Equilibrio Acido Base

El equilibrio ácido básico esta relacionado con la conservación de las concentraciones normales de iones hidrogeno (H+), en los líquidos del cuerpo este equilibrio es mantenido por un sistema de amortiguadores en los líquidos extracelular e intracelular. Para una persona sana el pH en el LEC es mantenido entre 7.35 y 7.45.

La concentración de H+ de los líquidos del cuerpo es muy baja, en la sangre arterial es de 40*10-9 eq/l, el cual es un número extraordinariamente pequeño, por ende se trabaja con la expresión logaritmica de la misma que es :

PH = - log 10 (H+)

Debido a que el pH es inversamente proporcional a la concentración de protones, conforme la concentración de H+ aumenta el pH disminuye.

Ecuación de Henderson - Hasselbalch.

Esta ecuación deriva del concepto de que todos los tampones se comportan como si estuvieran en contacto funcional con un intercambio común de H+ , por lo que la determinación de un par tampón refleja el estado de todos los otros tampones y también el pH arterial. La utilidad práctica de esta ecuación radiaca en que se puede calcular el pH de una solución si se conoce la concentración de bicarbonato y la PCO2. La ecuación es la siguiente :

PH = pK + Log [Acido]

[Base]

Nuestro organismo continuamente se encuentra produciendo ácidos que amenazan el valor fisiológico de pH de los líquidos corporales, fisiológicamente se distinguen dos tipos de ácidos:

a.- Acidos volátiles : Son los ácidos que produce nuestro organismo, generalmente como subproducto del metabolismo de la glucosa y que tienen la particularidad de estar en equilibrio con un gas tal como el CO2 y de ser eliminados por la respiración, es así como nuestro organismo produce 15000 a 20000 mmoles de ácido carbónico(H2CO3) que eliminado por la respiración.

b.- Acidos no volatiles : También llamados ácidos fijos, son aquellos que no se eliminan por los pulmones, sino que son eliminados por el riñon, son el producto, principalmente del metabolismo incompleto de proteínas, grasa y hidratos de carbono, vale decir, que no llegan a CO2 y agua como metabolitos finales, sino que se quedan en un estado tal como ácido láctico proveniente de la glucosa, cuerpos cetónicos, provenientes del metabolismo de las grasas y ácido sulfurico proveniente del metabolismo de las proteinas, con aminoacidos que contienen azufre.

De esta forma nuestro organismo se encuentra en una continua producción de ácidos, para lo cual ha generado un sistema capaz de neutralizar esta profusa carga ácida, para esto se utilizan los mecanismos amortiguadores, también llamados tampones, que mantienen el pH sanguíneo es sus estrechos márgenes, a pesar de la ganancia ácida diaria. De esta forma un tampón es una sustancia que mantiene el pH de una solución en un nivel estable o con un cambio mínimo a pesar de que le agrege a la misma un ácido, que de otro modo alteraría sustancialmente el pH. Los principales mecanismos tampones o sistemas tampones son tres:

a.- Tampones químicos de pH: es la mezcla de un ácido débil y su base conjugada (o una base débil y su ácido conjugado). Su acción depende de su concentración y su pKa; de esta forma un buen tampón es aquel que se encuentra en grandes cantidades y su pKa es muy próximo al pH esperado (curva de titulación).

Bicarbonato / anhidrido carbónico : es el tampón más importante de nuestra economía y la primera línea de defensa, pues se encuentra en una alta concentración plasmática alcanzando el HCO3- un valor promedio de 24 mmoles/litro. Aunque la concentración de CO2 es más baja este se esta produciendo constantemente y en forma casí ilimitada; aún cuando el pKa del tampón es 6.1 y esta muy alejado del pH plasmático 7.4, tiene la particularidad de ser rápidamente eliminado por los pulmones cambiando rápidamente la cantidad de CO2 circulante y además los riñones pueden hacer variar el contenido extracélular de HCO3-, formando nuevo HCO3- cuando a aumentado la concentración de ácido o excretar HCO3- cuando el medio se hace más básico.

CO2 + H2 ==== H2CO3 ==== H+ + HCO3-

Si hay un exceso de H+ (âcidez) el HCO3- actua como base dèbil , y si estamos en un estado alcalino el H2CO3 actua como ácido débil (dona H+)

Es importante considerar que el cuerpo necesita más sal de bicarbonato que ácido carbónico, porque el metabolismo produce más ácidos que base.

HPO4-2 / H2PO4- : Este tampón tiene un pKa de 6.8, con lo cual esta mucho más cerca del pH plasmático 7.4, por lo cual debería ser un tampón mucho mejor que el anterior, puesto que su pK esta más cerca del pH plasmático , pero su concentración es mucho más baja y se elimina por la orina, lo cual lo hace más lento que el anterior.

Proteínas plasmáticas: Otro tipo de tampón químico son las proteínas plasmáticas, las cuales son anfotéricas, vale decir, pueden funcionar como ácidos o como bases debido a sus numerosos grupos ionizables, capaces de aceptar hidrógenos al igual que una base o liberarlos al igual que un ácido.

b.- Sistema Respiratorio: Los pulmones constituyen la segunda línea de defensa frente a los trastornos del equilibrio ácido base. La cantidad de CO2 disuelto en los líquidos extracelulares es de 1.2 mmol/L, que corresponde una PCO2 de 40 mm Hg.

Los cambios reflejos en la respiración ayudan a proteger el pH sanguíneo cambiando la PCO2 y por lo tanto la concentración de H2CO3 sanguínea. Una disminución del pH sanguíneo estimula la ventilación pulmonar actuando primero sobre los quimiorreceptores centrales y periféricos; el CO2 difunde al líquido interticial del cerebro y LCR donde provoca una disminución de pH, que a su vez estimula los quimiorreceptores bulbares, con lo cual se incrementa la ventilación pulmonar eliminandose CO2 lo que disminuye la acidez de la sangre; lo contrario ocurre al aumentar el pH sanguíneo inhibe la ventilación pulmonar y el consecuente aumento de la concentración sanguínea disminuye el giro alcalino del pH sanguíneo. Las respuestas respiratorias son muy rápidas comenzando a los pocos minutos y son máximas al cabo de 12 a 24 horas. Este mecanismo normalmente elimina más ácido o base que todos los amortiguadores combinados, pero solo puede eliminar el ácido volátil.

c.- Sistema renal: Los riñones desempeñan dos funciones de gran importancia en la conservación del equilibrio ácido-básico, estas son :

1.- Resorción de HCO3-.

Casi el 99.9% filtrado se reabsorbe y ello asegura la conservación del principal tampón; la cantidad de HCO3- que se filtra es 4320 meq/día, la tasa de excreción media de HCO3- es únicamente 2 meq/día, por ende la cantidad de HCO3- reabsorbido es aproximadamente 4318 meq/día.

Casi toda la resorción 85% tiene lugar en el túbulo proximal y el resto el 15% lo hace en el Asa de Henle, túbulo distal y conducto colector; para realizar esto el riñon tiene que:

a.- La membrana luminal contiene un intercambiador de Na+ -H+; conforme se desplaza el Na+ desde la luz túbular hacia el interior de la célula siguiendo su gradiente electroquímico y el H+ se desplaza el interior de la célula hacia la luz túbular en contra de su gradiente.

b.- El H+ secretado en la luz tubular se combina con el HCO3- filtrado para formar H2CO3 el cual por acción de la anhidrasa carbónica del borde en cepillo se descompone en CO2 y H2O, estos atraviesan rápidamente la membrana luminal y penetran a la célula.

c.- Una vez dentro de la célula estas reacciones ocurren el sentido inverso y CO2 y H2O por acción de la anhidrasa carbónica intracelular se convierten el H2CO3, este ahora se convierte en HCO3- y H+; el HCO3- va hacia la sangre y el H+ vuelve a salir por el intercambiador Na+ H+ para rescatar otro HCO3-.

Es importante mencionar que en la compensación renal hay una resorción neta de Na+ y HCO3-, sin una secreción neta de H+, por lo que el cambio en el pH del líquido tubular es mínimo. Se excreta HCO3- sólo cuando el mecanismo esta saturado(más de 40 meq/l.) donde influye la expansión del LEC que inhibe la resorción isoosmotica de HCO3- y también la angiotensina II que activa el intercambio Na+ H+ en el túbulo proximal, estimulando así la resorción de HCO3-. Así también, los cambio en la PCO2 alteran la resorción de HCO3-, un incremento en la PCO2 aumenta la resorción y una disminución la disminuye.

2.- Excreción de H+ fijo.

Los H+ fijos son producidos por el catabolismo de proteínas y fosfolípidos, estos H+ se excretan ya sea como ácidos titulables o como NH3-(amoniaco). En ambos casos la excreción se acompaña de síntesis y resorción neta de nuevo HCO3-.

Excreción de H+ como ácido titulable.

Un ácido titulable es el H+ excretado con tampones urinarios, el más importante de estos es el fosfato inorgánico debido a su alta concentración en la orina y a su pK ideal. Del fosfato presente en la orina el 85% se resorbe y el 15% restante se excreta como ácido titulado; para realizar esto el riñón tiene que:

a.- La membrana luminal posee una H+ ATPasa que secreta H+ a la luz tubular, este se une al HPO4 2- que se encuentra en grandes cantidades, para producir H2PO4-, que es un ácido titulable que se excreta.

b.- El H+ secretado por la ATPasa se produce en las células renales a partir de CO2 y H2O, los cuales se combinan para formar H2CO3, el que se disocia secretando en H+, que es secretado y HCO3- que se resorbe.

c.- así por cada H+ secretado como ácido titulable se sintetiza y resorbe un HCO3- el cual se acumula para ser usado posteriormente.

Es importante mencionar que la cantidad de H+ secretado depende de la cantidad de tampón urinario disponible, esto se debe

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