EMOGASANALISI ARTERIOSA SISTEMICA

Che cos’è l’emogasanalisi e perché si esegue?

L’emogasanalisi è un insieme di test che valutano il pH e la concentrazione di ossigeno e di anidride carbonica nel sangue, con l’obiettivo di misurare la funzionalità dei polmoni e determinare un eventuale squilibrio acido-base, indice di patologie renali, respiratorie o metaboliche.

Il nostro organismo di norma regola il pH ematico in modo tale che il sangue non diventi troppo acido (acidosi) o troppo basico/alcalino (alcalosi). La regolazione degli acidi e delle basi nell’organismo umano ha due componenti fondamentali: la prima coinvolge il metabolismo e i reni nella generazione ed eliminazione di acido, la seconda coinvolge i polmoni nell’eliminazione dell’anidride carbonica. Quest’ultima componente respiratoria è il modo in cui l’organismo fornisce ossigeno ai tessuti: l’ossigeno viene inalato dai polmoni per poi essere dissolto nel sangue e trasportato ai tessuti.

In caso di patologie che interferiscono con la funzionalità renale, la produzione di acido e la funzionalità polmonare, si può generare uno squilibrio del pH, del rapporto anidride carbonica/ossigeno, o degli elettroliti.

Il test viene richiesto dallo specialista in caso di sintomi respiratori – come difficoltà a respirare, respiro corto, iperventilazione – nausea o vomito; in caso di sospetto squilibrio acido-base; oppure durante il trattamento di malattie polmonari e della terapia con ossigeno.

Cosa significa il risultato del test?

I risultati dell’emogasanalisi vanno interpretati nel loro insieme poiché tutte le componenti del test (pH, PaCO2, HCO3-) sono correlate tra loro.

I valori normali del test dipendono dall’altitudine sul livello del mare, in quanto la concentrazione di ossigeno nel sangue è più bassa ad alta quota, e indicano un apporto sufficiente di ossigeno.

In generale, una bassa pressione parziale di ossigeno (PaO2) può indicare che il paziente non sta assumendo ossigeno a sufficienza; altre combinazioni anomale di risultati possono essere indice di patologie che causano acidosi o alcalosi.

Come avviene l’analisi?

Il test avviene mediante prelievo di sangue arterioso dal polso.

Sono previste norme di preparazione?

Generalmente non è richiesta nessuna preparazione particolare per questo esame.

Se il paziente sta effettuando una terapia con ossigeno, questa deve essere sospesa 20-30 minuti prima del test. In caso non sia possibile, o lo specialista voglia testare la concentrazione di ossigeno con l’erogazione in corso, va segnalato.

Perché effettuare il Test?

Si ricorre a questo test per:

• valutare la funzionalità polmonare, mediante la misura del pH, dell’ossigeno (O2) e dell’anidride carbonica (CO2); 
• determinare la presenza di uno squilibrio acido-base nel sangue, potenziale indice di patologie respiratorie, renali o metaboliche; 
• monitorare il trattamento delle patologie polmonari; 
• valutare l’efficacia dell’ossigenoterapia.

Quando effettuare il Test?

Si effettua il test:

• In presenza di sintomi quali difficoltà respiratorie, respiro corto, o iperventilazione; 
• Durante il trattamento per patologie polmonari; 
• In caso di sospetto squilibrio acido- base; 
• Periodicamente durante la terapia con ossigeno per patologie che causano carenza di ossigeno acuta o cronica; 
• per monitorare le concentrazioni di O2 e CO2 nel sangue durante certi tipi di operazioni chirurgiche.

Quale Campione Viene Richiesto?

Solitamente si preleva un campione di sangue da un’arteria del polso oppure, per i neonati, un campione di sangue capillare dal tallone.

È necessaria una Preparazione?

Generalmente no. Se il paziente è in terapia con ossigeno, può venire richiesto di sospenderla per 20-30 minuti prima che il sangue venga raccolto. Qualora ciò non fosse possibile o qualora il medico voglia testare la concentrazione di ossigeno con l’erogazione in corso, deve esserne presa nota.

L’esame

Per emogasanalisi si fa riferimento ad un gruppo di test che misurano il pH e la concentrazione di ossigeno (O2) ed anidride carbonica (CO2) nel sangue prelevato da un’arteria, con l’obiettivo di valutare la funzionalità dei polmoni e determinare la presenza di uno squilibrio, potenziale indice di patologie renali, respiratorie o metaboliche.

Il nostro organismo regola finemente il pH ematico, mantenendolo entro un ristretto range di 7.35- 7.45, assicurandosi che il sangue non diventi né troppo acido (acidosi) né troppo basico/alcalino (alcalosi). La regolazione degli acidi e delle basi nell’organismo ha due componenti principali. La prima coinvolge sia il metabolismo che i reni e la seconda l’eliminazione dell’anidride carbonica. La prima prevede processi cellulari di conversione di una sostanza in un’altra per produrre energia e genera una grande quantità di acido che i reni eliminano. La seconda coinvolge l’eliminazione dell’anidride carbonica (che è un acido se disciolta nel sangue) attraverso i polmoni. Quest’ultima componente è il modo con cui l’organismo fornisce ossigeno ai tessuti: l’ossigeno viene inalato dai polmoni per poi essere dissolto nel sangue e trasportato ai tessuti.

Questi processi di scambi gassosi e di equilibrio acido/ base sono strettamente legati all’equilibrio elettrolitico dell’organismo. Nei pazienti sani, questi processi sono in equilibrio dinamico e il pH ematico è stabile.

Esistono numerose patologie acute e croniche che interferiscono con la funzionalità renale, la produzione di acido e la funzionalità polmonare e che sono in grado di causare uno squilibrio del pH, del rapporto anidride carbonica/ossigeno o degli elettroliti. Tra queste patologie vi è il diabete scompensato, che può causare chetoacidosi, acidosi metabolica e patologie polmonari gravi che interferiscono con lo scambio di gas CO2/O2. Talvolta, anche condizioni temporanee quali ansia, vomito, shock, prolungato, dolore e diarrea profusa possono determinare acidosi o alcalosi.

Grazie all’analisi del gas disciolti nel sangue, si può ottenere un’istantanea del pH del sangue e dell’ossigeno e dell’anidride carbonica in esso contenuti. Con questa analisi possono essere determinate le seguenti componenti:

• pH. La misura dell’equilibrio di acidi e basi nel sangue. L’aumentata concentrazione di anidride carbonica e di altri acidi può causare la diminuzione del pH (facendolo diventare acido). La diminuzione di anidride carbonica o l’aumento di basi, come il bicarbonato (HCO3-), possono causare un aumento del pH ematico (facendo diventare il sangue alcalino).
• Pressione parziale di CO2 (PaCO2). Misura la quantità di anidride carbonica nel sangue. All’aumentare di PaCO2 diminuisce il pH ematico, facendo diventare il sangue più acido; se il PaCO2 diminuisce, il pH aumenta, facendo diventare il sangue più basico (alcalino)
• Pressione parziale di O2 (PaO2). Misura la quantità di ossigeno nel sangue.
• Saturazione di O2 (O2Sat o SaO2). La percentuale di emoglobina che trasporta ossigeno. L’emoglobina è una proteina contenuta nei globuli rossi che trasporta ossigeno attraverso i vasi sanguigni ai tessuti in tutto il corpo.
• Contenuto di O2 (O2CT o CaO2). La concentrazione di ossigeno per 100 mL di sangue.
• Bicarbonato (HCO3-). È la forma in cui la CO2 è più presente nell’organismo. Viene calcolato a partire da pH e PaCO2. Si una misura della componente metabolica dell’equilibrio acido- base. L’ HCO3- è escreto e riassorbito dai reni in risposta allo squilibrio del pH ed è direttamente correlato ad esso. Se il HCO3- aumenta, aumenterà anche il pH (diventando alcalino).
• Eccesso/carenza di basi. Il numero calcolato rappresenta la somma totale degli agenti tamponanti (anioni) nel sangue. Questi anioni includono emoglobina, proteine, fosfati e HCO3- (bicarbonato, che è l’anione dominante). Gli anioni vengono regolati affinché venga compensato lo squilibrio di pH ematico. Il medico valuterà HCO3- e l’eccesso/ carenza di basi per determinare la capacità tamponante totale dei polmoni e dei reni quando deve decidere una terapia che corregga lo squilibrio.

Come e Perché

Come si raccoglie il campione per il test?

Viene quasi sempre usato il sangue arterioso. Talvolta, specie se a sottoporsi al test è un bambino, viene raccolto sangue intero dal tallone. Nei neonati, il sangue può essere raccolto dal cordone ombelicale. È opportuno sottolineare però che i gas e il pH non saranno gli stessi nei due diversi campioni di sangue, dato che il sangue arterioso trasporta l’ossigeno nell’organismo e il sangue venoso trasporta i prodotti di scarto ai polmoni e ai reni. 

Il campione di sangue arterioso viene solitamente prelevato dalle arterie radiali del polso, situate all’interno del polso, sotto al pollice, dove è inoltre possibile sentire il battito. È necessario eseguire il test di Allen, ovvero il test di circolazione, prima del prelievo, per assicurarsi che ci sia un’adeguata circolazione nel polso del soggetto. Il test prevede la compressione sia dell’arteria radiale che di quella ulnare, e il loro rilascio una dopo l’altra per vedere il colorarsi della pelle che indica il ritorno del sangue alla mano. Qualora la mano non dovesse colorarsi, il medico dovrà eseguire il medesimo test nell’altro polso. 

È possibile inoltre prelevare il sangue dall’arteria brachiale nel gomito oppure dall’arteria femorale nell’inguine, anche se per queste sedi è necessaria una preparazione accurata affinché siano accessibili.

Nei neonati che presentano difficoltà respiratorie subito dopo la nascita, il sangue deve essere raccolto sia dalla vena ombelicale che dall’arteria ombelicale e poi testato separatamente.

In seguito ad un prelievo arterioso, è necessario applicare una pressione nella zona del prelievo per almeno 5 minuti. La puntura richiede un po’ di tempo per smettere di sanguinare, dato che il sangue viene pompato attraverso le arterie. Negli individui che assumono fluidificanti del sangue o l’aspirina, il sanguinamento può durare anche 10-15 minuti. Prima di applicare il cerotto (che non deve essere rimosso per almeno un’ora) il prelevatore deve verificare che il sanguinamento si sia fermato.

Come posso prepararmi al test per garantire la buona qualità del campione?

Generalmente, non viene richiesta alcuna preparazione al test.  Se il paziente è in terapia con ossigeno, può venire richiesto di sospenderla per 20-30 minuti prima che il sangue venga raccolto. Qualora ciò non fosse possibile o qualora il medico voglia testare la concentrazione di ossigeno con l’erogazione in corso, deve esserne presa nota. Questa viene solitamente espressa come frazione di ossigeno inspirato in percentuale (FIO2) o come litri di O2 che scorrono al minuto.

Quali informazioni si possono ottenere?

Si ricorre alla misurazione dei gas nel sangue al fine di valutare la funzionalità polmonare dell’individuo e l’equilibrio acido/base.

Si tratta di un insieme di esami che vengono prescritti quando un paziente mostra i sintomi respiratori più gravi, come la difficoltà a respirare o il respiro corto, e si sospettano patologie come asma o patologie polmonari croniche ostruttive. È possibile, inoltre, utilizzare i gas ematici per monitorare il trattamento per le patologie polmonari e per valutare l’efficacia dell’ossigenoterapia.

L’emogas viene utilizzato per determinare lo squilibrio acido- base, che può manifestarsi con l’insufficienza cardiaca, l’insufficienza renale, il diabete scompensato, le infezioni gravi e l’overdose da droghe d’abuso. È possibile che questo esame venga prescritto insieme ad altri test, come ureae creatinina per valutare la funzionalità renale, gli elettroliti per determinare la presenza di uno squilibrio elettrolitico e il glucosio per valutare lo zucchero presente nel sangue.

Quando viene prescritto?

Si ricorre alla valutazione dei gas ematici quando un soggetto mostra sintomi di squilibrio nel rapporto ossigeno/anidride carbonica o di pH, come: respiro affannoso, difficoltà respiratorie, nausea o vomito.

Talvolta, è necessario eseguire questi esami in presenza di patologie respiratorie, metaboliche o renali o di recente distress respiratorio.

Durante la terapia con ossigeno (ventilazione), è possibile ricorrere alle valutazioni dei gas ematici ad intervalli regolari al fine di monitorare l’efficacia del trattamento. 

Talvolta, in seguito ad un trauma a testa o collo o ferite che potrebbero aver compromesso l’apparato respiratorio, potrebbe essere necessario eseguire l’emogasanalisi. Il monitoraggio dei gas ematici potrebbe essere necessario durante l’intervento e per un periodo successivo all’operazione, quando un soggetto è sottoposto ad anestesia prolungate, particolarmente nel caso di interventi chirurgici di bypass cardiaco o operazioni al cervello.

Nei neonati, la valutazione dei gas ematici dal cordone ombelicale può evidenziare problemi respiratori oppure valutare lo stato acido/base del bambino. Si tratta di un’indagine, che viene effettuata esclusivamente quando il neonato mostra difficoltà respiratorie.

Cosa significa il risultato del test?

I valori normali variano da laboratorio a laboratorio e dipendono dall’altitudine sul livello del mare, poiché la concentrazione di ossigeno nel sangue è più bassa se il soggetto vive ad alta quota.

I risultati dell’analisi dei gas ematici non forniscono una diagnosi, ma dovrebbero essere usati in combinazione ai risultati di altri test per valutare i problemi respiratori, metabolici o renali.

Dei risultati anomali di alcune componenti dell’emogasanalisi possono essere causati da una o più delle seguenti opzioni:

• Il paziente ha un problema renale
• Il paziente non ha ricevuto abbastanza ossigenoterapia
• Il paziente non ha ancora espulso l’anidride carbonica

I valori che rientrano nel range di normalità indicano un apporto sufficiente di ossigeno. Al contrario, una bassa pressione parziale di ossigeno (PaO2) suggerisce che la persona non sta assumendo abbastanza ossigeno.  

È necessario interpretare i risultati nel loro insieme, poiché tutte le altre componenti dell’emogasanalisi (pH, PaCO2, HCO3-) sono correlate tra loro. Se anomale, alcune combinazioni di risultati possono essere indice di patologie che causano acidosi o alcalosi, come ad esempio:

• Acidosi respiratoria, caratterizzata da un basso pH e da un incremento di pCO2; viene causata da depressione respiratoria (ovvero mancanza di ossigeno in entrata e anidride carbonica in uscita). Le cause possono essere diverse, ta cui polmonite, malattie polmonari croniche ostruttive (COPD) ed over-sedazione da narcotici.
• Alcalosi respiratoria, caratterizzata da un aumento di pH e da una diminuzione di PCO2; viene causata da iperventilazione, preoccupazione, stress emotivo o da alcune patologie polmonari che interferiscono con gli scambi di ossigeno.
• Alcalosi metabolica, caratterizzata da un elevato pH e dall’aumento di HCO3-; si presenta nell’ipocalemia, successivamente a episodi di vomito prolungato (perdendo acidi dallo stomaco) oppure overdose da sodio bicarbonato.
• Acidosi metabolica, caratterizzata da un basso pH e diminuzione di HCO3-; il sangue diventa eccessivamente acido per una corretta funzionalità metabolico/renale. Le cause includono diabete, shock e danno renale.

Esempi di risultati di test associati alle patologie sopraelencate sono sintetizzati nella tabella sottostante:

Senza un trattamento, queste condizioni possono creare degli squilibri anche molto gravi e pericolosi per la vita. L’intervento necessario per consentire il ripristino di un corretto equilibrio acido/base verrà stabilito dal medico, che si occuperà in seguito di stabilire le cause che hanno generato il problema.

Domande frequenti

È possibile eseguire questo esame presso lo studio del medico?

Generalmente gli studi medici non dispongono dell’attrezzatura adeguata. Il dosaggio dei gas ematici viene generalmente eseguito in un ospedale, in pronto soccorso, nelle chirurgie, in ambulanza o in grandi laboratori che sono in grado di eseguire esami immediatamente dopo la raccolta del campione e dove sono presenti attrezzature specifiche. 

Perché, se il paziente ha avuto prima la polmonite e poi l’asma, il medico non l’ha sottoposto a questo esame?

È possibile diagnosticare polmonite o asma mediante i sintomi e monitorarle mediante l’auscultazione del torace o mediante la spirometria o una radiografia del torace. Nella maggior parte dei casi, l’asma risponde al trattamento abituale e la polmonite agli antibiotici. L’emogasanalisi è necessaria solo se sono presenti problemi respiratori acuti, prolungati o cronici ed è in questi casi che vengono eseguiti gli esami relativi ai gas ematici in un pronto soccorso o comunque in ambiente ospedaliero.

Esiste un modo alternativo per misurare i livelli di ossigeno?

Un ossimetro da polso è un modo non invasivo, dato che non è necessario un ago per ottenere un campione di sangue, per monitorare in modo continuo solo la saturazione di O2. Si esegue attaccando alla punta di un dito o al lobo dell’orecchio una piccola clip (chiamata sensore), in grado di leggere la luce trasmessa attraverso la pelle. Gli ossimetri a polso sono utili per monitorare le tendenze in saturazione di O2, ma i loro risultati possono essere influenzati dalla presenza di forme anomale di emoglobina, come la carbossiemoglobina (leggere di seguito), bassa pressione ematica dovuta a perfusione inefficace e livelli di emoglobina molto bassi dovuti ad anemia severa.

Riportata sul referto dell’esame c’è la carbossiemoglobina, cos’è?

Il referto di laboratorio può anche riportare i risultati della carbossiemoglobina e di altre forme alterate di emoglobina quando i livelli di gas ematici vengono misurati con uno strumento chiamato co-ossimetro. Quest’ultimo è un analizzatore di gas ematici, in grado di misurare le concentrazioni di questi derivati emoglobinici in aggiunta alle misure generalmente eseguite. Il co-ossimetro non viene usato sempre, di conseguenza questi valori non appaiono in tutti i referti di esami dei gas ematici. 

La carbossiemoglobina è una forma alterata o un derivato dell’emoglobina, che si forma quando il monossido di carbonio si lega all’emoglobina. I livelli di carbossiemoglobina risultano elevati in seguito ad avvelenamento da monossido di carbonio e, in questi casi, si utilizza un co-ossimetro per misurarne i livelli e per monitorare la terapia con ossigeno. L’emoglobina lega il monossido di carbonio con una forza pari a 210 volte quella usata per legare l’ossigeno, riducendo significativamente l’abilità dell’emoglobina di trasportare ossigeno in tutto il corpo e conducendo ad una condizione grave potenzialmente letale.

Altri derivati emoglobinici includono solfoemoglobina (o solfometaemoglobina) e metaemoglobina, che possono comparire in seguito ad un’ingestione di alcuni medicinali o ad un’esposizione ad agenti chimici. Queste forme alterate di emoglobina, come la carbossiemoglobina, vengono comunemente misurate con un co-ossimetro e non possono funzionare correttamente nel trasporto dell’ossigeno.