background image

Dr. Ahmed Saleem 

FICMS 

 

TUCOM / 3rd Year / 2015 

 

FLUID AND ELECTROLYTE MANAGEMENT OF THE SURGICAL PATIENT 

Fluid and electrolyte management is paramount to the care of the surgical patient. Changes in both fluid 
volume and electrolyte composition occur preoperatively, intraoperatively, and postoperatively, as well as 
in response to trauma and sepsis.  

Body Fluids 

Total Body Water 

Water constitutes approximately 50 to 60% of total body weight. The relationship between total body 
weight and total body water (TBW) is relatively constant for an individual and is primarily a reflection of 
body fat. In an average young adult male 60% of total body weight is TBW, whereas in an average young 
adult female it is 50%.

 

The highest percentage of TBW is found in newborns, with approximately 80% of 

their total body weight comprised of water. This decreases to approximately 65% by 1 year of age and 
thereafter remains fairly constant. 

Fluid Compartments 

TBW is divided into three functional fluid compartments: plasma, extravascular interstitial fluid, and 
intracellular fluid. The extracellular fluids (ECF), plasma and interstitial fluid together comprise about one 
third of the TBW and the intracellular compartment the remaining two thirds. The extracellular water 
comprises 20% of the total body weight and is divided between plasma (5% of body weight) and interstitial 
fluid (15% of body weight). Intracellular water makes up approximately 40% of an individual's total body 
weight, with the largest proportion in the skeletal muscle mass. 

Composition of Fluid Compartments 

The ECF compartment is balanced between sodium, the principal cation, and chloride and bicarbonate, the 
principal anions. The intracellular fluid compartment is comprised primarily of the cations potassium and 
magnesium, and the anions phosphate and proteins. Although the movement of ions and proteins between 
the various fluid compartments is restricted, water is freely diffusible. Water is distributed evenly 
throughout all fluid compartments of the body; so that a given volume of water increases the volume of any 
one compartment relatively little. Sodium, however, is confined to the ECF compartment, and because of 
its osmotic and electrical properties, it remains associated with water. Therefore, sodium-containing fluids 
are distributed throughout the ECF and add to the volume of both the intravascular and interstitial spaces. 
Although the administration of sodium-containing fluids expands the intravascular volume, it also expands 
the interstitial space by approximately three times as much as the plasma. 

 

 

 

Page 1 of 11


background image

Osmolality 

The osmolality of the intracellular and extracellular fluids is maintained between 290 and 310 mOsm in 
each compartment. Because cell membranes are permeable to water, any change in osmotic pressure in 
one compartment is accompanied by a redistribution of water until the effective osmotic pressure between 
compartments is equal. For example, if the ECF concentration of sodium increases, there will be a net 
movement of water from the intracellular to the extracellular compartment. Conversely, if the ECF 
concentration of sodium decreases, water will move into the cells. Although the intracellular fluid shares in 
losses that involve a change in concentration or composition of the ECF, an isotonic change in volume in 
either one of the compartments is not accompanied by the net movement of water as long as the ionic 
concentration remains the same. For practical clinical purposes, most significant gains and losses of body 
fluid are directly from the extracellular compartment. 

The principal determinants of osmolality are the concentrations of sodium, glucose, and urea (blood urea 
nitrogen, or BUN): 

         Calculated serum osmolality = 2 sodium + (glucose/18) + (BUN/2.8) 

 

Body Fluid Changes 

Normal Exchange of Fluid and Electrolytes 

The healthy person consumes an average of 2000 mL of water per day, approximately 75% from oral intake 
and the rest extracted from solid foods. Daily water losses include 800 to 1200 mL in urine, 250 mL in stool, 
and 600 mL in insensible losses. Insensible losses of water occur through both the skin (75%) and lungs 
(25%), and can be increased by such factors as fever, hypermetabolism, and hyperventilation. Sensible 
water losses such as sweating or pathologic loss of GI fluids vary widely, but these include the loss of 
electrolytes as well as water. To clear the products of metabolism, the kidneys must excrete a minimum of 
500 to 800 mL of urine per day, regardless of the amount of oral intake. 

Classification of Body Fluid Changes 

Disorders in fluid balance may be classified into three general categories: disturbances in (a) volume, (b) 
concentration, and (c) composition. Although each of these may occur simultaneously, each is a separate 
entity with unique mechanisms demanding individual correction. Isotonic gain or loss of salt solution results 
in extracellular volume changes, with little impact on intracellular fluid volume. If free water is added or lost 
from the ECF, water will pass between the ECF and intracellular fluid until solute concentration or 
osmolarity is equalized between the compartments. Unlike with sodium, the concentration of most other 
ions in the ECF can be altered without significant change in the total number of osmotically active particles, 
producing only a compositional change. For instance, doubling the serum potassium concentration will 
profoundly alter myocardial function without significantly altering volume or concentration of the fluid 
spaces. 

 

 

Page 2 of 11


background image

A - Disturbances in Fluid Balance (Volume changes) 

 

Volume Deficit 

Extracellular volume deficit is the most common fluid disorder in surgical patients and can be either acute 
or chronic. Acute volume deficit is associated with cardiovascular and central nervous system signs, 
whereas chronic deficits display tissue signs, such as a decrease in skin turgor and sunken eyes, in addition 
to cardiovascular and central nervous system signs (Table 1). Laboratory examination may reveal an 
elevated blood urea nitrogen level if the deficit is severe enough to reduce glomerular filtration and 
hemoconcentration. Urine osmolality usually will be higher than serum osmolality, and urine sodium will be 
low, typically <20 mEq/L. Serum sodium concentration does not necessarily reflect volume status and 
therefore may be high, normal, or low when a volume deficit is present. The most common cause of volume 
deficit in surgical patients is a loss of GI fluids (Table 2) from nasogastric suction, vomiting, diarrhea, or 
enterocutaneous fistula. In addition, sequestration secondary to soft tissue injuries, burns, and intra-
abdominal processes such as peritonitis, obstruction, or prolonged surgery can also lead to massive volume 
deficits.  

 

Volume Excess 

Extracellular volume excess may be iatrogenic or secondary to renal dysfunction, congestive heart failure, 
or cirrhosis. Both plasma and interstitial volumes usually are increased. Symptoms are primarily pulmonary 
and cardiovascular (Table 1). In fit patients, edema and hyperdynamic circulation are common and well 
tolerated. However, the elderly and patients with cardiac disease may quickly develop congestive heart 
failure and pulmonary edema in response to only a moderate volume excess. 

 

Table (1) Signs and Symptoms of Volume Disturbances 

 

System 

Volume Deficit 

Volume Excess 

Generalized 
  

Weight loss 
Decreased skin turgor 

Weight gain 
Peripheral edema  

Cardiac 
  
  
  

Tachycardia 
Orthostasis/hypotension 
Collapsed neck veins 
  

Increased cardiac output  
Increased central venous pressure 
Distended neck veins 
Murmur 

Renal 
  

Oliguria  
Azotemia  

— 
  

GI 

Ileus 

Bowel edema 

Pulmonary 

— 

Pulmonary edema 

 

 

Page 3 of 11


background image

Table (2) Composition of GI Secretions  ) (لألطالع

 

Type of Secretion 

Volume (mL/24 h) 

Na (mEq/L)  K (mEq/L)  Cl (mEq/L)  HCO

3

 (mEq/L) 

Stomach 

1000–2000 

60–90 

10–30 

100–130 

Small intestine 

2000–3000 

120–140 

5–10 

90–120 

30–40 

Colon 

— 

60 

30 

40 

Pancreas 

600–800 

135–145 

5–10 

70–90 

95–115 

Bile 

300–800 

135–145 

5–10 

90–110 

30–40 

 

 

B - Concentration Changes 

Changes in serum sodium concentration (135–145 mmol/L) are inversely proportional to TBW. Therefore, 
abnormalities in TBW are reflected by abnormalities in serum sodium levels. 

Hyponatremia 

A low serum sodium level occurs when there is an excess of extracellular water relative to sodium
Extracellular volume (not water) can be high, normal, or low. In most cases of hyponatremia, sodium 
concentration is decreased as a consequence of either sodium depletion or dilution.  

Dilutional hyponatremia frequently results from excess extracellular water and therefore is associated with 
a high extracellular volume status. Excessive oral water intake or iatrogenic IV excess free water 
administration can cause hyponatremia. Postoperative patients are particularly prone to increased 
secretion of antidiuretic hormone (ADH), which increases reabsorption of free water from the kidneys with 
subsequent volume expansion and hyponatremia. This is usually self-limiting in that both hyponatremia and 
volume expansion decrease ADH secretion. Physical signs of volume overload usually are absent, and 
laboratory evaluation reveals hemodilution.  

Depletional hyponatremia is associated with either a decreased intake or increased loss of sodium-
containing fluids. A concomitant ECF volume deficit is common. Causes include decreased sodium intake, 
such as consumption of a low-sodium diet or use of enteral feeds, which are typically low in sodium; GI 
losses from vomiting, prolonged nasogastric suctioning, or diarrhea; and renal losses due to diuretic use or 
primary renal disease. 

Hyponatremia also can be seen with an excess of solute relative to free water, such as with untreated 
hyperglycemia or mannitol administration. Glucose exerts an osmotic force in the extracellular 
compartment, causing a shift of water from the intracellular to the extracellular space. Hyponatremia 
therefore can be seen when the effective osmotic pressure of the extracellular compartment is normal or 
even high. When hyponatremia in the presence of hyperglycemia is being evaluated, the corrected sodium 
concentration should be calculated as follows: 

For every 100 mg/dL increment in plasma glucose above normal, the plasma sodium should decrease by 1.6 mEq/L  

 

Page 4 of 11


background image

Lastly, extreme elevations in plasma lipids and proteins can cause pseudohyponatremia, because there is 
no true decrease in extracellular sodium relative to water. 

Signs and symptoms of hyponatremia (Table 3) are dependent on the degree of hyponatremia and the 
rapidity with which it occurred. Clinical manifestations primarily have a central nervous system origin and 
are related to cellular water intoxication and associated increases in intracranial pressure. Oliguric renal 
failure also can be a rapid complication in the setting of severe hyponatremia. 

Most cases of hyponatremia can be treated by free water restriction and, if severe, the administration of 
sodium. In patients with normal renal function, symptomatic hyponatremia does not occur until the serum 
sodium level is ≤120 mEq/L. If neurologic symptoms are present, 3% normal saline should be used to 
increase the sodium by no more than 1 mEq/L per hour until the serum sodium level reaches 130 mEq/L or 
neurologic symptoms are improved. Correction of asymptomatic hyponatremia should increase the sodium 
level by no more than 0.5 mEq/L per hour to a maximum increase of 12 mEq/L per day, and even more 
slowly in chronic hyponatremia. The rapid correction of hyponatremia can lead to pontine myelinolysis and 
may result in permanent brain damage and death. 

 

 

Table (3) Clinical Manifestations of Abnormalities in Serum Sodium Level 

 

Body System 

Hyponatremia 

Central nervous 
system 

Headache, confusion, hyperactive or hypoactive deep tendon reflexes, seizures, coma, 
increased intracranial pressure  

Musculoskeletal 

Weakness, fatigue, muscle cramps/twitching 

GI 

Anorexia, nausea, vomiting, watery diarrhea 

Cardiovascular 

Hypertension and bradycardia if significant increases in intracranial pressure 

Tissue 

Lacrimation, salivation 

Renal 

Oliguria  

Body System  

Hypernatremia  

Central nervous 
system 

Restlessness, lethargy, ataxia, irritability, tonic spasms, delirium, seizures, coma 

Musculoskeletal 

Weakness 

Cardiovascular 

Tachycardia, hypotension, syncope  

Tissue 

Dry sticky mucous membranes, red swollen tongue, decreased saliva and tears 

Renal 

Oliguria 

Metabolic 

Fever 

 

 

 

 

Page 5 of 11


background image

Hypernatremia 

Hypernatremia results from either a loss of free water or a gain of sodium in excess of water. Like 
hyponatremia, it can be associated with an increased, normal, or decreased extracellular volume.  

Hypervolemic hypernatremia usually is caused either by iatrogenic administration of sodium-containing 
fluids, including sodium bicarbonate, or mineralocorticoid excess as seen in hyperaldosteronism, Cushing's 
syndrome, and congenital adrenal hyperplasia. Urine sodium concentration is typically >20 mEq/L and urine 
osmolarity is >300 mOsm/L.  

Normovolemic hypernatremia can result from renal causes, including diabetes insipidus, diuretic use, and 
renal disease, or from non-renal water loss from the GI tract or skin, although the same conditions can 
result in hypovolemic hypernatremia. With non-renal water loss, the urine sodium concentration is <15 
mEq/L and the urine osmolarity is >400 mOsm/L. 

Symptomatic hypernatremia usually occurs only in patients with impaired thirst or restricted access to fluid, 
because thirst will result in increased water intake. Symptoms are rare until the serum sodium 
concentration exceeds 160 mEq/L but, once present, are associated with significant morbidity and 
mortality. Because symptoms are related to hyperosmolarity, central nervous system effects predominate 
(Table 3). Central nervous system symptoms can range from restlessness and irritability to seizures, coma, 
and death. The classic signs of hypovolemic hypernatremia, (tachycardia, orthostasis, and hypotension) may 
be present, as well as the unique findings of dry, sticky mucous membranes. 

Treatment of hypernatremia usually consists of treatment of the associated water deficit. In hypovolemic 
patients, volume should be restored with normal saline before the concentration abnormality is addressed. 
Once adequate volume has been achieved, the water deficit is replaced using a hypotonic fluid such as 5% 
dextrose, 5% dextrose in 1/4 normal saline, or enterally administered water. The formula used to estimate 
the amount of water required to correct hypernatremia is as follows: 

Water deficit (L) = 

(Serum Na - 140) / 140

 * TBW  

Estimate TBW as 50% of lean body mass in men and 40% in women 

 

 

C - Composition Changes:  

Potassium Abnormalities 

Extracellular potassium is maintained within a narrow range (3.5 – 5 mEq/L), principally by renal excretion 
of potassium. Although only 2% of the total body potassium is located within the extracellular 
compartment, this small amount is critical to cardiac and neuromuscular function; thus, even minor 
changes can have major effects on cardiac activity. The intracellular and extracellular distribution of 
potassium is influenced by a number of factors, including surgical stress, injury, acidosis, and tissue 
catabolism. 

 

Page 6 of 11


background image

Hyperkalemia 

Hyperkalemia is defined as a serum potassium concentration above the normal range of 3.5 to 5.0 mEq/L. It 
is caused by excessive potassium intake, increased release of potassium from cells, or impaired potassium 
excretion by the kidneys (Table 4). 

Symptoms of hyperkalemia are primarily GI, neuromuscular, and cardiovascular (Table 5). Early 
cardiovascular signs may be apparent from electrocardiogram (ECG) changes and eventually lead to 
hemodynamic symptoms of arrhythmia and cardiac arrest. ECG changes that may be seen with 
hyperkalemia include high peaked T waves (early), widened QRS complex, flattened P wave, prolonged PR 
interval (first-degree block), sine wave formation, and ventricular fibrillation. 

Table (4) Etiology of Potassium Abnormalities 

 

Hyperkalemia   

Increased intake 

Potassium supplementation 
Blood transfusions 
Endogenous load/destruction: hemolysis, rhabdomyolysis, crush injury, 
gastrointestinal hemorrhage 

Increased release 

Acidosis 
Rapid rise of extracellular osmolality (hyperglycemia or mannitol) 

Impaired excretion 

Potassium-sparing diuretics 
Renal insufficiency/failure 

Hypokalemia   

Inadequate intake 

Dietary, potassium-free intravenous fluids, potassium-deficient TPN 

Excessive potassium excretion  Hyperaldosteronism 

Medications  
Renal loss of potassium 

GI losses 

Direct loss of potassium from GI fluid: diarrhea and gastric fluid, either as 
vomiting or high nasogastric output) 

 

 
 
 

Table (5) Clinical Manifestations of Abnormalities in Potassium Levels 

Increased Serum Levels 

Decreased Serum Levels 

GI 

Nausea/vomiting, colic, diarrhea 

GI 

Ileus, constipation 

Neuromuscular  Weakness, paralysis,  

respiratory failure 

Neuromuscular  Decreased reflexes, fatigue, 

weakness, paralysis 

Cardiovascular  Arrhythmia, arrest 

Cardiovascular  Arrest 

 

 

Page 7 of 11


background image

The goals of therapy include 1-reducing the total body potassium, 2-shifting potassium from the 
extracellular to the intracellular space, and 3-protecting the cells from the effects of increased potassium
For all patients exogenous sources of potassium should be removed, including potassium supplementation 
in IV fluids and enteral and parenteral solutions. Potassium can be removed from the body using a cation-
exchange resin such as Kayexalate that binds potassium in exchange for sodium. It can be administered 
orally, in alert patients, or rectally. Immediate measures also should include attempts to shift potassium 
intracellularly with glucose and bicarbonate infusion. Nebulized albuterol (10 to 20 mg) may also be used. 
Use of glucose alone will cause a rise in insulin secretion, but in the acutely ill this response may be blunted, 
and therefore both glucose and insulin may be necessary. When ECG changes are present, calcium chloride 
or calcium gluconate (5 to 10 mL of 10% solution) should be administered immediately to counteract the 
myocardial effects of hyperkalemia. All of the aforementioned measures are temporary, lasting from 1 to 
approximately 4 hours. Dialysis should be considered in severe hyperkalemia when conservative measures 
fail. 

Hypokalemia 

Hypokalemia is much more common than hyperkalemia in the surgical patient (see Table 4). The symptoms 
of hypokalemia, like those of hyperkalemia, are primarily related to failure of normal contractility of GI 
smooth muscle, skeletal muscle, and cardiac muscle (see Table 5). ECG changes suggestive of hypokalemia 
include U waves, T-wave flattening, ST-segment changes, and arrhythmias (with digitalis therapy). 

Treatment for hypokalemia consists of potassium repletion, the rate of which is determined by the 
symptoms. Oral repletion is adequate for mild, asymptomatic hypokalemia. If IV repletion is required, 
usually no more than 10 mEq/h is advisable in an unmonitored setting. This amount can be increased to 40 
mEq/h when accompanied by continuous ECG monitoring, and even more in the case of imminent cardiac 
arrest from a malignant arrhythmia associated hypokalemia. Caution should be exercised when oliguria or 
impaired renal function is coexistent. 

Calcium Abnormalities 

The vast majority of the body's calcium is contained within the bone matrix, with <1% found in the ECF. 
Serum calcium is distributed among three forms: protein pound (40%), complexed to phosphate and other 
anions (10%), and ionized (50%). It is the ionized fraction that is responsible for neuromuscular stability and 
can be measured directly. When total serum calcium levels are measured, the albumin concentration must 
be taken into consideration: 

Adjust total serum calcium down by 0.8 mg/dL for every 1 g/dL decrease in albumin. 

Unlike changes in albumin, changes in pH will affect the ionized calcium concentration. Acidosis decreases 
protein binding, thereby increasing the ionized fraction of calcium. 

Daily calcium intake is 1 to 3 g/d. Most of this is excreted via the bowel, with urinary excretion relatively 
low. Total body calcium balance is under complex hormonal control, but disturbances in metabolism are 
relatively long term and less important in the acute surgical setting. However, attention to the critical role 
of ionized calcium in neuromuscular function often is required. 

 

Page 8 of 11


background image

Hypercalcemia 

Hypercalcemia is defined as a serum calcium level above the normal range of 8.5 to 10.5 mEq/L (2.12–2.65 
mmol/L). Primary hyperparathyroidism in the outpatient setting and malignancy in hospitalized patients, 
from either bony metastasis or secretion of parathyroid hormone–related protein, account for most cases 
of symptomatic hypercalcemia. The initial clinical manifestations of hypercalcemia are nonspecific: 
weakness, fatigue, anorexia, nausea, and vomiting. As serum calcium increases, severe headaches, diffuse 
musculoskeletal pain, polyuria, and polydipsia develop. The combination of decreased oral intake, vomiting, 
and polyuria leads to hypovolemia and dehydration, which may become pronounced. Cardiac symptoms 
can be manifest as hypertension, cardiac arrhythmias, and a worsening of digitalis toxicity. When serum 
calcium increases to 15 mg/dL, and above, confusion and depression progress to somnolence, stupor, and 
coma. This degree of hypercalcemia results in death unless it is corrected promptly. 

Treatment is required when hypercalcemia is symptomatic, which usually occurs when the serum level 
exceeds 12 mg/dL. The critical level for serum calcium is 15 mg/dL, when symptoms noted earlier may 
rapidly progress to death. The initial treatment is aimed at repleting the associated volume deficit and then 
inducing a brisk diuresis with normal saline.  

Hypocalcemia 

Hypocalcemia is defined as a serum calcium level below 8.5 mEq/L or a decrease in the ionized calcium level 
below 4.2 mg/dL. The causes of hypocalcemia include pancreatitis, massive soft tissue infections such as 
necrotizing fasciitis, renal failure, pancreatic and small bowel fistulas, Surgically induced 
hypoparathyroidism (transient or permanent), toxic shock syndrome and abnormalities in magnesium 
levels. Calcium precipitation with organic anions is also a cause of hypocalcemia and may occur during 
hyperphosphatemia from tumor lysis syndrome or rhabdomyolysis. Massive blood transfusion with citrate 
binding is another mechanism.

 

Hypocalcemia rarely results solely from decreased intake, because bone 

reabsorption can maintain normal levels for prolonged periods. 

Asymptomatic hypocalcemia may occur when hypoproteinemia results in a normal ionized calcium level. 
Conversely, symptoms can develop with a normal serum calcium level during alkalosis, which decreases 
ionized calcium. In general, neuromuscular and cardiac symptoms do not occur until the ionized fraction 
falls below 2.5 mg/dL. Clinical findings may include paresthesias of the face and extremities, muscle cramps, 
carpopedal spasm, stridor, tetany, and seizures. Patients will demonstrate hyperreflexia and may exhibit 
positive Chvostek's sign (spasm resulting from tapping over the facial nerve) and Trousseau's sign (spasm 
resulting from pressure applied to the nerves and vessels of the upper extremity with a blood pressure 
cuff). Hypocalcemia may lead to decreased cardiac contractility and heart failure. 

Acute symptomatic hypocalcemia should be treated with IV 10% calcium gluconate to achieve a serum 
concentration of 7 to 9 mg/dL. Associated deficits in magnesium, potassium, and pH must also be 
corrected. Hypocalcemia will be refractory to treatment if coexisting hypomagnesemia is not corrected first. 
Routine calcium supplementation is no longer recommended in association with massive blood 
transfusions. 

 

 

Page 9 of 11


background image

Acid–Base Balance 

 

Acid–base balance is in effect the body’s management of large amounts of endogenously produced 
hydrogen ion. Normally, the free hydrogen ion concentration of ECFs is maintained at a pH of 7.40 ± 0.05. 
Maintenance at this level is accomplished by the combined action of three mechanisms: 
 
1. Buffering systems that are present in all body fluids and that immediately offset changes in hydrogen 
concentration. Important buffers include intracellular proteins and phosphates and the bicarbonate–
carbonic acid buffer system in ECF is one of the most important components. 
2. Pulmonary ventilation changes that can promptly adjust the excretion of CO2 
3. Renal tubular function, which, over time, can contribute by modulating the urinary excretion or 
conservation of acid or base 

 

 

Disorders of Acid–Base Balance 

 

The pH disorders of blood can be grouped into two broad categories, respiratory and metabolic.  
 
Base excess, base deficit, and anion gap 
 
These are derived numbers, calculated by blood gas analyzers, quantifying changes in metabolic or fixed 
acids, but because they depend on several assumptions, they do not always reflect the true acid–base 
balance. 
 
• Base excess is defined as the mmol/L of acid that would be required to titrate the blood pH back to 7.4 if 
the pCO2 were normal. 

 

• Base deficit (negative base excess) is defined as the mmol/L of base to titrate the blood pH back to 7.4 if 
the pCO2 were normal. 

A base deficit is negative and a base excess is positive by convention. Normal values are –2mmol/L to 

+2mmol/L. A base deficit greater than this (e.g. –6mmol/L) indicates a metabolic acidosis.  

 

• The anion gap is the difference between measured cations and measured anions = (K

+

 + Na

+

)–(Cl

-

+ HCO3). 

This is made up of metabolic acids: ketones, lactate, and phosphates. The anion gap is normally 8 - 16 
mmol/L; an increase in anion gap indicates a metabolic acidosis. 
 
Diagnosing acid–base abnormalities 
 

 

An arterial blood pH that is <7.35 signifies acidemia, while pH > 7.45 signifies alkalemia. 

 

The normal limits of PaCO2 are 37 to 45 mm Hg (4.7–6.0kPa). Look at the PaCO2 

 is there a 

change in keeping with the pH derangement? If so, the derangement is a respiratory one. 

 

Look at the base deficit (or anion gap). This will tell you if there is a metabolic derangement 

 
 
Mixed acid–base disorders include all possible combinations. For example, a patient may develop metabolic 
acidosis and respiratory acidosis simultaneously. Another patient may have a combination of respiratory 
alkalosis and metabolic acidosis. In clinical practice, the presence of an isolated acid–base disorder is 
unusual. With normal kidney and lung function, compensation occurs. The Flenley nomogram (see Fig. 1) is 
a useful diagnostic aid where mixed metabolic and respiratory derangements are present. 
 
 

Page 10 of 11


background image

 

 

Figure (1) The Flenley nomogram 

 
 
Metabolic acidosis 

 

Metabolic acidosis due to increased metabolic acids (

 anion gap) 

 

• Lactic acid (global and/or regional hypoperfusion, hypoxia, sepsis, hepatic failure as the liver normally 
metabolizes lactate). 
• Uric acid (renal failure). 
• Ketones (diabetic ketoacidosis, alcoholic and starvation ketoacidosis). 
• Drugs/toxins (salicylates, sodium nitroprusside overdose). 

 

Due to loss of bicarbonate or hyperchloremia (normal anion gap) 

 

• Renal tubular acidosis (loss of bicarbonate). 
• Diarrhea, high output ileostomy (loss of bicarbonate). 
• Pancreatic fistulae (loss of bicarbonate). 
• Hyperchloremic acidosis (excessive saline administration). 

 

Metabolic alkalosis 

 

• Loss of H+ from gut (vomiting, NG tube suction). 
• Renal loss of H+ (diuretics), 

 reabsorption of HCO3

 (hypochloremia). 

• Administration of base (NaHCO3, citrate in blood transfusions). 

 

Respiratory acidosis 

 

• Any cause of respiratory failure or hypoventilation. 
• Increased production of CO2, e.g. sepsis, malignant hyperpyrexia. 
• Rebreathing CO2 (circuit misconnections in ventilators, soda lime exhaustion). 

 

Respiratory alkalosis 

 

• Hyperventilation: deliberate, inadvertent in ventilated patients or in non-ventilated patients caused by 
stroke, anxiety, pulmonary embolism (PE), pneumonia, asthma, pulmonary edema. 

Page 11 of 11




رفعت المحاضرة من قبل: ali anas
المشاهدات: لقد قام 27 عضواً و 283 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل