Alteraciones del Metabolismo del Equilibrio Acido-Base

pH = potencial de hidrogeno El pH es una medida de la acidez o de la alcalinidad de una

sustancia

PCO2:Precion parcial que ejerce el CO2 disuelto en sangre

PaO2: Presión arterial de oxigeno que ejerce la pequeña cantidad de oxigeno disuelto en sangre arterial.

Acidosis: Es una dolencia en la cual hay demasiado ácido en los líquidos del cuerpo. 

Amortiguador: Los amortiguadores son sistemas acuosos que tienden a resistir los cambios en el pH cuando se les agregan pequeñas cantidades de ácido (H+) o base (OH-).

Mecanismos reguladores del pH

Los sistemas Buffer (también conocidos como tampones o amortiguadores) regulan el pH de los líquidos corporales para evitar que se produzcan grandes modificaciones en el pH extracelular por la acción de los mecanismos respiratorios que eliminan el CO2 y los mecanismos renales que conservan iones de HCO3

- y eliminan iones de H+ .

Sistema Bicarbonato- Ácido carbónico

Este sistema consiste en u a mezcla de ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato sódico (NaHCO) en la misma solución.

El ácido carbónico es un ácido débil. Cuando se añade a la solución amortiguadora un ácido como el clorhídrico, capaz de generar pH muy bajos, ocurre la siguiente reacción:

(HCL + NaHCO3 H2CO3 + NaCL). Asi se covierte un acido fuerte en uno débil.

Si lo que se añade a la solución es una base fuerte, como hidróxido sódico, esta reacciona con el ácido carbónico del medio

(NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O). Así el ion hidróxido sódico se combina con el hidrogenión del

ácido carbónico y forma agua y bicarbonato sódico por lo que el aumento del pH es mucho menor del que se produciría en una sola solución sin amortiguadores.

Sistema proteínas

pueden funcionar como ácidos y como bases, esto le permite aceptar un exceso de hidrogeniones actuando como base débil, o liberar hidrogeniones que reaccionan con un exceso de iones hidroxilo para formar agua, actuando como acido débil. Los amortiguadores de proteínas se localizan principalmente en las células, y los iones de H+ y el CO2 difunden atreves de las membranas celulares, para ser neutralizados por los buffer de proteínas intracelulares.

Sistema Fosfatos

el fosfato monosódico (H2 PO4 Na), que actúa como un ácido débil y el fosfato disódico (HPO4 Na2), que actúa como una base débil.

(HCL + Na2 HPO4 NaH2PO4 + NaCL). Resultado neto es que los hidrogeniones del ácido clorhídrico se transfieren al fosfato acido, por lo que el pH varia muy poco.

Si lo que se añade es hidróxido sódico ocurre lo siguiente (NaOH + Na H2 PO4 NaHPO4 + H2O). De esta forma el ion hidroxilo del hidróxido sódico se combina con el hidrogenión de fosfato Monosódico (acido) y forman agua y fosfato disódico, por lo que el aumento del pH es mucho menor.

Mecanismo respiratorio de control acido-base

es el control de CO2 realiza por aparato respiratorio. El exceso de CO2 de iones de H+ en la sangre ejerce una acción directa sobre el centro respiratorio cerebral para controlar la ventilación. Aunque los iones de H+ no cruzan la barrera hematoencefálica con facilidad, el CO2 la cruza sin dificultad y en el proceso se combina con agua para formar ácido carbónico, se disocia en H+ y HCO3 - . Los iones de H+ son los que estimulan el centro respiratorio y producen el incremento o la disminución de la ventilación.

Mecanismo renal de control acido-base

Los riñones son capaces de controlar la concentración de hidrogeniones de los líquidos del organismo mediante el ajuste de su excreción urinaria o de la secreción de bicarbonato

Existen dos mecanismos capaces de secretar hidrogeniones hacia la luz tubular.

1.- Contra-transporte Na+-H+ Permite la reabsorción tubular de sodio al mismo tiempo se

secretan grandes de hidrogeniones muy grande, por lo que estos segmentos el pH del fluido no desciende muy por debajo del plasmático.

2.- Bomba de hidrogeniones dependiente de ATP (H+ ATPasa) Produce fundamentalmente en los túbulos distales finales y en lo

túbulos colectores. Desde el punto de vista cuantitativo solo moviliza una pequeña parte de los hidrogeniones secretados por los túbulos renales (< 5%) pero, sin embargo, es capaz de transporta hidrogeniones contra un enorme gradiente de concentración, pudiendo concentrar los hidrogeniones en la luz tubular hasta 900 veces con respecto al plasma, lo que supone un pH urinario mínimo de alrededor de 4.5.

La ecuación de Henderson-Hasselbalch es una expresión utilizada en química para calcular el pH de una disolución reguladora, o tampón, a partir del pKa o el pKb (obtenidos de la constante de disociación del ácido o de la constante de disociación de la base) y de las concentraciones de equilibrio del ácido o base y de sus correspondientes base o ácido conjugado, respectivamente.

¿Cuál es la relación entre la concentración de un amortiguador y el pH?

Ecuación de Henderson-Hasselbach:

Mecanismos de producción de acidosis y alcalosis

ACIDOSIS El aumento en la concentración de iones hidrogeno recibe el

nombre de acidosis. La concentración de iones hidrogeno puede aumentar por la incapacidad de los pulmones de eliminar el dióxido de carbono o por la producción excesiva de ácidos volátiles y no volátiles. La acidosis también puede ocurrir cuando se pierde bicarbonato por diarrea persistente o secretar iones hidrogeno.

ALACALOSIS La alcalosis es un descenso sistémico en la concentración de

iones hidrogeno. Esto puede ser resultado de la perdida excesiva de dióxido de carbono por la hiperventilación, perdida excesiva de ácido no volátiles durante el vómito o ingestión excesiva de base la alcalemia es el aumento en el pH sanguíneo arterial a más de 7.45. Las causas pueden ser respiratorias renales o metabólicas.

Mecanismos compensatorios

a) El cambio en la concentración de hidrogeniones libres es amortiguado por los sistemas tampón extracelulares y, posteriormente, por los intracelulares. 

b) Si el cambio es primariamente no respiratorio, por ejemplo una acidosis metabólica, la disminución del pH produce una estimulación del centro respiratorio, con aumento de la ventilación y con la correspondiente caída rápida de la PaCO2. Esto disminuye la concentración de H+ y, en consecuencia, se tiende a corregir el trastorno inicial. Lo inverso ocurre en las alcalosis metabólicas.

c) Si el cambio es primariamente respiratorio, por ejemplo una acidosis respiratoria, el riñón elimina H+ y retiene HCO3

-, con lo cual el pH tiende a volver a lo normal. En las alcalosis respiratorias ocurre el fenómeno contrario. La máxima compensación renal es lenta y demora hasta 7 días en completarse.

Causas de las alteraciones del equilibrio ácido-base

ALCALOSIS METABOLICA Ganancia de una cantidad excesiva de bicarbonato o de una

sustancia alcalina Ingesta o administración de bicarbonato de sodio Adm. De soluciones de hiperalimentación con acetato Adm. De soluciones parenterales con lactato Adm. De transfusiones de sangre con citrato

Perdida excesiva de iones de Hidrogeno Vómitos Aspiración gástrica Deficiencia de potasio Diuréticos Hiperaldosteronismo Síndrome lácteo-alcalino

ALCALOSIS RESPIRATORIA La alcalosis respiratoria es ocasionada por los niveles bajos de

dióxido de carbono en la sangre, lo cual puede deberse a:  Aumento de la frecuencia respiratoria Ansiedad e hiperventilación Hipoxia y estimulación refleja de la ventilación

Neumopatía que estimula la ventilación de manera refleja Estimulación del centro respiratorio Nivel elevado de amoniaco Toxicidad por salicilato Encefalitis Fiebre Asistencia respiratoria mecánica

ACIDOSIS METABOLICA Producción excesiva de ácidos metabólicos Acidosis láctica Ayuno e inanición Intoxicación por salicilato, metanol, etilenglicol Insuficiencia o disfunción renal

Aumento de la perdida de bicarbonato Perdida de secreciones intestinales Diarrea Aspiración intestinal Fistula intestinal o biliar

ACIDOSIS RESPIRATORIA Depresión del centro respiratorio Sobredosis de fármacos Lesión cefálica Neumopatias Asma bronquial Enfisema Bronquitis crónica Neumonía Edema de pulmón

Principales enfermedades metabólicas crónico-degenerativas y de mayor impacto epidemiológico que alteran el equilibrio ácido-base

Infarto agudo al miocardio Un infarto agudo al miocardio resulta en una dramática

reducción del pH del tejido y aumento de los niveles de potasio intersticial. Aumenta la concentración del calcio intracelular y ocasiona cambios neurohumorales. Todos los anteriores contribuyen a la inestabilidad eléctrica que pueden ocasionar arritmias que amenazan la vida.

Hipertensión arterial sistémica En las células de humanos con hipertensión arterial se

pueden objetivar anomalías de los mecanismos de transporte de H + y de CO3H - que comprometen la regulación del pH intracelular. De la alteración del pH se derivan consecuencias para la regulación de la propia presión arterial

Insuficiencia Cardiaca Las necesidades generales de oxígeno aumentan debido al

mayor trabajo respiratorio y a la estimulación adrenérgica. Sin embargo cada vez son menos las unidades alveolares funcionantes debido al edema progresivo, lo que da lugar a que el metabolismo se derive hacia rutas anaeróbicas, lo que provoca la formación de ácido láctico, haciendo que el pH disminuya y se inicie una fase de acidosis metabólica, que sustituye a la de alcalosis respiratoria previa

Insuficiencia Renal Los riñones juegan un papel fundamental en la regulación

del equilibrio ácido base en el organismo. En las etapas avanzadas de la enfermedad renal es común la acidosis debido a que disminuye la capacidad de excretar hidrogeniones en forma de amonio, causando un balance positivo de ácido en el organismo. En un inicio los pacientes presentan acidosis de brecha aniónica normal, sin embargo, conforme progresa la enfermedad renal aumenta la brecha aniónica con una disminución recíproca del bicarbonato en sangre.

Insuficiencia Hepática El problema también puede ser provocado por cualquier

condición que produzca alcalosis (pH alcalino de la sangre), los niveles bajos de oxígeno en el cuerpo

Diabetes mellitus  El paciente padece sed acusada, pérdida de peso, y fatiga.

Debido al fallo de la fuente principal de energía que es la glucosa, el organismo empieza a utilizar las reservas de grasa. Esto produce un aumento de los llamados cuerpos cetónicos en la sangre, cuyo PH se torna ácido interfiriendo con la respiración.

El pH en sangre arterial y venosa se presenta bajo, llegando en ocasiones a cifras menores de 7,0. Existe un déficit de la concentración de bicarbonato (base exceso negativo) y un anión gap [Na-(Cl + HCO3)] habitualmente sobre 20 (normal <12).

Insuficiencia respiratoria aguda (asma) Este desequilibrio se valora con las determinaciones de los gases

arteriales: inicialmente con la hiperventilación alveolar la PaCO2 está disminuida, lo que se traduce en alcalosis respiratoria. El empeoramiento del trastorno de la V/Q produce una reducción de la PaO2 (hipoxemia) y, en la medida que empeora el cuadro por causa de la fatiga por el trabajo ventilatorio, aparece retención de CO2, con grave hipoxemia y la aparición de acidosis respiratoria.

Obesidad Los ácidos son muy corrosivos a las células y sus

membranas se rompen por lo que se activa “Un estado de emergencia” y nuestro maravilloso cuerpo humano que es una sorprendente maquinaria de supervivencia empezará a fabricar y almacenar células grasosas para proteger los órganos vitales como intestinos, el corazón, etc. sin importar el costo que esto implique ya que lo más importante es preservar la vida humana.

Estado de choque y coma El coma hiperosmolar, más moderadamente, estado

hiperosmolar hiperglucémico (EHH), o estado hiperglucémico no cetónico (EHNC), es una grave complicación de la diabetes mellitus, más común en los pacientes no insulinodependientes,1-13 cursa con hiperglucemia mayor de 33 mmol/L, deshidratación severa y plasma hiperosmolar (mayor de 320 mosm/L sin cetosis importante, pH arterial ³ a 7,30 y con toma progresiva del estado de conciencia

Metodos Auxiliares

1. Establecer la consistencia interna de los datos ácidos base, lo que significa que respondan a la ecuación matemática de Henderson-Hasselbach.

2. Obtener información clínica, incluyendo la historia y el examen físico, para reconocer claves de un trastorno ácido base particular.

3. Calcular el anión restante. 4. Identificar el desorden ácido base primario o dominante y

reconocer si existe un trastorno simple o un desorden mixto.

5. Examinar los electrolitos séricos y otros datos de laboratorio útiles.

6. Si está presente una alcalosis metabólica, medir el cloro urinario y el pH urinario.

7. Si existe una acidosis metabólica con anión restante normal, medir el pH urinario y los electrolitos urinarios para establecer el anión restante urinario: (Na + ) + (K + ) – (Cl)

8. La gasometría consiste en la extracción de una pequeña cantidad de sangre arterial o capilar para el análisis del laboratorio.

Bibliografía Cordero, A. E. (1998). Fundamentos de Fisiopatología.

Madrid, Aravaca, España: McGrawHill. Jose, G. H. (2001). Bioquímica. Mexico, D.F:

McGrawHill. Pfreundschuh. (2002). Fisiopatología y Bioquímica.

Madrid, España: Ediciones harcourt. Ramona, L. B. (2012). Fisiopatología. USA: Manual

Moderno. Sergio, E. S. (2009). Bioquímica. Guadalajara:

Universidad de Guadalajara.