PENDEKATAN ASAM BASA METODA STEWART. Anang Achmadi Department of Anesthesiology & Intensive Care Santosa Hospital Bandung Central

PENDEKATAN  ASAM  BASA  

 METODA  STEWART      

Anang Achmadi

Department of Anesthesiology & Intensive Care

Santosa Hospital Bandung Central

?

• 

 pH            :    7.42    

• 

 pCO2  :      35    

• 

 pO2        :    100    

• 

 BE            :      -­‐2    

• 

HCO3    :      21                                                        

 BGA/  AGD  

DISORDER pH PRIMER RESPON KOMPENSASI

ASIDOSIS

METABOLIK ↓ HCO3- ↓ pCO2 ↓

ALKALOSIS

METABOLIK ↑ HCO3- ↑ pCO2 ↑

ASIDOSIS

RESPIRATORI ↓ pCO2 ↑ HCO3- ↑

ALKALOSIS

RESPIRATORI ↑ pCO2 ↓ HCO3- ↓

GANGGUAN KESEIMBANGAN ASAM BASA

TRADISIONAL

7.42 / 35 / 100 / -2 / 21

(a) Free water

n 

0.3 x (140-140) = 0

(b) Chloride effect

n 

102-(102 x 140/140) = 0

(c) Albumin effect

n 

(0.148 x 7.42 - 0.818) (42-[18]) = 6.7

n 

UA = - 2 – [(0) + (0) + (6.7)] mEq/L = - 8.7

Na 140; Cl 102; Alb 1.8

Menurut H-H à normal

HIDDEN    METABOLIC  ACIDOSIS  

Traditional view

•  Problems:

•  1. Which one is the independent variable?

•  2. What is the source of hydrogen ions?

•  3. Does not provide quantitative assessment

•  4. Does not explain dilutional acidosis or

contraction alkalosis

Subversive New Concepts

in Acid-base Physiology

•  New paradigms are emerging (

Current Opinion

Crit Care 1999; 5: 427- 477

) in acid base physiology

•  Based on the work of the late Peter

Stewart (

Can J Physiol Pharmacol 1983; 61: 1444-1461

)

•  They are subversive because they

challenge traditional teaching

Stewart’s Approach

•  The Henderson-Hesselbach equation

describes the relationship of 3 linked

variables but does not say which is

dependent and which independent

•  The solvent (H

2

O) not the solutes is the

DUA VARIABEL

pH atau [H

+

_{] DALAM PLASMA}

DITENTUKAN OLEH

VARIABEL INDEPENDEN

Stewart PA. Can J Physiol Pharmacol 61:1444-1461, 1983.

DEPENDENT VARIABLES

VARIABEL INDEPENDEN

CO₂ STRONG ION DIFFERENCE WEAK ACID

pCO₂

SID

A

tot Controlled by the respiratory system The electrolyte composition of the blood (controlled by the kidney) The protein concentration

(controlled by the liver and metabolic state)

CO

₂

Didalam plasma berada

dalam 4 bentuk

–  sCO

₂

(terlarut)

–  H

₂

CO

₃

asam karbonat

–  HCO

₃-

_{ion bikarbonat}

–  CO

₃2-

_{ion karbonat}

•  Rx dominan dari CO

₂

adalah rx

absorpsi OH

-

_{hasil disosiasi air}

dengan melepas H

+

_.

•  Semakin tinggi pCO

₂

semakin

banyak H

+

_{yang terbentuk.}

•  Ini yg menjadi dasar dari

terminologi “respiratory acidosis,”

yaitu pelepasan ion hidrogen

akibat ↑ pCO

₂

CO

₂

OH

-

_{+ CO}

2

⇔

HCO

3-

+ H

+ CA

STRONG ION DIFFERENCE

Definisi:

Strong ion difference adalah ketidakseimbangan muatan

dari ion-ion kuat. Lebih rinci lagi,

SID adalah jumlah

konsentrasi basa kation kuat dikurangi jumlah dari

konsentrasi asam anion kuat.

Untuk definisi ini semua

konsentrasi ion-ion diekspresikan dalam ekuivalensi

(mEq/L).

Semua ion kuat akan terdisosiasi sempurna

jika berada didalam

larutan, misalnya ion natrium (Na

+

_{), atau klorida (Cl}

-

_{). Karena}

selalu berdisosiasi ini maka ion-ion kuat tersebut

tidak

berpartisipasi dalam reaksi-reaksi kimia.

Perannya dalam kimia

asam basa hanya pada hubungan

elektronetraliti.

Na+ 140 K+ ₄ Ca++ Mg++ Cl- 102

KATION

ANION

SID

STRONG ION DIFFERENCE

[Na+_{] + [K}+_{] + [kation divalen] - [Cl}-_{] - [asam organik kuat}-_]

[Na+] + [K+] - [Cl-] = [SID]

2 3 4 5 6 7 8 9 100 80 70 60 50 40 30 20 10 % ter-ionisasi pH pK

MENGAPA DISEBUT ION KUAT DAN LEMAH ?

Suatu ion dikatakan kuat atau lemah tergantung dari pKnya (pH, dimana 50% dari substansi tsb terdisosiasi). Mis; pK Lactate 3.9 (berarti, pada pH normal, hampir 100% laktat terdisosiasi ). H₂CO₃ dan Alb disebut asam lemah karena pada pH normal hanya 50% substansinya terdisosiasi.

Elektrolit = Ion-ion

Substansi yang terdisosiasi

sempurna di dalam suatu larutan :

àKation; Na+_,K+_,Mg+_,Ca++

àAnion; Cl-_,SO

4-,PO4=,

laktat-_{, keto}-_.

Substansi yang hanya

sebagian terdisosiasi dalam

suatu larutan :

à Albumin

-

_{, Posfat}

-

_{, H}

2

CO

3 Ion-ion kuat (Strong ions) : Ion-ion lemah (Weak ions) :

Cl Na

Hubungan SID dgn pH/H

+

SID

(–)

(+)

[H

+

_{] ↑↑ [OH}

-

_]

↑↑

Dalam cairan biologis (plasma) dgn suhu 37

0

_{C, SID selalu positif,}

nilainya berkisar 30-40 mEq/Liter

Asidosis

_Alkalosis

Konsentrasi H

+ Na SID↓ Cl Na Cl SID↑ SID

DEPENDENT VARIABLES

H+ OH -CO3- _A

-AH

HCO3-

•  Hukum kekekalan massa (Law of Mass):

–  Jumlah dari suatu zat/substansi akan selalu konstan

kecuali ditambahkan atau dikurangi dari luar, atau

dibuat/dirusak oleh suatu reaksi kimia.

•  Netralitas elektrik (Electroneutrality):

–  Semua larutan sejati mempunyai muatan listrik yang

netral, dimana konsentrasi total kation harus sama

dengan konsentrasi anion

_{Σ iones (+) = Σ iones (-)}

Stewart PA. Modern quantitative acid-base chemistry. Can J Physiol Pharmacol 61:1444-1461, 1983.

Konsep larutan encer

(Aqueous solution)

•  Semua cairan dalam tubuh manusia

mengandung air, dan air merupakan sumber [H

+

_{] yang tidak habis-habisnya}

•  [H

+

_{] ditentukan oleh disosiasi air (K}

w

), dimana

molekul H

₂

O akan berdisosiasi menjadi ion-ion

H

₃

O

+

_{dan OH}

-

Kombinasi protein dan posfat disebut asam

lemah total (total weak acid) à [Atot].

Reaksi disosiasinya adalah:

[A

_tot

] (KA) = [A

-

_].[H

+

_]

[Protein H]

[Protein-] + [H+]

WEAK ACID

Strong Ions Difference pCO₂ Protein Concentration PHYSICOCHEMICAL Rx CONSERVATION of MASS ELECTRONEUTRALITY

H

+

HCO

₃-

OH

-

tCO

₂

A

-

CO

₃=

BLOOD PLASMA

Na

+ K+ Mg++ Ca++ Cl- XA- Posfat - Alb - HCO₃- OH- _CO 32-

SID

H+ A_Tot Unmeasured Anion

CATION

ANION

Clasification (Fencl et al)

_{ACIDOSIS ALKALOSIS}

I. Respiratory ↑ PCO₂ ↓ PCO₂

II. Nonrespiratory (metabolic)

1. Abnormal SID

a. Water excess/deficit ↓ SID, ↓ [Na+] ↑ SID, ↑ [Na+]

b. Imbalance of strong anions

i. Chloride excess/deficit ↓ SID, ↑ [Cl-] ↑ SID, ↓ [Cl-]

ii. Unidentified anion excess ↓ SID, ↑ [XA-]

2. Non-volatile acids

i. Serum albumin ↑ [Alb] ↓ [Alb] ii. Inorganic phosphate ↑ [Pi] ↓ [Pi]

WORKSHOP  ACIDBASE  STEWART  PERDICI   2006  

•  The effect of chloride is explicitly recognized

•  The effect of plasma proteins and phosphate in

appreciated and quantified

•  The pathogenesis of the acid-base disorder is

better understood

•  More logical therapies can be implemented

•  Misdiagnoses are decreased, especially if

lactate is not immediately available

STOMACH

Alkaline tide SID (+) pH ↑ Alkalosis

Cl

- Na: 20-80 Cl: 150-180

SID (-)

pH ↓

Kellum JA. Diagnosis and Treatment of Acid-Base Disorders. In: Textbook of Critical Care, W.B. Saunders Co, Philadelphia, PA , 1999. Grenvik A, Shoemaker PK, Ayers

S, Holbrook (eds). pp839-853

Magder S. Pathophysiology of metabolic acid-base disturbances in patients with critical illness.In: Critical Care Nephrology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1998. pp 279-296.Ronco C, Bellomo R (eds).

SMALL INTESTINE INTESTINE

SID (↓) pH ↓

Cl

- PANCREAS pH > 7.7 ↑ GALL BLADDER pH > 7.5 ↑ CATION

Cl

-

Kellum JA. Diagnosis and Treatment of Acid-Base Disorders. In: Textbook of Critical Care, W.B. Saunders Co, Philadelphia, PA , 1999. Grenvik A, Shoemaker PK, Ayers

S, Holbrook (eds). pp839-853

Magder S. Pathophysiology of metabolic acid-base disturbances in patients with critical illness.In: Critical Care Nephrology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1998. pp 279-296.Ronco C, Bellomo R (eds).

Volume dan komposisi elektrolit cairan gastrointestinal

From Miller, Anesthesia, 5th _ed,2000.

- 40 30 60 - Colon 27.5 92.5 5 115 1000-2000 Ileum 22.5 115 7.5 130 2000-4000 Jejunum 37.5 110 7.5 140 300-600 Bile 67.5 80 7.5 140 300-800 Pancreas

-20

115

15

80

1000-2000

Stomach

18 13 25 6 500-2000 Saliva HCO₃- SID Cl- _(mEq/ L) K+ _(mEq/L) Na+ (mEq/L) 24 h vol. (mL)

Na+ _{= 140 mEq/L} Cl- _{= 110 mEq/L} SID = 30 mEq/L Na+ _{= 70 mEq/L} Cl- _{= 55 mEq/L} SID = 15 mEq/L

1 liter

2 liter

DILUTIONAL ACIDOSIS

NaCl + H

₂

O à Na

+

_{+ Cl}

-

_{+ H}

+

_{+ OH}

-

_{+ H}

2

O

1 L H₂O

Na+ _{= 140 mEq/L}

Cl- _{= 110 mEq/L}

SID = 30 mEq/L Na_Cl-+ _{= 220 mEq/L} = 280 mEq/L

SID = 60 mEq/L

1 liter

½ liter

CONTRACTION ALKALOSIS

33

Ringer Laktat

Na Cl K Ca Osms bicnat

Ringer Laktat 131 111 5 4 276 29

34

NaCl

Na Cl Osm

NaCl 0,9% 154 154 308

NaCl 0,45% 77 77

Plasma 135 108 290 +10

NaCl 3% 513 513 1026

35 Na+ _{= 140 mEq/L} Cl- _{= 102 mEq/L} SID = 38 mEq/L Na+ _{= 154 mEq/L} Cl- _{= 154 mEq/L} SID = 0 mEq/L

1 liter

1 liter

PLASMA + NaCl 0.9%

SID : 38 à

Plasma

NaCl 0.9%

36

2 liter

ASIDOSIS HIPERKLOREMIK AKIBAT

PEMBERIAN LARUTAN Na Cl 0.9%

=

SID : 19

à Asidosis

Na+ _{= (140+154)/2 mEq/L= 147 mEq/L} Cl- _{= (102+ 154)/2 mEq/L= 128 mEq/L} SID = 19 mEq/L

Plasma

37 Na+ _{= 140 mEq/L} Cl- _{= 102 mEq/L} SID= 38 mEq/L Cation+ _{= 137 mEq/L} Cl- _{= 109 mEq/L} Laktat- _{= 28 mEq/L} SID = 0 mEq/L

1 liter

_{1 liter}

PLASMA + Larutan RINGER LACTATE

SID : 38

Plasma

Ringer laktat

Laktat cepat dimetabolisme

38

2 liter

=

Normal pH setelah pemberian

RINGER LACTATE

SID : 34 à lebih kecil perubahan SID dibanding jika

diberikan NaCl 0.9%

Na+ _{= (140+137)/2 mEq/L= 139 mEq/L}

Cl- _{= (102+ 109)/2 mEq/L = 105 mEq/L}

Laktat- _{(termetabolisme) = 0 mEq/L}

SID = 34 mEq/L

Kesimpulan  

0.9%  saline  =  (Ab)normal  Saline

 

 

   Reid  et  al,  Clin  Sci,  2003  

Na+ _{= 140 mEq/L} Cl- _{= 130 mEq/L} SID =10 mEq/L Na+ _{= 165 mEq/L} Cl- _{= 130 mEq/L} SID = 35 mEq/L

1 liter

1.025

liter

25 mEq NaHCO3

SID ↑ : 10 à 35 : à Alkalosis, pH kembali normal à namun mekanismenya bukan karena pemberian HCO₃- _{melainkan karena pemberian Na}+ _{tanpa anion kuat yg}

tidak dimetabolisme seperti Cl- _{sehingga SID ↑ à alkalosis}

Plasma;

asidosis hiperkloremik

MEKANISME PEMBERIAN NA-BIKARBONAT

PADA ASIDOSIS

Plasma + NaHCO₃

HCO₃ cepat dimetabolisme

Pada asidosis kronik; [CO

₃2-

_{]↓↓ à pembentukan CaCO}

3

<< à integritas

tulang terganggu à osteoporosis

CO₂ + H_{2O ⇔ HCO3}- _{+ H}+

[HCO₃- _{] ⇔ [CO}

32-] + [H+] Reaksi pembentukan karbonat Alkalosis à [H+_{]↓ à reaksi ke kanan à [CO}

32-]↑ Efek pemberian bikarbonat:

•  Jika [CO

₃2-

_{] ↑ maka calcium yang terionisasi akan diikat oleh [CO}

32-

] à

hipokalsemia akut; sensitifitas membran sel ↑ à tetany, hyperexcitability of

muscles, sustained contraction, dan gangguan kontraksi otot jantung.

• 

Pe↑ natrium secara cepat à SID ↑ secara cepat à alkalosis berat à

kompensasi paru dengan cara menahan CO

₂

à hipoventilasi à CO

₂

narkosis à apneu

Asidosis à [H+_{]↑ à reaksi ke kiri à [CO}

OTHER FINDINGS :

1. HCO₃ doesn t improve hemodynamic in critically ill patients who have lactic acidosis (Cooper; Ann Inter Med. 1990)

2. HCO3 therapy in the treatment of lactic acidosis : Medicine or toxin?

(Sing Et Al, J Ann. Osteopath. Assoc. 1995) 3. The Routine use of sodium

bicarbonate is no longer recommended.

(In 1992, the American National Conference on Cardiopulmonary Resuscitation established current guidelines)

4. CONSENSUS CONFERENCE in FRANCE (June 2000) organized by The French Reanimation Society

recommend not to give sodium bicarbonate in any acidosis except in HCO₃ loss.

PENILAIAN ANALISA GAS DARAH

MENGGUNAKAN KOMBINASI BASE EXCESS

DAN STEWART

Nilai2 yg diperlukan:

1.  AGD (BE)

2.  Natrium

3.  Klorida

4.  Albumin

Story DA, Bellomo R. Hendersen-Hasselbach vs Stewart: Another Acid-Base Controversy; Review Article, Crit Care & Shock (2002)2:59-63

[HC

O

3

-­‐

]

 

P

CO2 = 80

40

20

pH

7.0

 

7.2

 

7.4

 

7.6

 

7.8

 

10

 

20

 

30

 

40

 

50  

Asidosis

Metabolik

"

Base Defisit"

Alkalosis

Metabolik

"

Base Excess"

Base Excess/

Base Deficit

BE = (1 - 0.014Hgb) (HCO

₃

– 24 + (1.43Hgb + 7.7) (pH - 7.4)`

Normal

"

UA = BE – [(efek Na + efek Cl) + efek Alb]

UNMEASURED ANION (UA)

PADA ASIDOSIS METABOLIK

BASE EXCESS DAN STEWART

(a) Free water

n 

0.3 x (Na-140)

(b) Chloride effect

n 

102-(Cl x 140/Na)

(c) Albumin effect

n 

(0.148 x pH - 0.818) (42-[alb])

n 

UA = BE/BD – [(a) + (b) + (c)] mEq/L

   

Magder S. Pathophysiology of metabolic acid-base disturbances in patients with critical illness. In: Critical Care Nephrology.Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1998. pp 279-296. Ronco C, Bellomo R (eds).

Jika + à efek alkalinisasi

Jika - à efek asidifikasi

Strong ions, weak acids and base excess:

a simplified Fencl–Stewart approach to

clinical acid–base disorders

D. A. Story, H. Morimatsu and R. Bellomo . British Journal of Anaesthesia, 2004, Vol. 92, Clinical Investigations

•  SBE(mmol/l=meq/l);

–  from a blood gas machine

•  Na–Cl effect (meq/l)=

–  [Na+_]–[Cl–_]–38

•  Albumin effect (meq/l)=

–  0.25x[42–alb(g/l)]

•  Unmeasured ion effect (meq/l)=