Alcalosis respiratoria. La alcalosis respiratoria se debe habitualmente a hiperventilación, fenómeno causante del aumento en la salida de CO2 por vía pulmonar. Al bajar la pCO2, disminuye el H2CO3 baja el denominador de la ecuación de Henderson y aumenta la relación 20 a 1; se eleva así el pH. El cuadro se observa en los comienzos de las enfermedades pulmonares y cardiopulmonares, cuando existe mala oxigenación y, por lo tanto, se produce una hiperventilación; también aparece en casos de excitación del sistema neurológico, como en la meningitis o, algo muy común, como manifestación de tensión, de manera típica, en mujeres nerviosas con hiperventilación. Al principio, en estos cuadros, no entran en juego mecanismos de ajuste renales; si el problema perdura, la compensación renal causa el aumento de la excreción de K+ y Na+ y la disminución de la secreción de H+, los cuales se unen al HCO3

-, anteriormente en equilibrio con el Na+ eliminado; se forma así, H2CO3 y posteriormente H2O + CO2 y baja la concentración de HCO3

- en los líquidos del organismo; la relación alterada de la ecuación de Henderson vuelve a sus proporciones habituales de 20:1. En la alcalosis respiratoria, una forma sencilla para modificar el trastorno, sobre todo si se debe a hiperventilación por ansiedad, es el de respirar dentro de una bolsa pues al hacer nuevas inspiraciones de CO2 se impide su salida al exterior.

Acidosis metabólica. En la acidosis metabólica existe acumulación de algún ácido "fijo”, no volátil; el exceso de H+ se combina con HCO3

-para formar H2CO3 y el anión del ácido se equilibra con Na+.SE1 efecto neto es el de la reducción de HCO 3

-y la modificación de la ecuación de Henderson hacia la baja del pH; son comunes las cifras de 10 y hasta 5 mEq/1 de HCO3

- con pH de 7.2 y 7.1.

Los fenómenos de compensación comprenden el aumento de la ventilación pulmonar para acelerar la excreción de CO2 y disminuir así el H2CO3 con lo cual prácticamente se recupera la relación 20:1 y el pH casi no disminuye. El mecanismo renal tiende a la conservación máxima del HCO3

-, absorbiéndolo del filtrado, y al aumento de la excreción urinaria de H+, con los aniones "fijos” correspondientes.

En el esquema iónico del plasma se observa cómo la disminución de aniones, a expensas del HCO3

- e inclusive del Cl- es compensada en parte de la diabetes (fig. 19-5).

Otro caso común de acidosis metabólica se debe a la pérdida de HCO3- por un defecto de

absorción, debido a insuficiencia renal. En los líquidos la compensación aumenta los niveles de los Cl- que suelen llegar hasta 115 mEq/1. El mecanismo respiratorio de compensación consiste en promover la salida de CO2, y, por lo tanto, la tendencia para volver a la relación 20:1 y el ajuste del pH a las cifras normales. En el riñón se provoca un aumento de la salida de H+, así como de K+, el cual se intercambia por el Na+. El trastorno puede corregirse con la administración de bicarbonato de sodio, NaHCO3, que aumenta el HCO3

- en los líquidos y permite el retorno de la ecuación de Henderson a lo normal.

Alcalosis metabólica. En este caso existe un aumento en la concentración de HCO3-

debido a la administración de bicarbonato de sodio o de sales sódicas de ácidos orgánicos, a la pérdida de cloruro, como sucede en el vómito o cuando se hacen lavados gástricos, a una excreción excesiva de ácido por en casos de déficit de K+ y el aumento de pH sanguíneo observado en la alcalosis metabólica, sea por ingestión de bicarbonato de sodio o por pérdida de líquidos —digestivos o sudor— deprime la respiración y disminuye la ventilación; aumenta así la pCO2 en la sangre y, por lo tanto, la concentración de H2CO3; con ello tiende a disminuir el pH sanguíneo. La compensación respiratoria en la alcalosis metabólica no es completa pues al disminuir el pH sanguíneo la respiración vuelve a lo normal, se empieza a eliminar el C 02 por vía pulmonar y sube de nuevo el pH (fig. 19-1). La compensación renal es más efectiva e incluye la eliminación del exceso del HCO3

- “presente en el plasma. A medida que sale el HCO3-"

es reemplazado por el Cl". La salida del HCO3-por la orina debe acompañarse de la

eliminación de una cantidad equivalente de un catión; el catión más abundante en el plasma, acompañante habitual del HCO3

- es el Na+. No obstante, en ciertas condiciones, si existe déficit de Na+, el HCO3

- se elimina con K+ o con H+. Si el HCO3- se pierde por

la orina junto con cantidades importantes de K+, puede provocar una grave situación de alcalosis con hipopotasemia. Por otro lado, si el HCO3

- sale junto con H+, la alcalosis se agrava al perderse los H+ del plasma lo cual, paradójicamente, produce una orina ácida.

Alteraciones del equilibrio ácido-básico en cuadros clínicos del tipo del vómito, la diarrea, acidosis diabética, etc.; se representan sólo las constantes de HCO3

- Cl- y Na+ para obtener una idea concisa del trastorno.

Transporte de oxígeno

El componente transportador del oxígeno es la hemoglobina, cuya capacidad para combinarse con el oxígeno para formar oxihemoglobina depende de diversos factores, entre los cuales destacan la pO2, la p CO2, el pH y la concentración de 2.3 bisfosfoglicerato, componente amónico del glóbulo rojo; entre ellos, el que guarda relación más estrecha con la saturación de la hemoglobina con el oxígeno es la pO2. Al estudiar la saturación de la hemoglobina con el O2, a distintas pO2, se obtienen curvas como las de la figura 20-1.

Cuando se usa hemoglobina pura diluida y sin sales (o también si se usa mioglobina), se obtiene una curva de hipérbola rectangular (línea discontinua) debido a la reacción entre el oxígeno y la hemoglobina por simple ley de acción de masas:

Hb + O2 HbO2

La hemoglobina sin oxígeno, Hb, es la desoxihemoglobina (incorrectamente llamada hemoglobina reducida); la hemoglobina con oxígeno, HbO2, es la. oxihemoglobina.

Cuando el estudio se hace con la hemoglobina, tal como se encuentra en la sangre, la curva obtenida tiene la forma de S sigmoidea (línea continua).Esto se explica por el comportamiento alostérico de algunas proteínas oligoméricas (pág. 56) como la hemoglobina, formada por 4 grupos porfirínicos, cada uno con un átomo de hierro, que se pueden oxigenar progresivamente.

Al oxigenarse el primer grupo, el oxígeno modifica al hierro del hem, lo cual altera la cadena de aminoácidos de la hemoglobina; se produce así un pequeño cambio en toda la estructura terciaria para facilitar la captación de más oxígeno, etc. Fisiológicamente esto tiene gran interés; por ejemplo, pO2 a la de 80 mm de Hg se tiene una saturación casi completa de la hemoglobina en la sangre total y aun a 20 mm de Hg se obtienen saturaciones de 35 a 40%.

En el caso de que lo que existiera en la sangre fuera hemoglobina diluida, a presiones de 20 mm de Hg estaría todavía tan saturada que se dificultaría el paso del oxígeno de la hemoglobina a los tejidos (fig. 20-1).

Papel de la pCO2 y el pH. La curva obtenida expresada como por ciento de saturación contra la pO2 se modifica con la pCO2 tal como se observa en las curvas de la figura 20-2. El efecto del CO2, consistente en desviar hacia la derecha la curva al aumentar su tensión, se denomina efecto Bohr y se debe al aumento de [H+]; la acidez hace más débil la unión entre el oxígeno y el hierro de la hemoglobina y, por lo tanto, permite la disociación mayor de la oxihemoglobina, favoreciendo el desplazamiento de la ecuación hacia la izquierda:

HHb + O2 HbO2- + H+

La modificación de la curva en función de la pCO2 tiene importancia fisiológica: en los pulmones, donde la pCO2 es baja, la afinidad de la sangre por el oxígeno es más alta y capta oxígeno con mayor facilidad; por el contrario, en los tejidos donde la pCO2 es muy alta y la pO2 es muy baja, la hemoglobina libera el oxígeno con gran facilidad.

El efecto Bohr a nivel molecular depende de la protonación de dos histidinas de las cadenas de la hemoglobina, lo que facilita la salida del oxígeno; así, en la desoxihemoglobina se mantienen protonados tales residuos.

Efecto del 2,3-bisfosfoglicerato. La afinidad del oxígeno por la hemoglobina es mayor cuando la proteína se extrae del glóbulo rojo, hecho sugerente de la presencia de una sustancia capaz de disminuir la afinidad del oxígeno por la hemoglobina. En efecto, el 2,3-bisfosfoglicerato (pág. 486) presente en el glóbulo rojo, baja 26 veces la afinidad del oxígeno por la hemoglobina. Al perder la oxihemoglobina su O2 y convertirse en desoxihemoglobina, al tiempo que sale el oxígeno, la proteína se combina con el 2,3- bisfosfoglicerato, lo cual impide la recaptura del O2 a nivel tisular. En el pulmón, el exceso de oxígeno desplaza al 2,3-bisfosfoglicerato y la desoxihemoglobina se convierte en oxihemoglobina.

El 2,3-bisfosfoglicerato tiene importancia fisiológica y clínica. En parte, la adaptación del ser humano a las grandes alturas, se debe a un aumento del 2,3-bisfosfoglicerato; así, se libera más oxígeno en los tejidos para su consumo, aun cuando sea menor la saturación de la hemoglobina con el oxígeno, en vista de su menor disponibilidad por la mayor altitud. Algo semejante ocurre en los enfermos con insuficiencia pulmonar crónica, como la presente en el enfisema con baja saturación de la hemoglobina con el oxígeno; cuando se aumenta la concentración del 2,3-bisfosfoglicerato, la oxihemoglobina libera con mayor facilidad el oxígeno.

Capacidad de transporte de la hemoglobina. En estado de reposo un hombre normal utiliza 250 ml de oxígeno por minuto; el ejercicio suele elevar el requerimiento hasta 2500 ml por minuto. Un gramo de hemoglobina se combina con 1.34 ml de O2; por lo tanto, con un promedio de 16 g de hemoglobina por 100 ml de sangre, se captan unos 20 ml de O2. En los capilares se encuentra la siguiente situación: la pO2 en el interior del vaso, es de 100 mm de Hg y en las células de 20 mm de Hg; por el contrario, la pCO2 en las células es de 60 mm de Hg y en la sangre arterial de 40 mm de Hg. Se favorece, por lo tanto, la difusión del O2 de la sangre hacia las células y del CO2 de las células hada la sangre; una vez pasado el capilar, en la sangre venosa, la O2 es de 40 mm de Hg y la pCO2 es de 46 mm de Hg; aunque la diferencia de presiones para el CO2 es de sólo 6 mm de Hg, debido a su mayor difusibilidad, sale fácilmente de las células. En la gráfica de la disociación de la hemoglobina (fig. 20-2), a una pO2de 25 mm de Hg y una pCO2

de 46 mm de Hg, condiciones de la sangre venosa, la saturación de la hemoglobina con oxígeno es cercana a 64% (34% menor a la de la sangre arterial) es decir se liberaron 6.4 ml de oxígeno por cada 100 ml de sangre distribuida en los capilares.

Mioglobina y hemoglobina fetal. Los músculos utilizan gran cantidad de oxígeno, lo cual se facilita por medio de la proteína mioglobina. La mioglobina tiene un núcleo de protoporfirina unido a la globina y un peso molecular cercano a 17 000. La disociación de la mioglobina a distintas pO2, da una curva de hipérbola rectangular, como ocurre con las soluciones diluidas de hemoglobina (fig. 20-1). Esto permite a la mioglobina actuar como una reserva de oxígeno; en efecto, a una pO2 baja, la hemoglobina ha perdido buena parte de su oxígeno y la mioglobina lo conserva todavía. Además, la hemoglobina, en presencia del H2CO, producido por la hidratación del CO2, desvía su curva de disociación hacia la derecha, libera más fácilmente el oxígeno y disminuye su saturación. La hemoglobina fetal, inmunológica y químicamente muy característica, funciona como la mioglobina, es decir, para cualquier valor de la p 0 2, la sangre fetal tiene más oxígeno que la sangre materna. Esto es muy conveniente para el feto, pues cuenta con un adecuado suministro de oxígeno al ser transferido el gas de la hemoglobina materna a la fetal y de ésta a sus células.