APLICACIN DE LA GASOMETRA EN EL LABORATORIO CLNICO

APLICACIÓN DE LA GASOMETRÍA EN EL LABORATORIO CLÍNICO SERGIO LÓPEZ DIÉGUEZ, FIR 3

ÍNDICE § Introducción. § Preanalítica. § Equilibrio A/B. § Fisiopatologia A/B. § Oximetría. § Fisiopatología O 2. § Electrolitos.

INTRODUCCIÓN, HISTORIA § La gasometría es la medición de los gases disueltos en una muestra de sangre, por medio de un gasómetro. § Henderson, en 1909, postuló la conexión entre los parámetros acido- base mediante la siguiente fórmula: [H+] = Ka · ( [ácido] / [base conj] ) § En 1916, Hasselbach, modificó la ecuación para poder despejar el p. H, aplicando la base logarítmica. p. H = p. Ka + log ( [base conj] / [ácido] ) § En 1925, Kerridge, determinó el p. H sanguíneo empleando un electrodo de vidrio. § En 1952, Stow, consiguió medir la p. CO 2 de la sangre mediante un electrodo selectivo, cuya modificación por Severinghaus es la que se sigue utilizando a día de hoy. § En 1956, Clark, hizo lo mismo para con el oxígeno.

PREANALÍTICA Tanto la toma de la muestra como su posterior manipulación y transporte adquieren una gran importancia en la calidad del resultado analítico. Es muy importante conocer que el uso de alcohol como antiséptico va acompañado de un riesgo de hemólisis si no se elimina antes de realizar la punción. § Tipos de muestra: § Gasometría arterial. Se podrá extraer la muestra desde la arteria braquial, radial o femoral. También desde un catéter.

PREANALÍTICA § Tipos de muestra: § Gasometría capilar. Lóbulo de la oreja o pulpejo del pulgar del pie. El talón sólo se recomienda en bebés. Se deberá favorecer el aumento de la circulación sanguínea antes de la punción. La sangre se recogerá en un capilar, evitando la exposición con el aire. § Gasometría venosa. No es válida para la valoración del análisis de gases, pues el intercambio de oxígeno con los diferentes tejidos puede ser muy variable. Se utiliza para hemoglobina y electrolitos.

PREANALÍTICA § Como anticoagulante se empleará heparina de litio, pues el citrato, EDTA y otras heparinas pueden provocar alteraciones en el p. H. § La temperatura del paciente influirá en el p. H sanguíneo. Existen autoanalizadores que permiten introducir este valor, para relativizar el VR. Tª (ºC) 36 p. H + 0, 015 37 p. CO 2 x 0, 960 p. O 2 x 0, 930 referencia 38 - 0, 015 x 1, 040 x 1, 070 39 - 0, 030 x 1, 080 x 1, 145 40 - 0, 045 x 1, 125 x 1, 225

PREANALÍTICA § Manipulación de la muestra. § Una sola burbuja de 0, 001 m. L de aire dentro de la jeringa puede incrementar la p. O 2 en un 10%, por el intercambio gaseoso activo. § Es muy importante la homogenización de las muestras. Los hematíes tienden a sedimentar, por lo que el hematocrito que calcula el gasómetro variará.

PREANALÍTICA § Conservación de la muestra. Con el paso del tiempo: § El p. O 2 disminuirá, por consumo celular. § El p. CO 2 aumentará, por el metabolismo celular. § El p. H disminuirá por el metabolismo. § El calcio iónico aumentará conforme disminuya el p. H. § A través del plástico de la jeringa va a haber un intercambio gaseoso, por lo que las muestras deben ser procesadas lo antes posible y refrigeradas. § Debe comprobarse la no presencia de coágulos en la muestra, pues éstos bloquean los conductos capilares del gasómetro.

EQUILIBRIO A-B, FISIOLOGÍA § Durante el metabolismo celular se produce una gran cantidad de ácidos orgánicos (láctico) e inorgánicos (carbónico). § El organismo está preparado para afrontar estos ácidos, manteniendo el p. H estable. Ello es importante para el correcto funcionamiento enzimático, la integridad de la membrana celular (permeabilidad) y la función plástica de las proteínas (estructuras). § El p. H sanguíneo acepta fluctuaciones, encargándose de amortiguarlas los diferentes sistemas tampón del que se dispone. Valores inferiores de 7, 0 y superiores a 7, 8 suponen un peligro para la vida. § Hay dos órganos encargados de mantener el p. H dentro de este rango, ayudando al sistema tamponador: los pulmones y los riñones.

EQUILIBRIO A-B, FISIOLOGÍA § El principal tamponador del organismo es el ácido carbónico. § Los pulmones regularían el CO 2 (factor respiratorio) y los riñones el HCO 3(factor metabólico). § La regulación pulmonar es más rápida (máxima a las 12 h) que la renal (tarda días). § p. H = p. Ka + log ([HCO 3 -] / 0, 03 p. CO 2 ) § p. H = 6, 11 + log (24/1, 2) = 7, 41

EQUILIBRIO A-B, PARÁMETROS p. H. VR: 7, 35 - 7, 45. § Se establece el origen (o implicación) de la acidosis/alcalosis relacionando el p. H con el CO 2 (respiratorio) o con el HCO 3 - y ABE (metabólico). § Medición del p. H. § Un p. H-ímetro es una célula galvánica en la que el contacto de la muestra con una membrana de vidrio permeable a protones genera una diferencia de potencial respecto a una solución de referencia. Tanto el electrodo de referencia como el interno son generalmente de plata y están inmersos en una solución de KCl 0, 1 M. § Esta diferencia de potencial generada es transmitida a un voltímetro que conecta ambos electrodos.

EQUILIBRIO A-B, PARÁMETROS p. CO 2. VR: 35 - 46 mm. Hg. § Es un producto de metabolismo celular que pasa a la sangre para ser expulsado por los pulmones. § La medición conjunta del p. CO 2 y p. H permite calcular la concentración de HCO 3 -, aplicando la ecuación de HH. § Medición. § El electrodo de Stow-Severinghaus es una modificación del electrodo de vidrio del p. H-ímetro. Dicho electrodo de vidrio estaría encerrado en una celda que contiene una solución tamponada de bicarbonato sódico. Está celda estaría en contacto con la muestra mediante una membrana que es permeable al CO 2. La difusión del CO 2 alteraría el equilibrio de la solución de bicarbonato, lo que generaría protones que entrarían al electrodo de vidrio.

EQUILIBRIO A-B, PARÁMETROS § Parámetros calculados: § HCO 3 - ac. Es la concentración de bicarbonato extrapolada de la medición de p. H y p. CO 2 mediante la ecuación de HH. Su VR es 21 - 26 mmol/L. § HCO 3 - st. Es la concentración de bicarbonato que habría en un plasma cuya p. CO 2 es de 40 mm. Hg, se calcula a partir de la ecuación de Van Slyke, conociendo el p. H. Su VR es 23 - 27 mm. Hg. § CO 2 total, expresado como mmol/L. Su VR es 23 – 28 mmol/L. § Exceso de base (ABE). Representa la diferencia (en mmol/L) de la cantidad de base buffer respecto al nivel normal en sangre así como la cantidad necesaria de ácido o base para llevar la parte metabólica a un p. H de 7, 4. VR: -3 - 3. § ABE · 0, 3 · PC (Kg).

FISIOPATOLOGÍA § Las alteraciones A/B pueden ser respiratorias, metabólicas o mixtas. § En los trastornos metabólicos sucede bien una depleción o retención de ácidos volátiles o bien una pérdida o ganancia de bicarbonato. § En los trastornos respiratorios el CO 2 será el parámetro afectado, bien por una hipo o por una hiperventilación.

FISIOPATOLOGÍA § Acidosis metabólica. § Disminución de bicarbonato y p. H con un CO 2 normal o bajo (compensación). § Causas: § Disfunción renal, reducción en la eliminación de hidrogeniones. § Cetoacidosis diabética. § Ayuno prolongado. § Intoxicación alcohólica. § Diarrea, pérdida de bicarbonato. TIPO p. H p. CO 2 (mm. Hg) HCO 3 - (mmol/l) ABE (mmol/l) No compensada <7, 35 Normal < 21 <-3 Compensada Normal <35 <21 <-3 Ejemplo: § Cetoacidosis no compensada en diabético de 46 años. § p. H=7, 18; p. CO 2 (mm. Hg)=39, 9; HCO 3 - (mmol/L)=14, 4; ABE (mmol/L)=-13, 2; K = 8. 8 mmol/L; glucosa=1280 mg/dl y lactato 1, 8 mmol/L (16, 3 mg/d. L)

FISIOPATOLOGÍA § Alcalosis metabólica. § Aumento del bicarbonato y del p. H con una p. CO 2 normal o ligeramente aumentada (compensación). § Causas: § Vómitos. § Sonda gástrica. § Abuso de laxantes. § Síndrome de malaborción. § Administración de bicarbonato exógeno. TIPO p. H p. CO 2 (mm. Hg) HCO 3 - (mmol/l) ABE (mmol/l) No compensada >7, 45 Normal > 26 >3 Compensada Normal >46 >26 >3

FISIOPATOLOGÍA § Acidosis respiratoria. § Aumento de p. CO 2 y disminución del p. H con un ABE normal. § Causas: § Bloqueos por cuerpos extraños en vías altas. § Asma bronquial. § IC. § Neumonía. § Enfisema pulmonar. § Respiración artificial mal regulada. § Traumatismo craneoencefálico o torácico. TIPO p. H p. CO 2 (mm. Hg) HCO 3 - (mmol/l) No compensada <7, 35 >46 Normal Compensada Normal >46 >26

FISIOPATOLOGÍA § Alcalosis respiratoria. § Disminución de p. CO 2, aumento de p. H. § Causas: § Hiperventilación por motivos psicológicos (miedo, ansiedad…). § Respiración artificial mal regulada. § Fibrosis pulmonar. § Permanencia en grandes alturas. TIPO p. H p. CO 2 (mm. Hg) HCO 3 - (mmol/l) No compensada >7, 45 <35 Normal Compensada Normal <21

OXIMETRÍA § La principal función del sistema respiratorio es el intercambio gaseoso, eliminando CO 2 procedente del metabolismo e incorporando O 2, necesario para el correcto funcionamiento de la cadena de electrones mitocondrial (síntesis de ATP). § El estado de oxigenación tisular se puede valorar atendiendo a las tres etapas fisiológicas en las que interviene el oxígeno. Cada una de ellas será evaluable en la gasometría arterial mediante diferentes parámetros. § Captación. § Liberación. § Transporte. § Oxigenación tisular global.

OXIMETRÍA, CAPTACIÓN § Se cuantifica por la p. O 2. Está supeditada a la fracción de oxígeno del aire inspirado (Fi. O 2), aumentando en oxigenoterapia y disminuyendo en grandes alturas. § La p. O 2 depende del correcto intercambio gaseoso en los alveolos, por lo que estará afectada por: § p. AO 2 (alveolar). Ésta a su vez, dependerá de la presión barométrica y de la p. CO 2. p. AO 2 = (p. B-p. H 2 O) x Fi. O 2 – p. CO 2/R p. AO 2 = 150 – p. CO 2/0, 8 § Fshunt. Representa el porcentaje de sangre venosa que atraviesa el sistema pulmonar sin ser oxigenada. Se calcula mediante la diferencia alveolo-arterial. Este valor dependerá de la edad, siendo 2, 5 + 0, 21 · edad. D (A – a) O 2 = (150 – p. CO 2/0, 8) – p. O 2

OXIMETRÍA, CAPTACIÓN § Medición p. O 2. § Célula electroquímica de Clark, basado en la amperometría. § Hay un cátodo de platino y un ánodo de plata, una solución electrolítica y una membrana permeable a los gases. Cuando el O 2 de la muestra atraviesa la membrana se reduce en el cátodo. Midiendo la corriente de electrones que induce esta reducción, se calcula la concentración de oxígeno. § Los VR para el p. O 2 en una gasometría arterial son 80 - 100 mm. Hg.

OXIMETRÍA, LIBERACIÓN § La cesión del oxígeno a los tejidos desde la hemoglobina va a depender de la curva de disociación. Desplazamientos en dicha curva van a ser definidos por la p 50. § La p 50 es la p. O 2 en la cual la Hb está saturada en un 50% y se calcula por extrapolación, conociendo la SO 2 y p. O 2. § Una p 50 baja indica una mayor afinidad del oxígeno por la Hb (liberación comprometida). Sucede en alcalosis y dishemoglobinopatías. § La p 50 alta es típica de las acidosis y fiebre.

OXIMETRÍA, TRANSPORTE § Medible por diversos parámetros, en los que la espectrofotometría de los diferentes estados de oxigenación de la hemoglobina adquiere un papel protagonista. § La SO 2 indica, de forma global, la relación entre la hemoglobina oxigenada y la oxigenable. No obstante puede haber una patología en el transporte del oxígeno y haber una saturación normal, por lo que es importante la referencia de las fracciones de hemoglobina. VR: 96%. § Fracciones de Hb capaces de transportar O 2: § Oxihemoglobina (O 2 Hb). En ausencia de dishemoglobinas, presenta unos valores similares a los de la saturación. Un valor disminuido quedaría explicado por una p. O 2 baja o un desplazamiento de la curva de disociación a la derecha. § Desoxihemoglobina (HHb). Se utiliza para calcular el parámetro de SO 2. Una situación de deficiente captación de O 2 por el pulmón haría aumentar esta fracción, cuyo VR es menor al 5%.

OXIMETRÍA, TRANSPORTE § Fracciones de Hb incapaces de transportar O 2 (dishemoglobinas): § Metahemoglobina (Met. Hb). Oxidación del hierro del grupo hemo (ferroso, férrico) que impide la reversión del enlace Hb-Oxígeno, desplazando la curva de disociación hacia la izquierda. Los VR son menores al 1, 5%. Valores por encima de 60% conducen a convulsiones y muerte, por la hipoxia tisular. § Causas: genéticas (metahemoglobinemia congénita, diaforasa) o adquiridas (nitratos, benzocaína, sulfamidas…). § Carboxihemoglobina (COHb). El CO se une covalentemente al sitio de unión del O 2, por lo que la oxigenación de dicha hemoglobina está bloqueada. La afinidad de la Hb por el CO es 300 veces superior a la del O 2. En situaciones normales la fracción de COHb es inferior al 1%, pudiendo aumentar al 7% en fumadores y a 12% en neonatos. Intoxicaciones con CO provoca una hipoxia tisular grave y depresión del SNC.

OXIMETRÍA, TRANSPORTE § Sulfohemoglobina (SHb). Se produce por unión covalente e irreversible de grupos sulfuros con el hemo. Se produce un estado de cianosis incluso a concentraciones bajas. Puede estar causado por sobredosis de fármacos como sumatriptan y fenacetina. El tratamiento sería azul de metileno, que induciría una metahemoglobinemia reversible. § La medición de las distintas fracciones de Hb es la cooximetría. Está basada en espectrofotometría, aprovechando los picos de absorción a longitudes de onda diferentes. La muestra de sangre, previamente, es hemolizada por agentes químicos. La concentración de hemoglobina global que informa el gasómetro es la suma de cada una de las fracciones.

FISIOPATOLOGÍA § Hipoventilación alveolar. Problema externo al parénquima pulmonar. Habrá hipoxemia e hipercapnia. § Causas: depresión del CR (fármacos), miastenia gravis, lesiones pleurales (neumotórax), obstrucción vías superiores. § Corregible mediante oxigenoterapia.

FISIOPATOLOGÍA § Alteración en la difusión alveolo-capilar. Existe una difusión anormal, que puede ser debida bien por un aumento del grosor intersticial (inflamación) o bien por una disminución en la superficie de contacto (enfisema). Habrá hipoxemia pero no hipercapnia, junto con un gradiente A-a elevado. Corregible mediante oxigenoterapia.

FISIOPATOLOGÍA § Desequilibrio V/Q. § Cociente disminuido. Shunt. Causas: atelectasia o síndrome de condensación (exudado). Habrá una hipoxia NO corregible mediante oxigenoterapia, sin hipercapnia (hiperventilación refleja de la porción no colapsada). § Cociente aumentado. Embolia pulmonar. Hipoxia corregible por oxigenoterapia. No hipercapnia.

ELECTROLITOS § Sodio, Na+. Es el catión más importante del LEC, participando en la regulación de la volemia, así como en el potencial y permeabilidad de las membranas celulares. Su medición es llevada a cabo por potenciometría, ISE. VR: 135 - 145 mmol/L. § Hipernatremia: elevada ingesta de sal, vómitos, diarrea, esteroides y sudoración excesiva. § Falsa hipernatremia cuando la muestra es extraída cerca de una zona edematizada. § Hiponatremia: fallo renal, fallo cardiaco, fallo hepático y consumo de diuréticos. § Potasio, K+. Es el catión más importante del LIC y contribuye a mantener el potencial de membrana en reposo, así como la presión osmótica. Potenciometría, ISE. VR: 3, 5 - 4, 5 mmol/L. § Hiperpotasemia: acidosis y fallo renal. § Hipopotasemia: alcalosis, diuréticos, vómitos, diarrea e hiperaldosteronismo.

ELECTROLITOS § Cloro, Cl-. Es el anión más importante de los líquidos corporales y su papel es actuar como contraión del sodio. Potenciometría, ISE. VR: 98 106 mmol/L. Es importante para el cálculo del anion GAP. § Calcio, Ca+2. Catión con un papel clave en el organismo. Participa en la conversión de los impulsos nerviosos en actividad muscular, en la coagulación (EDTA), en actividades enzimáticas y en la secreción de hormonas. Potenciometría, ISE. VR: 1, 15 - 1, 35 mmol/L. Para su correcta medición es importante que la sangre esté heparinizada y equilibrada electrolíticamente. § Hipocalcemia: alcalosis, fallo renal, insuficiencia circulatoria aguda e hipoparatiroidismo. § Hipercalcemia: tirotoxicosis, pancreatitis, inmovilización e hiperparatiroidismo.

ELECTROLITOS § Anion GAP. En el plasma debe haber un equilibrio (neutralidad) entre aniones y cationes. Las cargas negativas las aportarían el cloro, bicarbonato, fosfato, sulfato, aa y gran parte de las proteínas plasmáticas, mientras que las positivas el sodio, potasio, calcio, magnesio e Ig. § Anion GAP: [Na+] + [K+] - [Cl-] - [HCO 3 -] § El anion GAP resulta especialmente útil para clasificar a las acidosis metabólicas. § Con anion GAP alto: exceso de ácidos orgánicos (cetoacidosis, lactoacidosis). Se encuentra elevado también en intoxicaciones por salicilatos, etilenglicol y metanol. § Con anion GAP normal: pérdida de bicarbonato.

FIN