Università degli Studi di Milano
SOURCES OF ERROR IN INTERPRETATION OF BLOOD GAS ANALYSIS:CURRENT ACID-BASE MODELS OF PLASMA
Abstract
dc:descriptionÚvod. Hodnocení stavu acidobazické rovnováhy je základním nástrojem využívaným lékaři k vedení terapie u celé řady stavů. Ze všech biologických tekutin, v nichž byla acidobazická rovnováha zkoumána, je nejlépe popsaná izolovaná plazma. K jejímu hodnocení byly vyvinuty dva hlavní přístupy: Jedním z nich je tradiční bikarbonátová škola, na jejímiž vzniku se podíleli Henderson, Hasselbalch, van Slyke a Siggaard Andersen. Druhým je kvantitativní fyzikálně-chemický přístup vyvinutý Stewartem, který dále rozvíjeli Staempfli a Constable nebo Figge a Fencl. Každý z uvedených modelů využívá soubor konstant, které charakterizují chování nebikarbonátových pufrů (proteinů a fosfátů) v plazmě a jejichž hodnota je rozhodující pro přesný výpočet odvozených parametrů. Hodnoty konstant využívaných Stewartovým modelem, tj. celková koncentrace slabé netěkavé kyseliny (Atot) a její disociační konstanta (pKa), byly experimentálně stanoveny pouze jednou, a to u skupiny 8 zdravých dobrovolníků. Naším cílem bylo znovu experimentálně stanovit hodnoty těchto konstant u zdravých dobrovolníků a, vůbec poprvé, u dvou skupin kriticky nemocných pacientů. Naší hypotézou bylo, že pufrační vlastnosti slabých netěkavých kyselin se vlivem kritického stavu mohou měnit, což by se projevilo jako rozdíl v pKa nebo v převodním faktoru mezi Atot a měřenou koncentrací hlavních nebikarbonátových pufrů (tj. albuminu nebo celkové bílkoviny). Nad rámec této analýzy, založené na Stewartově a Staempfliho Constablově modelu plazmy, jsme hodlali určit hodnoty konstant, které charakterizují nebikarbonátové pufry v klasickém a Figgeho Fenclově modelu plazmy. Metody. Krev zdravých dobrovolníků (N=30), pacientů po elektivní rozsáhlé nitrobřišní operaci (N=27) a pacientů se sepsí (N=30) byla odebrána na všeobecných jednotkách intenzivní péče dvou lékařských center v Česku a Itálii. V izolované plazmě jsme pomocí CO2 tonometru měnili parciální tlak oxidu uhličitého (pCO2) v rozmezí 2 až 16 kPa (15 až 120 mmHg) za současného opakovaného měření pH, pCO2 a koncentrace elektrolytů pomocí standardního analyzátoru krevních plynů. Experimentálně získaná data byla využita nelineárním regresním algoritmem spolu s rovnicemi charakterizující každý z uvedených modelů plazmy k určení konstant, které charakterizují pufrační aktivitu nebikarbonátových pufrů v každém modelu. Ty pak byly porovnány mezi studovanými skupinami a s jejich dříve publikovanými hodnotami. Výsledky. Hodnoty stanovené u zdravých dobrovolníků pro Stewartův model byly následující: Atot = 24,3 ± 1,9 mmol/l (což odpovídá 0,510 ± 0,035 mmol/g albuminu nebo 0,340 ± 0,024 mmol/g celkové bílkoviny) a pKa = 6,63 ± 0,09. Tento model se ukázal být náchylným na vliv neměřitelných aniontů, a tím pádem nevhodný ve skupině pooperačních a septických pacientů. Při použití Staempfliho Constablova modelu, který zohledňuje pouze pH dependentní náboj plazmatických pufrů a v němž není stanovení pKa ani Atot ovlivněno přítomností neměřitelných aniontů, byly hodnoty získané u zdravých dobrovolníků následující: Atot = 16,1 ± 3,4 mmol/l (což odpovídá 0,338 ± 0,073 mmol/g albuminu nebo 0,225 ± 0,049 mmol/g celkového proteinu) a pKa = 7,55 ± 0,17. Atot byla významně snížena u obou skupin pacientů (pooperační: 9,5 ± 4,4 mmol/l, septičtí: 11,9 ± 4,7 mmol/l), zatímco pKa se nelišila od zdravých kontrol (pooperační: 7,48 ± 0,25, septičtí: 7,44 ± 0,36). Atot normalizovaná na koncentraci celkové bílkoviny se nelišila mezi zdravými dobrovolníky a žádnou z pacientských skupin. Výsledky získané pomocí ostatních zmíněných přístupů jsou také popsány. Závěr. Při použití Stewartova modelu se hodnoty Atot a pKa u zdravých dobrovolníků shodovaly s jejich jedinými předchozími experimentálně stanovenými hodnotami (Atot = 23,3 mmol/l, pKa = 6,64). Analýza provedená u zdravých dobrovolníků podle Staempfliho Constablova modelu validovala dříve publikovanou hodnotu Atot (17,2 mmol/l), ale ukázala rozdíl 0,45 v pKa (předchozí hodnota: 7,1). To je vysvětleno současně přítomným rozdílem v množství fixního náboje na nebikarbonátových pufrech, což má za důsledek, že se v oblasti zkoumaného pH naše titrační křivka prakticky překrývá s křivkou sestrojenou podle dříve publikovaných parametrů. Absence rozdílů mezi studovanými skupinami v Atot normalizované na koncentraci celkové bílkoviny i v pKa (určených dle Staempfliho Constablova modelu) ukazuje, že ani kritické onemocnění jako takové, ani přítomnost sepse nemění strukturu nebikarbonátových pufrů do takové míry, aby byl měřitelně ovlivněn jejich pufrační účinek.
Degree
thesis:*- Grantor dc:publisher
- Università degli Studi di Milano
- Year dc:date
- 2023
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author dc:creator
-
- KRBEC, MARTIN
- Contributors dc:contributor
-
- tutors: F. Duška
- A. Zanella ; coordinators: O. Kittnar
- C. Sforza
- M. Krbec
- ZANELLA, ALBERTO
- SFORZA, CHIARELLA
Subjects
dc:subject × 5Rights
dc:rights- Statement dc:rights
-
- info:eu-repo/semantics/openAccess
- Language dc:language
- eng
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
-
http://dx.doi.org/10.13130/krbec-martin_phd2023-06-15
10.13130/krbec-martin_phd2023-06-15 - OAI identifier oai:identifier
- oai:air.unimi.it:2434/976730