Tabla 3-II: Respuestas compensadoras en los trastornos ácido-base

UNIDAD TEMÁTICA N° 1:”FISIOLOGÍA DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES.
MEDIO INTERNO”
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Conocer y cuantifica la distribución del agua en el organismo y las concentraciones de los aniones,
cationes, y solutos orgánicos con sus respectivas unidades de medida
Identificar los valores propios de las acidosis - alcalosis metabólicas y respiratorias.
Contenidos:
Metabolismo del agua. Medio interno. Compartimentos líquidos orgánicos.
Metabolismo de los principales aniones y cationes orgánicos
Equilibrio ácido base. Desequilibrio
La fisiología es una de las ciencias mas antiguas del mundo(del griego physis,
naturaleza, y logos, conocimiento, estudio) es la ciencia que estudia las funciones de los
seres multicelulares (vivos).
El cuerpo está formado por células, estas a su vez forman tejidos, los tejidos a su vez
forman órganos, estos forman aparatos y, a su vez estos componen los sistemas que
mantienen el cuerpo vivo.
La célula
Es la unidad básica del cuerpo y cada órgano es un conglomerado de células unidas por
estructuras de sostén. Cada una de las células del organismo están dispuestas para
cumplir o desarrollar alguna función en particular.
La unidad estructural, histológica y anatómica de los seres vivos es la célula y cada una
de ellas se organiza en tejidos, órganos y aparatos, orientados hacia el cumplimiento de
una función específica.
Sistema
El sistema nervioso consiste en el sistema nervioso central (el que consta
del cerebro y la médula espinal) y el sistema nervioso periférico.
El sistema musculoesquelético consiste en el esqueleto humano (que
incluye huesos, ligamentos, tendones, cartílagos, bolsas sinoviales y
mecanismos de articulación en general) con la musculatura.
El sistema circulatorio consiste en el corazón y las vías sanguíneas (
arterias, venas y capilares).
1
El sistema respiratorio consiste en la nariz, faringe, laringe, árbol
bronquial y los pulmones.
El sistema gastrointestinal consiste en la boca, esófago, estómago,
intestino delgado, intestino grueso y recto, además de las glándulas anexas
que cooperan en la digestión de los alimentos: hígado y vesícula
biliar(sales biliares), páncreas (secreción exocrina) y las glándulas
salivales.
El sistema tegumentario consiste en las porciones que cubren el cuerpo
(la piel), incluyendo, pelo y uñas así como también glándulas sudoríparas
y glándulas sebáceas..
El sistema urinario consiste en los riñones, uréteres, vejiga urinaria y la
uretra.
El sistema reproductivo consiste en las gónadas y los órganos sexuales
externos e internos.
El sistema inmune consiste en los glóbulos blancos, el timo, linfonodos y
los conductos linfáticos, los cuales también son parte del sistema linfático.
Otros órganos que participan dentro del sistema inmune son el bazo y la
médula ósea, en donde se produce, respectivamente, la recirculación y la
producción de células inmunes.
El sistema endocrino consiste en las príncipales glándulas endocrinas:
hipófisis, tiroides,glándula suprarrenal,paratiroides, páncreas y gónada,
aunque la secreción de hormonas también sea realizada por diversos
tejidos de manera local, así como también existen unas cuantas hormonas
producidas a nivel del riñón y del hígado.
Estructura de la célula
Esta formada por 2 partes: núcleo y citoplasma,a su vez cada una de esta
estructuras posee organoides rodeados o no de membrana limitante.
Los organoides con membrana limitante son:
Núcleo
Retículo endoplasmico
2
Aparato de Golgi
Lisosomas
Mitocondrias
Membrana plasmática de la celula en general
Los organoides sin membrana limitante son:
cromosomas
Nucleolos
Microtubulos
Microfilamentos
Centriolos
MEMBRANA CELULAR
•
Se encuentra rodeando a la célula
• Delimita el territorio de la célula y controla
el contenido químico de la célula.
• Representa el límite entre el medio
extracelular y el intracelular.
• Es de gran importancia para los
organismos, ya que a través de ella se
transmiten mensajes que permiten a las
células realizar numerosas funciones
Presenta las siguientes características:
• Es una estructura continua que rodea a la célula.
• Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro,
con el medio extracelular que representa el medio externo.
• Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar con
mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.
La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso
de pequeñas moléculas,siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de
moléculas no lipófilas
MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA
3
El transporte pasivo.
Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana.
Este transporte se puede dar por :
Difusión simple .
Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente;puede
realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales
proteícos.
Difusión simple a través de canales
• Se realiza mediante las proteínas de canal.
• Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+,Cl-.
• Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal
interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando,
como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una
determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre
una transformación estructural que induce la apertura del canal.
Difusión facilitada
• Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como:
- los aminoácidos,
- monosacáridos, etc,
que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que
proteínas tras membranosas faciliten su paso.
El transporte activo
• En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero
éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las
moléculas al otro lado de la membrana.
• Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente
electroquímico.
• Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la
bomba de
Ca
4
MEDIO INTERNO
En el hombre, así como en todos los organismos complejos, la unidad
funcional está representada por cada una de sus células más el ambiente
externo de las mismas que recibe el nombre de medio extracelular o medio
interno
Estructura del medio interno
2.2.1 Eleme ntos
Teniendo en cuenta que el organismo es una solución, describiremos sus componentes:
☺ el agua (el solvente de la solución) representa el 40-60% del peso
corporal de un individuo, y es invariablemente su principal constituyente.
El agua se ingiere en mayores cantidades que todas las demás sustancias
y es la que más se excreta. Es el vehículo de los principales nutrientes y
productos de excreción.
Pero el agua no se encuentra sola en los organismos vivos y se ha visto que se organiza
mejor en presencia de otras sustancias (solutos de la solución). Estas sustancias son
iones y moléculas organizadas de muy diversas maneras
Tabla 2-I: Agua corporal total: variaciones
fisiológicas según edad y sexo
Agua corporal total (%)
Edad
Varones
Mujeres
Recién nacido
75
75
10-16 años
58.9
57.3
17-39 años
60.6
50.2
40-59 años
54.7
46.7
> 60 años
51.5
45.5
Como se observa en la tabla, con el
crecimiento y el envejecimiento hay
una disminución del agua corporal
total. También el agua es
porcentualmente menor en mujeres
que en varones, y ello se debe a que la
mujer tiene mayor contenido de
tejido graso, y la grasa neutra es
prácticamente libre de agua.
La masa acuosa de nuestro organismo
se halla distribuida en dos grandes
compartimentos:
1. la mayor parte del agua (2/3)
se encuentra dentro de las
células. Este compartimento se
llama líquido intracelular
(LIC)
5
2. el 1/3 restante se encuentra
fuera de las células. Este
compartimiento
recibe
el
nombre de líquido extracelular
(LEC) o medio interno. Este
espacio, a su vez, comprende
los compartimentos líquidos
intersticial e intravascular.
El plasma constituye el 54% de la sangre (el 45% restante consiste en glóbulos rojos, y
1% glóbulos blancos y plaquetas). El 92% del plasma es agua, y el 8% está constituido
por moléculas esenciales para la vida (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, hormonas
(como insulina, adrenalina, aldosterona) e iones (como sodio y calcio).
Líquido intravascular = plasma
COMPARTIMENTOS
A C U O SO S
LEC
LIV
LIC
Pro
tP
LIC
LI
Na+
H2
O
K+
c
El LEC contiene grandes cantidades
de iones sodio, cloruro y bicarbonato,
además de nutrientes para las células,
como oxígeno, glucosa, ácidos grasos
y aminoácidos. También contiene
dióxido de carbono, que se transporta
desde las células hasta los pulmones
para ser eliminado, y otros productos
celulares que se transportan a los
riñones para su excreción.
el LIC tiene grandes cantidades de
potasio, magnesio, fosfato y proteínas.
Sin embargo, la concentración de
electrolitos del LIC varía
enormemente de tejido a tejido
(debido a que el músculo representa
la principal masa celular del
organismo, se utilizan las
6 la
concentraciones de electrolitos de
célula muscular como representativa
de todo el organismo)
La cantidad de solutos en cada
compartimento está regulada, a su
vez, por :
1.- los mecanismos de transporte de
membrana (hacen pasar los solutos de
uno a otro compartimento). Constituyen
verdaderos canales o túneles en las
membranas por donde pasan algunos
solutos y otros no. Por ejemplo, la
bomba de Na-K ATPasa.
2.- las fuerzas que operan en las barreras
compartimentales, que son: el equilibrio
de Gibss Donnan y las fuerzas de
Starling.
Así, la cantidad de solutos en el LIC y LEC son diferentes (ver figura 2-1)
LEC
Figura 2-1:
Composición
química de los
compartimentos
Na+...................
K+.................…
Ca++..................
Mg++....……….
Cl-....………….
CO3H-....……...
P04-....………...
SO4-....………..
Glucosa............
Aminoácidos....
Colesterol
Fosfolípidos.....
Grasas neutras
pO2....………...
pCO2....………
pH....………….
proteínas....…...
LIC
…...142 mEq/L
...........4 mEq/L
....…2.4 mEq/L
........1.2 mEq/L
.......103 mEq/L
....….24 mEq/L
....…...4 mEq/L
...........1 mEq/L
...90-110 mg/dl
....…...30 mg/dl
…….10 mEq/L
.......140 mEq/L
..0.0001 mEq/L
....….58 mEq/L
....…...4 mEq/L
....….10 mEq/L
…….75 mEq/L
....…...2 mEq/L
....…0-20 mg/dl
.........200 mg/dl
....….....0.5 g/dl
...........2-95 g/dl
....….90 mmHg
.........40 mmHg
....…............7.4
....…........7 g/dl
....….20 mmHg
....….50 mmHg
....…...............7
....…......16 g/dl
7
ASPECTOS FUNCIONALES DEL
MEDIO INTERNO
La principal función del organismo es
mantener su equilibrio interno. Esto
involucra mantener constante la
concentración, en el plasma, de
ciertas moléculas e iones que son
esenciales para la vida. Esta
propiedad del cuerpo intrigó a
muchos fisiólogos. En 1932 Walter
Cannon, fisiólogo norteamericano,
halló el concepto que hizo posible
explicar esta propiedad de regulación
del cuerpo, y la llamó homeostasis.
El término homeostasis se utiliza para
expresar el equilibrio dinámico que
mantiene las condiciones constantes
en el medio interno.
Recordar: Las propiedades y las
conductas de un sistema complejo
están determinadas por su
organización interna y por la
relación con su medio.
Un sistema homeostático es un
sistema abierto que mantiene su
estructura y función por medio de
equilibrios múltiples y dinámicos,
rigurosamente controlados por
medio de mecanismos de
regulación. Tales sistemas
reaccionan a cada cambio del
medio, o ante cualquier disturbio, a
través de una serie de
modificaciones de igual tamaño y
en dirección opuesta a aquellos
creados por el disturbio. La meta
de estas modificaciones es
mantener el balance interno. Si el
sistema no puede reestablecer el
equilibrio, entra en una situación
que puede llevar a la destrucción
del sistema si el disturbio persiste.
Prácticamente todos los tejidos y órganos del cuerpo realizan funciones que ayudan a
mantener la homeostasis.
De esta manera, el medio interno constituye un gran sistema que contiene, a su vez, una
gran variedad de subsistemas (circulatorio, respiratorio, digestivo, renal,
osteomioarticular, nervioso, endocrino, etc.) que contribuyen al funcionamiento en
armonía.
8
Transporte del medio
(flujo):
El sistema circulatorio
interno
El líquido extracelular o medio
interno, se encuentra en continuo
movimiento por todo el cuerpo. Se
transporta rápidamente en dos etapas
diferentes:
♣ la primera a través del movimiento
circular del plasma por el sistema
circulatorio. La figura 2-2 ilustra la
circulación completa de la sangre en el
organismo.
♣ la segunda, el movimiento del líquido
entre los capilares sanguíneos y las
células a través del líquido intersticial.
La figura 2-3 ilustra este movimiento.
Figura 2-2: Organización general del
aparato circulatorio
Esta circulación es mantenida gracias
al trabajo de una bomba (el corazón)
capaz de bombear 5 a 6 litros de
sangre por minuto.
Figura 2-3: Difusión de líquidos a través de
las paredes capilares a los espacios
intersticiales y a las células
A medida que la sangre pasa por los capilares, tiene lugar un intercambio continuo de líquido
extracelular entre la porción de plasma de la sangre y el líquido intersticial que llena los espacios entre
las células. Observe que los capilares tienen “poros” de tal forma que grandes cantidades de líquido y sus
solutos pueden difundir entre la sangre y los espacios intersticiales en uno y otro sentido (flechas).
9
osmol (Osm): osmolaridad
Como el 75% del volumen
intracelular y el 94% del plasma están
constituidos por agua, la mejor forma
de expresar la actividad osmótica de
una solución es en concepto de agua
y no de volumen. La importancia de
la osmolaridad es que al medirla se
determina la concentración de agua,
la que se desplaza siempre a
gradientes de concentración desde la
zona de menor a la de mayor
osmolaridad.
Conceptos
Osmoles efectivos: solutos capaces
de iniciar el movimiento de agua
(por ejemplo: sodio, glucosa, etc.)
Osmoles inefectivos: solutos que no
ejercen fuerza osmótica efectiva,
pues se encuentran a igual
concentración a ambos lados de la
membrana y por lo tanto no
generan movimiento de agua (por
ejemplo: urea, metanol, etc.)
Que
es
la
osmolalidad
y
osmolaridad?
Es la concentración osmolar de una
solución, se expresa en osmoles por
kilogramo de agua es osmolalidad y
cuando se expresa en osmoles por
litro de solución es osmolaridad.
Actividad osmótica del medio interno
Si tenemos un tubo en U y colocamos en el centro de la U una membrana
semipermeable, y a ambos lados agua, la cantidad de moléculas, que por su tendencia de
escape y por su potencial químico tiende a pasar de un lado a otro de la membrana, es
igual (siempre que las condiciones de temperatura y presión sean iguales de ambos
lados). En consecuencia, el nivel alcanzado por el agua en cada una de las ramas del
tubo en U será exactamente el mismo.
Ahora, si adicionamos un soluto que pase libremente a través de la membrana, como es
la urea (osmol inefectivo), en uno de los brazos del tubo en U, el soluto se distribuirá
igualmente a ambos lados de la membrana y se llegará a una situación de equilibrio en
la cual la transferencia de agua y urea por su tendencia de escape será exactamente
igual, con igual altura de la solución en ambos brazos del tubo en U.
En cambio, si adicionamos en uno de los brazos del tubo en U un soluto que no pase a
través de la membrana como es la glucosa (osmol efectivo), la actividad de las
moléculas de agua en el sitio donde fue colocado el soluto se reduce. Entonces, el agua
pasará entonces desde el brazo sin glucosa hacia el brazo con glucosa, hasta que la
presión hidrostática que se establece por el aumento de la columna hídrica restaure la
actividad de la solución glucosada a una similar a la del agua pura. La diferencia de
presión hidrostática entre las dos ramas del tubo en U define a la presión osmótica.
10
Determinación de la presión
osmótica del medio interno
Conociendo la concentración del Na+, de la glucosa y de la urea (por simple análisis de
una muestra sanguínea), la presión osmótica del líquido extracelular se puede calcular
mediante la siguiente fórmula:
Posm del LEC = 2 x Na + glucosa (mg%) + urea (mg%)
18
2.8
Como el Na+ es el osmol efectivo más
importante en el LEC, se puede deducir que
cuando el Na+ está alto (hipernatremia) hay
hiperosmolaridad,
provocando
la
sustracción de agua del LIC (deshidratación
celular)
En cambio, si el Na+ está bajo en el LEC
(hiponatremia)
hay
hipoosmolaridad,
produciendo pasaje de agua al LIC
(encharcamiento o sobrehidratación celular)
La natremia es la determinación
del Na+ en el plasma. No nos
informa sobre la cantidad de Na+
en el LEC. Por el contrario,
expresa la cantidad de agua que
hay en el organismo, es decir el
grado de hidratación celular
El Na+ corporal total representa el volumen
del LEC. Su aumento significa un aumento
del LEC y viceversa. Como es difícil
medirlo, se reemplaza su determinación por
la evaluación clínica: presencia de edemas,
signos de sobrecarga cardíaca, signo del
pliegue cutáneo, hipotensión arterial,
oliguria, etc.
Determinación de la tonicidad del
medio interno
Para determinarla se quita la urea de
la fórmula anterior (por ser un osmol
inefectivo):
Tonicidad: es la
osmolaridad dependiente
de osmoles efectivos.
Posm del LEC = 2 x Na + glucosa (mg%)
18
De esta manera, el volumen o
cantidad de agua del LEC dependerá
del balance de Na+.
11
En cambio, como la cantidad de
osmoles del LIC es prácticamente
constante, la cantidad de agua o
volumen del mismo dependerá del
balance de agua.
Las Soluciones parenterales también tienen osmolaridad y de acuerdo a
esto se clasfican en:
1.- hipertónicas o hiperosmolares
2.- hipotónicas o hipoosmolares
3.- isotónicas o isosmóticas
Si se añade una solución isotónica al
compartimento líquido extracelular,
la osmolaridad del LEC no cambia,
por ser la misma. No se produce
movimiento de agua, por lo tanto el
único efecto es un aumento del
volumen del LEC.
Sin embargo, si se añade una
solución hipertónica al LEC, la
osmolaridad aumenta y causa salida
de agua desde el interior hacia el
exterior de las células (achicamiento
celular).
Finalmente, si se administra una solución hipotónica, la osmolaridad del LEC
disminuye, penetrando parte del líquido a las células (encharcamiento o hinchazón
celular).
Además,
con
frecuencia
se
administran diferentes tipos de
soluciones intravenosas para nutrir a
los pacientes que no pueden ingerir
cantidades adecuada de alimento por
la vía natural enteral. Las soluciones
más utilizadas son las glucosadas.
12
EQUILIBRIO ACIDO – BASE : Ph
Los líquidos corporales además de cationes y aniones contienen ión hidrógeno (H), en
general se encuentra en reacción formando el agua (H2O)
Qué es el pH?
Cuando se habla de la regulación del
equilibrio ácido-base, se habla en
realidad de la regulación de la
concentración de iones hidrógenos
(H+) en los líquidos corporales.
Pero resulta difícil expresar esta
concentración en términos de
concentraciones reales; en
consecuencia ha introducido el
concepto de pH para expresar la
concentración de los iones
hidrógenos.
Pequeños
cambios
en
la
concentración de iones hidrógenos
pueden producir grandes alteraciones
en las reacciones químicas celulares.
Por este motivo, la regulación de la
concentración de los iones hidrógeno
es uno de los aspectos más
importante de la homeostasis.
Considerando al pH como un
subsistema del medio interno, y que
merece una tratado aparte por la
importancia de su conocimiento,
pasamos a describir el concepto de
pH, sus aspectos estructurales,
funcionales y la forma de evaluar el
estado ácido-base del organismo.
13
3.2 Concepto de pH
En las personas normales la
concentración de H+ es de 40
nanomoles/l
de
plasma.
En
comparación con la concentración de
otros cationes, es relativamente
pequeña.
Por ejemplo, por litro de plasma hay
aproximadamente 142 millones de
nanomoles de Na+ y 4 nanomoles de
K+. Por lo tanto la cantidad de H+ en el
plasma es más o menos la millonésima
parte de la cantidad de cationes. Una
proporción igual de H+ existe con
relación a los aniones.
Debido a que resultaba difícil
expresar la concentración de iones H+
en una unidad que sea útil comparar
con la concentración de otros iones,
Sorensen en 1909, desarrolló el
concepto de pH, definiéndolo como
el logaritmo negativo de la
concentración de iones H+.
3.2.1 Escala de pH
Si tomamos la disociación del agua
pura, la misma se produce según la
siguiente reacción:
En el momento que se logra el
equilibrio en ésta ecuación, la
concentración de hidrogenión es
igual a la concentración de
hidroxilos, y cada uno tiene un valor
de 10-7. Como el logaritmo de 10-7
es igual a 7, el pH neutro del agua
pura es igual 7. De esta manera se
elabora una escala simple para
El agua es un solvente biológico ideal.
Es
una
molécula
tetraédrica
asimétrica que forma dipolos (un polo
positivo y otro negativo).
Presenta una tendencia ligera a
disociarse, lo cual es fisiológicamente
importante
ya
que
en
los
compartimentos
liquidos
puede
actuar como acido o como base.
pH= -log [H+]
H2O  [H+] + [OH-]
H2O: agua
[H+]: concentración de hidrogeniones
[OH-]: concentración de hidroxilos
Ventajas y desventajas
de la escala
La ventaja de esta escala es que
permite que se trabaje con
concentraciones pequeñas. Pero
tiene dos desventajas:
1. es una escala INVERTIDA: un
aumento de la concentración de
H+ se acompaña de un descenso
del pH y viceversa.
2. al ser una escala logarítmica,
14
minimiza los cambios reales en la
concentración de H+: un aumento
de la concentración de H+ al doble
expresar la concentración de
hidrogeniones. Esta escala va desde
un valor 0 (que representa la
máxima concentración de H+) hasta
14
(que
representa
una
concentración máxima de OH , sin
iones H+ presentes).
Concepto de acidos y bases
 Ácidos: se denominan ácidos a
las sustancias que tienden a
entregar iones H+ a la solución.
 Bases: se denominan bases a las
sustancias que tienden a tomar
iones H+ de la solución.
Así, se denominan ácidos o bases fuertes a aquellas sustancias que entregan
o aceptan respectivamente muchos iones H+ de la solución. De la misma
manera, se denominan ácidos o bases débiles a aquellas sustancias que
entregan o aceptan respectivamente pocos iones H+ de la solución.
Regulación del pH:
Equilibrio ácido-base
El organismo posee tres mecanismos
o líneas de defensa para mantener el
pH en valores compatibles con la
vida:
1. amortiguadores.
Un sistema amortiguador ácidobase es una solución de dos o
más compuestos químicos que
evitan la producción de cambios
intensos en la concentración de
H+ cuando a dicha solución se
agrega un ácido o una base.
2. regulación pulmonar de la
pCO2 .
3. resorción y eliminación renal
de bicarbonato y la excreción
de ácidos
15
1. El manejo instantáneo de la
carga ácida es realizado por las
sustancias
llamadas
amortiguadoras, tampones o
buffer.
Las
sustancias
amortiguadoras
desarrollan
rápidamente
su
acción
(fracción
de
segundos)
previniendo de esta forma
cambios excesivos en la
concentración
de
iones
hidrógenos.
2. Cuando la concentración de
iones H+, aumenta en forma
manifiesta se produce una
estimulación
del
centro
respiratorio. En consecuencia
aumenta
la
ventilación
pulmonar,
y puede ser
eliminada una mayor cantidad
de CO2, provocando un
descenso en la concentración
de iones H+ que estaba
aumentada (dicha acción se
cumple en aproximadamente 3
minutos).
3. Cuando la concentración de H+
se modifica significativamente,
los riñones producen una orina
ácida o alcalina, ayudando
también al reajuste del
equilibrio. El riñón manejará la
carga de ácidos como órgano
más
poderoso,
pero
requiriendo horas o días para
reajustar las alteraciones en los
valores de pH.
16
Evaluación del equilibrio ácido-base
3.5.1 Cálculo del pH
Decíamos que en condiciones
normales el pH de los líquidos
corporales se mantienen en un valor
estable. La carga de ácidos modifica
en forma inmediata la proporción de
ácidos y bases contenidos en los
mismos, de manera que analizando la
relación entre estos dos componentes
se consigue determinar el valor real
del pH.
Hendersson y Hasselbach tomaron como determinantes de pH la relación existente entre el
ácido y la base existente en el buffer bicarbonato/ ácido carbónico. El desarrollo de la ecuación
nos permitirá conocer el pH de una solución a través de una relación logarítmica de sus
componentes.
El numerador de la fórmula (CO3H-)
es el componente metabólico y está
manejado por el sistema renal,
mientras que el denominador (CO2)
es el componente respiratorio y está
manejado por el sistema repiratorio.
Si el CO3H- y CO2 disueltos son
iguales, el logaritmo de 1 es 0 y por
lo tanto el pH será de 6.1. Se deduce
así que un aumento del CO3H- o una
disminución del CO2 aumentará el
pH, y un aumento del CO2 o una
disminución del CO3H- desplazará el
equilibrio hacia el lado ácido, es decir
que descenderá el pH.
Ecuación de Hendersson
Hasselbach
pH = 6.1 + log [CO3H-]
[CO2]
6.1 = pK del tampón CO3H- / CO3H2
17
Habíamos visto que cerca del 80% de
la capacidad buffer del líquido
extracelular lo constituye el sistema
bicarbonato/ ácido carbónico. El
valor
normal
promedio
de
bicarbonato en plasma es de 24 mEq/l
y la concentración promedio de ácido
carbónico es 1.2 mEq/L (el valor de
CO3H2
puede
ser
calculado
multiplicando la pCO2 por 0.03). Así
la razón bicarbonato/ ácido carbónico
es normalmente 20:1. Como el
logaritmo de 20 es 1.3, y sumando el
pK (6.1) el resultado es 7.4, que es el
valor normal del pH en sangre arterial
(ver tabla 3-I)
Tabla 3-I: Valores normales de pH en el organismo.
pH de sangre arterial
7.40 0.04
pH de sangre venosa
7.38 0.04
pH intracelular
4.50 – 7.40
pH compatibles con la vida
6.80 – 7.80
Ejemplos de cálculo del pH:
1. Un CO3H- de 12 mEq/L y una pCO2 de 40
mmHg, el CO3H2 será de 1.2 (40 x 0.03
=1.2). La razón CO3H- / CO3H2 es 10, el
logaritmo de 10 es 1, y sumando el pK (6.1),
el pH será de 7.1.
2. Si el CO3H- cae a 6 y la pCO2 sigue siendo
de 40, la razón CO3H- / CO3H2 es de 5, y el
logaritmo de 5 es 0.7. Sumando 6.1 nos da
un pH de 6.8.
18
3.6 Enfoque clínico de los trastornos ácido-base
Habíamos dicho que en el hombre la
homeostasis de los ácidos y bases
logra conservar el pH arterial
sistémico dentro de un límite estrecho
a pesar de las cargas de ácidos y
álcalis que se originan por ingestión y
degradación diaria de alimentos.
Tengamos bien presente que el pH
está determinado por la proporción de
CO3H- y pCO2, y no por la cantidad
absoluta de cada uno de ellos.
En consecuencia, una concentración
normal de CO3H- o de pCO2 no
necesariamente significa que el pH es
normal. A la inversa, un pH normal
no implica que el CO3H- o la pCO2
sean normales.
Hay dos grandes tipos de trastornos
ácido-base:
1.- respiratorio y 2.- metabólico.
Así Tenemos cuatro patentes clásicas
de trastornos ácido-base:
1.- acidosis metabólica
2.- alcalosis metabólica
3.- acidosis respiratoria
Terminología importante a tener en
cuenta:
Acidemia-alcalemia: el sufijo “emia”
describe la acidez de la sangre. Así
hablamos de acidemia cuando el pH
arterial es menor de 7.35, y de
alcalemia cuando el pH es mayor de
7.45.
Acidosis-alcalosis: el sufijo “osis” se
refiere sólo al proceso generador de
H+ o OH-. Por ejemplo, cuando un
paciente
tiene
su
frecuencia
respiratoria disminuida, se acumula
CO2 aumentando la pCO2 en la
sangre, y por lo tanto alterando el
valor del pH. Este es un ejemplo de
acidosis de origen respiratorio.
4.- alcalosis respiratoria
Las acidosis y alcalosis metabólicas se
caracterizan por las alteraciones
primarias en la concentración de
bicarbonato (numerador y componente
metabólico de la ecuación de
Hendersson Hasselbach).
Las acidosis y alcalosis respiratorias se
caracterizan por las alteraciones
primarias en la pCO2 (denominador y
componente respiratorio de la
ecuación de Hendersson Hasselbach).
19
Hay que tener en cuenta que los
trastornos metabólicos primarios
pueden originar una respuesta
respiratoria secundaria, y los
trastornos respiratorios primarios
originan una respuesta metabólica
secundaria. Esta respuesta recibe el
nombre
de
compensación
o
anormalidad secundaria (ver tabla 3II)
Tabla 3-II: Respuestas compensadoras en los trastornos ácido-base
Trastorno
Acidosis metabólica
Anormalidad primaria
Pérdida de CO3H- o ganancia de H+
Alcalosis metabólica
Ganancia de CO3H- o pérdida de H+
Acidosis respiratoria
Hipoventilación
Alcalosis respiratoria
Hiperventilación
Compensación
Aumento de la ventilación (más
amortiguación química)
Disminución de la ventilación
(más amortiguación química)
Producción de CO3H- (tendencia
amortiguadora celular)
Consumo de CO3H(amortiguación celular renal)
Anion gap o brecha aniónica
El anion gap representa los aniones
no medidos que se encuentran
normalmente en el plasma. Tiene un
valor normal de 10 a 12 mEq/L.
Los
aniones
no
medibles
normalmente incluyen proteínas
aniónicas, fosfato, sulfato y aniones
orgánicos.
Toda valoración de los trastornos
ácido-base debe incluir un cálculo
sencillo del anion gap.
Anion gap = Na+ - (Cl- + CO3H-)
Los trastornos que producen acidosis
metabólica pueden ser clasificados de
acuerdo al valor del anion gap. Por
ejmplo, cuando se acumulan en el
líquido extracelular aniones ácidos,
como el acetocacetato o el lactato, el
anion gap aumenta por arriba del
valor normal. Esto constituye una
20
acidosis metabólica con anion gap
aumentado.
21
22