equilibrio acido base josé luis macarlupú b. departamento de ciencias biológicas y fisiológicas....

EQUILIBRIO ACIDO BASE

José Luis Macarlupú B.Departamento de Ciencias Biológicas y

Fisiológicas.UPCH.

““Un sistema en equilibrio, cuando Un sistema en equilibrio, cuando es sometido a algún tipo de estrés es sometido a algún tipo de estrés resultante de un cambio de resultante de un cambio de temperatura, presión o temperatura, presión o concentración, y que causa una concentración, y que causa una perturbación en el equilibrio, perturbación en el equilibrio, ajustará su posición de equilibrio ajustará su posición de equilibrio para liberarse del estrés y para liberarse del estrés y reestablecer el equilibrio." reestablecer el equilibrio."

El principio de Le ChatelierEl principio de Le Chatelier

Existe una relación matemática Existe una relación matemática que relaciona la concentración de que relaciona la concentración de reactantes y productos en el reactantes y productos en el equilibrioequilibrio

- La Expresión de Equilibrio se obtiene al - La Expresión de Equilibrio se obtiene al multiplicar las concentraciones de los multiplicar las concentraciones de los productos, dividido entre las productos, dividido entre las concentraciones de los reactantes, y concentraciones de los reactantes, y elevando cada concentración a una elevando cada concentración a una potencia igual al coeficiente potencia igual al coeficiente estequiométrico.estequiométrico.

Ejemplo:Ejemplo:

aA + bB aA + bB cC + dD cC + dD

la expresión de equilibrio esla expresión de equilibrio es

KKc c = Constante de equilibrio expresado = Constante de equilibrio expresado en unidades de concentraciónen unidades de concentración

Kc =[C]c[D]d

[A]a[B]b

Fuentes generadoras de H+

• Ácidos volátiles (CO2): 15-20 mil mmol/día• Ácidos fijos (no volátiles):

– Exógena: dieta– Metabolismo endógeno Acidos inorgánicos

Sulfatos, fosfatos

Acidos orgánicos: Acido láctico Cetoácidos

Equilibrio ácido-básico

Ingreso EgresoH+

60 mEq/día

60 mEq/día40 nEq/l

0.000000040 Eq/l

Escala de pH (Sorensen)

- log [H+] = pH

- log [10-1 Eq/l] = pH 1- log [0.1 Eq/l] = pH 1

Escala de pH

• pH1.02.03.04.05.06.07.07.48.09.0

• [H+] en Eq/l0.10.010.0010.00010.000010.0000010.00000010.0000000400.0000000100.000000001

Límites normales

nEq/litro = 35 - 45

pH = 7.35 - 7.45

Manejo de la carga ácida diaria

• Tamponamiento extracelular

• Tamponamiento intracelular

• Compensación respiratoria

• Excreción renal de la carga neta de ácido

Manejo de la carga ácida diaria

0

20

40

60

80

100

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46

HORAS

% D

E R

ES

PU

ESTA

EC

IC

PULMONAR

RENAL

ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBACH

Para hallar pH:1.- K H2CO3 = [H+] . [HCO3

-] H2CO3 CO2

[H2CO3]

2.- K H2CO3 = [H+] . [HCO3-]

[CO2]pH = - log H+

3.- log K = log [H+] + log [HCO3-] - log K = - log [H+] + log

[HCO3-]

[CO2] [CO2]

4.- pH = 6. 1 + log 24 nmol/LpH = 7. 4 0.03 x 40 mmHg

Amortiguación

Principios de amortiguación- Amortiguador es una mezcla de un ácido

débil con su base conjugada (o viceversa).- Una solución amortiguada resiste cambios de

pH.- Los líquidos del cuerpo contienen gran

variedad de amortiguadores que representan una primera defensa importante contra los cambios de pH.

Roberts Pitts

• 150 meq de H+ en H2Od pH 1.84

• Perro pH de 7.44 a 7.14

Amortiguación

Ecuación de Henderson-Hasselbalch- Se emplea para calcular el pH de una

solución amortiguada.

pH = pK + log [A-] / [HA]

Donde:

[A-] = forma base del amortiguador (meq/L)

[HA] = forma ácida del amortiguador (meq/L)

Amortiguadores del LEC

Amortiguador HCO3/CO2

• Se utiliza como la primera línea de defensa cuando el cuerpo pierde o gana H+.

• Características:

a) la concentración de la forma HCO3 es alta (24 meq/L).b) el pK es 6.1, bastante próximo al pH del LEC.

c) el CO2 es volátil y se puede espirar por los pulmones.

• Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen ATP, ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-difosfoglicerato (pK = 6.0 a 7.5).

• Las proteínas intracelulares sirven como amortiguadores por su abundante contenido de grupos –COOH/COO- o –NH3/NH2.

• El amortiguador intracelular más significativo es la hemglobina (pK de la oxihemoglobina = 6.7 y de la desoxihemoglobina 7.9).

Amortiguadores del LIC

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO

SI NO HAY COMPENSACIÓN

Se añaden 12 mM/L de H+ al LEC. PCO2 = 40 mmHg. HCO3- =

24 mM/L. H2CO3 = 1.2 mM/L.

12mM H+ + 12mM HCO3- 12mM H2CO3

24mM HCO3- - 12mM = 12mM HCO3

-

1. 2mM H2CO3 + 12 mM = 13. 2 mM H2CO3

pH = 6.1 + log 12 mM HCO3- pH = 6.06 MORTAL!!!

13. 2 mM H2CO3

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO

CON COMPENSACIÓN RESPIRATORIA HIPERVENTILACIÓN

PCO2 baja de 40 mmHg a 24 mmHg.

H2CO3 CO2 y CO2 = PCO2 x CO2 = 24 x 0.03

pH = 6.1 + log 12mM HCO3- pH = 7.32

OK!!! 0.72

Compensación respiratoria

• La acidemia estimula el centro respiratorio

• El aumento del volumen minuto respiratoriose acompaña de mayor CO2 en el aireespirado y disminución de la pCO2

• H+ + HCO3- CO2 + H2O

CAMBIOS ACIDO-BASICOS

ACIDOSIS RESPIRAT. ACIDOSIS METABÓLICA- pH < 7.4 - pH < 7.4- PCO2 arterial - [HCO3

-]

- [H2CO3] - H+

- HCO3- + H+ y pH - A- H+ + C+HCO3

-

- secreción H+ A-C+ +H2CO3 = CO2+H2O

- reabsorción de HCO3- - [H2CO3]

- [HCO3-] - [CO2]

- pH - pH(Bronquios, asma, (Enfermedades renales, neumonía) diarrea)

CAMBIOS ACIDOS-BASICOS

ALCALOSIS RESPIRAT ALCALOSIS METABÓLICA

- pH > 7.4 - pH > 7.4

- PCO2 H2CO3 - [HCO3-]

- HCO3- + H+ y pH - la ventilación

- la secreción de H+ - H2CO3

- reabsorción de HCO3- - [CO2]

- excreción de HCO3- - pH

- [HCO3-]

- pH (Vómitos, pérdida de HCl,

(Hiperventilación, altura, TFG)

histeria)

La brecha aniónica (anion gap)

Na+140

Cl104

HCO3 24

12 ± 2 mEq/l

BRECHA ANIÓNICA

BA = [Na+] - ([Cl-] + [HCO3-])

Valores normales: 8 - 16 meq / L

La [Na+] > ([Cl-] + [HCO3-]), la diferencia

es la BA (proteínas plasmáticas, fosfatos, sulfatos)

Cuando el HCO3- disminuye, puede ser

reemplazado por otros aniones para mantener la electronegatividad y BA .

REABSORCIÓN DE HCO3-

LUMEN células del TCP SANGRE

Na+ Na+

HCO3- H+ H+ 2K+

Na+H+ HCO3

- HCO3- 85%

H2CO3 H2CO3

C.A. C.A.

Cl-

H2O CO2 CO2 H2O

H2O

REABSORCIÓN DE HCO3-

LÚMEN célula del TC SANGRE(Tipo A)

HCO3- H+ H+ HCO3

- HCO3-

15%Cl-

H2CO3

H2CO3

C.A. Cl-

H2O CO2 CO2 H2O

H2O

MECANISMOS DE ELIMINACIÓN DE H+

1) Como protones libres:A la máxima concentración urinaria sólo se eliminan

0.1 meq H+ /día. 2) Unidos al tampón fosfato:

- HPO4-2 / H2PO4

-

- A pH = 7.4, 10 - 30 meq H+ / día- 7.4 = 6.8 + log [Na2HPO4] / [NaH2PO4]

(se excreta en la orina) 3) Unidos al tampón NH3/NH4

+

- 20 - 50 meq / día El NH3 se sintetiza a partir de la desaminación de la

glutamina.NH3 + H+ ==> NH4

+ (se elimina como sal)

TAMPÓN FOSFATO

LUMEN células del TCP SANGRE

Na+ Na+

HPO4-2 H+ 2K+

H+ HCO3-

H2PO4- Na+

H2CO3

C.A.

CO2 H2O

TAMPÓN FOSFATO

LUMEN células del TC SANGRE

HPO4-2 H+ H+ HCO3

-

Cl-

H2CO3

H2PO4-2

C.A.

CO2 + H2O

TAMPÓN NH3

LUMEN células de TCP SANGRE

Na+ Na+

NH4+ K+

H+

Gln NH3

Na+

HCO3-

Glucosa CO2 + H2O

TAMPÓN NH3

LUMEN células del TC SANGRE

NH3 NH3 NH3

HCO3-

H+ H+

H2CO3 Cl-

C.A.

NH4+

CO2 + H2O

Aldosterona

• Mineralocorticoide

• Sintetizada en la zona glomerulosa de lacápsula suprarrenal.

• Estímulos principales:– Angiotensina II

– Hiperpotasemia

CONTROL DE LA ALDOSTERONA

VM = 1’-3’

VM = 40’-120’

Control de la liberación de reninapor el aparato yuxtaglomerular

• Estímulos– Disminución de la presión en la a. aferente– Estímulo adrenérgico (receptores – Disminución del flujo tubular de ClNa (PGI2, ON)

• Inhibidores– Aumeno de la presión en la a. aferente– Aumento del flujo tubular de ClNa– Angiotensina II

CONTROL DE LA ALDOSTERONA(Vida media = 30 minutos)

(+)

ACTH Angiotensina II [K+]plasma [Na+]plasma

Corteza AdrenalZona Glomerular

Aldosterona

Células Principales Células Intercaladas reabsorción de Na+ tipo A

secreción de K+ excreción de H+

ALDOSTERONA Y EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

Si la aldosterona: Si la aldosterona: HIPOKALEMIA HIPERKALEMIA

H+ H+

K+ K+

K+ K+

- o al exc. K+ - o la exc. K+

- sec. H+, reab HCO3 - sec. H+, reab HCO3

- alcalosis metabólica - acidosis metabólica

Importancia del sistema renina-angiotensina-aldosterona

• Interviene en el control de:– Hemodinámica sistémica y presión arterial

– Hemodinámica intrarrenal– Balance de sodio y potasio

– Balance de agua

– Equilibrio ácido-básico

F A C TO R N A TR IU R E TIC O A TR IA L

C A R D IO V A S C U L A R

V asod ila tac ió n

E N D O C R IN O

D IS M IN U C IO NR en in a

A ld os te ron aA D H

N A TR IU R E S IS

R E N A L

A U M E N TOF iltrac ió n g lom eru la r

D IS M IN U C IO NR eab sorc ió n d e N a

A U M E N TOF N A

D IS M IN U C IO NR esp u es ta b aro recep to res

R esp u es ta N ervio V ag oTon o S im p á tico

A U M E N TOP res ió n

A tria l

A U M E N TOV olu m en

san g u ín eo

ALTERACIONES ACIDO BACICAS

• El organismo produce diariamente alrededor de 20000 mMol de CO2 y 50 a 100 mEq de H+

• Para esto bota CO2 por via respiratoria y el H+ por el riñon (con regeneración de HCO3)

ALTERACIONES ACIDO BASICAS

• ACIDOSIS: Aumento de hidrogeniones o disminucion del pH.

• ALCALOSIS: Disminucion de hidrogeniones o aumento de PH.

• Acidemia o Alcalemia se refiere al aumento o disminucion del PH en cambio el sufijo osis denota los cambios fisiopatologicos que producen en el cuerpo.

TRANSTORNO ACIDOBASICO

Las alteracionesa acido basicas son cuatro:

• Acidosis metabolica

• Acidosis respiratoria

• Alcalosis metabolica

• Alcalosis respiratoria