A gasometria arterial é frequentemente utilizada em departamentos de emergência e unidades de terapia intensiva para monitorar pacientes com insuficiência respiratória aguda. Tem também algumas aplicações na prática geral, como na avaliação das necessidades de oxigenoterapia domiciliar em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica. Um resultado de gasometria arterial pode ajudar na avaliação de mudanças nos gases sanguíneo de um paciente, no controle ventilatório e no equilíbrio ácido-base. Entretanto, é sempre necessário que os resultados sejam considerados no contexto dos sintomas do paciente.
O pH é uma medida da acidez ou alcalinidade do sangue e é inversamente proporcional a quantidade de íons hidrogênio (H+). Quanto mais íons H+ presentes, menor será o pH, e vice-versa. O pH de uma solução é medido em uma escala de 1 (muito ácido) a 14 (muito alcalino). Um líquido com pH de 7, como a água, é neutro.
A faixa de pH normal do sangue é entre 7,35 e 7,45. Para que o metabolismo normal ocorra, o organismo deve manter esta estreita faixa em todos os momentos. Quando o pH está abaixo de 7,35, diz-se que o sangue está ácido, e, consequentemente, podem ocorrer mudanças nas funções dos sistemas orgânicos, tais como, diminuição das contrações cardíacas, diminuição na resposta vascular às catecolaminas, e diminuição da resposta aos efeitos e ações de certos medicamentos. Quando o pH está acima de 7,45, diz-se que o sangue está alcalino, e isso interfere com a oxigenação dos tecidos e com o funcionamento neurológico e muscular normal. Alterações significativas no pH sanguíneo, acima de 7,8 ou abaixo de 6,8, irão interferir com o funcionamento celular e, se não corrigido, irá conduzir à morte do paciente. Assim, para que o organismo seja capaz de auto-regular o equilíbrio ácido-básico, a fim de manter o pH dentro da faixa normal, ele utiliza mecanismos delicados de tampões entre os sistemas respiratório e renal.
Resposta do Tampão Respiratório: um subproduto normal do metabolismo celular é o dióxido de carbono (CO2). Ele é transportado no sangue para os pulmões, onde seu excesso combina com a água (H2O) e forma o ácido carbônico (H2CO3). O pH do sangue mudará de acordo com o nível de ácido carbônico presente. Isto leva os pulmões a aumentar ou diminuir a frequência e a intensidade da ventilação até que a quantidade adequada de CO2 seja restabelecida. A ativação dos pulmões para compensar um desequilíbrio começa a ocorrer dentro de 1 a 3 minutos.
Portanto, a PCO2 arterial representa o equilíbrio entre a produção de CO2 tecidual e a remoção de CO2 pulmonar. Uma PCO2 elevada indica, usualmente, inadequada ventilação (Hipoventilação) e, consequentemente, acidose respiratória. O contrário, uma PCO2 diminuída indica excessiva ventilação (Hiperventilação) e uma alcalose respiratória. Acidose respiratória (insuficiência ventilatória) pode ser causada por: Doença Pulmonar Obstrutiva (bronquite crônica, enfizema), Função Prejudicada do Centro Respiratório (traumatismo craniano, sedação, anestesia), Hipoventilação por Ventilação Mecânica.
Alcalose respiratória (hiperventilação) pode ser causada por: Hipoxemia, Ansiedade, Hiperventilação por Ventilação Mecânica, Acidose Metabólica, Septicemia, Trauma.
Resposta do Tampão Renal: para manter o pH do sangue dentro de sua faixa normal, os rins excretam ou retêm bicarbonato (HCO3). Quando o pH do sangue diminui, os rins retêm HCO3; e quando o pH aumenta, eles excretam HCO3 através da urina. Embora os rins forneçam um excelente meio para regulação do equilíbrio ácido-básico, o sistema pode levar de horas a dias para corrigir o desequilíbrio. Quando os sistemas respiratório e renal estão funcionando juntos, eles são capazes de manter o pH do sangue equilibrado, mantendo uma parte de ácido para 20 partes de base.
ALTERAÇÕES DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO
Acidose Respiratória: é definida quando o pH está inferior a 7,35 com uma PCO2 maior que 45 mmHg. A acidose respiratória é causada por um acúmulo de CO2 que combina com a água para produzir ácido carbônico, diminuindo o pH do sangue. Qualquer condição que resulta em hipoventilação pode causar acidose respiratória.
OBSERVAÇÃO CLÍNICA: se o CO2 for muito alto, a sonolência e a falta de responsividade pode ser notada.
Alcalose Respiratória:Alcalose Respiratória: é definida quando o pH está superior a 7,45, com uma PCO2 inferior a 35 mmHg. Qualquer condição que causa hiperventilação pode levar a alcalose respiratória.
OBSERVAÇÃO CLÍNICA: pacientes com alcalose respiratória aumentam dramaticamente o trabalho da respiração e devem ser cuidadosamente monitorados para a fadiga muscular respiratória. Quando os músculos respiratórios tornam-se exaustos, a insuficiência respiratória aguda pode surgir.
Acidose Metabólica: é definida como um nível de bicarbonato abaixo de 22 mEq/L, com um pH menor do que 7,35. A acidose metabólica é causada por qualquer déficit de base na corrente sanguínea ou por excesso de ácido, além do CO2.
A alcalose metabólica é um dos mais difíceis desequilíbrios ácido-básico para tratar.
MELHORANDO A COMPREENSÃO
Observe a equação abaixo:
Essa equação mostra a forma de compensação do organismo. Assim, o H⁺ quando associado ao bicarbonato (HCO3), forma ácido carbônico (H2CO3), que por sua vez se dissocia em gás carbônico (CO2) e água (H2O).
Essa é uma equação de via de mão dupla, ou seja, pode se iniciar tanto pela direita, quanto pela esquerda. A esquerda corresponde a alterações metabólicas, e a direita a alterações respiratórias. Portanto, alterações metabólicas levarão a alterções respiratórias e vice-versa.
Consequentemente, níveis elevados de hidrogênio (H⁺) leva ao imediato tamponamento pelo bicarbonato (HCO3), formando ácido carbônico (H2CO3). Após essa compensação inicial pelo sistema tampão, inicia a compensação respiratória, onde o sistema respiratório determina a dissociação do ácido carbônico em água e gás carbônico. Este último, será eliminado pela respiração, aumentando a frequência respiratória.
A partir daí, o sistema de compensação renal começará a agir. Assim, com um pH elevado ou diminuído, esse sistema adequará a proporção de hidrogênio e bicarbonato absorvido e excretado, contribuíndo para a compensação.
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DE GASOMETRIA ARTERIAL
A gasometria arterial é usada para avaliar o equilíbrio ácido-básico e a oxigenação, representando, cada uma, condição separada.
As faixas de referência normal para sangue arterial e venoso são mostradas no quadro abaixo:
1ª Etapa
Avaliar o pH para saber se o sangue está dentro da faixa normal, ou se alcalose ou acidose.
2ª Etapa
Se o pH é alcalino ou ácido deve-se saber se o problema é primariamente respiratório ou metabólico. Para isso avalia-se o valor da PCO2. Lembre-se que alteração repiratória quando o pH diminui abaixo de 7,35, a PCO2 deve aumentar. Se o pH aumenta acima de 7,45, a PCO2 deve cair. Portanto, se o pH e a PCO2 estão se movendo em direções opostas, a alteração é principalmente de natureza respiratória.
3ª Etapa
Avaliar o valor do HCO3. Lembre-se que em alterações metabólicas, quando o pH aumenta, o HCO3 também deve aumentar. Se o pH diminui, o HCO3 também deveria diminuir. Portanto, se o pH e o HCO3 estão se movendo na mesma direção, a alteração é principalmente de natureza metabólica.
COMPENSAÇÃO
Até agora foi dicutido simples valores de gasometria arterial sem qualquer evidência de compensação. Entretanto, se o desequilíbrio ácido-básico persiste por um período maior de tempo, o organismo tentará compensar.
Compensação é uma resposta homeostática para um desequilíbrio ácido-básico que o organismo tenta restaurar a taxa de HCO3⁻ e PCO2 para o normal. A compensação envolve ou uma resposta ventilatória (mudança na PCO2) para uma anormalidade metabólica, ou uma resposta metabólica (mudança no HCO3⁻) para uma anormalidade ventilatória.
Como vimos anteriormente, os pulmões e os rins são sistemas tampões de resposta primária, e tentarão superar uma disfunção respiratória ou metabólica tentando retornar o pH para dentro da faixa normal. Desta forma, um paciente pode estar descompensado, parcialmente compensado ou totalmente compensado.
Quando o desequilíbrio ácido-básico está descompensado ou parcialmente compensado, o pH permanece fora da faixa normal. Enquanto nos estados totalmente compensados, o pH retorna a sua faixa normal, embora os demais valores ainda possam estar anormais. Deve-se ter ciência de que nenhum sistema tem a capacidade de se compensar. Portanto, se a gasometria mostra uma compensação parcial devemos rever as três etapas:
Primeiro: avaliar o pH e verificar se há acidose ou alcalose.
Segundo: avaliar a PCO2. Como vimos, em uma situação descompensada o pH e a PCO2 movem-se em direções opostas, se a alteração é primariamente respiratória. Mas, se o pH e a PCO2 estão se movendo na mesma direção, não é o que esperaríamos acontecer, então concluímos que a alteração primária foi metabólica e, neste caso, a PCO2 diminuindo indica que os pulmões, atuando como uma resposta tampão, estão tentando corrigir o pH para que ele retorne a sua faixa normal, expirando PCO2 em excesso. Se evidências de compensação estão presentes, mas o pH ainda não foi corrigido para a sua faixa normal, isso significa uma alteração metabólica com uma compensação respiratória parcial.
Terceiro: avaliar o HCO3. Se o pH e o HCO3 estão se movendo no mesmo sentido, indica que a alteração é metabólica. Mas, se se movem em direções opostas, que não é o que esperaríamos, concluímos que a alteração é respiratória, e que os rins estão atuando como sistema de resposta tampão compensando através da retenção de HCO3, como tentativa de fazer retornar o pH a sua faixa normal.
Deve-se sempre ter em mente alguns acontecimentos sobre a compensação, como segue:
- É dirigido e muito sensível a mudanças no pH.
- A compensação metabólica por perda renal de HCO3⁻ é muito mais lenta do que a compensação ventilatória por perda de CO2.
- A insuficiência para compensar sugere que um distúrbio misto está presente.
As tabelas a seguir mostram as relações entre o pH, PCO2 e HCO3 nos estados parcial e totalmente compensados.
Estado Totalmente Compensado
Estado Parcialmente Compensado
Observar que a única diferença entre os estados parcialmente e totalmente compensados é se o pH tem ou não retornado a sua faixa normal. Nas alterações compensadas o pH estará, frequentemente, ou acima ou abaixo de 7,40. Notar que o pH dentro da faixa normal é útil para se saber se a alteração original é uma acidose ou alcalose.
EXCESSO DE BASE
O componente metabólico do equilíbrio ácido-básico do sangue é refletido no Excesso de Base ou Base Excess. O bicarbonato não é a única base presente no organismo, há diversas outras que quando somadas representam o Buffer Base. Este valor é fixo, e funciona como uma espécie de valor de referência esperado para a soma das bases. Se todas as bases somadas não corresponde ao valor de referência do Buffer Base, esse excesso é o Base Excess.
O Excesso de Base aumenta em alcalose metabólica, e diminui (ou se torna mais negativo) em acidose metabólica. Entretanto, a sua utilidade na interpretação dos resultados dos gases sanguíneos é controversa, pois enquanto ele pode dar alguma ideia da natureza metabólica de uma alteração ele também pode confundir a interpretação, uma vez que a acidemia e alcalemia podem ser primária ou secundária a acidose ou alcalose respiratória, e o excesso de base não leva em conta a inapropriada resposta metabólica para uma determinada desordem, limitando assim a sua utilidade na interpretação dos resultados. Entretanto, devemos considerar que ele pode auxiliar para determinar rapidamente a quantidade de bicarbonato que um paciente necessita.
ÂNION GAP
O organismo mantêm um equilíbrio eletroquímico entre as cargas positivas e negativas. O sódio (Na⁺) é a principal carga positiva, enquanto o cloro (Cl⁻) e o bicarbonato (HCO3⁻) compõem as cargas negativas. O ânion gap (AG) corresponde ao somatório de todos os ânions plasmáticos, sendo calculado pela fórmula:
O ânion gap deve ser sempre calculado na presença de acidose metabólica para esclarecer sua etiologia. O valor normal do ânion gap varia de 8 a 12 mEq/L. Valores superiores a 20 mEq/L indicam a presença de acidose metabólica independente do pH e da concentração de bicarbonato no plasma.
A acidose metabólica pode ser dividida em dois grupos:
1. ACIDOSE METABÓLICA COM ÂNION GAP AUMENTADO
Indica a presença de um ou mais ânions anormais não medidos no plasma. Por exemplo, em um processo isquêmico o aumento de H⁺ reage com o HCO3⁻ ocorrendo queda da concentração plasmática de HCO3⁻, o qual é substituído pelo ânion lactato, levando a aumento do ânion gap. Esses quadros ocorrem em cetoacidose diabética, intoxicações, estado urêmico.
2. ACIDOSE METABÓLICA HIPERCLORÊMICA
Ocorre perda de bicarbonato levando o rim a reter cloro como uma forma de compensar perdas de cargas negativas. O cloro aumenta, nenhum novo ânion é adicionado e o ânion gap permanece normal. Ocorre, por exemplo, em distúrbios intestinais, principalmente em casos de diarreia, e nos casos de acidose tubular renal.
OXIGENAÇÃO
A gasometria arterial também pode ser usada para avaliar a oxigenação do sangue. O componente para essa avaliação é a PO2, a qual reflete a troca gasosa nos pulmões e que, normalmente, diminui com a idade. Seu valor de referência normal é de 80 – 100 mmHg (dependente de idade e altitude – ver quadro de faixa de referência normal).
A curva de dissociação da oxi-hemoglobina é uma ferramenta usada para mostrar a relação entre a saturação do oxigênio e a PO2. A força com que o oxigênio se liga à molécula de hemoglobina tem importantes implicações clínicas. Se o oxigênio se liga muito fracamente, a hemoglobina pode liberar seu oxigênio antes de atingir os tecidos em necessidade. Se o oxigênio se liga com muita força, ele acaba não sendo transferido a todos os tecidos. Essa força de ligação é representada graficamente pela curva de dissociação da oxihemoglobina. Diversas variáveis afetam a afinidade da molécula do oxigênio pela hemoglobina.
Condições que causam aumentada liberação da molécula de oxigênio: acidose, febre, níveis elevados de PCO2, etc. Estas condições deslocam a curva de dissociação para a direita.
Condições que mantêm o oxigênio fortemente ligado à molécula de hemoglobina: alcalose, hipotermia, níveis baixos de PCO2, etc. Estas condições deslocam a curva de dissociação para a esquerda.
O deslocamento da curva para a esquerda tem mais implicações negativas para o paciente do que o deslocamento para a direita. A curva de dissociação da oxi-hemoglobina pode ser utilizada para estimar a PO2 se a saturação de oxigênio é conhecida. A correção dos níveis de oxigenação do sangue pode ser realizada através da combinação de aumentar o fornecimento de oxigênio e corrigir as condições existentes que estão deslocando a curva de oxi-hemoglobina.
GASOMETRIA NO SANGUE VENOSO
É mais fácil obter uma amostra venosa do que arterial. Em algumas situações a análise do sangue venoso pode fornecer informações que auxiliam na tomada de decisões clínicas. No geral, o pH, a PCO2 e o HCO3 tem valores similares no sangue venoso e arterial. A principal diferença é a pressão parcial de oxigênio que no sangue venoso é menor que a metade do sangue arterial. O sangue venoso, portanto, não deveria ser usado na avaliação da oxigenação.
A utilização da gasometria arterial pode ser um exame útil na avaliação de pacientes com doenças agudas e crônicas. Os resultados mostram se o paciente está em acidemia ou alcalemia e se a causa é suscetível de ter um componente respiratório ou metabólico. A PCO2 reflete a ventilação alveolar, enquanto a PO2 reflete a oxigenação do sangue arterial. Esses dados, combinados com as características clínicas do paciente, fazem da gasometria arterial um facilitador ao diagnóstico e tratamento.
