EQUILIBRIOO ACID0 BASE

EQUILIBRIOO ACID0 BASE

La información abordada en este capítulo corresponden a sangre arterial obtenida anaeróbicamente y procesada en breve plazo. Las muestras de sangre venosa no son útiles porque su composición varía según la actividad metabólica del territorio de donde proviene la muestra.

La concentración de hidrogeniones (H+) en los líquidos del organismo es una de las variables biológicas más estrechamente controladas. Esto se debe a que la producción de estos iones por el metabolismo es cuantiosa, a la par que cambios relativamente pequeños en su concentración pueden producir trastornos graves en múltiples órganos y enzimas : un aumento en la concentración de H+ que se traduzca por una caída del pH por bajo de 7,20produce depresión del SNC, disminución de la contractilidad cardíaca, disminución de la respuesta inotrópica miocárdica a catecolaminas, hiperkalemia, arritmias, etc. y si cae a 6,9 es incompatible con la vida. Un pH sobre 7,55 causa serios trastornos y sobre 7,8 lleva a la muerte.

El equilibrio ácido-básico es un proceso complejo en el cual participan múltiples órganos para mantener relativamente constantes una serie de balances interrelacionados, tales como: pH, equilibrio eléctrico, equilibrio osmótico y volemia. Si se producen cambios en alguno de estos elementos, la respuesta del organismo será tratar de volverlos a sus límites normales, afectando en un mínimo a otros equilibrios.

Dado que el equilibrio ácido-básico es un tema de fisiología general, en este capítulo solamente revisaremos algunos aspectos generales, con énfasis en la participación del aparato respiratorio.

ASPECTOS GENERALES

CONCEPTO DE ACIDO

Supongamos que tenemos una solución acuosa de HCl. Además del agua, existirán en ella tres tipos de partículas: iones hidrógeno o protones, iones cloruro y moléculas de HCl, que se encuentran en equilibrio según la siguiente ecuación:

HCl H+ + Cl-

ACIDO HIDROGENION BASE CONJUGADA

Analizando esta ecuación de izquierda a derecha, se puede constatar la característica definitoria de ácido, cual es la de entregar hidrogeniones a la solución en que se encuentra. En cambio, si se revierte ecuación de derecha a izquierda, se puede apreciar si el cloro vuelve a unirse con los hidrogeniones se forma nuevamente ácido clorhídrico. Por esta capacidad de captar hidrogeniones el cloro cae bajo la definición de base, o sea, de una sustancia que capta hidrogeniones de la solución para formar un ácido. En esta ecuación también se puede observar que un ácido está compuesto por hidrogeniones y una base conjugada. Según la afinidad por el hidrógeno de la base conjugada, habrá más o menos H+ libres en la solución: los ácidos fuertes tienen bases con poca afinidad por los H+ y, por lo tanto, en solución los entregan fácilmente y el equilibrio de la ecuación está desplazado hacia la derecha. Los ácidos débiles, en cambio, tienen bases muy afines por H+, motivo por el cual la mayor parte de los H+ se mantienen unidos a ellas, liberando a la solución pocos hidrogeniones para reaccionar. Por ejemplo, el Cl es un ión con muy baja afinidad por el H+ y, por lo tanto, en una solución de ácido clorhídrico la mayor parte del H+ está libre y disponible para reaccionar (ácido fuerte). En cambio, el ión HCO3- es una base de alta afinidad por el H+, motivo por el cual en una solución de ácido carbónico de igual concentración que la del ejemplo anterior sólo una pequeña cantidad del H+ se encuentra libre (ácido débil). Debe tenerse presente que la cantidad total de hidrogeniones (libres + combinados) es igual en ambas soluciones. Esta cantidad total es la acidez titulable. La cifra que tiene importancia biológica es la concentración de hidrogeniones libres, susceptibles de reaccionar químicamente con otras moléculas.

CONCENTRACION DE HIDROGENIONES

La concentración de H+ libres en la sangre se puede expresar en diferentes formas y varía habitualmente entre 44 y 36 millones de hidrogeniones por litro. La forma más usada de expresar estas cantidades es el pH que es el logaritmo negativo de la concentración de H+ , lo que significa que el valor normal, expresado en unidades de pH oscila entre 7,36 y 7,44., como veremos más adelante

En condiciones normales existe una continua producción y eliminación de ácidos y bases, que está balanceada de tal manera que se mantiene un equilibrio y el pH en sangre permanece casi constante. El ácido cuantitativamente más importante en el organismo es el ácido carbónico, formado por la hidratación del CO2 producido en el metabolismo de hidratos de carbono y grasas (13.000 mEq diarios). Como el CO2 es eliminado por el pulmón, el ácido carbónico se califica como "volátil". También es importante el ácido láctico generado en condiciones normales principalmente por los músculos y el hígado (1.000 mEq diarios), cantidad que puede ser mayor en condiciones de aumento del metabolismo anaerobio como ejercicio importante o shock. El metabolismo de proteínas y aminoácidos genera ácidos fosfórico, clorhídrico y sulfúrico, que no se pueden eliminar por la ventilación l pulmonar ("ácidos fijos"), pero sí por los riñones. En condiciones patológicas, tales como diabetes y ayuno, se pueden producir grandes cantidades de ketoácidos.

MANTENCION DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE

En condiciones normales, la producción y eliminación de hidrogeniones están muy equilibradas, de manera que el pH se mantiene casi constante. Aunque la producción de H+ aumente marcadamente, como sucede en el ejercicio, el organismo logra mantener una concentración de hidrogeniones relativamente estable gracias a la existencia de mecanismos tampones y a la acción reguladora del aparato respiratorio y del riñón.

SOLUCIONES TAMPON

Son soluciones que contienen una mezcla de sustancias químicas que limitan las variaciones del pH , producidas al agregarse un ácido o una base. Generalmente están formadas por la combinación de un ácido débil y una sal del mismo.

Uno de los tampones más importantes del organismo es la mezcla de ácido carbónico y bicarbonato de sodio. Supongamos que agregamos un ácido fuerte, por ejemplo HCl, a esta solución tampón:

HCl + Na HCO3 Na+ + H++ Cl - + HCO3-

NaCl + H2CO3

En esta ecuación simplificada se puede observar que el ácido clorhídrico, como

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