Respiratory CO2 response depends on plasma bicarbonate concentration in mechanically ventilated patients

ObjectiveThere is controversy about the effects of high plasma bicarbonate concentration ([HCO3−]) and the CO2 response test. We analyzed the relationship between [HCO3−] and the variation in hydrogen ion concentration (pH) for a given change in PaCO2, and its effects upon CO2 response.DesignA retrospective study was carried out.SettingTwo intensive care units.PatientsSubjects with and without chronic obstructive pulmonary disease (COPD), at the beginning of weaning from mechanical ventilation.InterventionsThe CO2 response was evaluated by the re-inhalation of expired air method, measuring the hypercapnic ventilatory response (ΔVE/ΔPaCO2) and hypercapnic drive response (ΔP01/ΔPaCO2), where VE is minute volume and P0.1 is airway occlusion pressure 0.1 s after the initiation of inspiration.Main outcome measures[HCO3−] and CO2 response.ResultsA total of 120 patients in the non-COPD group and 48 in the COPD group were studied. COPD patients had higher mean [HCO3−] than non-COPD patients (33.2 ± 5.4 vs. 25.7 ± 3.7 mmol/l, p < 0.001). In both non-COPD and COPD patients we observed a significant inverse linear relationship between [HCO3−] and pH change per mmHg of PaCO2 (p < 0.001), ΔVE/ΔPaCO2 (p < 0.001) and ΔP0.1/ΔPaCO2 (p < 0.001).ConclusionsThere is an inverse linear relationship between [HCO3−] and the variation of pH for a given change in PaCO2 and the CO2 response.

ResumenObjetivoExiste controversia en si las diferencias en la concentración plasmática de bicarbonato (CO3H−) modifican la respuesta al incremento de CO2. Hemos analizado la relación entre la CO3H− y la variación en la concentración de iones de hidrógeno (pH) por un incremento agudo de la PaCO2 y entre la CO3H− y la respuesta del sistema respiratorio al incremento de CO2.DiseñoEstudio retrospectivo.ÁmbitoDos unidades de cuidados intensivos.PacientesPacientes con y sin enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) en el inicio de la desconexión de ventilación mecánica.IntervencionesLa respuesta del sistema respiratorio al incremento de CO2 fue evaluada por el método de reinhalación del aire espirado, midiendo la respuesta ventilatoria a la hipercapnia (ΔVE/ΔPaCO2) y la respuesta del centro respiratorio a la hipercapnia (ΔP0,1/ΔPaCO2), donde VE es el volumen minuto y P0,1 es la presión de oclusión de la vía aérea a 0,1 s del inicio de la inspiración.Variables de interés principalesCO3H− y respuesta al CO2.ResultadosFueron estudiados 120 pacientes sin EPOC y 48 con EPOC. Las CO3H− medias en los pacientes sin y con EPOC fueron de 25,7 ± 3,7 y 33,2 ± 5,4 mmol/L, respectivamente (p < 0,001). Hallamos, en ambos grupos de pacientes, una relación linear inversa entre la CO3H− y el cambio de pH por mmHg de PaCO2 (p < 0,001), el ΔVE/ΔPaCO2 (p < 0,001) y el ΔP0,1/ΔPaCO2 (p < 0,001).ConclusionesHay una relación linear inversa entre la CO3H− y la variación en el pH por un incremento agudo de la PaCO2 y entre la CO3H− y la respuesta al CO2.