INSTITUTO TECNOLOGICO DE SANTO DOMINGO
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE SANTO DOMINGO Área de Ciencias de la Salud Escuela de Medicina Postgrado de Nutriología Clínica Coordinador / Profesor: Dr. Jimmy Barranco Asignatura: NUTRICION Y METABOLISMO I Cátedras tomadas por: Dra. Sandra López de Camilo Dra. Raquel Inoa 1 A. Definición de Nutrición I. Nutrición como ciencia: a. Ciencia que estudia los alimentos, nutrimentos y otras sustancias (fitoquímicos, bioflavonoides) contenidas en ellos, su acción, interacción y balance en relación con la salud y a la enfermedad. b. Proceso mediante el cual el organismo ingiere, digiere, absorbe, metaboliza y excreta las sustancias nutritivas. c. Estudia además los aspectos: - sociales, culturales, económicos, psicológicos – de los alimentos y la alimentación. II.Nutrición como estado: Es un estado de equilibrio entre los procesos anabólicos y catabólicos del organismo para mantener la homeostasis (salud) Además incluye el mantenimiento de las reservas nutrimentales para que el organismo pueda cumplir eficientemente sus funciones vitales en situaciones de estrés o desgaste. El fin último de la nutrición es: SALUD Y LARGA VIDA! III.Nutrición como proceso: Proceso mediante el cual el organismo ingiere alimentos. Tiene tres fases: a) Alimentación b) Metabolismo: conjunto de reacciones enzimáticas mediante las cuales la célula intercambia materia y energía con su ambiente (vida celular). - El ATP es la moneda energética universal. c) Excreción: eliminación de metabolitos de desecho por la orina, sudor, respiración, etc. IV.Nutrición como arte: - Buen comer para mantener la belleza física - Buena combinación de alimentos para mantener la salud. - Buena presentación estimulación sensorial (caracteres organolépticos: color, olor, sabor, y aspecto) B. Alimento Toda especie animal, vegetal o mineral que forma parte de la dieta y que reúne las siguientes características, según el Doctor Héctor Bourges: 1- Contiene nutrimentos biodisponibles en cantidades suficientes. 2- Es accesible desde el punto de vista económico, geográfico y psicológico 2 3- Es aceptada por la cultura 4- Produce una estimulación sensorial 5- Es inocua C. Grupos de alimentos a) Energéticos. Contienen macronutrimentos que al oxidarse liberan energía: - Hidratos de Carbono 4 Kcal./g - Lípidos 9 Kcal./g - Proteínas 4 Kcal./g NOTA: Cuando ingerimos alimentos ricos en proteínas jamás debemos pensar en la función energética de ellos porque las proteínas son una fuente de energía en situaciones especiales. Sin embargo, alrededor de 30g de proteínas se degradan diariamente liberando 4Kcal/g. Ej.: Principales Alimentos Energéticos: 123456- Cereales Tubérculos Leguminosas Azúcar/ miel Aceites Grasas Hidratos de carbono lípidos b) Plásticos, estructurales o constructores .Contienen nutrimentos formadores de tejidos, tales como proteínas y minerales (fósforo y calcio). Los fosfolípidos y el agua, también son nutrimentos que tienen función estructural. Ej.: Principales alimentos estructurales: 1- Carnes 2- Pescados/ mariscos 3- Lácteos 4- Granos/ leguminosas c) Reguladores. Contienen nutrimentos reguladores del metabolismo intermediario, tales como vitaminas y minerales. Ej.: Principales alimentos reguladores: 1- Frutas 2- Verduras 3 NOTA: En cada una de las comidas diarias debe incluirse el agua como alimento. Además de los otros tipos de alimentos debe incluirse la actividad física mínima de 30 min./día, la mayoría de los días de la semana, esto ayuda a mantener la salud cardiovascular. D. Leyes de la alimentación: Pedro Escudero (Padre de la Nutrición latinoamericana, Argentina) La alimentación debe ser: 1st.Suficiente y completa. Debe proveer todos los nutrimentos 2nd.Equilibrada o balanceada. Debe incluir alimentos de los diferentes grupos ( energéticos, proteicos o estructurales y reguladores ) con la siguiente distribución porcentual del valor energético total de la dieta ( VET): Proteína: 10-15% VET Lípidos: 25-30% VET Hidratos de Carbono: 50-60% VET 3rd.Variada. Debe incluir diferentes alimentos de cada grupo en diversas combinaciones y formas de preparación. En vista de que no existe ni un solo alimento que se nutricionalmente completo, la variación de la dieta : • Garantiza el suministro de todos los nutrimentos requeridos • Evita la monotonía • Permite el apego o seguimiento de la misma por parte de paciente 4th.Adecuada. Debe adecuarse a la edad, sexo, nivel de actividad física, así como al estado de salud y enfermedad de la persona 5th.Higiénica. Debe estar libre de gérmenes patógenos y de substancias contaminantes 4 E. Nutrimentos: Son substancias o compuestos presentes en los alimentos y que tienen una función bioquímica especial en el organismo: 7 maravillas del mundo de la nutrición: 1. Proteínas 2. Lípidos 3. Hidratos de Carbono 4. Vitaminas 5. Nutrimentos Inorgánicos (minerales) 6. Fibras 7. Agua PROTEINAS Su valor biológico es una medida en proporción de su AA indispensable en relación con una proteína modelo tomada por la FAO. Son quizás los nutrimentos más importantes de todos. Funciones: 3- Sirven para formar y reparar tejidos. Es muy importante en situaciones de stress, embarazo, crecimiento del niño, trauma) 4- Función catalítica: enzimas y Reguladora: hormonas 5- Función inmunológica: formar anticuerpos: inmunoglobulinas 6- Regulación equilibrio acido-base y equilibrio hidroelectrolítico dado por la albúmina 7- Otras funciones: • Transporte de sustancias: hemoglobina, bilirrubina, riboflavina • Contracción muscular • Transporte membranales: canales iónicos y bomba protones • Visión: rodopsina (visión nocturna) • Energética: 4 Kcal./g - Situaciones en las cuales las proteínas constituyen una fuente importante de energía: 1) Cuando ingerimos un exceso de proteínas: estas son degradados dando diferentes metabolitos de desecho (urea, creatinina, ac. Úrico, amoniaco: eliminados por el riñón), el excedente se guarda como grasa. Resultados de una dieta hiperproteica: a) Deshidratación e hipotensión: dado por un aumento en la diuresis y la consiguiente perdida de electrolitos (Na y K) 5 b) Descalcificación ósea y cálculos renales porque las proteínas aumentan el Fósforo lo que produce un aumento de Parathormona y esta remueve el calcio de los huesos. c) Fracturas por osteoporosis (cuidado en menopausia y senectud) d) Arritmias cardiacas y muerte. e) Cetosis; el β-hidroxibutirico y acetoacetico se eliminan por la orina arrastrando Na, K, y H2O deshidratación f) Crisis de artritis gotosa por hiperuricemia ya que Ac. Úrico aumenta porque el Ph se acidifica en orina y disminuye la solubilidad y excreción del mismo. NOTA: el esqueleto hidrocarbonado de los AA se utiliza para fabricar glucosa, una fuente de energía inmediata, muy costosa en este caso. • El NADH + H producido al desainar los AA es una fuente de energía oxidativa en la cadena respiratoria mitocondrial. Siempre que aumenta el catabolismo proteico tendré aumento de los AAs. ¿Qué significa ingerir un exceso de proteínas? -Recomendaciones diarias de proteínasa) 0.8 g/Kg. peso en población cuya principal fuente de energía es de origen animal. b) 1.3 g/Kg. peso en población cuya fuente principal de energía es origen vegetal. c) Requerimiento mínimo: 0.5-0.6 g/Kg. 6 d) Requerimiento máximo: 1.7 g/Kg. para adolescentes o personas sometidas a una actividad física intensa o en condiciones climáticas de intenso calor. NOTA: La mayoría de las personas ingieren un exceso de proteínas en su dieta. En personas que quieran aumentar su masa muscular debe hacer ejercicio, comer más proteínas y comer más energía en forma de HC. NOTA: la proteína desnaturalizada facilita el proceso de digestión de estas porque las enzimas cortan más fácilmente las proteínas desenrolladas. Se desnaturalizan por cocción, agitación centrifugación, etc. 2) Cuando ingerimos muy poca o nada: en este caso las proteínas son degradadas aumentando el catabolismo proteico y usamos proteínas endógenas (tejido muscular) 3) Durante ayuno prolongado o inanición (>4 horas y > 10 días) 4) Cuando ingerimos proteínas incompletas o solas: (solo leguminosas, arroz, carne, leche) Proteínas Incompletas: son aquellas que carecen de uno de los AA esenciales o tienen poca cantidad. Ej. Origen vegetal Cereales: rico en metionina, pobre en lisina Leguminosas: rico en lisina y pobre en metionina AA limitante: es el AA que se encuentra en menor cantidad en determinado alimento. Proteína completa: mezcla de 90% cereal + 10% leguminosa forman una proteína de alto valor biológico (AVB) o aumenta la calificación química. Su valor biológico es de 90% comparado con la proteína modelo de la FAO (antes la albúmina del huevo era la proteína de referencia) 5) Cuando la relación energía no proteica (ENP) que es la que proviene de lípidos e HC, por gramos de N2 es inadecuada (<100 Kcal./g N2) Para asegurar 1 gramo de Nitrógeno tengo que llevar 100 Kcal. de lípidos e HC. Cuando tenemos que la ENP/N <100, el organismo usa proteínas como fuente de energía. El Nitrógeno (N) es el 16% del peso de las proteínas. El Nitrógeno biológicamente utilizable proviene de las proteínas. El nitrógeno es un indicador de proteínas. 1g N = 6.25 g de Prot. ( 16% = 1/16 x 100= 6.25 el cual es un factor de conversión) N2 (g)= 0.16 x Prot. en gramo N2 (g) = Prot. (g) 6.25 Prot. = N2 x 6.25 - Debo ingerir hidratos de carbono y grasas para obtener glucosa que es fuente de energía inmediata. 7 - Si doy HC (dextrosa) como fuente de energía, ahorro proteínas (ej. En pctes quemados) ¿Qué cantidad de proteínas de la siguiente dieta (teóricamente) es utilizada eficientemente con fines anabólicos (para síntesis proteica/ formar/ reparar)? Dieta 100 g de proteínas (16 g de N) 50 g de lípidos x 9 Kcal. 450 Kcal. 50 g de HC x 4 Kcal. 200 Kcal. ENP= 650 Kcal. 1 g N= es protegido del catabolismo por 100 Kcal. 6.5 g N 650 Kcal. 6.5 g x 6.25 = 40.6 g proteínas ¿Qué sucederá con el resto de la proteína ingerida? 100 g – 40.6 g = 59.4 g de proteína que se pierde Será destruida o degradada aumentando la producción de urea, creatinina, NH3, ac. Úrico los cuales se eliminan por orina. ¿Cómo consigo que “todas” (teóricamente) las proteínas sean utilizadas con fines anabólicos? Dando más ENP derivada de HC y lípidos. Ej. 1g N= Para 6.25 g proteína 100 Kcal. 59.4 g proteína X = 950 Kcal. de ENP ¿Cuál es la relación ENP/N de la dieta inicial? ENP/ N2 g = 650/16 g N = 40.6 Kcal. / g N2 lo cual es una dieta inadecuada. Esto significa que parte de las proteínas serán degradadas produciendo energía. CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS A) Según su origen: vegetales y animales B) Según su composición química: • Simples: solo contienen AA • Conjugadas: porción proteica + no proteica • Derivados: péptidos C) Según su valor biológico: • Bajo valor biológico • Mediano valor biológico • Alto valor biológico Nota: Las proteínas se absorben en forma de AA y oligopéptidos. Los oligopéptidos se absorben con más eficacia que los AA. 8 Las células tienen un pool (poza o depósito), que sirve para el recambio continuo. La degradación de las proteínas genera metabolitos de desecho que deben ser excretados por la orina y en su conjunto reciben el nombre de compuestos nitrogenados no proteicos que son: urea (85-95%), creatina, creatinina, amoniaco y acido úrico. Para que las proteínas puedan digerirse con eficacia deben ser desnaturalizadas, es decir, desenrolladas. Este proceso ocurre durante la cocción, centrifugación, masticación, y acción del acido clorhídrico del estomago Las proteínas desnaturalizadas pueden ser hidrolizadas por las endopeptidasas (enzimas proteoliticas que rompen los enlaces peptídico). AMINOACIDOS INDISPENSABLES (mal llamados esenciales) Son aquellos que el organismo NO puede sintetizar en cantidad suficientes para garantizar un balance nitrogenado neutro o positivo, con esto se garantiza crecimiento y salud, por lo cual deben de ser suministrados en la dieta. - Triptofano - Fenilalanina - Lisina - Treonina - Valina - Metionina - Leucina - Isoleucina Los semi-indispensables son Arginina e Histidina. Para evaluar el valor biológico de un alimento se ve la cantidad de AA indispensable que contenga. El AA en menor cantidad es el limitante. Para que una proteína sea aprovechada debe contener todos los AA indispensables. Esto la hace de AVB. Los AA dispensables son aquellos que el organismo sintetiza en cantidades adecuadas a partir de esqueletos hidrocarbonatos (alfa cetoacidos y amoniaco) mediante reacciones de transaminacion por lo cual se requiere la coenzima fosfato de piridoxal (B6PO4) forma metabolitamente activa de la Vitamina B6. 9 AMINOACIDOS DE CADENA RAMIFICADA atletas- (AACR) – muy usados por 1) Abundan en las proteínas de origen vegetal presentes en cereales y leguminosas. 2) Ellos son valina, leucina, e isoleucina 3) Son indispensables 4) Son metabolizados preferencialmente en tejido muscular y estimulan la síntesis hepática de albúmina. 5) Son útiles en la dieta de pacientes con: a)Encefalopatía hepática b)Pacientes sépticos c)Quemados d)Politraumatizados e)Pctes en estado critico Su uso en estas patologías viene porque hay un desbalance en los AA en sangre de estos pacientes, existiendo más AA aromáticos que AA de cadena ramificada. BALANCE NITROGENADO BN= Nitrógeno ingerido (NI g) – Nitrógeno Excretado (NE g) NI = Proteína Ingerida x 0.16* ó * ya que el 16% de la proteína es nitrógeno Proteína Ingerida 6.25 Factor que corresponde a otras formas** del nitrógeno eliminado por NE= Nitrógeno Ureico Urinario (NUU) + 4 10 ** otras formas de compuestos nitrogenados no proteicos son: amoniaco, amonio, ac. úrico, creatina, creatinina, etc. El Nitrógeno Ureico es el nitrógeno presente en la urea. La fórmula de la urea es: La urea representa aproximadamente el 85% del nitrógeno urinario total. Peso Molecular de la Urea PM=60 N2= 28 60/28 = 2.14 Urea = BUN x 2.14 BUN= Urea 2.14 BN= NI – [ NUU + 4 ] ( quemados -- ) catabolismo Balance nitrogenado anabolismo Prot. > Neutro o anabolismo: Cero: desnutridos, catabolismo = (+) anabolismo > catabolismo: se promueve el crecimiento El balance nitrogenado se hace para monitorear que el paciente va bien. Para ver la evolución del pcte se hace NUU y cada vez debe dar menor a medida que se recupera. LIPIDOS Compuestos heterogéneos porque no forman macromoléculas y que son insolubles en agua 11 IMPORTANCIA BIOLOGICA 1- Función energética de reserva 9 Kcal./g. En el hombre la grasa corporal representa el 15% y en la mujer un 20% 2- Protección térmica y mecánica (trauma) 3- Absorción y transporte de vitaminas liposolubles (ADEK) Ej. Una persona con una dieta baja en grasa por mucho tiempo puede sufrir ceguera nocturna. 4- Requerimientos VET: 25-30% : - Dieta mínima 2-5% para evitar deficiencias de acidos grasos indispensables (linoleico y linolenico) - A una persona que no este ingiriendo grasa se puede untar aceite a su piel para que la absorba y no ocurra deficiencia. - Pacientes con alimentación parenteral NO es necesario, indispensable dar grasa todos los días sino una o dos veces a la semana. 5- Otras funciones: o Estructural: fosfolipidos que forman la membrana celular (bicapa lipidica) con carga negativa de fosfatos. o Síntesis de hormonas esteroides derivadas del colesterol o Síntesis de prostaglandinas derivadas del Ac. Araquidónico. o Formación de sales biliares y vit. D3 a partir del colesterol. Hay 2 tipos de fosfolípidos: 1. Fosfogliceridos: contienen colina, inositol, serina o etanolamina 2. Esfingolípidos: globósidos, cerebrósidos, gangliósidos, esfingomielina 1. PRINCIPALES LIPIDOS DE LA DIETA: A.Triglicéridos: Son esteres del glicerol con tres acidos grasos ( glicerol + 3 ácidos grasos triacilglicerol.). Se llaman también grasas neutras. Hay tres tipos de triglicéridos según el numero de carbonos de sus acidos grasos, y su aporte energetico es variable: TG Triglicéridos de cadena corta [TCC] 7.3 Kcal./ g AG: < 6 carbonos Triglicéridos de cadena media [TCM] 8.3 Kcal. /g AG: 6- 12 carbonos Triglicéridos de cadena larga [TCL] 9.3 Kcal./g AG: > 12 carbonos ¿Cuándo y como se utilizan las reservas corporales de TGC almacenados en el tejido adiposo? - Durante el ayuno y el estrés fisiológico o metabólico (sepsis, trauma, quemaduras, cirugía, enfermedades febriles, hipertiroidismo, etc.) 12 NOTA: El grado de acidez de las grasas se refiere a la cantidad de ácidos grasos libres que tienen. Deben preferirse los lípidos con menor acidez En ayuno y estrés aumenta la actividad lipolitica, liberandose glicerol y acidos grasos del tejido adiposo. * El glicerol va al hígado convirtiéndose para convertirse en glucosa ( fuente de energía para los tejidos glucodependientes ( cerebro, medula renal, glóbulos rojos,etc.) ** Los AG cuando llegan al hígado se degradan en la beta oxidación con la producción de ATP. En el ayuno prolongado la beta-oxidacion produce un exceso de acetil CoA que al no poder continuar su oxidación en el Ciclo de Krebs ( por la falta de glucosa y los bajos niveles de insulina ) , se convierte en cuerpos cetónicos , los cuales constituyen una fuente de energía (SNC, riñón, corazón, músculo). Durante la inanición ( ayuno mayor de 10 dias ) el SNC prefiere utilizar cuerpos cetonicos como principal fuente de energia, con el proposito de ahorrar proteinas, ya que estas son utilizadas para formar glucosa ( gluconeogenesis ). Las grasas constituyen la mayor reserva de energía del organismo: % grasa corporal ♂= 15-20% ♀= 20-25% Ej.: ♂ 70 Kg. con 15% GC ¿Cuántas calorías tiene en forma de grasa? 70 Kg. x 0.15 = 10.5 Kg. de grasa corporal de reserva 13 10.5 = 10,500 gramos por 9 Kcal. = 94,500 Kcal./g ¿Para cuantos días de ayuno alcanza esta energía asumiendo un gasto energético diario de 2,000 Kcal.? 94,500 Kcal. = 2,000 Kcal./día ≈ 47.25 días En promedio una persona puede durar en teoría @ de 50-60 días en ayuno sin mas que agua. En las personas gordas la causa de muerte es la deshidratación NOTA: una persona que no este ingiriendo grasa se le debe untar aceites a su piel para que la absorba y no ocurran deficiencias. B)ACIDOS GRASOS 1- Cadena corta: Saturados Menos de 6 carbonos • • • Acetico CH3—CH2—COOH Propionico CH3—CH2-CH2—COOH Butirico Constituyen una fuente importante para el colonocito Se derivan de la fermentación bacteriana de las fibras a nivel de colon Ayudan en la absorción de H2O y electrolitos en el colon. 2- Cadena Media: Saturados Entre 6-12 carbonos • • • CH3—COOH CH3—(CH2)4—COOH CH3—(CH2)6—COOH CH3—(CH2)8—COOH CH3—(CH2)10—COOH Ac. Caproico Ac. Caprilico Ac. Caprico Ac. Laurico Se oxidan fácilmente, mientras que los TCL se almacenan con más facilidad. Abundan en el aceite de coco. Importancia/Beneficios: - No necesitan de sales biliares para emulsificarse - No necesitan de lipasa pancreática para hidrolizarse - No forman quilomicrones sino que se absorben directamente por la vena porta para llegar al hígado - No necesitan de carnitina para entrar en la mitocondria y oxidarse - Útiles en dieta de pacientes con: o Desnutrición 14 o o o o Sdme de absorción intestinal deficiente Quilotorax Insuficiencia pancreática o biliar Sepsis, quemaduras, diálisis, prematuros, por déficit de carnitina que es un AA no proteico que transporta ácidos grasos de cadena larga a la mitocondria. NOTA: los AGCM se oxidan más fácilmente mientras que los AGCL se almacenan con mayor facilidad. 3- Cadena Larga: más de 12 carbonos -Saturados • • • • • • Aportan 9.3 Kcal./g Poseen enlaces sencillos, y abundan en las grasas animales Aumentan los niveles de colesterol y triglicéridos. Tienen tendencia a almacenarse. No debe sobrepasar el 10% del VET. -Insaturados: • • • Palmitico (16 C) Esteárico (18 C): no aterogénico Araquidico (20C) Monoinsaturados (MUFA): Oleico: 18 C: -Aceite de oliva, nueces, maní, cajuil, aguacate, etc. -Disminuyen la colesterolemia porque se meten en la membrana plasmática y aumentan su fluidez -Deben representar más del 10% del VET Poliinsaturados (PUFA): Linoleico, Linolenico, Araquidónico Omega 3: Eicosapentaenoico (EPA), Docosahexaenoico (DHA) -Contenidos en aceite de maíz, soya, girasol, carcomo, pescado. -No deben pasar el 10% del VET -Los Omega 3 y 6 aumentan el tiempo de sangrado Todas las grasas de origen animal son altas en grasa saturadas excepto el pescado, etc. En temperatura ambiente son sólidas con un punto de fusión alto. Poseen enlaces dobles además de sencillos. Tienen tendencia a oxidarse. 15 • • • • Deben representar menos del 20% del VET de la dieta. Todas las grasas de origen vegetal son buenas, ricas en ac. Grasos insaturados excepto el aceite de palma y el de coco. Son grasas liquidas con un punto de fusión bajo. El punto de fusión viene dado directamente proporcional al # de carbonos que contenga e inversamente proporcional al # de doble enlace. A mayor # de carbono > insaturación (>fluidez de la grasa) ACIDOS GRASOS INSATURADOS (PUFA): Serie Omega-3 o Serie-N: OMEGA ω-3: PUFA cuyo primer doble enlace o insaturación comienza en el C-3, contando a partir del extremo omega (metilo Terminal) Los mas comunes son Acido Eicosapentaenoico (EPA) y Docosahexaenoico (DHA) • Abundan en el pescado de agua salada o pescados azules. • Inhiben la producción de Tromboxano A-2 el cual promueve la agregación plaquetaria. • Permiten la permeación de las membranas celulares • Disminuyen los triglicéridos y el colesterol “malo” en la sangre: disminuyendo el riesgo cardiovascular • Son antiinflamatorios • Disminuye la excitabilidad del cardiomiocito • Se utiliza en artritis, Alzheimer y enfermedades inmunológicas (psoriasis). OMEGA ω-6: PUFA cuyo primer doble enlace o insaturación comienza en el C-6, contando a partir del extremo omega (metilo Terminal) • 16 También existen otros Omega-9 que son menos comunes. En todo uso debe de vigilarse el TTP y el PPT. ACIDOS GRASOS TRANS • • • • • • • Indeseable, dañinos. Se producen durante el proceso de preparación, solidificación (hidrogenación catalítica) de la grasa vegetal o margarinas. La grasa se solidifica para la conservación de los alimentos. también esta en la leche y en algunos preservantes y alimentos (papitas) Deben ser reportados en los productos que lo contienen. Los isómeros trans tienen que ver con las características de los sustituyentes en torno a un doble enlace. Representa alto riesgo cardiovascular y daño en la retina. LIPIDOS ESTEROIDES Son lípidos derivados del anillo ciclopentanoperhidrofenantreno ESTEROLES COLESTEROL (exclusivo de origen animal) ERGOSTEROL FITOSTEROLES COLESTEROL: Precursor de sales biliares, vitamina D3, hormonas sexuales, glucocorticoides, mineralocorticoides. Es un estabilizador de la membrana celular Indispensable para la estructura y funcionalidad del SNC Se han encontrado sujetos con conductas agresivas con niveles bajos de colesterol. 17 FITOSTEROLES: esteroles de origen vegetal. Útiles para hipercolesterolemia porque bloquean la circulación entero hepática. Disminuye los canceres dependientes de estrógenos. ERGOSTEROL: precursor de la vitamina D2 Compuestos asociados a lípidos: - vitaminas liposolubles - terpenos: terpenol, eucaliptol, terpinol (aromáticos) FOSFOLIPIDOS: son lípidos polares que constituyen las membranas bilipidicas de las membranas biológicas plasmáticas. Tenemos 2 tipos: Fosfoglicéridos: glicerol, lecitina: son fosfoglicéridos cuyo alcohol aminado es colina laxante. Se utiliza para bajar de peso. La lecitina de soya es rica en grasas insaturadas y la lecitina de la clara de huevo rica en grasas saturadas. Esfingolipidos: SNC. Desde el punto de vista nutricional no son importantes. HIDRATOS DE CARBONO GENERALIDADES: 1- Son derivados aldehídicos o cetónicos de polioles alifáticos 2- Constituyen una fuente de energía inmediata indispensable para tejidos glucodependientes: cerebro, riñón, glóbulos rojos, glóbulos blancos, fibroblastos, retina, etc. 3- Se almacenan en forma de glucógeno principalmente en hígado (100 gramos) y en músculo (400 gramos), aunque todos los tejidos tienen glucógeno. a) El glucógeno es un polímero de glucosa con estructura ramificada. b) Esta estructura ramificada ofrece 2 ventajas importantes: - Evita la muerte celular por shock osmotico el cual ocurriría si la glucosa se almacenara en forma libre - Favorece un aumento rápido de la glucemia es situaciones de stress debido a que el glucógeno se hidroliza mas rápido porque tiene muchos extremos libres que pueden hidrolizarse simultáneamente. 18 c) El glucógeno hepático sirve como fuente de energía (glucosa) para os tejidos extrahepáticos durante el ayuno y el stress ya que la nutrición es un proceso continuo y la alimentación intermitente. NOTA: en pacientes con hígado graso y/o cirrosis hepática hay disminución del glucógeno. d) El glucógeno muscular solo sirve como fuente de glucosa (energía) para el músculo porque no puede salir de el. Al músculo durante la actividad física la glucosa-6-fosfato derivada del glucógeno se oxida dando ATP y produciendo lactato (acido láctico) el cual pasa hacia la sangre. 4- Las pentosas sirven para formar: a) Nucleótidos: ATP, GTP, NAD, FMN, AMPc, AMPc. b) Ácidos nucleicos 5- En los vegetales tenemos algún HC de interés: a) Almidón: cereales, tubérculos, leguminosas. Es un polímero de glucosa de estructura ramificada parecida al glucógeno, o lineal. Es el HC mas abundante de la dieta (mas del 85%). Se presenta en dos formas: Amilopectina: es la forma ramificada del almidón. Es la más abundante (90-95%). Esta en cereales, tubérculos, raíces, leguminosas. Se digiere más rápidamente que la amilosa. Tiene un índice glucémico más alto. Elevan mas la glucemia Requiere mas insulina Previene la hipoglucemia postprandial. Amilosa: representa 5-10% del almidón. Eleva menos la glucemia. Requiere menos insulina Disminuye el riesgo de hipoglucemia reactiva Tiene un IG mas bajo. El arroz basmati es rico en amilosa TODOS LOS ALIMENTOS BASICOS PROVEEDORES DE ALMIDON AUMENTAN LA GLUCEMIA. Los HC que aumentan el índice glucémico se hacen menos hiperglucemiantes si se acompañan de grasa, proteína, o vegetales porque estos retardan el vaciamiento gástrico. CLASIFICACION DE LOS HIDRATOS DE CARBONO: Por su naturaleza química: 19 Monosacáridos: glucosa, galactosa, fructosa -Azúcares Simples Disacáridos: lactosa, sacarosa, maltosa, isomaltosa Tienen un elevado IG ya que se vacían mas rápidamente del estomago. Sus alimentos tienen una alta osmolaridad. La sacarosa a pesar de ser un azúcar simple tiene un IG mas bajo que la papa, el arroz o el pan. Oligosacáridos: unión de 3-10 monosacáridos -Azúcares Complejos: Polisacáridos: almidón, glicógeno, celulosa Desde el punto de vista fisiológico: - bajo índice glucémico mediano índice glucémico alto índice glucémico MONOSACARIDOS Precursores de los polisacáridos y constituyen la forma de absorción de los HC. La glucosa es el principal monosacárido y el principal azúcar circulante. 20 • • • Todos los monosacáridos y disacáridos son agentes reductores porque el Carbono anomérico 1, no esta formando enlace. Esta libre. Esto clínicamente se utiliza para diagnosticar Sdme de Mal Absorción. Los azucares reductores son aquellos cuyo –OH del carbono anomérico esta libre. DISACARIDOS • • • • En nuestro organismo tenemos enzimas para hidrolizar los enlaces αglucosídicos pero no β-glucosídicos También tenemos para hidrolizar los enlaces β-galactosídicos pero no αgalactosídicos, que es la lactasa. En el caso de la sacarosa el organismo tiene enzimas (sacarasa) para hidrolizar sus enlaces α1- β2 glucosídicos. En el caso de la celulosa con enlaces β-1,4 glucosídicos, el organismo no tiene enzima para hidrolizarla y por lo tanto no se digieren. La celulasa bacteriana si la hidroliza por un efecto de fermentación bacteriana que tiene como resultado H2, ac. Acetico ac. Propionico, ac. Butirico, y esto aporta energía para los colonocitos. En una dieta mixta hay 300-500 kcal. derivadas de esto. 21 Ilustración 1: Molécula de Maltosa Ilustración 2: Molécula de Lactosa 22 Ilustración 3: Sacarosa POLISACARIDOS Amilosa estructura lineal Amilopectina estructura ramificada ALMIDON NOTAS: Acarbosa: es un fármaco que inhibe las enzimas que rompen enlaces αglucosídicos intestinales (maltasa, isomaltasa, sacarasa, glucoamilasas). Este fármaco inhibe la hidrólisis de estos disacáridos y disminuyen medianamente la glucemia. El humano carece de β-glucosidasas para hidrolizar los enlaces β-glucosídicos de la celulosa. 23 Los adultos se hacen intolerantes a la lactosa debido a que con la edad dejan de producir la enzima lactasa ya que las células epiteliales intestinales se lesionan en su capa externa (microvellosidades) y se producen en menor cantidad. Todas las leches tienen lactosa a menos que se hayan hidrolizado. CELULOSA Y OTRAS FIBRAS DIETETICAS Fibras Dietéticas: 1. Parte de los alimentos vegetales no digeribles por las enzimas del organismo humano (del tracto GI) pero pueden ser fermentadas por enzimas de la microbiota intestinal. 2. Pueden ser de dos tipos: a) Fibras Solubles: pectinas, mucílagos, gomas. Estas son capaces de absorber agua. b) Fibras Insolubles: celulosa, hemicelulosas, lignina (derivado de proteínas) 3. Las fibras solubles abundan en: Frutas: manzana, lechosa, guineo, pera, uvas, etc. Leguminosas: habichuelas, garbanzo, etc. Verduras: zanahoria Cereales: avena, trigo, arroz 24 4. Las fibras insolubles abundan en frutas, verduras y cereales integrales 5. Acciones fisiológicas de la fibra: a) Las insolubles (celulosa) aumentan el volumen del bolo fecal y velocidad del transito gastrointestinal, por lo tanto son útiles para evitar constipación, hemorroides y diverticulosis. b) Las solubles regulan la absorción de glucosa a nivel intestinal y por lo tanto son útiles para el tratamiento de dislipidemias y diabetes mellitas. c) Las insolubles bloquean la circulación entero hepática de sales biliares controlando la hipercolesterolemia d) Provee energía para el colonocito en forma de AG de cadena corta (acetico, propionico y butirico) los cuales a su vez favorecen la absorción de agua y electrolitos. e) Reducen el riesgo de CA de colon y de mama, ya que al aumentar el transito disminuye el contacto con las sustancias cancerigenas. VITAMINAS: a. Son moléculas reguladoras del metabolismo intermediario debido a que actúan sobre determinadas enzimas, activándolas. b. Actúan como cofactores enzimáticos, imprescindibles para la actividad de ciertas enzimas. c. Vitaminas hidrosolubles (B, C) son las que comúnmente activan a las enzimas, actuando en forma de coenzimas. d. Las coenzimas son moléculas orgánicas de bajo peso molecular que actúan como transportadores de grupos químicos durante las reacciones enzimáticas, e inorgánicas (iones metabólicos) que le confieren oxidación catalítica a ciertas enzimas. Ejemplo: Succinato Fumarato E1+ FAD (reacción óxido-reducción) FADH2 Le quito 2 H+ 2 ATP ½ O2 H2O (agua metabolica) E1: enzima succinato deshidrogenasa MINERALES: NUTRIMENTOS INORGÁNICOS Actúan en forma de iones metabólicos que son transportadores de grupos químicos en ciertas reacciones enzimáticas. Nutrimentos inorgánicos Importancia Biológica 25 Magnesio: Mg++ Hierro Fe++ -Cofactor de las enz quinasas (fototransferasas) -Metabolismo de HC Cofactor de las enz quinasas (fototransferasas) -Metabolismo de HC -participa en transp. de electrones de la cadena respiratoria Sodio Na+ -cofactor de la Anhidrasa Carbónica Cloro Cl- -ptialina Potasio K+ -potencial de membrana y metabolismo de glucógeno Manganeso Mn++ NOTA: Las vitaminas y minerales no engordan, no producen ATP pero activan el metabolismo, favoreciendo la producción de ATP. Tienen función antioxidantes: vit C, Vit E, Vit A, zinc, selenio 26 VITAMINAS Niacina COENZIMA NAD+, NADP+ GRUPO QUIMICO TRANSPORTADO REACCIONES ENZIMAS Hidrogeno Oxido-reducción Deshidrogenasa Oxidasa Hidrogeno Oxido-reducción Deshidrogenasa Oxidasa Metilacion Metiltransferasa Piridoxina (B6) Fosfato de Amino piridoxal (B6PO4) Carboxilo Transaminacion Descarboxilacion TGO, TGP Descarboxilasa Tiamina (B1) Residuo de un carbono Transaldolizacion P i r u v a t deshidrogenasa Ácidos grasos Transporte acilos oTioquinasas activación de AG Riboflavina (B2) FAD, FMN Ac. Fólico Tetrahidrofolato Metilo (TH4) Pirofosfato de tiamina Ac. Pantotenico Coenzima A 27 IMPO -Generan equivale ATP -Participan en e proteínas -Ciclo de Krebs -Generan equivale ATP -Participan en la b -Ciclo de Krebs -Síntesis de nucleó -División celular -Conversión de ho -Metabolismo de l -Síntesis del grupo -formación de neu -Conversión de ho o -Metabolismo de H -Producción de en -Funcionamiento nervioso -Beta oxidación d -Síntesis de ácidos -Ciclo de Krebs I- EQUILIBRIO HIDROELECTROLITICO A. AGUA: IMPORTANCIA BIOLOGICA 1) Disolvente universal por excelencia, un componente vital del organismo ya que casi todas las reacciones enzimáticas ocurren en medio acuoso. 2) Es un vehiculo para el transporte de sustancias nutritivas y fármacos y otros a los tejidos y eliminar sustancias toxicas 3) Es un fluidificante excelente de las secreciones broncopulmonares 4) Regula la temperatura corporal debido a su alto valor de vaporización (600 Kcal./Kg. H2O o litro; un litro de H2O = 1 Kg.) 5) Tiene una función estructural formando parte de las membranas biológicas B. AGUA CORPORAL: Agua total (litros) 60% del peso corporal Intracelular 40% Extracelular 20% Intersticial 15% Intravascular 5% ↑ Niños: 80% ↓ Mujer: 50% ↓ Ancianos: 50% ↓ Obesos: 50% Ej.: Calcular Agua Total y Agua Intravascular de un individuo de 70 Kg. 70 Kg. x 0.6 = 4.2 L de Agua total 70 k.o. x 0.05= 3.5 L Agua Intravascular 28 C. BALANCE HIDRICO 1) Ingresos de agua: a) Sensibles: -agua visible representa 1,200 ml/día -agua oculta presente en alimentos1,000 ml/día b) Insensibles: -agua metabólica agua obtenida en la cadena mitocondrial: 350 ml/día TOTAL: 2,550 ml/día Proteína: 0.4 ml/g Lípido: 1.0 ml/g HC: 0.6 ml/g 2) Egresos: a) Sensibles: -Orina 1,500 ml/día -Sudor 50 ml/día -Heces 100 ml/día b) Insensibles: -Pulmón 300 ml/día -Perspiración 600 ml/día TOTAL: 2,550 ml/día NOTA: debe mantenerse un equilibrio ingreso-egreso D. COMPOSICION ELECTROLITICA DEL PLASMA CATIONES Na+ = 142 mEq/L K+ = 4 mEq/L Ca++ = 5 mEq/L Mg++ = 2 mEq/L TOTAL= 153-155 mEq/L ANIONES Cl- = 103 mEq/L HCO3= 25 mEq/L Proteinato= 20 mEq/L Sulfato/fosfato= 2 mEq/L 153-155 mEq/L 29 NOTA: el plasma es eléctricamente neutro porque hay balance en sus cargas E. REGULACION DEL EQUILIBRIO HIDROELECTROLITICO : 1st.Osmolaridad Plasmática: es una medida de la fuerza osmótica o fuerza con que una parte osmóticamente activa atrae agua a su interior a través de una membrana semi-permeable. - Se puede medir con un osmómetro o también con el punto de congelación. A mayor osmolaridad mayor punto de congelación. Medida: 280-295 mOsm/L Osmolaridad total calculada: 275-290 mOsm/L Osmolaridad efectiva: 270-285 mOsm/L Ecuaciones para calcular la osmolaridad plasmática: a) Osm Plasm= 2 [Na+ + K+ ] + glucemia ( mg/dl ) + urea ( mg/dl ) o BUN mg/dl 18 6 2.8 • Glucemia entre 18 para convertir md/dl a mEq/L • Urea entre 6 para llevar a miliosmoles b) Osm Plasm= 2.1 [Na+ (mEq/L)] c) Osm Plasm= 2 [Na+ (mEq/L) + glucemia mg/dl 18 Ej.: Calcular la osmolaridad plasmática conociendo los sgtes valores de laboratorio: Na+ = 142 mEq/L Glucosa= 90 mg/dl K+= 4 mEq/L Osm Plasm= 2 [Na+ + K+ ] + glucemia mg/dl 18 = 2 [ 142 + 4 ] + 90 = 284 + 8+5 297 mOsm/L 18 30 NOTA: El sodio y sus aniones contribuyen al 95% de la Osmolaridad plasmática total. TERMINOLOGIA 1- Osmolaridad: se refiere a mOsm/litro de solución 2- Osmolalidad: se refiere a mOsm/Kg de H2O o disolvente 3- Milimol: peso molecular de una sustancia expresada en mg. Ej.: 1 mmol Na+Cl- = 23+35= 58 mg (suma de ambos pesos atomicos) 1 mmol Glucosa = C6H12O6= 180 mg 4- Miliequivalente (mEq): peso atómico de un elemento expresado en mg dividido entre la valencia (capacidad de combinación que tiene un átomo) Ej.: 1 mEq Na+ = 23/1= 23 mg 1 mEq Ca++ = 40/2= 20 mg 1 mEq Mg++ = 24/2= 12 mg 1 mEq K+ = 39/1= 39 mg 1 mEq Cl- = 35/1 = 35 mg 5- Miliosmol (mOsm): fuerza osmótica generada por un milimol de soluto no ionizable, corresponde al numero de partículas iónicas de un soluto ionizable (ē) Ej.: 1 mmol de C6H12O6 1 mOsm xq la glucosa no se ioniza 1 mmol de Na+Cl- 2 mOsm xq el sodio y el cloro se dividen 1 mmol de Cl2Ca+ 3 mOsm xq se dividen 2 molec de Cl- y 1 de Ca+ Fuerzas Starling: regulan el movimiento del H2O intersticial o intercelular. Esta determinada por la presión hidrostática y la presión oncótica o coloidosmótica generada por proteínas. Fuerzas Osmolaridad: regula el movimiento de H2O entre el espacio intersticial e intracelular. 31 2nd.Reflejo de la sed: pérdida de líquidos. Aumentan la osmolaridad en espacio intravascular. El centro de la sed (hipotálamo) se deshidrata y da sed. 3rd.Hormona antidiurética: también llamada ADH y vasopresina. Es inhibida por el alcohol, el frió y el café. 4th.Sistema renina angiotensina aldosterona: 32 F. ALTERACION DEL EQUILIBRIO HIDRICO : 1. DESHIDRATACION: Pérdida excesiva de líquidos corporales .1 Deshidratación Hipotónica: es cuando se pierden liquidos con mayor proporcion de solutos (electrolitos) que de agua. La osmolaridad plasmática efectiva es < 270 mOsm / L, por lo cual habrá una salida del agua intravascular ( deshidratación intravascular ). Puede provocar hipotensión arterial por disminución de la volemia. Deshidratación Intravascular Tratamiento: Soluciones ligeramente hipertónicas.Ej: solucion mixta dextrosa- 5%, NaCl 0.9% .2 Deshidratación Isotónica: es cuando se pierden liquidos con igual proporcion de solutos (electrolitos) que de agua. La osmolaridad plasmática efectiva es 270-285 mOsm/L, por lo cual habrá una deshidratación global. Tratamiento: soluciónes isotónicas .Ej: NaCl 0.9% 33 .3 Deshidratación Hipertónica: es cuando se pierden liquidos con menor proporcion de solutos (electrolitos) que de agua. La osmolaridad plasmática efectiva es > 285 mOsm / L, por lo cual habrá una salida del agua intracelular ( deshidratación intracelular ). Puede provocar sed intensa por deshidratación del centro hipotalamico de la sed. Deshidratación Intracelular: Coma hiperosmolar no cetósico Tratamiento: Soluciones hipotónicas. Ej: NaCl 0.45%, NaCl 0.33% Calculo de la osmolaridad de algunas soluciones hidroelectroliticas a) Suero fisiológico: (NaCl 0.9%) - No aporta calorías al paciente, solo cuando se agregan proteínas, lípidos o hidratos de carbono Na+ = ≈154 mEq/L Cl- = ≈154 mEq/L 0.9 g NaCl/100 ml solución 9 g NaCl/L 9,000 mg/L 1 mmol NaCl ----- > 58 mg NaCl X= 155 mmol /L <------ 9000 mg NaCl Na+ Cl- se x 2= 310 mOsm/L Como se ioniza cada mmol de NaCl me genera dos partículas, por lo que se multiplica por 2. ¿Qué pasa cuando hidrato un paciente con solución isotónica endovenosa? - Aumenta el volumen intravascular (aumentando la presión) ya que la osmolaridad queda igual - Expansión del volumen intravascular o extracelular b) NaCl 0.45% Na+ = ≈154 mEq/L Na+= ≈77 mEq/L Tendrá la mitad de 0.9% entre 154 mEq/L Cl- = ≈154 mEq/L Cl- = ≈77 mEq/L 34 c) NaCl 0.33% Na+ = ≈51 mEq/L -Divido entre tres los 154 mEq/L Cl- = ≈51 mEq/L d) Dextrosa 5% 5 g C6H12O6 / 100 ml solución 50 g/L 50,000 mg/L 50 g x 3.4 = 170 Kcal/L ( la glucosa en solución esta monohidratada por lo que aporta 3.4 kcal/g y no 4 kcal/g como en los alimentos o formulas enterales) Por lo tanto 1 mmol C6H12O6 180 mg (PM) X 50,000 mg Osmolaridad Dextrosa 5%: x= 278 mOsm/L e) Dextrosa 10% Tendrá osmolaridad 278 x 2= 556 mOsm/L f) Dextrosa 50% 278 x 10 = 2,780 mOsm/L. Por ser una solución hipertónica debe usarse lentamente y diluida para no causar flebitis por bajo pH y aumento osmolaridad g) Solución Mixta (dextrosa 5% - NaCl 0.9%) D-5% = NaCl= 278 310 588 mOsm/L ¿Cuál es el límite máximo de solución: mOsm/L para pasar vía periférica? Hasta 900 mOsm/L ¿Optimo? 600 mOsm/L aunque en pacientes con alimentación parenteral lo recomendable es <600 mOsm/L ¿Lo máximo vía IV? Dextrosa: 10-12% AA: 3.5-4% 35 h) Cloruro de Potasio (KCl) Hay dos presentaciones: - 2 mEqK/ml (la mas frecuente de uso rutinario) 2 mEq K+ 2 mOsm K+ 2 mOsm Cl- 4 mOsm/ml x 1000 = 4,000 mOsm/L 2 mEq Cl- 3 mEq k/ ml KCl (uso menos frecuente) 3 mEq K+ 3 mOsm K+ 3 mOsm Cl- 6 mOsm/ml x 1000 = 6,000 mOsm/L 3 mEq ClNOTA: ¿Como convertir una solución de D-5% en D-10%? a) Extraer 100ml a 1 litro de D- 5% y luego agregar 100 ml de D-50% D- 9.5% .No hay forma de llevarlo al 10% b) Agrego 100 ml D-50% y me queda una solución de 1,100 ml 36 Esto me dará más calorías y menos osmolaridad. 2. Edema: Es la presencia de cantidades anormalmente grandes de líquido en los espacios titulares intercelulares del cuerpo. Anasarca: cuando todos los órganos y tejidos del cuerpo están edematizados. Causas: - a) Presión oncótica o coloidosmótica: (hipoalbuminemia) Baja ingesta de proteínas (Kwashiorkor) Baja síntesis de albúmina (cirrosis y/o insuficiencia hepática) Aumento de perdidas de proteínas (quemaduras, enteropatías con perdida de proteínas, nefrosis) Aumento de los requerimientos de proteínas - b) ↑ Presión hidrostática Insuficiencia cardiaca congestiva, insuficiencia circulatoria Insuficiencia renal - c) ↑ Permeabilidad vascular: Pacientes sépticos críticos Politraumatizados Quemados - d) Obstrucción mecánica: CA hígado Filariasis Embarazo a término - 37 II- EQUILIBRIO ACIDO BASE (pH) Debe mantenerse estable porque sino muchas enzimas corporales dejarían de funcionar correctamente. 1- ACIDOS Y BASES: a) Ácidos: sustancia donadoras de hidrogeniones (H+) o protones (se le quita un electrón) a) Ácidos fuertes: se ionizan casi por completo b) Ácidos débiles: se ionizan muy poco Ej.: H2CO3 Carbónico / H2PO4 Fosfórico b) Bases: sustancias aceptadora de H+ a) Bases fuertes: b) Bases débiles: se comportan como ácidos y bases débiles 38 2- pH Medida del grado de acidez o alcalinidad de una solución. Mide la concentración de hidrogeniones libres; significa “potencial de hidrogeniones” Escala de pH (Sorensen): forma de expresar la concentración de hidrogeniones de manera práctica pH= - log [H+] H2O pura a 25° Celsius tiene igual concentración KW OH- + H+ H2O 1 M 10-7 M KW= [OH-] [H+] = [10-7 ] [10-7 ] = 10-14 Moles/L H2O 1 pH= - log [H+] = - log [10-7 ] = 7.0 pH Ej.: pH A= 2.0 10-2 M [H+] pH B= 4.0 10-4 M A= B 10-2 = 10-2 x 10-4 = 10-4 10 2 = 100 El acido A es 100 veces mas acido que el acido B NOTA: un pequeño cambio decimal en el pH es mucha cantidad de [H+] que esta en juego. DETERMINACION DEL pH 1- Calculándolo con un potenciómetro o pHmetro 2- Calculándolo con formulas matemáticas: a) para ácidos fuertes: pH= -log [AH] donde AH = [H+] 39 b) para ácidos débiles: pH= -log √ ka x [AH] c) soluciones buffer: pH= pKa + log [A-] AH 3- Titulándolo con indicadores de pH 4- Indicadores de pH: substancias que se comportan como acido o base y cambian de color. Buffer: soluciones amortiguadoras que evitan cambios bruscos en el pH de una solución. Están constituidas por la unión de un ácido débil y su sal. [A-] sal [AH] ac. Débil Ej.: 1- Bicarbonato = Ac. Carbónico plasma HCO3H2CO3 Este es el principal buffer del 2- Fosfato dibásico de sodio = PO4HAcido fosfórico PO4H2intracelular Este es el principal buffer 3- Oxihemoglobinato = HbO2 = HbDesoxihemoglobina HHb rojo HHb Este es el principal buffer del glob. 1- ¿como actúan los buffer? a) Cuando hay un exceso de hidrogeniones la sal (A-) del buffer neutraliza el excedente de hidrogeniones convirtiendo la condición de ácido fuerte en un ácido débil. Así el pH cambiara un poco. Ej: Ácidos orgánicos fuertes: láctico, pirúvico, cítrico b) Cuando hay un déficit de H+ o un exceso de base (cargas básicas) (OH-). El ácido débil del buffer se ioniza para compensar la falta de H+ y así evitar un cambio brusco del pH. 40 Ej.: 2- ¿por que el pH de la sangre arterial es 7.40? a) sabemos que el buffer bicarbonato sobre ac. Carbónico es el principal buffer del plasma. b) sabemos que las concentraciones fisiológicas de este buffer son: [HCO3-] = 25 mEq/L [H2CO3] = 1.25 mEq/L c) el pKa del acido carbónico es 6.1 d) por lo tanto si asumimos que el plasma arterial es igual a buffer HCO3/ H2CO3, podemos determinar el pH plasmático utilizando la ecuación de Henderson Hasselbach pH= pKa + log [A-] = pH= pKa + log [HCO3-] [AH] [H2CO3] Sustituyendo: pH= 6.1 + log 25 mEq/L = 6.1 + log 20 = 7.40 1.25 mEq/L 1.30 Conclusión: El pH arterial depende fundamentalmente de [HCO3-] y [H2CO3] 41 Los niveles de HCO3- los controla el riñón Los niveles de H2CO3 los controla el pulmón SISTEMA RESPIRATORIO: PULMON Regula los niveles plasmáticos de acido carbónico (PCO2) y lo hace aumentando o disminuyendo la frecuencia respiratoria o su profundidad. En el glóbulo rojo hay una ecuación isohídrica donde el CO2 reacciona con el agua Si aumenta la frecuencia respiratoria aumenta la eliminación de CO2, disminuye el pCO2 arterial y por lo tanto disminuye [H2CO3] 42 CO2 en el organismo -HCO3 -H2CO3 -CO2 disuelto -Carbaminohemoglobina Por lo tanto la relación en el caso de arriba respiratoria HCO3- > 20 alcalosis ↓↓ H2CO3 Si disminuye la frecuencia respiratoria disminuye la eliminación de CO2 por pulmón, aumenta el pCO2 arterial y por lo tanto aumenta [H2CO3] Por lo tanto la relación en el caso de arriba respiratoria HCO3- < 20 acidosis ↑↑ H2CO3 SISTEMA RENAL: RIÑON El riñón controla los niveles plasmáticos de bicarbonato y lo hace por 3 mecanismos: 1- Producción de orina ácida 2- Reabsorción de HCO33- Excreción de amoniaco en forma de amonio NH3 NH4+ Corrige las alteraciones acido-base de naturaleza respiratoria y lo hace en horas-días. NOTA: el organismo humano es incapaz de corregir estos problemas en un 100%. Lo hace alrededor de 80%. 43 44 45 ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE 1. Acidosis: alteración caracterizada por el pH sanguíneo <7.35 debido a que la relación bicarbonato/ acido carbónico es < 20. Acidosis Respiratoria: se debe a un aumento en el Acido carbónico [H2CO3] Ej.: HCO3↑↑ H2CO3 = 25 mEq/L = 10 ; pH= 6.1 + 2.5 mEq/L log 10 = 7.10 1.0 Causas de acidosis respiratoria - Enfermedades que producen hipoventilación por: -Enfisema Pulmonar -disminución de la superficie alveolar -EPOC de intercambio gaseoso -Asma Crónica restrictiva -fármacos que bloquean centro respiratorio: -Miastenia Gravis barbitúricos y opioides -Fracturas de costillas -Tamponade cardiaco Compensación: llevada a cabo por el riñón el cual compensa este trastorno aumentando el bicarbonato hasta corregir o alcanzar el equilibrio o al restablecer la relación bicarbonato/acido carbónico. Esto lo logra acelerando el proceso de reabsorción de HCO3 La acidosis respiratoria es compensada con una alcalosis metabólica Acidosis Metabólica: se debe a una disminución de bicarbonato plasmático [HCO3-] ↑ Ej.: ↓↓ HCO3= 12.5 mEq/L = 10 ; pH= 6.1 + log 10 H2CO3 1.25 mEq/L = 7.10 1 46 Causas de acidosis metabólica: a) por aumento de las perdidas: diarreas, fístulas entero cutáneas, enterostomía b) por disminución en la reabsorción de HCO3-: insuficiencia renal, inhibición de anhidrasa carbónica c) por aumento en la utilización/consumo de HCO3 -: acidosis láctica, cetoacidosis diabética, intoxicación por aspirina HCO3↑ acido láctico ↑ cuerpos cetónicos ↑ H+ H2CO3 ↑ consumo del HCO3para neutralizar H+ y por lo tanto ↓ [HCO3-] Ácidos fuertes a pH fisiológico Compensación: pulmón compensa aumentando la frecuencia respiratoria para eliminar mas CO2 y que disminuya el acido carbónico La Acidosis metabólica es compensada con una alcalosis respiratoria 2. Alcalosis: alteración del equilibrio acido-base caracterizada por pH > 7.45 debido a que la relación bicarbonato/acido carbónico > 20 Alcalosis Respiratoria: 47 Ej.: HCO3↓↓ H2CO3 = 25 mEq/L = 40 ; pH= 6.1 + log 40 0.625 mEq/L 1.6 = 7.7 Causas de alcalosis respiratoria: Lo que produce hiperventilación: ansiedad, histeria, fiebre, dolor, fármacos estimulantes del centro respiratorio en SNC, ejercicio intenso, cafeína, etc. Compensación: Es llevada a cabo por el riñón, lo hace disminuyendo el bicarbonato reduciendo su reabsorción tubular y disminuyendo la excreción de H+ y amonio (orina alcalina) La Alcalosis Respiratoria es compensada con una acidosis metabólica .2 Alcalosis Metabólica: se debe a un aumento de bicarbonato plasmático 48 Ej.: ↑↑ HCO3H2CO3 = 50 mEq/L = 40 ; pH= 6.1 + log 40 1.25 mEq/L 1.6 = 7.7 Causas de Alcalosis Metabólica: - Aumento de bicarbonato por ingestión exagerada - Pérdida de ácidos: vómitos (por disminución de Cloro) o aspiración o lavado gástrico, gastrostomía alcalosis hipoclorémica. Compensación: El pulmón compensa disminuyendo la frecuencia respiratoria que disminuye CO2 y aumenta el ácido carbónico con ayuda de ventilación mecánica y fármacos La alcalosis metabólica es compensada con una acidosis respiratoria RESUMEN INDICADOR ACIDOSIS NORMAL ALCALOSIS pH arterial < 7.35 7.35-7.45 > 7.45 Respiratoria pCO2 mmHg > 45 35-45 < 35 Metabólica HCO3- mEq/L < 22 22-26 > 26 Metabólica CO2 total mEq/L <23 23-30 >30 49
