedilsanguevieneraccol-

todalcentrodellagocciachesiformaconuncapillaredivetroeparinato,questotipodi

campionamentoèottimalepersoggettidipiccolatagliaetoy).Subitodopoilprelievova

espulsaqualunqueeventualebollad’aria(fareestremaattenzioneanonprodurreschiu-

ma moderando la velocità di prelievo) e va portata subito la siringa

all’emogasanalizzatore[2][5][6][7][31].

Èpossibileeseguirel’analisiconsiringada3mL,agoda22GeNa-Eparinaliquidaallacon-

centrazionedi1000UI/mL.Aspirare0.5mLdieparinanellasiringa,tirarelostantuffofino

allimitedei3mLperricoprirelasuperficieinternadellasiringaedespelleretuttal’ariae

l’eparina.Aspirare 3mLdi aria nella siringa edespellerla, ripetere l’azioneper 3 volte.

Eseguireilprelievo.Vistochelospaziomortodiunasiringada3mLedell’agoèdicirca

0.094mL,cioèunadiluizionedel9.4%inuncampioneda1mLedel3.1%inuncampione

73

da3mL, laquantitàdi anticoagulante in rapportoallaquantitàdi sanguevaria inbase

all’entitàdelprelievo:7.8%concampionedi0.5mL(inaccuratopermisurareglielettroli-

ti),3.9%concampionedi1.0mL(accuratopermisurareancheNaeK),2.0%concampio-

nedi2.0mL(accuratopermisurareancheCaione),1.3%concampionedi3.0mL(accura-

topermisurareancheCa ioneeMg).Per l’emogasanalisi viene sceltounprelievoda1

ml[15].

1.6-INTERVALLIDIRIFERIMENTO

1.6.1-Definizione

L’Intervallo di riferimento, IR, viene definito come “quell’intervallo che contiene tutti i

possibilivaloritra,eincludendo,unlimiteinferioreesuperiore.Ilimitidiriferimentoven-

gonodefinitiinmodochel’IRcontengaunapercentualespecificatadivalori(95%)diuna

Popolazionediriferimento”.Per“Popolazionediriferimento”s’intende“unnumeroinde-

finitodiindividui,dettiappuntodiriferimento,cherappresentanoilgruppodemografico

percuiverràusatol’IR”;gliindividuidiriferimentovengonoscelti,preferibilmenteinmo-

docasuale,percostituireilcampionediriferimentosucuiverràstabilitol’IR.Alladefini-

zionedi individuodi riferimentovaaggiunto l’aggettivo“normale”o,meglio,“sano”. In

medicinal’intervallodiriferimentohaloscopo,assiemealrefertodell’analisieall’esame

fisico,diaiutareilmedicoadefinirelostatoclinicodelpazientee,quindi,aformulazione

ladecisioneclinica[19][32][33].

Imetodiperderivare l’IRdi una specificapopolazione sonomolti ed ancoradiscussi. Il

metodostandardex-novo,inmedicinaumana,perlarealizzazionediunIRèstatorealiz-

zatodallaInternationalFederationofClinicalChemistry(IFCC)nel1970,successivamente

èstatoadottatoe revisionatodalClinicalandLaboratoryStandards Institute (CLSI).Nel

2008ilCLSIharealizzatolelineeguidapertrasferimentoevalidazionedegliIRderivatida

fontiesterneeperl’usodelmetodorobustoquandoilnumerodeidatidisponibiliètrop-

popiccolo[32].

Aqueste linee guidaper lamedicinaumanaha aderito, inizialmente, anche l’American

SocietyforVeterinaryClinicalPathology(ASVCP).Successivamentel’ASVCPhaincaricatoil

QualityAssuranceandLaboratoryStandards(QALS)direalizzarelineeguidaperladeter-

minazionedegliIRnellevariespecieveterinarie,siaperilmetodoex-novocheperime-

todiditrasferimentoevalidazionediIResterni,multicentricoebasatosulsingolosogget-

74

to;inoltresonostatideterminatiicanonideilimitidecisionali(LD)perladiscriminazione

traunapopolazionesanaedunamalata.Allafinedel2011questelineeguidasonostate

ufficialmenteadottatedallaASVCPedinseriteon-lineperlapubblicaconsultazione[32][33].

Diseguitovengonoschematizzatiiprincipalimetodiperl’ottenimentodegliIR:

MetodoEx-novo[32][33][34]

Fasepre-analitica

- Identificarelapopolazionediriferimentoedilcampionediindividuidiriferimentocon:

Metodo“apriori".Stabilireicriteridiinclusione/esclusionedegliindividuidiriferimen-

todacuiverrannoottenutiidati,cioècaratterizzarelacondizionedisaluteequindise-

lezionareisoggettichepresentanolegiustecaratteristiche.

Metodo“aposteriori”.Esaminaretuttigli individuidisponibiliraccogliendoilmaggior

numerodidatipossibileperdecideresuccessivamentequalisianoisoggetti“sani”e,

quindi,qualipossonoesserescelticomecampionediriferimento.

Metodoindiretto.Idativengonoestrapolatidaunampiodatabase(es.registrazionidi

unospedale)incuiesistonorefertisiadiindividuisanichemalati,perseparareledue

popolazionivengonoutilizzateanalisimatematiche.Lasceltadiquestometododeve

esserebenponderataedeffettuatasoloquandoleprecedentinonsonoassolutamen-

tepraticabiliperché,vistal’impossibilitàdivalutareconcertezzalapresenzadierrori

preanaliticiediconoscerel’effettivostatodisalutedelcampionediriferimento,èaf-

fettadaunerroresistematico.

- Stimare/Calcolareilnumerodisoggettiinclusi,quindi,ilnumerodidatidisponibili.

- Stabilireiltipodianalisipermisurarel’analita,qualestrumentousare,comecalibrarlo

(emantenerlocalibratoneltempo),qualisonolepossibiliinterferenzeelefontidier-

rorepreanalitico.Stabilireicriteridiinclusione/esclusionedeidatiraccolti(questicri-

teripermettonodiridurreapriorigliscartidovutiaivalorioutlier).Individuarequalità

analiticaebiasdell’analisi.IdentificarepossibilisottogruppiperrealizzareIRpiùspeci-

fici(rendepiùpiccolol’IC).

- Standardizzaretutteleprocedurediraccolta,manipolazioneeanalisideidati.

Faseanalitica

- Eseguirel’analisisuicampionirispettandoipuntiprecedentiediparametridelcontrol-

loqualitàdellamacchina(standardizzareilprocessoanaliticodellostrumento).

Fasepost-analitica

75

- RealizzareunIstogrammadellafrequenzadeidatipervalutare:

• Presenza di Outlier. Questi valori anomali devono essere identificati ed eliminati

mediantel’usoditeststatisticicome:Dixon’srange,AlgoritmodiHornconlerestri-

zionidegliinterquartilidiTukeyassociatiallavalutazionecriticadelclinico.

• Distribuzionedeidati.Perquestavalutazionesipossonousare i teststatistici:An-

derson-Darling, Kolmogorov-Smirnov, Shapiro-Wilk. Se la distribuzione risulta non

GaussianasipuòprovareanormalizzarlaconlatrasformazionelogaritmicaoilBox-

Cox.

- Stabilitoiltipodidistribuzionepuòesserecalcolatol’IRcon:

• MetodiParametrici.Siscelgonoquandoladistribuzioneènormale,idatiadisposi-

zione sono almeno 40-120 omaggiori. Permettono di otteneremedia, deviazioni

standard,limitisuperioreedinferiore.

• MetodiNonParametrici.Siscelgonoquandoladistribuzionenonènormaleedida-

tiadisposizionesono>120.Permettonodiotteneremedianaefrattili (percentili)

2.5°e97.5°checorrispondonoalimiteinferioreesuperiore.

• Metodo Robusto. Quando sono disponibili pochi dati (20-40), preferibilmente di-

stribuiti inmodosimmetrico.Sibasasulla trasformazione logaritmicadeidati con

successivaelaborazione tramite indicatori robusti che forniscono rispostecorrette

ancheinsituazionilontanedall’ideale.

- Calcolare l’IC (intervallo di confidenza) per i limiti superiore ed inferiore. Esso è

l’intervallodivaloricheindicalaprobabilitàentrocuiècontenutoilvalorediunpara-

metro,perilimitidiriferimentoindical’imprecisionedellastima.Maggioreèladimen-

sionedel campionedi riferimento,migliore sarà la suaapprossimazioneallapopola-

zionediriferimentoeminoresaràl’intervallodiconfidenza.L’ICnondovrebbesupera-

rel’ampiezzadell’IRperpiùdi0.2volte,incasocontrario(accadespessoconpochida-

ti)sarebbenecessarioaumentareilnumerodicampioniequindididati.

MetodoMulticentricoodegliIRcomuni[32][33]

Sono IR ex-novoottenuti da un gruppodi laboratori invece che da uno solo. Vantaggi:

permettono larealizzazionedi IRpiùaccuratiperpopolazionimobilinellaregionedidi-

pendenzadeilaboratori,vengonoanalizzatiunnumeromaggioredicampioniquindiau-

menta l’accuratezzae si restringe l’CI, più facile realizzare sottogruppi, costiminoriper

76

ogni singolo laboratorio. Svantaggi: fondamentaleunmaggior rigorenella standardizza-

zionedelleprocedure(inogniloroaspetto).

MetododitrasferimentoevalidazionediIRdafontiesterne[32][33]

QuandosiscegliediadottareIRottenutidafontiesterneandrebbevalutatoseilproce-

dimentoperl’ottenimentodell’IRèstatocorrettamentedocumentato,selapopolazione

diriferimentodellafontesiasimileaquelladellaboratoriocheadottal’IReselecondi-

zionipreanalitichesianosimili (raccolta,manipolazioneeanalisideicampioni).Nelcaso

vengano rilevate differenze statisticamente significative, dovrebbe essere eseguito un

confrontostatisticoconaggiustamentodelledifferenzemediantemetodidiregressioneo

didifferenzadellemedie.

InseguitosipuòpassareallavalidazionedegliIR:

- M.DIRETTO.Compararel’IRconirisultatidi20campionamentisuindividuisani(sele-

zionati inmodoche sianoomogenei, senzaoutlier). L’IR vienevalidato se0-2 risultati

cadonofuoridaisuoilimitievienescartatosepiùdi4risultaticadonofuoridaisuoilimi-

ti.Nelcaso3-4valoricadonofuorisideveripeterelaproceduracon20nuovicampioni.

- M.RIGOROSO.Prevede l’usodianalisistatistichecomparativecomeMann–WhitneyU

test,Mediantest,Siegal-Tukeytest.Perchélacomparazioneabbiasignificatostatistico

deveessereeseguitatragli IRdavalidareealmeno40-60datidaaltrettanticampioni,

vada sechese si riesceadottenerequestonumerodi campionièmeglioutilizzare il

metodorobusto.

Questi IRdovrebberoessererivalidareogni3-5annioancheprimasesinotanodiscre-

panze tra risultati delle analisi e condizioni cliniche dei pazienti o quando cambiano le

condizionidipartenzadellaboratorio(modificadell’analizzatore,dellostaff,…).

IRbasatisusingolisoggetti[32][33]

GliIRsusoggettosonopiùutiliquandolavariabilitàintra-individuale(coefficientediva-

riabilità dei singoli valori di un individuo sano CVI), è minore della variabilità inter-

individuale (CVdiungruppooCVG).Perdeterminareoggettivamente l’utilitàdiquesto

tipodi IRrispettoadunoottenutosullapopolazione,èpossibileusare l’indicedi indivi-

dualità(II).

II=[(CVI)2+(CVA)2]½/CVG

dove CVA è la variabilità analitica (errore casuale o imprecisione delmetodo analitico).

QuestaequazionevienespessosemplificatainCVI/CVGperchépermoltianalizzatoriCVA<

77

CVI. Quando II < 0.6 l’IR su soggetto sono da preferire agli IR su popolazione, mentre

quandoII>1.4gliIRsusoggettononfornisconopiùinformazionidegliIRsupopolazione.

QuandosiapplicaquestotipodiIRèpossibileusareilReferenceChangeValues(RCV)per

determinareseladifferenzatraduemisurazioniconsecutivesullostessoindividuoèsigni-

ficativa.L’RCVèbasatosulvalorediCVInelsoggsanoesulladispersionedellevariazioni

biologichenellapopolazione:

RCV=z×[2(CVI)2+(CVA)2]½

L’RCVèusatoalmeglioquandoCVA<(0.5×CVI)equestoavvienepermolteanalisiauto-

matiche,quindi,l’equazionesisemplificain:RCV=(z×2½CVI)=[z×1.41(CVI)].

“z” rappresenta la z-statistica, una stimadi probabilità che convenzionalmenteèpari a

1.96(dail50%diprobabilitàdiindividuareunaumentosignificativoconun5%diproba-

bilitàdierrore;per“z”piùgrandilaprobabilitàdiunaumentosignificativoèmaggiorema

laprobabilitàdierroriarrivaal90%).Perilmonitoraggiodipazienticonmalattiecroniche

èpiùsignificativostabilire laCVIdelsoggettomalatocronicomastabile invecediusare

quellaottenutadelsoggettosano.

Aprescinderedalmetodoutilizzato,ognistudioperlarealizzazionediIRdovrebbeessere

attentamentedocumentatoinognisingolopassaggioperconsentire,achiunqueintenda

valutarel’attendibilitàe/ousaregliIRottenuti,diconoscereilprocedimentoseguito[32].

QuestelineeguidadovrebberoessereapplicateogniqualvoltasivogliaottenereunIRe

soprattuttoselosivuolpubblicare,purtroppoperò,incampomedicoedinparticolarein

quelloveterinarioèestremamentedifficileriuscirearispettaretutti icriteri,soprattutto

perlagrandeincertezzanellafasepre-analiticaprovocatadall’incidenzadierroripreana-

litici(vedipunti1.6.1e1.6.2).Dettoquesto,vaancheconsideratoquellochediceGiava-

rina già per la medicina umana: “se lo scopo degli IR è quello di aiutare il clinico

nell’interpretareirisultati,inpopolazioniospedalizzatedovremmoutilizzarevaloridiversi

daquellidellapopolazionesana”[33].

1.6.2-IntervallidiriferimentoinLetteratura

Tab.4:Intervallidiriferim

entoinletteraturaperg

lian

alitidell’O

ssigenazioneedelloStatoAcido

-Base

Fonti

OSSIGEN

AZIONE

STAT

OACIDO-BAS

E

pO2

pCO

2sO

2cH

b Hct

pH

HCO

3- BE

AG

tCO

2

IRODV-UOTI(20

13)

47.9-56.3(

a)

38.0-43.5(

a)

-15

-20(

c)

37.0-55.0(

d)

7.35

-7.41

20.8-25.2°

(-2.0)-2.5°

12-20°

22-27(

d)

VetStat

TM[4]

24.0-48.0(

a)

32.0-49.0(

a)

--

-7,31

-7,42

20,0-29,0§

--

21-31§

Silverstein,Hop

per(201

5)[7]

45.0-65.0(

a)

37.0-47.0(

a)

-13

.3-20.5*

(c)

40.3-60.3*

(d)

7.33

-7.37

20.0-24.0°

(-4.0)-0.0°

-21

-25°

DiBartola(2

012)

[12]

45.4-64.6(

a)

37.7-46.5(

a)

>70

(d)

--

7.33

-7.38

20.1-24.1§

(-3.8)-(-0.4)§

12-24§

21-25§

BurkittCreedo

n,Davis(2

012)

[15]

40.0-50.0(

a)

35.0-45.0(

a)

72-84(

d)

14.0-19.0*

(c)

40.0-55.0*

(d)

7.35

-7.45

19.0-25.0§

(-4.0)-0.0

§ 15

-20§

20-26§

Hop

per,Epsteinetal.(20

14)[3

5]

-37

.0-45.0(

a)

--

-7.32

-7.43

18.0-26.0§

(-4.0)-0.0

§ 8-16

§ -

Tamura,etal.(20

15)[9

] 46

.9-54.5(

a)

40.4-44.6(

a)

79-86(

d)

--

7.36

-7.40

23.2-26.6°

(-1.8)-1.8°

--

Westetal.(201

4)[36]

3.1-77

.1(b)

3.1-11

.8(b)

-4.4-19

.4(c)

13.0-57.0(

d)

7.10

-7.52

16.5-33.9°

(-9.0)-9.0°

--

Willardetal.(200

5)[21]

≈10

0(a)

33.0-50.0(

a)

-13

.3-19.2*

(c)

36.0-54.0*

(d)

7.32

-7.40

18.0-26.0§

-12

-24§

21-31§

Vigan

ò,F.etal.(20

04)[3

7]

-33

.0-50.0(

a)

--

-7.32

-7.50

18.0-26.0§

(-2)-2§

12-20°

23-29§

Lavouléetal.(201

3)[38]

-29

.7-52.4(

a)

--

-7.33

-7.46

18.5-27.7°

-15

-28°

20-29°

Zaldivar-Lop

ezetal.(20

11)[3

9]

Greyhou

nds

Non

-Greyhou

nds

36

.3-84.3(

a)

34.6-69.6(

a)

25

.6-39.9(

a)

24.7-44.4(

a)

84

-95(

d)

66-88(

d)

18

.1-25.0(

c)

15.0-21.3(

c)

47

.8-55.6(

d)

43.3-48.9(

d)

7.38

-7.44

7.37

-7.43

- -

- -

- -

- -

O’Brien

etal.(20

14)[4

0]

Cucciolodi4gg

Cucciolodi10-12

gg

Cucciolodi16gg

Cucciolodi28gg

Cucciolodi70-77

gg

Cucciolodi84gg

Adu

lto

- - - - - - -

- - - - - - -

- - - - - - -

11

.1–1

7.5*

(c)

10.1–1

4.0*

(c)

8.6–

12.4*(

c)

7.4–

10.7*(

c)

8.6–

13.3*(

c)

10.0–1

4.2*

(c)

9.7–

17.9*(

c)

35

.8–5

2.5*

(d)

29.8–4

2.9*

(d)

25.6–3

7.1*

(d)

22.2—32

.1*(

d)

25.7–3

9.8*

(d))

30.6–4

2.4*

(d)

29.1–5

3.7*

(d)

7.36

–7.60

7.39

–7.52

7.34

–7.53

7.36

–7.50

7.39

–7.51

7.36

–7.51

7.36

–7.50

26

.1-33.6°

24.2-29.9°

23.8-31.5°

21.9-31.5°

22.6-29.7°

23.9-30.7°

21.5-31.2°

- - - - - - -

- - - - - - -

- - - - - - -

(a) m

mHg,(b

) KPa,(

c)g/dL,(d

) %,°m

mol/L,§m

Eq/L,*valorinon

ricavatispe

cificam

enteperl’em

ogasan

alisi

78

79

Tab.5:Intervallidiriferim

entoinletteraturaperE

lettrolitieM

etab

oliti

Fonti

ELETTR

OLITI

METAB

OLITI

K+

Na+

Cl-

Ca2+

Lattato

Glucosio

Bilirub

ina

mOsm

IRODV-UOTI(20

13)

3.9-5.5§

140.0-15

5.0§

109-12

5§

2.24

-2.84§

0.5-2.5°

80-125

^0.1-0.3^

30

2-32

5#

VetStat

TM[4]

3.5-5.8°

144.0-16

0.0°

109-12

2°

1.25

-1,5°

-77

-125

^-

-Silverstein,Hop

per(201

5)[7]

3.9-4.9*

§ 14

0.0-15

0.0*

§ 10

9-12

0*§

1.25

-1.50*

°0.5-2.0*

°65

-112

*§

0.3-0.9*

^26

4-29

2*#

DiBartola(2

012)

[12]

3.5-5.5§

140.0-15

5.0§

107-11

3**§

1.2-1.5°

0.0-2.0°

--

290-31

0#

BurkittCree

don,Davis(2

012)

[15]3.4-4.9*

°13

9.0-15

0.0*

°10

6-12

7*°

1.12

-1.40*

°0.0-2.0§

53-117

§ -

290-31

0*#

Hop

per,Epstein,etal.(20

14)[3

5]

3.6-4.7§

144.0-15

2.0§

111-12

1§

1.2-1.5§

0.0-2.0§

--

-Tamura,etal.(20

15)[9

] -

--

--

--

-Westetal.(201

4)[36]

3.0-6.5°

137.0-15

1.0°

-1.16

-1.56°

-3.3-7.8°

--

Willardetal.(200

5)[21]

3.3-5.5*

§ 14

0.0-15

0.0*

§ 10

7-11

3*§

1.12

-1.42*

°-

70-110

*^

<1*

^29

0-31

0#

Vigan

ò,F.etal.(20

04)[3

7]

--

--

0.0-2.0°

--

-Lavouléetal.(201

3)[38]

4.0-5.1°

154.0-15

9.0°

111-12

0°

1.16

-1.37°

-4.6-6.4°

1.7-7.0°

-Sharkey,L.etal.(20

13)[2

3]

0.3-2.5°

--

-O’Brien

etal.(20

14)[4

0]

Cucciolodi4gg

Cucciolodi10-12

gg

Cucciolodi16gg

Cucciolodi28gg

Cucciolodi70-77

gg

Cucciolodi84gg

Adu

lto

3.9-5.2*

°4.1-5.3*

°4.4-5.8*

°4.1-5.7*

°3.9-5.0*

°4.1-4.9*

°3.7-4.6*

°

13

6.1-14

8.9*

°13

8.8-14

6.0*

°14

0.9-14

5.6*

°14

1.3-14

5.6*

°14

3.2-14

7.5*

°14

2.7-14

9.6*

°14

3.9-15

4.7*

°

10

1.1-10

7.5*

°10

5.2-11

0.8*

°10

5.8-11

1.9*

°10

5.5-11

2.1*

°10

5.8-11

2.2*

°10

6.4-11

0.8*

°10

8.2-11

7.2*

°

1.31

-1.61*

°1.42

-1.59*

°1.45

-1.61*

°1.46

-1.59*

°1.38

-1.53*

°1.37

-1.55*

°1.18

-1.47*

°

- - - - - - -

3.9-7.5*

°5.2-8.2*

°6.0-8.0*

°6.6-8.2*

°6.4-7.9*

°4.8-9.3*

°4.0-7.7*

°

- - - - - - -

- - - - - - -

°mmol/L,§m

Eq/L,^m

g/dL,#m

Osm

/Kg,*valorinon

ricavatispe

cificam

enteperl’em

ogasan

alisi,**valorecorrettoinbasealsod

io.

IRODV-UOTI201

3=intervallidirife

rimen

toderivan

tidaun

ostud

iointernoeda

llacon

sultazione

dellabibliografiasull’argom

ento,attua

lmen

teinuso

79

PARTESPERIMENTALE

81

CAPITOLO2

2.1-INTRODUZIONE

Ilpresentelavoroèstatorealizzatoalloscopodiotteneregliintervallidiriferimento,dei

seguentianaliti:pO2,pCO2,sO2,ctHb,Hct,pH,tCO2,HCO3-,AG,BE,Na+,K+,Cl-,Ca2+,Glu-

cosio,Lattato,Bilirubina,Osmolalitàperl’emogasanalizzatoreRadiometerTMABL735GLA

XP®inusopressoilrepartoditerapiaintensivadell’OspedaleDidatticoVeterinario“Ma-

rioModenato”delDipartimentodiScienzeVeterinariedell’UniversitàdiPisa.L’ordinedei

parametrièstato impostatotenendocontodellerelazioniesistentitra idiversianalitie

delleesplorazionifunzionali:ossimetria,equilibrioacido-base,elettroliti,metaboliti.Tale

ordinenon riflette lametodicadi valutazionedel referto comunemente impiegata che,

invece,prendeinconsiderazionepH,pCO2ebicarbonati, igasematici(soprattuttoperi

prelieviarteriosi),glielettrolitiedinfineimetaboliti.

Almomentoattualenonesistonointervallidiriferimentodellostrumentoinesameinbi-

bliografia veterinaria. Inoltre questi intervalli di riferimento sono essenziali per

l’interpretazioneclinicadeirisultatidell’emogasanalisicondottasupazientiaffettidadif-

ferentipatologie[4][6][7][9][12][15][19][21][23][25][31][33][35][39][40][41].

In secondo luogo abbiamo analizzato l’influenza dell’inserimento omeno, almomento

dell’analisi, della temperatura del paziente canino sulla distribuzione dei valori di pH,

pCO2 epO2.Questodato clinico è noto influenzare fortemente i valori di questi analiti

nell’emogasanalisi[2][3][5][6][14][15].

2.2-MATERIALIeMETODI

2.2.1-CRITERIDISCELTADEIDATIANALIZZATI

Pereseguireilpresentelavoro,idatisonostatiottenutimedianteestrazionedalsoftware

internoall’emogasanalizzatore, sotto formadi fogliodi calcoloOfficeExcel®,dei referti

delleemogasanalisieseguitenelrepartoditerapiaintensivadell’OspedaleDidatticoVete-

rinario“MarioModenato”delDipartimentodiScienzeVeterinariedell’UniversitàdiPisa

neimesiintercorsidal26/07/2013al21/04/2014edal28/03/15al09/03/16.

Èstato,quindi,eseguitounostudioindirettosu2970refertiselezionandotraquestitutti

82

quelliappartenentiacaniesvoltisucampionidisanguevenoso.Dai1539referticosìot-

tenutinesonostatiscartati198perchépresentavanodatidisegnalamentononattendibi-

li.Nell’analisidiquestidatinonsonostateapplicatepartizioni.

Dai1341refertirimastisonostatiestrapolatiidatirelativiaglianalitisottoesameperla

realizzazionediquestolavoro:pO2,pCO2,sO2,ctHb,Hct,pH,tCO2,HCO3-,AG,BE,Na+,K+,

Cl-,Ca2+,Glucosio,Lattato,Bilirubina,mOsm.

Aquestopuntoanalitiedaticorrispondentisonostatidivisiinduegruppi:

A. Misurati(pO2,pCO2,ctHb,pH,Na+,K+,Ca2+,Cl-,Glucosio,Lattato,Bilirubina).

B. Derivati(sO2,Hct,tCO2,HCO3-,AG,BE,mOsm).

Essendoquestounmetodoindiretto,ilcampionediriferimentodeisoggettisanièstato

ottenutoselezionandoidatiinbaseagliintervallodiriferimentoattualmenteinusonello

strumento (IR derivanti da uno studio interno e dalla consultazione della bibliografia

sull’argomento)perognunodeglianaliti(veditabelleparagrafo1.6.2).L’unicaeccezioneè

statalasO2percuièstatosceltol’intervalloriportatodaBurkittCreedonetal.(2012)[15]

perchéalmomentononerapresentequestoIRsucampionevenoso.

Periparametrimisurati,sullabasedegliIRriportatiinTab.6,sonostatiselezionatiicam-

pionichecadevanoall’internodell’intervallo.Quindisonostaticalcolati inuoviintervalli

diriferimentosuidaticosìottenuticomeprevistodallelineeguidadellaASVCP[32].

PeriparametricalcolatiirefertisonostatiselezionatiinizialmenteinbaseagliIRottenuti

in precedenza per analiti misurati da cui i calcolati derivano (es. Na+ e Glucosio per

l’Osmolalità).Suquestidatisonostatiselezionatiicampionichecadevanoall’internode-

gliIRdiTab.6.SuccessivamentegliIRdiTab.6sonostatiancheapplicatidirettamenteal-

latotalitàdeidati,comenelladeterminazionedegliIRperparametrimisurati.

Tab.6:Intervallidiriferimentoinizialiperognianalita

MISURATI Unitàdimisura IR Intervallotraidueestremi

Quartiletraidueestremi

pO2 mmHg 47.9-56.3 8.4 2.1

pCO2 mmHg 38.0-43.5 5.5 1.375

ctHb g/dL 15-20 5 1.25

pH 7.35-7.41 0.06 0.015

Na+ mEq/L 140.0-155.0 15 3.75

K+ mEq/L 3.9-5.5 1.6 0.4

83

Cl- mEq/L 109-125 16 4

Ca2+ mEq/L 2.24-2.84 0.6 0.15

Glucosio mg/dL 80-125 45 11.25

Lattato mmol/L 0.5-2.5 2 0.5

DERIVATI sO2 % 72-84 12 3

Hct % 37.0-55.0 18 4.5

tCO2 % 22-27 5 1.25

HCO3- mmol/L 20.8-25.2 4.4 1.1

AG mEq/L 12-20 8 2

BE mmol/L (-2.0)-2.5 4.5 1.125

mOsm mmol/Kg 302-325 23 5.75

IdatirelativiapO2,pCO2epH,dopoapplicazionedegliintervallidiriferimentoriportatiin

Tab. 6, sono stati suddivisi in due gruppi ciascuno. Nel primo gruppo rientravano tutti

quellipercuierastatalasciatalatemperaturadidefault37°C(pO2N=70,pCO2N=71e

pHN=149),nelsecondogrupporientravanotuttiquellipercuierastatainseritalatem-

peraturadelsoggettoalmomentodell’analisi(pO2N=141,pCO2N=163epHN=263).

Questasuddivisionesièbasatasull’assuntocheunatemperaturadi37°Cfossedidefault,

nonèstatopossibilestabilireseequandoessafosselaveratemperaturadelsoggetto.

2.2.2-ANALISISTATISTICA

Dopoaverliselezionati,idatiutilisonostatianalizzaticonunprogrammadicalcolostati-

stico:MedCalc®versione15.11[42].

Laprimaanalisieseguitaèstata lavalutazionedelladistribuzionedeivalorimediante il

Kolmogorov-Smirnovtest,conlacorrezioneLillieforsdellasignificatività,basatosulmas-

simolivellodidiscrepanzatraladistribuzionecumulativadeicampionieladistribuzione

cumulativaNormale[42].L’obiettivoeraaccertareoscartarelanormalitàdelladistribuzio-

nedeidatiperpoterstabilireseutilizzare,nelleanalisisuccessive,ilmetodoparametrico

oilmetodononparametrico.

TramiteilKolmogorov-Smirnovtestglianalitiesaminatisonostatidivisiinduegruppi:

1) Gruppo a distribuzione normale o Gaussiana. A questo gruppo appartiene solo

HCO3-.Perquestoanalital’intervallodiriferimentoèstatodeterminatocalcolando

84

lamediadeivalori±2deviazionistandard(DSoSDininglese),lequalidetermine-

rannoillimitesuperioreeinferioredell’intervallo.

2) GruppoadistribuzionenonnormaleononGaussiana.Aquestogruppoapparten-

gonopO2,pCO2,ctHb,pH,Na+,K+,Cl-,Ca2+,Glucosio,Lattatoperiparametrimisura-

tiesO2,tCO2,AG,BE,mOsmper iparametricalcolati.L’intervallodiriferimentoè

statodeterminatomediantemetodononparametricoodeipercentilicheconsiste

nelcalcolaremedianaepercentili,appunto.Vieneusatoil95%centraledelladistri-

buzione dei dati, cioè si considerano tutti i valori presenti tra i percentili 0,025 e

0,975,eliminandoil2,5%deidatidalmargineinferioreeil2,5%deidatidalmargine

superioredelladistribuzione.

È stata valutata l’eventuale presenza di outliers (valori anomali che possono variare

l’andamentodellecurvedidistribuzione)applicandoilmetodoTukeychepermettediin-

dividuareescartareeventualivalorianomalidaentrambiilatidelladistribuzione,inmo-

dodariportareladistribuzioneallanormalità[42].Sonostatitrovati,edeliminati,outliers

soloperilK+(N=5).

Perlavalutazionedellarilevanzadell’inserimentoomenodellatemperaturacorrettadel

soggettosullemisurazionideigasematiciedelpHèstataeseguitaunaanalisicomparati-

vaconilMann-Whitneytest.Questotestunisceeordinaidatididuegruppidicampioni

calcolandounastatisticasulladifferenzatralasommadeiranghidelgruppo1elasomma

deiranghidelgruppo2;seilvalorerisultantediP<0.05,alloravieneaccettatal’esistenza

diunadifferenzastatisticamentesignificativatraiduegruppi[42].

CAPITOLO3

RISULTATIIntabella7sonoriportatigliintervallidiriferimentoottenutiperglianalitimisuratiecal-

colatidallastrumentoconirispettivigraficidellecurvedidistribuzionedeidati(graficinn.

1-16).

Perisolianaliticalcolatisonostatiriportatiintabella8ivaloriottenuticonesenzalare-

strizionedeidatiinbaseagliintervallidiriferimentodeglianalitimisurati.

Tab.7:Intervallidiriferimentoottenutiperglianalitimisurati(partesuperiore)ecalcolati

(parteinferiore)

Analita Dimensionicampione MedianaIRLimiteinferiore(CI90%)

IRLimitesuperiore(CI90%)

Grafico

pO2 211 51.8 48.1(47.9-48.3)

56.2(56.0-56.3) N°1

pCO2 234 40.6 38.0(38.0-38.2)

43.4(43.2-43.5) N°2

ctHb 239 16.7 15.1(15.1-15.2)

19.8(19.5-20.0) N°3

pH 412 7.379 7.351(7.350-7.352)

7.409(7.408-7.410) N°4

Na+ 1043 147 140(140-140)

154(154-154) N°5

K+ 569 4.3 3.9(3.9-3.9)

5.3(5.3-5.4) N°6

Cl- 890 115 109(109-109)

124(124-124) N°7

Ca2+ 706 2.49 2.26(2.25-2.26)

2.78(2.77-2.80) N°8

Glucosio 873 101 81(81-82)

124(123-124) N°9

Lattato 967 1.20 0.50(0.5-0.5)

2.48(2.4-2.5) N°10

sO2 228 77.9 72.1(72.0-72.2)

83.9(83.8-84.0) N°11

tCO2 106 24.9 22.1(…-…)

27.0(…-…) N°12

HCO3-* 80 22.8** 20.8

(20.4-21.2)25.2

(24.8-25.6) N°13

AG 621 15.1 12.1(12.0-12.3)

19.9(19.8-19.9) N°14

BE 221 -0.7 -2.0([-2.0]-[-1.9])

2.2(1.8-2.5) N°15

mOsm 253 306.4 302.1(302.0-302.2)

314.4(314.1-314.7) N°16

*unicomisurandocondistribuzioneparametrica,**media,CI=intervallodiconfidenza.

Tab.8:Comparazionedeivaloriottenuticonesenzarestrizioneinbaseaimisurati

Analita Dimensionicampione Mediana IRLimiteinferiore IRLimitesuperiore

sO216* 79.6** 72.3 86.8

228 77.9 72.1 83.9

tCO20 --- --- ---

106 24.9 22.1 27.0

HCO3-

80* 22.8** 20.8 25.2

299 22.4 20.8 25.0

AG40 13.6 12.0 19.0

621 15.1 12.1 19.9

BE0 --- --- ---

221 -0.7 -2.0 2.2

mOsm253 306.4 302.1 314.4

447 308.0 302.1 322.4

*misurandocondistribuzioneparametrica,**media

Grafico1:IstogrammadelladistribuzionedipO2

87

Grafico2:IstogrammadelladistribuzionedipCO2

Grafico3:IstogrammadelladistribuzionedictHb

88

Grafico4:IstogrammadelladistribuzionedelpH

Grafico5:IstogrammadelladistribuzionediNa+

89

Grafico6:IstogrammadelladistribuzionediK+

Grafico7:IstogrammadelladistribuzionediCl-

90

Grafico8:IstogrammadelladistribuzionediCa2+

Grafico9:IstogrammadelladistribuzionediGlucosio

91

Grafico10:IstogrammadelladistribuzionediLattato

Grafico11:IstogrammadelladistribuzionedisO2

92

Grafico12:IstogrammadelladistribuzioneditCO2

Grafico13:IstogrammadelladistribuzionediHCO3-

93

Grafico14:Istogrammadelladistribuzionedell’AnionGap

Grafico15:IstogrammadelladistribuzionedelEccesso/DifettodiBasi

94

Grafico16:Istogrammadelladistribuzionedell’Osmolalità

Tab.9:ConfrontotraIRadottatidaODVUOTIequelliottenuticonquestolavoro

MISURATI Unitàdimisura IRODVUOTI IRottenuti

pO2 mmHg 47.9-56.3 48.1-56.2

pCO2 mmHg 38.0-43.5 38.0-43.4

ctHb g/dL 15-20 15.1-19.8

pH 7.350-7.410 7.351-7.409

Na+ mEq/L 140-155 140-154

K+ mEq/L 3.9-5.5 3.9-5.3

Cl- mEq/L 109-125 109-124

Ca2+ mEq/L 2.24-2.84 2.26-2.78

Glucosio mg/dL 80-125 81-124

Lattato mmol/L 0.5-2.5 0.5-2.48DERIVATI

sO2 % 72-84 72.1-83.9

tCO2 % 22-27 22.1–27.0

HCO3- mmol/L 20.8-25.2 20.8-25.2

AG mEq/L 12-20 12.1-19.9

95

BE mmol/L (-2.0)-2.5 (-2.0)-2.2

mOsm mmol/Kg 302-325 302.1-314.4

ConfrontandogliIRdipartenzaequelliottenuti,comeriportatointabella9,abbiamootte-

nutounasovrapposizionequasiperfettaperpCO2,ctHb,sO2,pH,tCO2,HCO3-,AG,Na+,Cl-,

GlucosioeLattato,unaminimadifferenzaperpO2,BE,K+eCa2+mentresisonoottenutedif-

ferenzeper l’Osmolalità. Inoltre l’ampiezzadell’intervallodi confidenza (CI) per i limiti dei

nuoviIRrestasemprealdisottodi0,2voltel’intervallodell’IR.

PerlaBilirubinanonèstataeseguitaalcunavalutazionedegliintervallidiriferimentopoiché

lostrumentononèingradodideterminarneilsuovalorequandoilcampioneèdiunsogget-

to sano non iperbilirubinemico. Pertanto, per questa determinazione, esiste un limite alla

sensibilitàanaliticapervaloriusualmenteindicaticomenormalinelcane(0.1-0.3mg/dL).

Perl’Hctsièdecisodinoneseguirevalutazioniinquantol’equazioneallabasedellasuade-

terminazionesifondasuvaloridiMCHCinseritididefaultnellamacchinaebasatisullaspe-

cieumana(vedipunto1.5.4)[14].

DalconfrontodeidatidipO2,pCO2epH,divisiinbaseallatemperatura(registrazionecam-

pionea37°C,oppureallatemperaturacorporearegistrataallavisita)dopoapplicazionedegli

intervallidiriferimentoriportatiintabella6,sonostatiottenutiirisultatiintabella10.

Tab.10:ConfrontodeigruppiadiversaT°CperpO2,pCO2epH

N°campionia37°C N°campioniaT°Cmodificata PpO2 70 141 0.2801pCO2 71 163 0.1350pH 149 263 0.4936

DallasuccessivaanalisideidatidipO2,ctHb,sO2epHèrisultatoche il36%(478/1341)dei

refertipresentavanounapO2>58.2mmHg,cioèoltreillimitemassimoottenutoconquesto

lavoroaumentatodiunquartile.Diquestiil16%(74/478)rientranonell’intervallodinorma-

litàdeicampioniarteriosiricavatodallaletteraturaperl’analizzatore(80.9-103.3mmHg)ed

il26%(123/478)superanoillimitemassimodell’IRarterioso.Infineil38%(47/123)deidati

che superano il limitearterioso, superanoanche il livellodipressioneparzialediossigeno

dell’ariaambiente(159mmHg[5][6]).

Inoltre in29/1341casiè stata inseritaunaFiO2diversadaquella standarddellamacchina

(21%),diquesti26/1341l’avevanoaumentatae3diminuita(del3%,7%e8%),lamodifica-

96

zionediquestoparametroserveadindicarelapresenzadiossigenoterapiaoqualunqueal-

trapossibilevariazioneallapercentualediossigenonell’ariainspirata[3][5][6][14].Trairefertia

pO2>58.2mmHgin6/478casierastataaumentatalaFiO2,mentrein2/478casièstatamo-

dificatalaFiO2inserendounvaloreminore.

Èstatoancheosservatochenel60%(286/478)deireferticonpO2>58.2mmHg,anchel’sO2

supera il limite superiore ottenuto con questo lavoro e nel 16% (47/286) di questi referti

l’sO2superaaddiritturail100%(ilvaloremassimoriscontratoèil102%).

97

CAPITOLO4

DISCUSSIONEeCONCLUSIONI

GliIRottenutiperiparametrimisuratipO2,pCO2,ctHb,pH,Na+,K+,Cl-,Ca2+,GlucosioeLat-

tatopossonoessereconsideratiattendibilivistoilnumerodidatiutili;lostessoperquelche

riguardaiparametricalcolati.BenchélaproceduradiriferimentoperotteneregliIRsarebbe

stataquelladieseguiremisurazionisingolee/oripetutesusoggetticlinicamentesaniprima

dieffettuare l’analisi (metodo“apriori”), inquesto lavoroèstataapplicata lametodologia

indiretta a posteriori, anch’essa considerata valida nelle linee guida dell’ASVCP. Ciò ci ha

permessodivalidarelamaggiorpartedegliIRestrapolatidallaletteratura.Lametodicaindi-

rettaaposterioriprevedel’estrapolazionedeidatidaunampiodatabaseelaselezionedella

popolazionesana,all’internodeldatabase,grazieadanalisimatematiche[32][33][34].

Inoltrel’intervallodiconfidenza(CI)èrisultatoinferioredi0,2voltel’IRadimostrazionedel-

la congruità dell’analisi statistica eseguita (come specificato nelle linee guida

dell’ASVCP)[32][33][34]

È statoanchepossibileosservareche,nella realizzazionedegli IRper iparametri calcolati,

nonsussistevaunarealedifferenzatraIRottenuticonselezioneinbaseaicorrispettivimisu-

ratieIRottenutisullatotalitàdeidatiquandolanumerositàdeicampionirispettavailimiti

dellelineeguidadell’ASVCP,comenelcasodiHCO3-eOsmolalità.Quandolanumerositànon

erasufficiente,comeèaccadutopersO2,AGeBE,idueIRsidimostravanodifferentisoprat-

tuttoperillimitesuperiore.

LadifferenzaosservatatragliIRdell’Osmolalità,quellodipartenzaequellonuovo,siconsi-

dera imputabile alla semplicità della formula con cui questo parametro è calcolato dallo

strumento.Infatti,nellaformula[2Na++Glucosio]nonvieneconsideratal’Urea(parametro

che lo strumento non fornisce), presente invece in tutte le formule disponibili in

letteratura[3][7][12][15][21].

NonèstatadimostrataunadifferenzastatisticatravaloridipO2,pCO2epHquandolatem-

peraturadel soggettoviene inseritacorrettamente incontrapposizioneaquandoviene la-

sciataquelladidefaultdellamacchina(37°C).Vaperòconsideratocheilmodomiglioreper

dimostrarequestadifferenzasarebbestatoquellodieseguiresuognisingolocampioneuna

seriedidoppiemisurazionialleduediversetemperature.Inoltreèprobabilecheladifferen-

98

zaabbiamaggiorsignificativitàquandolatemperaturadelsoggettoèmoltodiversadaquel-

ladellostrumento(ipotermiaoipertermia).

IvalorianomalidipO2riscontratisullamassadidati,essendoimpossibilidaottenereauto-

nomamenteinunorganismo(vedipO2alpunto1.2.1),fannosospettarefortementeunerro-

re preanalitico possibilmente imputabile, nei 478/1341 casi, a: errata identificazione del

campione (arterioso registrato come venoso); presenzadi bolle d’aria all’internodel cam-

pionealmomentodell’analisi;ossigenoterapia inattoalmomentodelprelievo(altamente

probabileessendounostrumentoperl’emergenzaelaterapiaintensiva).In47/123casi,do-

ve lapO2 supera i 160mmHg, l’ossigenoterapiaè l’ipotesipiùplausibile[5][6]. Lemedesime

considerazionisonoulteriormenteavvaloratedallealterazioniriscontrateneivaloridisO2.

Questeevidenzeribadisconolanecessitàdiporreestremaattenzioneallacorrettaprocedu-

radi prelievo, all’identificazionedel campioneed al corretto inserimentodei dati richiesti

dallostrumento(FiO2)quandosidesideraottenereun’emogasanalisichepossaessereclini-

camenteutile[2][6][7][15].Vaancheconsideratoche,conquestivaloridipO2,èaltamentepro-

babileche icorrispondentivaloridipCO2sianostati falsamenteridottimentrequellidipH

sianostatifalsamenteaumentati.

Durantelastesuradiquestolavorohopotutoconstatarechesonomoltigliulteriorispuntidi

approfondimentodell’emogasanalisiconl’analizzatoreRadiometerTMABL735GLAXP®:rea-

lizzaregliIRsusanguearteriosoemisto;confrontarelemisurazionidell’emogasanalizzatore

conquelledellostrumentodichimicaliquidapresentenellaboratoriodelrepartodiPatolo-

giaClinicaper iparametrideglielettrolitiedeimetaboliti;valutareper l’Hct larealediffe-

renzaintercorrentetracalcolodellostrumentoevalorerealeottenutoconlametodicagold

standarddelmicroematocrito;intraprendereunprocessoperlastandardizzazionedellafase

pre-analitica,dallagestionedelpazienteallametodicadicampionamento.

Infine,sarebbeinteressante:esaminarelapossibilecorrelazionedeirisultatiperognianalita

tracampionamentiarteriosi,mistievenosisullostessosoggetto,ampliareilpannellodipa-

rametricomprendendoanchep50,FShunt,SID,A/a,…già inuso inmedicinaumanaed in

moltestruttureveterinarie;valutare lapossibilitàdell’usodell’emogasanalizzatoreperrile-

vare ilCa2+solosuplasma/siero,anchedopounperiododistoccaggio(disangue intero in

anaerobiosi)pereventualenecessitàdispedizionedeicampioniodiconservazioneprolun-

gata;approfondirelavariazionedellapO2venosaecapillare,eleloropossibiliapplicazioni,

nellevariepatologieeinrelazioneallasedediprelievo.

99

InconclusionesonostatistabilitiinuoviIRperglianaliticonsideratieosservatoche,utiliz-

zando ilmetodo indirettoaposteriori,questinuovi IRsonosovrapponibiliaquelliottenuti

della letteratura ad eccezione dell’Osmolalità per cui, il diverso metodo di calcolo usato

dall’analizzatore rispettoaimetodi riportati in letteratura,haprovocatounrestringimento

dell’IR.

100

BIBLIOGRAFIA[1] M.Bertoli,“Squilibriacido-baseedEmogasanalisi,”in72°CongressoInternazionale

SCIVAC-Approcciomodernoaipiùcomuniproblemiclinici,2012,pp.21–31.

[2] G.Baird,“ReviewPreanalyticalconsiderationsinbloodgasanalysis,”Biochem.

Medica,vol.23,no.1,pp.19–27,2013.

[3] RadiometerMedicalApS,ManualediEmogasanalisi.2005.

[4] IDEXX,AnalizzatoreperElettrolitiedEmogasManualed’uso.2005.

[5] P.D’Orazio,S.S.Ehrmeyer,E.Jacobs,J.G.Toffaletti,andJ.H.Wandrup,“BloodGas

andpHAnalysisandRelatedMeasurements;ApprovedGuideline.”Wayne,PA(USA),

2009.

[6] D.Sawyer,ThePracticeofVeterinaryAnesthesia:SmallAnimals,Birds,Fishand

Reptiles.CRCPress,2008.

[7] D.Silverstain,K.Hopper,D.Silverstein,andK.Hopper,SmallAnimalCriticalCare

Medicine,vol.1.Cambridge:CambridgeUniversityPress,2009.

[8] A.L.Byrne,M.H.Bennett,L.N.Pace,andP.Thomas,“Peripheralvenousbloodgas

analysisversusarterialbloodgasanalysisforthediagnosisofrespiratoryfailureand

metabolicdisturbanceinadults,”CochraneDatabaseSyst.Rev.,no.11,2013.

[9] J.Tamura,T.Itami,T.Ishizuka,S.Fukui,K.Miyoshi,T.Sano,andK.Yamashita,

“Centralvenousbloodgasandacid-basestatusinconsciousdogsandcats,”J.Vet.

Med.Sci.,vol.77,no.7,pp.865–869,2015.

[10] L.GattinoniandE.Carlesso,“Equilibrioacido-baseeSID :cos’è,acosaserve ?,”

EsaDiaRiv.diAttual.diagnostiche,no.2,pp.8–13,2008.

[11] S.Brenna,“Acidiebasi:equilibriavanzati,”EsaDiaRiv.diAttual.diagnostiche,no.1,

pp.4–7,2008.

[12] S.P.DiBartola,Fluid,Electrolyte,andAcid-BaseDisordersinSmallAnimalPractice,

Fourth.St.Louis,Missouri:ElsevierSaunders,2012.

[13] A.DeMori,“LaStoriadell’emogas(Radiometer),”pp.1–40,2011.

[14] RadiometerMedicalApS,ABL700seriesreferencemanual.2009.

[15] J.M.BurkittCreedonandH.Davis,AdvancedMonitoringandProceduresforSmall

AnimalEmergencyandCriticalCare.2012.

[16] M.G.Ramunno,“Ipotermia.ilrischiosottostimato,”Emerg.oggi,pp.1–8,2002.

[17] A.Gough,Differentialdiagnosisinsmallanimalmedicine.2007.

[18] RadiometerMedicalApS,Manualedell’operatoreABL800FLEX.2010.

101

[19] G.Lubas,AppuntidiEmatologiaClinicaVeterinaria.Ghezzano(Pi):IlCampano-Arnus

UniversityBooks,2011.

[20] N.Carbonaro,“Misuredigasdisciolti.”2015.

[21] M.D.WillardandH.Tvedten,Diagnosticadilaboratorioneipiccolianimali.2005.

[22] S.F.Brennan,J.O’Donovan,andC.T.Mooney,“Changesincanineionisedcalcium

underthreestorageconditions,”J.SmallAnim.Pract.,vol.47,no.7,pp.383–386,

2006.

[23] L.C.SharkeyandM.L.Wellman,“UseofLactateinSmallAnimalClinicalPractice,”

Vet.Clin.NorthAm.-SmallAnim.Pract.,vol.43,no.6,pp.1287–1297,2013.

[24] A.Pasquini,A.Gavazza,G.Lubas,andB.Gugliucci,“Guidaallasceltadiunostrumento

perl’ematologiaveterinaria:propostadiunpianodicontrollodiqualitàediun

programmadivalidazione,”Veterinaria,1998.

[25] H.TvedtenandJ.S.Thomas,“GeneralLaboratoryConcepts,”inSmallAnimalClinical

DiagnosisbyLaboratoryMethods,2012,pp.10–20.

[26] B.Flatland,K.P.Freeman,L.M.Vap,andK.E.Harr,“ASVCPguidelines:Quality

assuranceforpoint-of-caretestinginveterinarymedicine,”Vet.Clin.Pathol.,vol.42,

no.4,pp.405–423,2013.

[27] A.Gavazza,A.Iacomini,B.Siliart,C.Berder,andG.Lubas,“Pre-AnalyticalErrorsin

LaboratoryTestingofCanineandFelineSamples.OccurrenceofHemolysis,Lipemia

andIcterus,”2015,p.386.

[28] J.Archer,“Interpretazionedatidilaboratorio,”inGliesamidilaboratorio:Indicazioni,

Esecuzione,Interpretazione,E.Villiers,L.Blackwood,andS.Paltrinieri,Eds.UTET,

2005,pp.12–25.

[29] E.Hooijberg,E.Leidinger,andK.P.Freeman,“Anerrormanagementsystemina

veterinaryclinicallaboratory.,”J.Vet.Diagn.Invest.,vol.24,no.3,pp.458–68,2012.

[30] G.Lippi,A.Bassi,andG.C.Guidi,“Lavariabilitàpreanalitica,”pp.24–31,2006.

[31] R.W.NelsonandG.Couto,Medicinainternadelcaneedelgatto.Edra;Mosbi;

Elsevier,2015.

[32] K.R.Friedrichs,K.E.Harr,K.P.Freeman,B.Szladovits,R.M.Walton,K.F.Barnhart,

andJ.Blanco-Chavez,“ASVCPreferenceintervalguidelines:Determinationofdenovo

referenceintervalsinveterinaryspeciesandotherrelatedtopics,”Vet.Clin.Pathol.,

vol.41,no.4,pp.441–453,2012.

[33] D.Giavarina,“Gliintervallidiriferimento,”pp.50–56,2006.

102

[34] F.Ceriotti,R.Hinzmann,andM.Panteghini,“Referenceintervals:thewayforward,”

Ann.Clin.Biochem.,vol.46,no.1,p.8,2009.

[35] K.Hopper,S.E.Epstein,P.H.Kass,andM.S.Mellema,“Evaluationofacid-base

disordersindogsandcatspresentingtoanemergencyroom.Part1:Comparisonof

threemethodsofacid-baseanalysis,”J.Vet.Emerg.Crit.Care,vol.24,no.5,pp.493–

501,Sep.2014.

[36] E.West,D.Bardell,andJ.M.Senior,“ComparisonoftheEPOCandi-STATanalysers

forcaninebloodgasandelectrolyteanalysis,”J.SmallAnim.Pract.,vol.55,no.3,pp.

139–144,2014.

[37] F.Viganò,Medicinad’urgenzaeterapiaintensivadelcaneedelgatto-EdizioniEdra.

2004.

[38] R.Lavoulé,A.Geffrré,J.P.Braun,D.Peeters,andC.Trumel,“Breed-specific

biochemicalreferenceintervalsfortheadultDoguedeBordeaux,”Vet.Clin.Pathol.,

vol.42,no.3,pp.346–359,2013.

[39] S.Zaldivar-Lopez,H.K.Chisnell,G.Couto,N.Westendorf-Stingle,L.M.Marin,andM.

C.Iazbik,“BloodgasanalysisandcooximetryinretiredracingGreyhounds,”J.Vet.

Emerg.Crit.Care,vol.27,no.52,pp.14299–14307,2011.

[40] M.A.O’Brien,M.A.McMichael,K.LeBoedec,andG.Lees,“Referenceintervalsand

age-relatedchangesforvenousbiochemical,hematological,electrolytic,andblood

gasvariablesusingapointofcareanalyzerin68puppies,”J.Vet.Emerg.Crit.Care,

vol.24,no.3,pp.291–301,May2014.

[41] F.Viganò,“Capirel’emogasanalisi :unmetodosempliceperinterpretareipiùcomuni

disturbiacido-base,”pp.45–51,2002.

[42] “MedCalc(R)-Statisticforbiomedicalresearch.”2015.

103

RINGRAZIAMENTI

UnsinceroringraziamentoalProfessorGeorgeLubas,peravermiseguito

durante ilmio percorso di tesi dandomi una formazione preziosa, per la

suadisponibilitàeperlasuainfinitapazienza.

Ringrazio la Professoressa Anna Pasquini, per i suoi consigli e per il suo

preziosoaiutodurantelastesuradiquestolavoro.

RingraziolaDottoressaAlessandraGavazzaelaDottoressaAnyelaValen-

tinMedina,perlalorogentilezzaesimpatia.

RingrazioSimona,GuidoeRinaldo,staffdel laboratoriodelDipartimento

diclinicaveterinariadiSanPieroaGrado,peraversempreavutounapa-

rolagentileedavermiaiutatoogniqualvoltanehoavutobisogno.

Ringrazio laDottoressaGianila Ceccherini e Lucia, del repartodi terapia

intensiva,e tutto lo staffdell’OspedaleDidatticoVeterinario“MarioMo-

denato”perlapazienza,lagentilezzaeladisponibilitàchehannosempre

dimostrato.

Ringraziomiopadreetuttalamiafamiglia,pernonavermaipostolimiti

aimieisognieallemieaspirazioni.

Infine,manonperimportanza,ringraziomiamadre,peresserelapersona

cheè.