DESEQUILIBRIO ACIDO BASE

DESEQUILIBRIOS ACIDO-BÁSICOS

1. INTRODUCCIÓN

El equilibrio ácido-base es esencial para el correcto funcionamiento de los sistemas corporales. Los desequilibrios graves pueden resultar letales para la vida. El cuerpo contiene muchas sustancias ácidas y alcalinas (bases). Los ácidos son sustancias que disocian o pierden iones. Las bases son sustancias capaces de captar iones.

El ácido más importante en los líquidos corporales es el ácido carbónico (CO3H2) que se forma por la hidratación del CO2 proveniente del metabolismo de los hidratos de carbono y grasas. El ión bicarbonato (HCO3–) es una base fuerte, lo que significa que la mayor parte de los H+, permanecen unidos a ella y que sólo una pequeña proporción queda en solución. En cambio, las bases débiles como el Cl– tienen poca afinidad por H+, por lo que la mayoría de los H+ están disueltos y disponibles para reaccionar.

Los  ácidos corporales incluyen los ácidos volátiles y no volátiles. Los ácidos volátiles, como el CO3H2 puede convertirse en gas (CO2) para ser expulsado por los pulmones. Los pulmones de esta forma expulsan todos los días gran cantidad de ácido, hasta 13.000 mEq/día.

Los ácidos no volátiles (metabólicos) no pueden convertirse en gas por lo que deben ser eliminados por los riñones. Ejemplos de ácidos metabólicos, aunque existen en menos cantidad que el ácido carbónico, son: el ácido láctico, fosfórico, sulfúrico y clorhídrico. A diferencia del CO3H2, que puede eliminarse como CO2 por el pulmón (CO3H2 ==> CO2 + H2O), estos ácidos deben ser excretados por vía renal o metabolizados por el hígado (ácido láctico) y lo hace muy lentamente (el riñón sólo puede eliminar de 40 a 80 mEq/día).

El pH se puede definir como el resultado de la relación existente en un líquido entre la concentración de ácidos y de bases. En la práctica es válido reconocerlo como aquello que identifica el grado de acidez o alcalinidad de una solución.

• El pH de la sangre arterial normal es de 7,4 mientras que el pH de la sangres venosa y de los líquidos intersticiales es de alrededor de 7,35 debido a la mayor concentración de CO2. Hablamos que una persona tiene acidosis cuando el pH cae por debajo de este valor y de alcalosis cuando está por encima de este valor. El nivel de pH que es imposible la vida por debajo es de 6,8 y por encima de 8.
• El pH intracelular está por debajo del plasmático debido la formación de ácidos con el metabolismo.
• De forma extrema el pH de la orina varía entre 4,5 y 8, mientras que el acido gástrico (HCl) tiene pH de 0,8 con una concentración de hidrógeno 4 millones de veces superior a la sangre.

1. REGULACIÓN DEL PH: EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

El organismo posee tres mecanismos o líneas de defensa para mantener el pH en valores compatibles con la vida:

• El primero de ellos el sistema de amortiguamiento de los líquidos orgánicos. El manejo instantáneo del pH es realizado por las sustancias llamadas amortiguadoras, tampones o buffer. Estos reaccionan en décimas de segundo para contrarrestar desviaciones. Estos sistemas ni eliminan ni añaden hidrogeniones, se limitan a atraparlos.

• La segunda línea es el aparato respiratorio. Cuando la concentración de iones H+, aumenta en forma manifiesta se produce una estimulación del centro respiratorio, que actúa en pocos minutos, aumentando la ventilación pulmonar y eliminando, de esta forma, mayor cantidad de CO2 y por lo tanto acido carbónico.

• El último, el más potente, es el control renal. Cuando la concentración de H+ se modifica significativamente, los riñones pueden eliminar el exceso de acido o de base, al producir una orina ácida o alcalina, ayudando también al reajuste del equilibrio. El riñón manejará la carga de ácidos como órgano más poderoso, pero requiriendo horas o días para reajustar las alteraciones en los valores de pH.  

• Amortiguadores fisiológicos

Un buffer o amortiguador es aquella sustancia capaz de unirse de forma reversible  a los iones H+. De esta forma un H+ se combina con el amortiguador para dar lugar un acido débil. Cuando la concentración de hidrogeniones es elevada la reacción se desplaza hacia la derecha. Y cuando disminuye lo hace hacia la izquierda.

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Los amortiguadores juegan un papel muy importante para controlar el pH tras la producción e ingesta diaria de ácidos. La acción de un amortiguador está en directa relación con:

1. su concentración
2. su pK en relación con el pH de la solución en la cual está colocado

El valor de pH en el cual el ácido se encuentra disociado en un 50% se conoce como pK (pK=- log [K]). El pK representa el valor de pH en el que un sistema tampón puede alcanzar su máxima capacidad amortiguadora. Por tanto, cada sistema buffer tendrá un valor de pK característico. Puesto que lo que se pretende es mantener un pH alrededor de 7, serán buenos amortiguadores aquellos sistemas cuyo pK esté próximo a dicho valor. Son múltiples sistemas tanto extra como intracelulares. El más importante de ellos es el sistema de bicarbonato.

El SISTEMA CARBÓNICO/BICARBONATO no es un amortiguador muy potente desde el punto de vista estrictamente químico, ya que el pK del ácido carbónico de 6.1 está alejado del pH 7.4 que se quiere amortiguar. A pesar de ello, se trata del sistema de mayor importancia en la homeostasis del pH porque:

• Se trata de un sistema que está presente en todos los medios tanto intracelulares como extracelulares. En el medio extracelular la concentración de bicarbonato es elevada (24 mEq).
• Es un sistema abierto. La concentración de cada uno de los dos elementos que lo componen son regulables; el CO2 por un sistema de intercambio de gases a nivel pulmonar, y el bicarbonato mediante un sistema de intercambio de solutos a nivel renal.

• Regulación respiratoria

Otro de los mecanismos compensadores es el sistema respiratorio. Los procesos metabólicos intracelulares dan lugar a la producción continua de CO2. Este pasa a la sangre donde la concentración en los líquidos extracelulares es 1,2 mmol/l lo que equivales a una pCO2 de 40 mmhg. El CO2 se transporta hacia los pulmones donde va a ser eliminado con la ventilación pulmonar, disuelto en el plasma, hidratarse a bicarbonato o entrar en los hematíes (se disuelve, hidrata ó se une a Hb formando grupos carbamino).

Si la formación de CO2 es constante, el único factor que influye en el CO2 es la ventilación pulmonar. El aumento de la concentración de hidrogeniones influye sobre la ventilación alveolar. La frecuencia respiratoria sube de cuatro a cinco veces su valor normal cuando el pH disminuye desde su valor normal de 7,4 a un valor de 7.

El aparato respiratorio actúa como un típico regulador por retroalimentación negativa de la concentración de hidrogeniones. Así cuando aumenta la concentración de hidrogeniones aumenta la FR y e baja la concentración de pCO2, y viceversa.

La eficacia del mecanismo respiratorio es de un 50-75%.

• Regulación renal

El riñón es el principal órgano implicado en la regulación del equilibrio ácido-base por dos motivos fundamentales:

• Es la principal vía de eliminación de la carga ácida metabólica normal y de los metabolitos ácidos patológicos.

• Es el órgano responsable de mantener la concentración plasmática de bicarbonato en un valor constante, gracias a su capacidad para reabsorber y generar bicarbonato de modo variable en función del pH de las células tubulares renales.

Por tanto, en una situación de acidosis se producirá un aumento en la excreción de ácidos y se reabsorberá más bicarbonato, mientras que en una situación de alcalosis ocurrirá lo contrario, es decir, se retendrá más ácido y se eliminará más bicarbonato. Por este motivo, el pH urinario va a experimentar cambios, pudiendo oscilar entre 4.5 y 8.2.

Son 3 los mecanismos renales para control de la concentración de hidrogeniones.

1. Secreción de H.
2. Reabsorción del bicarbonato filtrado.
3. Producción de nuevos iones de bicarbonato.

1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS GASES ARTERIALES

La determinación de la gasometría es la mejor manera de evaluar el equilibrio ácido-base. Los valores de los gases arteriales son considerados normales al nivel del mar (760 mmHg), con aire ambiental (21% de oxígeno) y a una temperatura de la sangre de 37°C.

• pH: mide la concentración de H+ libres en la sangre y refleja el  estado ácido-base de la sangre. Los valores indican si el pH es normal 7,40, ácido <7,40 o alcalino >7,40. Valores límites normales 7,35-7,45.

• PaCO2: presión parcial del anhídrido carbónico en sangre arterial, el valor normal es de 40 mmHg. Valores límites 35-45 mmHg. Los pulmones controlan la eliminación o retención de CO2 a través de la ventilación alveolar. La PaCO2 >45 mmHg (hipercapnia) indica hipoventilación alveolar y acidosis respiratoria. La PaCO2 <35 mmHg (hipocapnia) indica hiperventilación alveolar y alcalosis respiratoria.

• CO3H–: representa la concentración de CO3H- en sangre. El valor normal es de 24 mEq/l. Valores límites 22-26 mEq/l. Los niveles disminuidos de bicarbonato (<22 mEq/l) indican acidosis metabólica. Los niveles elevados de bicarbonato (>26 mEq/l) indican alcalosis metabólica, bien como un trastorno metabólico primario o como una alteración compensatoria en respuesta a una acidosis respiratoria.

• Exceso o déficit de bases: indica, en términos generales, la cantidad de tampón sanguíneo (hemoglobina y bicarbonato plasmático) presente. El valor normal es de +/– 2. Los valores elevados (> +2) reflejan alcalosis; los bajos (< –2), acidosis.

• PaO2: presión parcial de oxígeno disuelto en sangre arterial, el valor normal es de 95 mmHg. Valores límites entre 80 y 100 mmHg. No desempeña un papel importante en la regulación acidobásica si se encuentra dentro de los límites normales. La presencia de hipoxemia con una PaO2 < 60 mmHg a veces da lugar a un metabolismo anaeróbico y provoca aumento del ácido láctico y acidosis metabólica.

• Saturación (SatO2): mide el porcentaje de oxígeno combinado con la hemoglobina. El valor normal es entre 95-99%. Cuando la PO2 desciende por debajo de 60 mmHg, se da una caída importante de la saturación, según la curva de disociación de la hemoglobina.

La interpretación de gases arteriales abarca la determinación del estado acido-base, el nivel de compensación y el estado de oxigenación. Para la interpretación correcta de una gasometría, se puede establecer seis pasos:

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