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EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

Dra Maria Fregoso Fregoso

Fisiología

UAG ICB

EQUILIBRIO ACIDO-BASE

Capítulo 30

Pag. 421….

Concentración de H+

• Variaciones en la concentración de H+ altera todas la funciones celulares

• la concentración de H+ (0.00004meq/l) es muy baja en comparación a otros iones (Na+)

• las variaciones son muy pequeñas.• Mucha presición para regularlo

Ácidos y báses

• Ácidos: moléculas que pueden liberar H+ en una solución.

– HCL, H2CO3

• fuerte: disocia rapidamente liberando grandes cantidades de H+ (HCL)

• débil: lo contrario

• (H2CO3)

• Base: ión o molécula que puede aceptar H+,

– HCO3,H2PO4, proteínas

– álcali: metal alcalino+ ion OH-

• fuerte: reacciona potente eliminando todos los H+ (OH-)

• débil: lo contrario ( HCO3-)

pH

• La concentración de H+ muy pequeña (40neq/l), y las variaciones todavía más pequeña de 3 a 5 neq/l.

• Variando de 10 a 160 neq/l• Debido a esto la concentración se expresa en

logaritmos de pH– pH=log (1/H+)=-log(H+)

– pH=-log(0.00004)

– pH= 7.4

pH

• La {} de H+ inversamente proporcional al pH

• pH alto: {} de H+ baja– alcalosis mayor a 7.4

• pH bajo: {} H+ alta– acidosis menor a 7.4

DEFENSAS FRENTE A CAMBIOS DE {} de H+

3 tipos de defensa:

sistemas químicos (amortiguadores) centro respiratorio riñones

principio isohídrico

AMORTIGUADORES

SUSTANCIA CAPAZ DE UNIRSE REVERSIBLEMENTE A H+

amortiguador + H = amortiguadorHcuando aumenta {}H reacción hacia la derechacuando disminuye {}H reacción hacia la izquierda

-HCO3- HPO4- proteínas

AMORTIGUADORES

ingerimos y producimos 80 meq H+ diariamente. Evitan enermes cambios

AMORTIGUADORES HCO3

HCO3- el más importantesolución acuosa con dos componentes

ácido débil H2CO3CO2 +H2O anhidrasa carbónica H2CO3túbulo renal alveolos p.H2CO3 se ioniza HCO3-

sal de bicarbonato NaHCO3 NaHCO3 se ioniza Na + HCO3-

CO2 + H2O H2CO3 H + HCO3-+Na

AMORTIGUADORES HCO3

La anterior ecuación nos dice:si aumenta {} H+ se formará más H2CO3 y en

consecuencia mayor CO2 + H2O H + HCO3 H2CO3 CO2 + H2O

si disminuye {} H se formará más HCO3 y (se usa CO2) menor CO2 NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O

CO2 + H2O H2CO3 HCO3 + H + + NaOH Na

AMORTIGUADORES HCO3

Ecuación de Henderson-Haselbachcon ella se calcula el pH de una solución si se conoce la {} de

HCO3 y la PCO2

pH=6.1 + log (HCO3 /0.03 xPCO2)

aumento de HCO3 desvía pH hacia alcalosis ¿quién regula al bicarbonato?

Aumento de PCO2 desvía pH hacia la acidosis ¿quién regula PCO2?

AMORTIGUADORES HPO4

Interviene más bien en túbulos renales y líquido intracelular

HCl + Na2PO4 NaH2PO4 + NaCl ácido fuerte sustituido por ácido débil

NaOH + NaH2PO4 Na2HPO4 + H2O base fuerte es sustituida por otra débil

AMORTIGUADORES PROTEÍNAS

Amortiguador intracelular que repercute en el líquido extracelular

muy lento debido a las membranas

los H+ tardan mucho en entrar a la célula y unirse a las porteínas

sólo en eritrocito es rápido H+ + Hb = HHb

*

REGULACIÓN POR EL CENTRO RESPIRATORIO

• Al aumentar la ventilación disminuye el CO2– la ecuación de Handerson-

Hasselbach nos dice que al disminuir el CO2 disminuye la {} H+

• al disminuir la ventilación se aumenta el CO2– la ecuación de Handerson-

Hasselbach nos dice que al aumentar el CO2 aumenta la {} H+

*


• Metabólicamente se produce más CO2 aumentarála {} H+

• si disminuye la producción de CO2 disminuirá {} H+

• si mantenemos constante la tasa de producción de CO2– vemos que sólo la ventilación afecta el CO2

– la respiración de 15 x´

– entonces afecta el pH la respiración

*


• Control por retroacción• el aumento de {} H+ estimula la ventilación

alveolar– disminuye PCO2– que disminuye H+

• la disminución de {} H+ deprime la ventilación alveolar– aumenta la pCO2– que aumenta el H+

*mff


• Eficacia:– 50-75% (ganancia de retroacción)

• si el pH cae < 7.0• el aparato respiratorio lo puede subir 7.2 - 7.3• en 3 a 12 min.

• Capacidad:– 1-2 veces mayor qu la de los amortiguadores químicos– más rápido que los riñones– es decir sistema de amortiguamiento fisiológico– trastorno en la función pulmonar produce acidosis

respiratoria

*mff


• Acidosis respiratoria:– acumulación de CO2 (ergo H+) debido a la reducción de la

ventilación alveolar– lesión del centro respiratorio– obstrucción– neumonía– disminución del área de membrana

• respuestas compensadoras:– amortiguadores químicos– riñones (varios días)

*mff


• Alcalosis respiratoria:– producida por un exceso de eliminación de CO2 (ergo H+)

por los pulmones– rara vez debido a un cuadro patológico órganico– por hiperventilación pulmonar (psiconeurosis)– grandes altitudes

• respuestas compensadoras– amortiguadores químicos– riñones ( varios días)

Equilibrio ácido-base

II

REGULACIÓN POR RIÑON

• Controlan el equilibrio ácido-base excretando una orina más ácida o más alcalina– a los túbulos se filtran grandes

cantidades de HCO3– su paso a la orina produce pérdida de

bases (orina más alcalina)


• Las células epiteliales secretan a los túbulos gran cantidad de H+ ( se extrae ácido de la sangre)

• su paso a la orina con la reabsorción de HCO3 produce pérdida de ácido (orina más ácida)


• Si existe alcalosis (baja{} H+)– los riñones dejan de reabsorber HCO3-– es decir se excreta HCO3

• si existe acidosis ( alta {} H+)– riñones reabsorben todo HCO3-– crean más HCO3-– al aumentar HCO3 disminuye {}H+


• Del metabolismo de proteína el organismo ingiere 80 meq/l ácidos no volátiles

• no se pueden eliminar por pulmones, se eliminan por riñon


• 180 l/día x 24 meq/l= 4320 meq de HCO3 que diariamente se filtran (normalmente todo se reabsorbe)

• para ello se debe convertir en H2CO3 por lo tanto se debe secretar 4320 meq de H+. Por supuesto faltan los 80 meq H+ adicionales de los ácidos no volátiles

• secreción tubular de H+ diaria= 4400meq


• Lo anterior nos indica que los riñones regulan el equilibrio ácido-base mediante:

– secreción de H+– reabsorción de HCO3- filtrado– producción de nuevos HCO3-

REGULACIÓN RENAL SECRECION DE H+

• Túbulo proximal, porción gruesa de Henle y túbulo distal– contratransporte Na+H

• CO2 +H2O (dentro)• se forma H2CO3• se ioniza HCO3- y H+• H+ hacia túbulo mediante la entrada de

un Na+


• ¿por qué entra el Na+?• ¿cuesta o no energía sacar H+)• aquí no se concentra


• Porción final de túbulo distal y resto del sistema colector (5%) célula intercalar– transporte activo primario:

• CO2 (adentro) + H2O• se forma H2CO3• se ioniza en HCO3 y H+• HCO3- a la sangre• H+ mediante bomba activa se secreta.


• Puede concentrar hasta 900x (pH = 4.5)

• ¿qué diferencia existe entre la secreción de H+ con el sistema colector y el resto?

REGULACIÓN RENAL REABSROCIÓN DE HCO3 FILTRADO

• HCO3 no atraviesa membrana luminal facilmente– HCO3- filtrado + H secretado– forman H2CO3 (afuera)– se disocia en H2O y CO2– CO2 para facilmente adentro– anhidrasa carbónica los vuelve a unir en

H2CO3 ( adentro)– que se disocia en HCO3 y H


• H ya vimos como se secreta• HCO3- difunde al intersticio y de

ahí a la sangre ( capilares peritubulares)


• Por cada H+ secretado se reabsorbe un HCO3-

• el efecto neto de estas reacciones es reabsorber HCO3

• la secreción de H en el sistema colector– solo excreta H no mete HCO3– debido a que es transporte activo primario– esto provoca concentración.


• El HCO3 se “titula” en los túbulos con los H+– se se excreta 4 H+ y filtran 4 HCO3– se van a combinar (titular completa)

4 HCO2 con 4H– si se excretan 5 H en lugar de 4 no

se combinan (titulación incompleta)– me sobra 1 H+


• Realmente se excretan 4400meq/día de H+

• realmente se filtran 4320meq/día de HCO3

• al titularse:– me sobran 80 meq/día de H+– que son los ácidos no volátiles– es decir se tiran por la orina


• Si existe alcalosis (aumento de HCO3)– todo el HCO3- que sobra se une a

todos los H+ que hay ( no sobran H+)– el exceso de HCO3- se tira en la orina

(titulación incompleta)– se corrige la alcalosis


• Si existe acidosis (aumento de H+)– sobran muchos más H que lo normal– titulación incompleta– se tiran en la orina– se corrige la acidosis

REGULACIÓN RENAL PRODUCCIÓN DE NUEVOS HCO3-

• Los 80meq/día de H+ que sobran regularmente, no se pueden excretar de esa forma

• pH mínimo de orina 4.5 = o.o3 meq/l

• equivaldría a orinar diario 2667 litros para tirarlos

• ¿se puede orinar eso?


• H+ se excreta unido a amortiguadores:– HPO4 y NH3 y NH4– se encuentran en los túbulos– NH3 y NH4 los más importantes

• * lo anterior ocasiona una ganancia neta de un HCO3 (nuevo) a la sangre


• Sistema HPO4• solo existen 30-40

meq/día disponibles en los túbulos


• NH3 Y NH4• túbulos proximales, asa y

túbulos distales– glutamina se

metaboliza en:• 2NH4 y 2HCO3• 2HCO3 (nuevos)

hacia la sangre• 2NH4 por

contratransporte con Na hacia la luz tubular


• NH3 Y NH4• en los túbulos colectores

– difunde sin problemas NH3

– en la luz tubular se une a H

– formando NH4+– no puede difundir de

regreso– y se formo un nuevo

HCO3

ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBACH

• Con ella se calcula el pH de una solución si se conocen la {} de HCO3 y la PCO2

• ph= 7.4

ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBACH

• HCO3– Aumento ……….pH alcalosis– disminución…….pH acidosis

• ¿quién controla HCO3?

• PCO2– aumento…………pH acidosis– disminución…….pH alcalosis

• ¿quién controla la PCO2?

ALCALOSIS METABOLICA

• Aumento de pH= disminución H+– elevación de HCO3 ( diuréticos, aldosterona, vómito, ingesta

de ácido)

– por tirar un exceso de H– por retener HCO3-

• para corregir– desciende la ventilación= aumento PCO2– aumenta excreción renal de HCO3

pH H PCO2 HCO3normal 7.4 40meq/l 40mmHg 24meq/lalcalosismetabólica

ALCALOSIS RESPIRATORIA

• Aumento de pH= disminución H+– Debido a la disminución de PCO2– hiperventilación

• para corregir– aumenta excreción renal de HCO3

pH H PCO2 HCO3normal 7.4 40meq/l 40mmHg 24meq/lalcalosisrespiratoria

ACIDOSIS METABÓLICA

• Disminución de pH= aumento H+– Debido a la disminución de HCO3– acidosis tubular renal, IRC, Addison, diarrea, vómito

ingesta de ácidos, DM• para corregir

– aumento de ventilación = disminución PCO2– aumenta excreción H en forma de NH4 que además crea

nuevo HCO3

pH H PCO2 HCO3normal 7.4 40meq/l 40mmHg 24meq/lacidosismetabólica

ACIDOSIS RESPIRATORIA

• Disminución de pH= aumento H+– Debido a la elevación de PCO2– lesión del centro respiratorio, obstrucción de vías respiratorias,

neumonía y disminución de área de membrana pulmonar

• para corregir– aumento de excreción de H+– creación de más HCO3

pH H PCO2 HCO3normal 7.4 40meq/l 40mmHg 24meq/lacidosisrespiratoria

HIATO ANIÓNICO, ANION GAP, BRECHA ANIÓNICA

• Concentración de aniones y cationes debe ser igual para mantener el equilibrio eléctrico

• no existe brecha aniónica• en el laboratorio sólo se miden algunos:

– catión: Na+– anión: Cl- y HCO3-

• al hacer esto se inventa una brecha aniónica, es decir el la diferencia entre aniones y cationes no medidos.– Brecha aniónica_ Na+ _ HCO3- _ Cl-– 144 24 108– lo anterior igual a 10 meq/l cantidad no medidos

HIATO ANIÓNICO, ANION GAP, BRECHA ANIÓNICA

• Usos clínicos

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