Laboratory assessment of acid-base imbalance

Vyšetření krevních plynů a vnitřního prostředí dle Astrupa, nověji vyšetření acidobazické regulace poskytuje informaion about:
 * blood pH;
 * partial pressure of oxygen (pO2);
 * partial pressure of carbon dioxide (pCO2);
 * percentage of oxygenated blood in arteries (sO2).

It´s also possible to assess individual facions of hemoglobin (oxyhemoglobin, methemoglobin…) and calculate other values acid-base balance|. Arterail, arterialized capillary or central venous blood is used for examination.The sample must be taken anaerobically.

Indication
Examination of blood gases and acid-base balance is one of the basic methods for ventilation and respiratory disorders (for example CHOPN, bronchial asthma, heart defects,severe lung disease, heart disease), in case of disorders of the internal environment (in kideny and liver disease, some poisons, during intensive infusion therapy,in drug-induced disorders of the internal environment) etc.

Preanalytical phase
The best sample is arterial blood. It is most often taken from a. radialis into capillary on thin needle or into modified syringe, as anticoagulants we use lithium-heparin. On intensive care units arterial katheter is inserted, which allows repeated blood sampling. In every case it´s important to ensure that the sample is without air bubbles.

Jinou možností je odběr arterializované kapilární krve, nejčastěji z bříška prstu nebo z ušního lalůčku. Kapilární vzorek by měl složením co nejvíce odpovídat arteriální krvi. Je proto potřeba co nejvíce zvýšit průtok krve kapilárami v místě, z nějž se provádí odběr („arterializace“) – prohřátím, masáží apod. Odběr kapilární krve se provádí do heparinizované kapiláry, vzorek opět musí být prostý bublin.

Při vyšetření venózní krve by měl být vzorek odebrán z centrálního žilního řečiště (z centrálního žilního katetru, portu). Periferní venózní krev nedostatečně informuje o celkovém metabolickém stavu organismu, zejména u pacientů v těžkém stavu s centralizovaným oběhem. Centrální žilní krev se odebírá do stříkačky s balancovaným lithium-heparinem, i v tomto případě musí být odběr anaerobní.

Vzorek má být zpracován do 15 minut od odběru. V žádance je nutno vyznačit typ odběru.

Analytická fáze
Materiál se zpracovává pomocí automatických analyzátorů. Měří se následující parametry:


 * Aktuální pH
 * Aktuální pH se stanoví elektrochemicky, zpravidla miniaturizovanou skleněnou elektrodou.


 * Parciální tlak oxidu uhličitého.
 * Parciální tlak oxidu uhličitého (pCO2) se stanovuje elektrochemicky Severinghausovou elektrodou. Jde rovněž o skleněnou elektrodu, je však obalena vrstvičkou vody a oddělena od vzorku membránou prostupnou pro plyny. CO2 ze vzorku difunduje přes semipermeabilní membránu do destilované vody, pH výsledného roztoku závisí na pCO2.


 * Parciální tlak kyslíku
 * Parciální tlak kyslíku se měří elektrochemicky Clarkovou kyslíkovou elektrodou.


 * Další vyšetření
 * Současně se zpravidla měří i saturace hemoglobinu kyslíkem a koncentrace hemoglobinu. Podle typu dostupného analyzátoru je možné v tomtéž vzorku stanovit koncentraci glukózy, laktátu, sodíku, draslíku, chloridů, ionizovaného vápníku (Ca2+). Pro neonatologické účely lze současně provést stanovení fetálního hemoglobinu a „novorozeneckého“ bilirubinu.

Počítané parametry
Z naměřených hodnot pH a pCO2 se dopočítávají aktuální a standardní hydrogenuhličitany, base excess a případně další parametry.

pH
Normální hodnoty: 7,36–7,44

Vychýlení pH krve od normy se označuje jako acidémie či alkalémie.

Výsledné pH informuje o závažnosti poruchy vnitřního prostředí a o stupni kompenzace či korekce případné poruchy ABR. U kompenzovaných a korigovaných poruch přitom téměř vždy platí, že je-li primární poruchou acidóza, je aktuální pH nižší než 7,4 a naopak, je-li primární poruchou alkalóza, je aktuální pH vyšší než 7,4.

pCO2
Normální hodnoty: 5,3±0,5 kPa

Informuje o respirační složce acidobazické rovnováhy. Hypokapnie provází hyperventilaci a respirační alkalózu, hyperkapnie naopak respirační insuficienci a respirační acidózu.

Aktuální hydrogenuhličitany
Normální hodnoty: 24±2 mmol/l

Tento parametr udává aktuální koncentraci hydrogenuhličitanů ve vyšetřované krvi. Vzhledem k tomu, že závisí na metabolické i respirační složce acidobazické rovnováhy, je jeho interpretace komplikovaná.

Standardní hydrogenuhličitany
Normální hodnoty: 24±2 mmol/l

Počítaný parametr vyjadřuje, jaká by byla koncentrace hydrogenuhličitanů ve vyšetřovaném vzorku krve po vyloučení respirační poruchy, tj. po nasycení krve na pCO2 =&thinsp;5,3 kPa. Informuje tedy pouze o metabolické složce acidobazické rovnováhy. Poklesem standardních hydrogenuhličitanů je charakterizována metabolická acidóza, jejich vzestupem metabolická alkalóza.

Přebytek bazí (base excess, BE)
Normální hodnoty: 0±2 mmol/l

Další počítaný parametr, který hodnotí pouze metabolickou složku acidobazické rovnováhy. Je definován jako množství silné kyseliny, které by bylo třeba k vyšetřovanému vzorku přidat, aby jeho pH dosáhlo hodnoty 7,4, a to za předpokladu, že je vyloučena respirační porucha ABR (tj. pCO2 = 5,3 kPa). Při metabolické acidóze by bylo nutné přidávat silnou zásadu; odpovídající parametr se označuje jako nedostatek bazí, base deficit, BD, nebo (častěji) se vyjadřuje jako záporný BE.

Z definice je zřejmé, že metabolické acidóze odpovídá záporný BE a metabolické alkalóze odpovídá kladný BE. Parametr se snadno hodnotí. Kromě toho z něj lze, zejména při metabolických acidózách, přímo vypočíst vhodné složení infuzních roztoků pro úpravu vnitřního prostředí.

Další parametry ABR
Kromě uvedených hodnot se definuje řada dalších počítaných parametrů: diference silných iontů (SID), aniontová mezera (anion gap, AG), pufrové baze séra (BBS) a jiné. Jde o parametry, které popisují vztah poruchy ABR a minerálového hospodářství. Všechny jsou definované jako součty a rozdíly koncentrací vybraných hlavních iontů. Dle některých autorů je ovšem výhodnější hodnotit přímo koncentrace jednotlivých složek mineralogramu, neboť výpočtem uvedených parametrů se ztrácí informace.

Hodnocení vyšetření ABR
Obecně lze postupovat při hodnocení vyšetření acidobazické rovnováhy podle následujícího rozhodovacího algoritmu:
 * 1) Jde o poruchu ABR?
 * Je kterákoliv hodnota vyšetření ABR mimo referenční rozmezí?
 * Nemůže jít o kombinovanou poruchu ABR (viz níže)?
 * 1) Je primární porucha ABR acidóza nebo alkalóza?
 * Je-li aktuální pH <&thinsp;7,4 (byť třeba v referenčním rozmezí), půjde o acidózu a naopak, je-li pH&thinsp;>&thinsp;7,4, bude primární poruchou alkalóza.
 * 1) Je primární porucha metabolická nebo respirační?
 * Respirační poruše odpovídá odchylka pCO2, metabolické změna standardních hydrogenuhličitanů a BE. Směr přitom musí odpovídat předchozímu bodu. Např.: v předchozím kroku jsme určili, že primární porucha je acidóza. Pokud je pCO2&thinsp;>&thinsp;5,3 kPa, jde o respirační acidózu; pokud jsou standardní hydrogenuhličitany <&thinsp;24 mmol/l a BE je záporný, jde o metabolickou acidózu. Může také jít o kombinaci respirační a metabolické acidózy, ale odchylky obráceným směrem v tomto kroku nehodnotíme.
 * 1) Zapojují se kompenzační mechanismy?
 * Pokud jsme např. určili, že primární poruchou ABR je metabolická acidóza, očekáváme, že ji organismus bude po určité době kompenzovat respirační alkalózou. Jestliže je pCO2 v referenčním rozmezí, hodnotíme poruchu jako akutní metabolickou acidózu (ještě nedochází k respirační kompenzaci). Při hypokapnii může jít o subakutní nebo chronickou metabolickou acidózu (viz dále).
 * 1) Je kompenzace úplná?
 * Pokud jsme v předchozím kroku určili, že se již rozvíjí kompenzační odchylka ABR, hodnotíme, do jaké míry dokáže čelit primární poruše. Pokud se aktuální pH krve vrátilo do referenčního rozmezí, mluvíme o chronické poruše ABR. Pokud jsou kompenzační mechanismy patrné, ale pH se výrazněji liší od normy, hovoříme o poruše subakutní.

Kombinované poruchy ABR
V praxi se často setkáváme s kombinovanými poruchami ABR. Je třeba mít na paměti, že zejména kombinace metabolické acidózy a metabolické alkalózy může zůstat při hodnocení vyšetření ABR „dle Astrupa“ skryta, nebo může být tíže poruchy podhodnocena (obě poruchy se vzájemně korigují). Informace o kombinované poruše ABR je přitom zásadní, neboť většina léčebných postupů ovlivní jednu součást kombinované poruchy rychleji než druhou; ta pak může rychle převážit a pacient se v krátkém čase může dostat do těžkého rozvratu vnitřního prostředí.

Proto se laboratorní vyšetření nehodnotí nikdy samostatně – vždy je třeba jej dát do vztahu s ostatními laboratorními nálezy, anamnézou a klinickým stavem. V zásadě platí:
 * každá odchylka v koncentraci hlavních iontů (Na+, K+, Cl-) způsobuje poruchu ABR;
 * každá změna koncentrace celkové bílkoviny a albuminu způsobuje poruchu ABR;
 * každé orgánové selhání (renální insuficience, těžší hepatopatie, srdeční selhávání) je provázeno poruchou ABR.

'''Pokud poruchu ABR na základě anamnézy, klinického obrazu či jiných vyšetření očekáváme, ale ve vyšetření ABR „nevidíme“, jde o kombinovanou poruchu a musíme pátrat po dalších odchylkách! Pokud rychle ovlivníme jednu složku kombinované poruchy ABR, musíme pečlivě monitorovat vnitřní prostředí a očekávat jeho rychlé změny.'''

Související články

 * Laboratórne vyšetrenie
 * Acidobazická rovnováha
 * Poruchy acidobazické rovnováhy
 * Mechanismy udržování acidobazické rovnováhy
 * Krevní obraz
 * Hemokoagulace ▪ Vyšetření krevní srážlivosti ▪ Vyšetření krvácivosti ▪ Sedimentace erytrocytů
 * Biochemická analýza krve
 * Hemokultura ▪ CRP ▪ PCT

Zdroj

 * www.zdravcentra.cz
 * http://public.fnol.cz/www/okb/inf/zad/abr.pdf