Acidosi e Alcalosi

Le normali attività dell’organismo ed il metabolismo generano una grande quantità di acidi che devono essere neutralizzati e/o eliminati per mantenere l’equilibrio del pH sanguigno. La maggior parte degli acidi è rappresentata dall’acido carbossilico, costituito dall’unione di anidride carbonica (CO₂) e acqua. La CO₂ viene prodotta dal metabolismo degli zuccheri (glucosio) o dei grassi per la produzione di energia. Inoltre, sono prodotti, seppur in minor quantità, acido lattico, chetoacidi ed altri acidi organici. Principalmente, l'acido lattico viene prodotto nelle cellule muscolari e nei globuli rossi in seguito al metabolismo dei carboidrati in assenza di ossigeno, ad esempio durante un esercizio fisico intenso.
I chetoacidi (o chetoni) sono un prodotto intermedio del metabolismo degli acidi grassi. Si formano in assenza di carboidrati o di insulina, necessaria per l'utilizzo del glucosio come fonte energetica.

L’equilibrio può essere ripristinato con l’aumentata eliminazione e/o con il diminuito apporto. I polmoni e i reni sono gli organi principali deputati alla regolazione del pH del sangue:

• I polmoni smaltiscono l’acido fuori dall’organismo, rilasciando CO₂. L’aumento e la diminuzione della frequenza respiratoria alterano la quantità di CO₂ che viene espirata, cambiando il pH del sangue in pochi minuti
• I reni eliminano acido nell'urina e regolano la concentrazione di bicarbonato (HCO₃^-, una base) nel sangue. I cambiamenti nell’equilibrio acido-base dovuti ad aumenti e diminuzioni della concentrazione di HCO₃^- avvengono più lentamente (in ore o giorni) rispetto ai cambiamenti dovuti alla concentrazione di CO₂.

Entrambi questi processi sono in continua attività e mantengono il pH del sangue sotto stretto controllo, nelle persone sane.

Inoltre, esistono sistemi tampone che si oppongono ai cambiamenti di pH, contribuendo alla regolazione dell’equilibrio acido-base del sangue. I “tamponi” principali del sangue sono l’emoglobina (nei globuli rossi), le proteine plasmatiche, il bicarbonato, la CO₂ e i fosfati.

I valori assoluti delle quantità di acidi o basi sono meno importanti rispetto al loro equilibrio, che di fatto influenza il pH del sangue.

I disturbi dell’equilibrio acido-base si dividono in due categorie:

• Quelli che interessano l’apparato respiratorio e causano cambiamenti nella concentrazione di CO₂; sono chiamate acidosi respiratorie (basso pH) e alcalosi respiratorie (alto pH). I disordini respiratori acido-base sono di solito dovuti a patologie polmonari o a condizioni che alterano la normale respirazione
• Quelli che influenzano il metabolismo e alterano il pH per l’aumentata produzione di acidi o la diminuzione di basi; sono chiamate acidosi metaboliche (basso pH) e alcalosi metaboliche (alto pH). I disordini del metabolismo acido-base possono essere dovuti a patologie renali, disturbi legati alla concentrazione degli elettroliti, vomito o diarrea gravi, ingestione di alcuni farmaci e tossine e patologie che alterano il normale metabolismo (ad esempio, il diabete).

Acidosi metabolica

Diminuzione di HCO3-, dovuto ad un aumento di acidi o perdita di bicarbonato.

Acidosi respiratoria

Ridotta eliminazione di CO₂

Alcalosi metabolica

Aumento di HCO₃^- dovuto a perdita di acido o ad aumento di bicarbonato

Alcalosi respiratoria

Aumentata eliminazione di CO₂

Disturbi acido-base misti

É possibile che la stessa persona presenti più condizioni cliniche in grado di provocare sia acidosi che alcalosi contemporaneamente, in particolare quando l’organismo cerca di compensare.

Ad esempio, in caso di abuso di alcol è possibile sviluppare una chetoacidosi alcolica contestualmente ad un'alcalosi metabolica, dovuta al vomito con perdita di acidi dallo stomaco. La chetoacidosi aumenta la presenza di acidi, mentre la perdita di acido gastrico la diminuisce.

Un altro esempio di disturbo acido-base misto può verificarsi in seguito ad overdose da aspirina. L'aspirina provoca aumento dell'attività respiratoria, che può determinare alcalosi respiratoria dovuta ad iperventilazione. Inoltre, l'aspirina è un acido, pertanto la sua assunzione in grandi dosi può causare acidosi metabolica.

Disturbi misti dell'equilibrio acido-base possono produrre risultati confondenti ai test di laboratorio, poiché i valori possono essere ingannevolmente normali. 

L'obiettivo degli esami è di identificare la presenza di uno squilibrio acido-base, determinarne il grado e supportare la diagnosi delle patologie e condizioni cliniche sottostanti (come la chetoacidosi diabetica o l’ingestione di sostanze tossiche) che potrebbero aver causato l’alterazione del pH dell’organismo. Inoltre, i test sono utili nel monitoraggio delle persone in grave stato di salute o affette da patologie note per causare l’alterazione degli equilibri acido-base, come le malattie polmonari croniche o le malattie renali.

Gli esami di primo livello comprendono emogasanalisi ed elettroliti.

L’emogasanalisi valuta una serie di analiti contemporaneamente e solitamente viene eseguita su un campione di sangue arterioso (e non venoso come le analisi più comuni). Fornisce una fotografia del pH ematico, della pressione parziale dell’ossigeno (pO₂) e della pressione parziale di anidride carbonica (pCO₂). Da questi risultati è possibile calcolare il bicarbonato (HCO₃^-).

Nella maggior parte delle patologie dell’equilibrio acido-base, i valori di HCO₃^- e pCO₂ sono fuori dell’intervallo di riferimento. Questo perché l’organismo prova a mantenere il pH all’interno dei valori fisiologici attivando dei meccanismi di compensazione in grado di bilanciare qualsiasi scompenso. La tabella sottostante mostra alcuni dei valori attesi in presenza di ciascuna delle quattro principali acidosi e alcalosi.

Gli elettroliti sono un gruppo di test: sodio (Na⁺), potassio (K⁺), cloro (Cl^-) e bicarbonato (di solito misurato come CO₂ totale). I valori dei livelli dei fluidi corporei, della concentrazione di elettroliti e dell’equilibrio acido-base sono interconnessi; perciò, in presenza di acidosi o alcalosi i livelli di uno o più elettroliti possono essere alterati.

Gap anionico: nei soggetti affetti da acidosi metabolica, il gap anionico viene calcolato a partire dai risultati del pannello degli elettroliti e consente di determinare quale possa essere la patologia responsabile dello squilibrio acido-base. Il gap anionico valuta la differenza tra le particelle elettriche misurabili e non (ioni o elettroliti) nei fluidi corporei. L’aumento del gap anionico può, per esempio, rilevare la presenza di chetoacidosi (per maggiori informazioni a riguardo, consultare l'articolo Elettroliti).

Le persone affette da alcalosi metabolica hanno in genere valori di Cl^- e K⁺ ridotti.

Sulla base dei risultati dei test sopra descritti, possono essere richiesti ulteriori esami per la diagnosi di acidosi o alcalosi. Alcuni esempi includono:

• Glucosio e chetoni; elevati in corso di chetoacidosi diabetica
• Lattato; elevato in corso di acidosi lattica
• Osmolalità; valuta l’equilibrio idrico e può essere usata per rilevare iponatriemia o la presenza di sostanze tossiche come metanolo o etilenglicole; queste, infatti, producono delle incongruenze tra l’osmolalità misurata e calcolata
• Test tossicologici in emergenza; possono rilevare la presenza di molti farmaci, come salicilati e paracetamolo, o sostanze tossiche
• pH urinario; utile in alcuni casi, in particolare per la valutazione dell’acidosi tubulare renale pediatrica.

Talvolta, per determinare la causa di un'acidosi o alcalosi, è possibile eseguire anche test non di laboratorio, quali radiografia o TC toracica, test di funzionalità polmonare ed elettrocardiogramma.

É possibile che la stessa persona presenti più condizioni cliniche in grado di alterare l’equilibrio acido-base, contemporaneamente. Un esempio include la contemporanea assunzione di aspirina (responsabile di alcalosi respiratoria e acidosi metabolica) e di diuretici (responsabili di acidosi respiratoria e alcalosi metabolica). Esistono formule in grado di calcolare i meccanismi di compensazione attesi e quindi di definire la presenza di disordini acido-base misti.

L'obiettivo è di identificare la/e causa/e sottostanti che ha/hanno prodotto lo squilibrio acido-base e, quando necessario, trattarla/e. Ad esempio, nel caso in cui l'acidosi metabolica sia causata da diabete non trattato, la terapia consiste nel controllare il livello glicemico tramite iniezioni di insulina. Se l'acidosi è causata da problemi respiratori, è opportuno promuovere la funzionalità polmonare, in casi gravi anche tramite ventilazione meccanica. In alcuni casi, il clinico può trattare i pazienti con valori di pH pericolosamente bassi con HCO₃^- somministrato per via endovenosa.