Acidosi metabolica

L'acidosi metabolica è un disturbo dell'equilibrio acido-base, che si manifesta con bassi valori di pH ematico e basse concentrazioni di bicarbonato nel sangue. Nella pratica clinica, l'acidosi metabolica è uno dei disturbi più comuni dell'equilibrio acido-base. L'acidosi metabolica con gap anionico elevato e normale si distingue in base alla presenza o all'assenza di anioni non misurati nel plasma.

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Le cause acidosi metabolica

Le cause includono l'accumulo di chetoni e acido lattico, insufficienza renale, farmaci o tossine (gap anionico elevato) e perdite gastrointestinali o renali di HCO3~ (gap anionico normale).

Lo sviluppo dell'acidosi metabolica si basa su due meccanismi principali: carico di H ⁺ (con assunzione eccessiva di acidi) e perdita di bicarbonati o utilizzo di HCO3 _come tampone per neutralizzare gli acidi non volatili.

Un aumento dell'apporto di H ⁺ nell'organismo con una compensazione insufficiente porta allo sviluppo di due tipi di acidosi metabolica: ipercloremica e acidosi con elevata carenza di anioni.

Questo squilibrio acido-base si sviluppa in situazioni in cui la fonte di un aumento dell'apporto di H ⁺ nell'organismo è l'acido cloridrico (HCl): di conseguenza, i bicarbonati extracellulari vengono sostituiti da cloruri. In questi casi, un aumento dei cloruri nel sangue al di sopra dei valori normali provoca una diminuzione equivalente della concentrazione di bicarbonato. I valori del gap anionico non cambiano e corrispondono ai valori normali.

L'acidosi da deficit anionico elevato si sviluppa quando l'aumento dell'assunzione di ioni H ⁺ nell'organismo è causato da altri acidi (acido lattico nell'acidosi lattica, acidi chetonici nel diabete mellito e nella denutrizione, ecc.). Questi acidi organici sostituiscono il bicarbonato, il che porta a un aumento del gap anionico (AG). Un aumento del gap anionico di ogni meq/l porterà a una corrispondente diminuzione della concentrazione di bicarbonati nel sangue.

È importante notare che esistono strette relazioni tra l'equilibrio acido-base e l'omeostasi del potassio: con lo sviluppo di disturbi dell'equilibrio acido-base, si verifica una transizione di K ⁺ dallo spazio extracellulare a quello intracellulare o viceversa. Con una diminuzione del pH ematico di ogni 0,10 unità, la concentrazione di K ⁺ nel siero aumenta di 0,6 mmol/l. Ad esempio, in un paziente con un pH (sangue) di 7,20, la concentrazione di K ⁺ nel siero aumenta a 5,2 mmol/l. A sua volta, l'iperkaliemia può portare allo sviluppo di disturbi dell'equilibrio acido-base. Un elevato contenuto di potassio nel sangue causa acidosi a causa di una riduzione dell'escrezione di acidi da parte dei reni e dell'inibizione della formazione di anione ammonio dalla glutammina.

Nonostante gli stretti legami tra l'equilibrio acido-base e il potassio, i suoi disturbi metabolici non si manifestano clinicamente in modo chiaro, il che è associato all'inclusione di fattori aggiuntivi che influenzano la concentrazione di K ⁺ nel siero sanguigno, come lo stato dei reni, l'attività del catabolismo proteico, la concentrazione di insulina nel sangue, ecc. Pertanto, in un paziente con grave acidosi metabolica, anche in assenza di iperkaliemia, si dovrebbe presumere la presenza di disturbi dell'omeostasi del potassio.

Principali cause dell'acidosi metabolica

Gap anionico elevato

• Chetoacidosi (diabete, alcolismo cronico, malnutrizione, fame).
• Acidosi lattica.
• Insufficienza renale.
• Tossine metabolizzate in acidi:
• Metanolo (formiato).
• Glicole etilenico (ossalato).
• Paraacetaldeide (acetato, cloroacetato).
• Salicilati.
• Tossine che causano acidosi lattica: CO, cianuro, ferro, isoniazide.
• Toluene (inizialmente elevato gap anionico, la successiva escrezione di metaboliti normalizza il gap).
• Rabdomiolisi (rara).

Gap anionico normale

• Perdite gastrointestinali di NSO (diarrea, ileostomia, colostomia, fistole intestinali, utilizzo di resine a scambio ionico).
• Ureterosigmoidostomia, drenaggio ureteroileale.
• Perdite renali di HCO3
• Malattia renale tubulointerstiziale.
• Acidosi tubulare renale, tipi 1, 2, 4.
• Iperparatiroidismo.
• Assunzione di acetazolamide, CaCI, MgSO4.

Altro

• Ipoaldosteronismo.
• Iperkaliemia.
• Somministrazione parenterale di arginina, lisina, NH CI.
• Somministrazione rapida di NaCI.
• Toluene (manifestazioni tardive)

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Acidosi metabolica ipercloremica

Cause di acidosi metabolica ipercloremica

• Carico esogeno di acido cloridrico, cloruro di ammonio, cloruro di arginina. Si verifica quando soluzioni acide (acido cloridrico, cloruro di ammonio, metionina) entrano nell'organismo.
• Perdita di bicarbonati o diluizione del sangue. Si osserva più spesso nelle patologie gastrointestinali (diarrea grave, fistola pancreatica, ureterosigmoidostomia), quando i bicarbonati extracellulari vengono sostituiti da cloruri (milliequivalenti per milliequivalente), poiché i reni trattengono il cloruro di sodio, cercando di mantenere il volume del liquido extracellulare. In questa variante di acidosi, il gap anionico (AG) corrisponde sempre a valori normali.
• Ridotta secrezione acida da parte del rene. In questo caso, si osserva anche un riassorbimento renale di bicarbonato compromesso. Le alterazioni elencate si sviluppano a causa di una secrezione di H ⁺ alterata nei tubuli renali o di un'insufficiente secrezione di aldosterone. A seconda del livello di compromissione, si distingue tra acidosi tubulare prossimale renale (PTA) (tipo 2), acidosi tubulare distale renale (DTA) (tipo 1) e acidosi tubulare di tipo 4 con secrezione di aldosterone insufficiente o resistenza a quest'ultimo.

Acidosi metabolica tubulare renale prossimale (tipo 2)

La causa principale dell'acidosi tubulare prossimale è considerata una compromissione della capacità dei tubuli prossimali di riassorbire al massimo i bicarbonati, che porta a un loro maggiore flusso nella parte distale del nefrone. Normalmente, i tubuli prossimali riassorbono l'intera quantità di bicarbonato filtrata (26 mEq/L), mentre nell'acidosi tubulare prossimale la quantità diminuisce, portando all'escrezione di bicarbonato in eccesso nelle urine (l'urina è alcalina). L'incapacità dei reni di riassorbire completamente i bicarbonati porta alla formazione di un nuovo (minore) livello di bicarbonato nel plasma, che determina la diminuzione del pH sanguigno. Questo nuovo livello di bicarbonati nel sangue viene ora completamente riassorbito dal rene, il che si manifesta con una variazione della reazione urinaria da alcalina ad acida. Se, in queste condizioni, al paziente viene somministrato bicarbonato in modo che i suoi valori nel sangue corrispondano alla normalità, l'urina tornerà ad essere alcalina. Questa reazione viene utilizzata per diagnosticare l'acidosi tubulare prossimale.

Oltre al difetto di riassorbimento del bicarbonato, i pazienti con acidosi tubulare prossimale presentano spesso altre alterazioni della funzionalità del tubulo prossimale (alterato riassorbimento di fosfati, acido urico, aminoacidi, glucosio). La concentrazione di K ⁺ nel sangue è generalmente normale o leggermente ridotta.

Le principali patologie in cui si sviluppa l'acidosi tubulare prossimale:

• Sindrome di Fanconi, primaria o nel quadro di malattie genetiche familiari (cistinosi, malattia di Westphal-Wilson-Konovalov, tirosinemia, ecc.),
• iperparatiroidismo;
• malattie renali (sindrome nefrosica, mieloma multiplo, amiloidosi, sindrome di Gougerot-Sjogren, emoglobinuria parossistica notturna, trombosi della vena renale, malattia cistica midollare renale, dopo trapianto renale);
• assunzione di diuretici - acetazolamide, ecc.

Acidosi metabolica tubulare renale distale (tipo 1)

Nell'acidosi tubulare renale distale, a differenza dell'acidosi tubulare prossimale, la capacità di riassorbire il bicarbonato non è compromessa, ma si verifica una diminuzione della secrezione di H ⁺ nei tubuli distali, per cui il pH urinario non scende al di sotto di 5,3, mentre i valori minimi del pH urinario sono normalmente 4,5-5,0.

A causa della disfunzione dei tubuli distali, i pazienti con acidosi tubulare renale distale non sono in grado di espellere completamente H ⁺, il che porta alla necessità di neutralizzare gli ioni idrogeno formati durante il metabolismo a scapito del bicarbonato plasmatico. Di conseguenza, il livello di bicarbonato nel sangue spesso diminuisce leggermente. Spesso, i pazienti con acidosi tubulare renale distale non sviluppano acidosi, e questa condizione è chiamata acidosi tubulare renale distale incompleta. In questi casi, l'escrezione di H ⁺ avviene completamente a causa della reazione compensatoria dei reni, che si manifesta con un'aumentata formazione di ammoniaca, che rimuove gli ioni idrogeno in eccesso.

I pazienti con acidosi tubulare renale distale sviluppano solitamente ipokaliemia e complicazioni associate (ritardo della crescita, tendenza alla nefrolitiasi, nefrocalcinosi).

Le principali patologie in cui si sviluppa l'acidosi tubulare renale distale sono:

• malattie sistemiche del tessuto connettivo (epatite cronica attiva, cirrosi epatica primaria, tiroidite, alveolite fibrosante, sindrome di Gougerot-Sjogren);
• nefrocalcinosi sullo sfondo di ipercalciuria idiopatica; ipertiroidismo; intossicazione da vitamina D; malattia di Westphal-Wilson-Konovalov, malattia di Fabry; malattie renali (pielonefrite; nefropatia ostruttiva; nefropatia da trapianto); abuso di farmaci (amfotericina B, analgesici; preparati a base di litio).

Per la diagnosi differenziale dell'acidosi tubulare renale prossimale e distale si utilizzano i test di carico con bicarbonato e cloruro di ammonio.

In un paziente con acidosi tubulare renale prossimale, il pH dell'urina aumenta con la somministrazione di bicarbonato, ma ciò non si verifica in un paziente con acidosi tubulare renale distale.

In caso di acidosi moderata, viene eseguito un test da carico di cloruro di ammonio (vedere "Metodi d'esame"). Al paziente viene somministrato cloruro di ammonio alla dose di 0,1 g/kg di peso corporeo. Entro 4-6 ore, la concentrazione di bicarbonato nel sangue diminuisce di 4-5 mEq/L. Nei pazienti con acidosi tubulare renale distale, il pH urinario rimane superiore a 5,5, nonostante la diminuzione del contenuto plasmatico di bicarbonato; in caso di acidosi tubulare renale prossimale, come negli individui sani, il pH urinario scende a valori inferiori a 5,5 (solitamente inferiori a 5,0).

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Acidosi metabolica tubulare da insufficiente secrezione di aldosterone (tipo 4)

L'ipoaldosteronismo, così come la ridotta sensibilità all'aldosterone, sono considerati la causa dello sviluppo di acidosi tubulare renale prossimale, che si verifica sempre in caso di iperkaliemia. Ciò è spiegato dal fatto che l'aldosterone normalmente aumenta la secrezione sia di ioni K che H. Di conseguenza, con una produzione insufficiente di questo ormone, anche in condizioni di SCF normale, si riscontrano iperkaliemia e alterata acidificazione delle urine. All'esame obiettivo dei pazienti, si riscontra un'iperkaliemia non correlata al grado di insufficienza renale e un aumento del pH urinario con una risposta alterata al carico di cloruro di ammonio (come nell'acidosi tubulare renale distale).

La diagnosi è confermata dal riscontro di bassi livelli sierici di aldosterone e renina. Inoltre, i livelli sierici di aldosterone non aumentano in risposta alla restrizione di sodio o alla deplezione di volume.

Il complesso sintomatologico presentato è noto come sindrome dell'ipoaldosteronismo selettivo o, quando viene rilevata contemporaneamente una ridotta produzione di renina da parte dei reni, come ipoaldosteronismo iporeninemico con iperkaliemia.

Cause dello sviluppo della sindrome:

• danni renali, soprattutto nella fase di insufficienza renale cronica,
• diabete mellito,
• farmaci - FANS (indometacina, ibuprofene, acido acetilsalicilico), eparina sodica;
• cambiamenti involutivi nei reni e nelle ghiandole surrenali in età avanzata.

Acidosi metabolica con gap anionico elevato

L'AP (gap anionico) è la differenza tra le concentrazioni di sodio e la somma delle concentrazioni di cloruri e bicarbonato:

AP = [Na ⁺ ] - ([Cl~] + [HCO3]).

Na ⁺, Cl~, HCO3 _~ si trovano nel fluido extracellulare alle concentrazioni più elevate. Normalmente, la concentrazione del catione sodio supera la somma delle concentrazioni di cloruro e bicarbonato di circa 9-13 meq/l. La mancanza di cariche negative è solitamente compensata da proteine del sangue caricate negativamente e altri anioni non misurati. Questa lacuna è definita gap anionico. Normalmente, il gap anionico è pari a 12±4 mmol/l.

Quando gli anioni non rilevabili (lattato, chetoacidi, solfati) aumentano nel sangue, il bicarbonato viene sostituito da essi; di conseguenza, la somma degli anioni ([Cl~] + [НСO3 _~ ]) diminuisce e il valore del gap anionico aumenta. Pertanto, il gap anionico è considerato un importante indicatore diagnostico e la sua determinazione aiuta a stabilire le cause dello sviluppo di acidosi metabolica.

L'acidosi metabolica, causata dall'accumulo di acidi organici nel sangue, è caratterizzata da acidosi metabolica ad alto valore di AP.

Cause dello sviluppo di acidosi metabolica con gap anionico elevato:

• chetoacidosi (diabete mellito, fame, intossicazione alcolica);
• uremia;
• intossicazione da salicilati, metanolo, toluene e glicole etilenico;
• acidosi lattica (ipossia, shock, avvelenamento da monossido di carbonio, ecc.);
• avvelenamento da paraldeide.

Chetoacidosi

Di solito si sviluppa con l'ossidazione incompleta degli acidi grassi liberi a CO2 _e acqua, che porta a una maggiore formazione di acido beta-idrossibutirrico e acetoacetico. Più spesso, la chetoacidosi si sviluppa sullo sfondo del diabete mellito. Con la carenza di insulina e l'aumentata formazione di glucagone, la lipolisi aumenta, portando all'ingresso di acidi grassi liberi nel sangue. Allo stesso tempo, aumenta la formazione di corpi chetonici nel fegato (la concentrazione di chetoni plasmatici supera i 2 mmol/l). L'accumulo di chetoacidi nel sangue porta alla loro sostituzione con il bicarbonato e allo sviluppo di acidosi metabolica con un aumento del gap anionico. Un meccanismo simile si manifesta anche durante il digiuno prolungato. In questa situazione, i chetoni sostituiscono il glucosio come principale fonte di energia nell'organismo.

Acidosi lattica

Si sviluppa con l'aumento delle concentrazioni di acido lattico (lattato) e acido piruvico (piruvato) nel sangue. Entrambi gli acidi si formano normalmente durante il metabolismo del glucosio (ciclo di Krebs) e sono utilizzati dal fegato. In condizioni che aumentano la glicolisi, la formazione di lattato e piruvato aumenta notevolmente. L'acidosi lattica si sviluppa più spesso in caso di shock, quando, a causa del ridotto apporto di ossigeno ai tessuti in condizioni anaerobiche, il lattato viene formato dal piruvato. L'acidosi lattica viene diagnosticata quando vengono rilevati livelli elevati di lattato nel plasma sanguigno e viene identificata un'acidosi metabolica con un ampio gap anionico.

Acidosi nell'avvelenamento e nell'intossicazione

Anche l'intossicazione da farmaci (acido acetilsalicilico, analgesici) e sostanze come glicole etilenico (componente antigelo), metanolo e toluene può portare allo sviluppo di acidosi metabolica. La fonte di H ⁺ in queste situazioni è l'acido salicilico e ossalico (in caso di avvelenamento da glicole etilenico), la formaldeide e l'acido formico (in caso di intossicazione da metanolo). L'accumulo di questi acidi nell'organismo porta allo sviluppo di acidosi e a un aumento del gap anionico.

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Uremia

L'insufficienza renale grave, e in particolare la sua fase terminale, è spesso accompagnata dallo sviluppo di acidosi metabolica. Il meccanismo di sviluppo dei disturbi dell'equilibrio acido-base nell'insufficienza renale è complesso e variegato. Con l'aumentare della gravità dell'insufficienza renale,

I fattori iniziali che hanno causato l'acidosi metabolica possono gradualmente perdere il loro ruolo dominante e nel processo vengono inseriti nuovi fattori che diventano quelli principali.

Pertanto, nell'insufficienza renale cronica moderata, il ruolo principale nello sviluppo di disturbi dell'equilibrio acido-base è svolto da una diminuzione dell'escrezione totale di acidi dovuta a una diminuzione del numero di nefroni funzionanti. Non c'è abbastanza ammoniaca per rimuovere la produzione endogena giornaliera di H ⁺ che si forma nel parenchima renale, di conseguenza alcuni degli acidi vengono neutralizzati dal bicarbonato (alterazioni caratteristiche dell'acidosi tubulare distale renale).

D'altro canto, in questa fase dell'insufficienza renale cronica, potrebbe verificarsi un'interruzione della capacità dei reni di riassorbire il bicarbonato, che porta allo sviluppo di disturbi dell'equilibrio acido-base come l'acidosi tubulare distale renale.

Con lo sviluppo di insufficienza renale grave (SCF circa 25 ml/min), il fattore principale nello sviluppo dell'acidosi diventa la ritenzione di anioni di acidi organici (solfati, fosfati), che determina lo sviluppo di acidosi nei pazienti con PA elevata.

Un certo contributo allo sviluppo dell'acidosi è dato anche dall'iperkaliemia che si sviluppa nell'ESRD, che aggrava il disturbo dell'escrezione acida dovuto all'inibizione della formazione di ammonio dalla glutammina.

Se l'ipoaldosteronismo si sviluppa in pazienti con insufficienza renale cronica, quest'ultima intensifica tutte le manifestazioni dell'acidosi a causa sia di una diminuzione ancora maggiore della secrezione di H ⁺ sia di iperkaliemia.

Pertanto, nell'insufficienza renale cronica si possono osservare tutte le varianti di sviluppo dell'acidosi metabolica: acidosi ipercloremica con normokaliemia, acidosi ipercloremica con iperkaliemia, acidosi con gap anionico aumentato.

Sintomi acidosi metabolica

Sintomi e segni nei casi gravi includono nausea, vomito, sonnolenza e iperpnea. La diagnosi si basa sui risultati clinici, sull'emogasanalisi arteriosa e sui livelli degli elettroliti plasmatici. È necessario trattare la causa sottostante; se il pH è molto basso, può essere indicata la somministrazione endovenosa di NaHCO3.

I sintomi dell'acidosi metabolica dipendono in larga misura dalla causa sottostante. Un'acidemia lieve è solitamente asintomatica. Un'acidemia più grave (pH < 7,10) può causare nausea, vomito e affaticamento. I sintomi possono manifestarsi anche a livelli di pH più elevati se l'acidosi si sviluppa rapidamente. Il segno più caratteristico è l'iperpnea (respiri profondi a frequenza normale), che riflette un aumento compensatorio della ventilazione alveolare.

L'acidemia acuta grave predispone allo sviluppo di disfunzione cardiaca con ipotensione e shock, aritmie ventricolari e coma. L'acidemia cronica causa demineralizzazione ossea (rachitismo, osteomalacia, osteopenia).

Diagnostica acidosi metabolica

L'identificazione della causa dell'acidosi metabolica inizia con la determinazione del gap anionico.

La causa di un gap anionico elevato può essere clinicamente evidente (ad esempio, shock ipovolemico, mancata seduta di emodialisi), ma se la causa è sconosciuta, è necessario eseguire esami del sangue per determinare glucosio, azotemia, creatinina, lattato per le tossine. La maggior parte dei laboratori misura i livelli di salicilati, metanolo e glicole etilenico, ma non sempre questi vengono determinati; la loro presenza può essere presunta dalla presenza di un gap osmolare.

L'osmolarità sierica calcolata (2[Na] + [glucosio]/18 + azoto ureico nel sangue/2,8 + alcol nel sangue/5) viene sottratta dall'osmolarità misurata. Una differenza superiore a 10 indica la presenza di sostanze osmoticamente attive, che in caso di acidosi con gap anionico elevato sono metanolo o glicole etilenico. Sebbene l'ingestione di etanolo possa causare gap osmolare e lieve acidosi, non deve essere considerata causa di acidosi metabolica significativa.

Se il gap anionico rientra nei limiti normali e non vi è una causa evidente (ad esempio, diarrea), è necessario determinare i livelli degli elettroliti e calcolare il gap anionico urinario ([Na] + [K] - [CI] è normalmente 30-50 mEq/L, anche nei pazienti con perdite gastrointestinali). Un aumento suggerisce perdite renali di HCO3.

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Trattamento acidosi metabolica

Il trattamento mira a correggere la causa sottostante. L'emodialisi è necessaria in caso di insufficienza renale e talvolta in caso di avvelenamento da glicole etilenico, metanolo e salicilati.

La correzione dell'acidemia con NaHCO3 è indicata solo in determinate circostanze e non è sicura in altre. Quando l'acidosi metabolica è dovuta alla perdita di HCO3 o all'accumulo di acidi inorganici (ovvero, acidosi con gap anionico normale), la terapia con HCO3 è ragionevolmente sicura e adeguata. Tuttavia, quando l'acidosi è dovuta all'accumulo di acidi organici (ovvero, acidosi con gap anionico elevato), i dati sull'uso di HCO3 sono contrastanti; in tali casi, non vi è alcun miglioramento dimostrato della mortalità e sussistono determinati rischi.

Nel trattamento dello stato iniziale, lattati e chetoacidi vengono metabolizzati in HCO3, quindi l'introduzione di HCO3 esogeno può portare a un eccesso di alcalosi metabolica. In qualsiasi stato, l'HCO3 può anche portare a un eccesso di Nan, ipervolemia, ipopotassiemia e ipercapnia, sopprimendo il centro respiratorio. Inoltre, poiché l'HCO3 non penetra le membrane cellulari, non si verifica alcuna correzione dell'acidosi intracellulare, anzi, si può osservare un peggioramento paradossale, poiché parte dell'HCO3 introdotto viene convertita in CO2, che penetra nella cellula e viene idrolizzata a H e HCO3.

Un'alternativa al NaHCO3 è la trometamina, un amminoalcol che lega sia gli acidi metabolici (H) che quelli respiratori (HCO3); il carbicarb, una miscela equimolare di NaHCO3 e carbonato (quest'ultimo reagisce con la CO2 per formare O2); il dicloroacetato, che stimola l'ossidazione del lattato. Tuttavia, l'efficacia di queste sostanze non è dimostrata e possono anche portare a diverse complicazioni.

Anche la carenza di potassio, spesso osservata nell'acidosi metabolica, deve essere corretta mediante somministrazione orale o parenterale di KCI.

Pertanto, il trattamento dell'acidosi metabolica consiste nell'eliminare i disturbi causati da questo processo patologico, principalmente somministrando una quantità adeguata di bicarbonati. Se la causa dell'acidosi metabolica viene eliminata spontaneamente, il trattamento con bicarbonati non è considerato necessario, poiché i reni normalmente funzionanti sono in grado di ripristinare autonomamente le riserve di bicarbonati nell'organismo entro pochi giorni. Se l'acidosi metabolica non può essere eliminata (ad esempio, insufficienza renale cronica), è necessario un trattamento a lungo termine dell'acidosi metabolica.