Alteraciones del estado ácido-base

3
Alteraciones del estado ácido-base
Mercedes Laporte
El normal desariollo de los eventos bioquimicos celulares requiere un valor de pH determinado, en el cual las enzimas intervinientes
encuentran su mayor actividad. Siendo así, resulta importante para el organismo mantener
un adecuado balance de iones hidrógeno.
Para entender el equilibro ácido-base se requieren conocimientos no sólo fisiológicos, sino también químicos. El primero de ellos es la
definición de ácido y base, tal cual la hicieran
Bromsted y Lowry en 1923.
Acido es toda sustancia cou tendencia a perder un protón y base es toda sustancia con tendencia a ganarlo. Del mismo modo, la capacidad de disociación o, lo que es lo mismo, la
tendencia a ceder o captar un protón, se define
como fuerza de un ácido o de una base.
De acuerdo con estas definiciones, se establece una relación entre un ácido y una base:
HA
Ácido
o
ABase conjugada
+
H*
Protón
Ejemplos:
HC1
ácido
fuerte
+
H2O
base
débil
o
CIbase
débil
+
H,O+
ácido
fuerte
NHa'
&o*
ácido +
base
moderadamente fuerte
fuerte
La acidez de una solución es una medida de
la actividad de los ioues de hidrógeno:
NH3
base
débil
+
H2O
ácido
débil
o
Donde yR+es el coeficiente de actividad de
los iones de hidrógeno. Su valor está en función de la temperatura y la fuerza iónica de la
solución. Para soluciones muy diluidas como
los líquidos corporales puede aceptarse para y
un valor cercano a la unidad, por lo cual podemos utilizar el término actividad o concenm-
390 Medio interno
ción indistintamente: a,+ - [H']. Sin embargo,
para soluciones concentradas esta aproximación ya no es válida.
La magnitud de la acidez se puede expresar
en términos de pH, definido por Sorensen c o
mo el logaritmo negativo de la concentración
de iones hidrógeno.
pH=log
1
-
H'
= -logm]
p=log
De esta ecuación se desprende el concepto
de que la escala de pH, que varía entre 1 y 14
unidades, mantiene una relación inversa con la
concentración de protones, es decir, cuanto mayor sea la concentración de protones menor será el pH y viceversa.
La concentración de H+ del organismo en
condiciones normales es de 40 mEqL y equivale a nn pH de 7,40. El organisnio trata de
mantener dentro de límites mny estrechos el
pH de los líquidos corporales, para lo cual,
frente a una agresión ácida o alcalina se ponen
en marcha diferentes líneas homeostáticas para
reducir su impacto en el pH arterial.
Diariamente el organismo genera un balance
positivo de protones. qne provienen tanto de
ácidos fijos como de ácidos volátiles.
El metabolismo de los carbohidratos, las grasas y principalmente las proteínas aporta los
sustratos para la formación de &idos fijos COmo el ácido sulfúrico (&SO,), proveniente de
la degradación de aminoácidos con azufre (metionina, cisteína), o el (H,PO,) de fosfoproteínas y fosfolípidos, y también ácidos m n i c o s .
Esto conduce a una producción diaria de 50 a
100 mEq.
También a diario se producen entre 13.000 y
15.000 mmol de ácido volátil (COZ);en condiciones basales (esta cantidad aumenta cuando
se incrementa el metabolismo, por ejemplo
después de un ejercicio vigoroso), que se corresponden con una acidez equivalente de
acuerdo con la siguiente ecuación.
CO,
+ H,O a
H,CQ a HCO,
+ H+
Esta carga de ácidos es amoniguada en el organismo por los sistemas buffeis, para ser luego eliminada a través de los pnlmones y Tos riñones (fig. VI-3.1).
SISTEMAS BUFFERS
O AMORTIGUADORES
Si un ácido o nna base fnerte se disuelven en
agua, se ionizan completamente:
Q
Precursores
dietéticos
+H+
= 50-100 mrnolldía
15.000
mrnolldía
+H+ = 15.000 rnmolldia
Ácido volátil
- Metabolismo
oxidativo
Alteraciones del estado ácido-base
AH fuerte -t A
+ Ht
En cambio, si se trata de ácidos o bases débiles sólo se produce una disociación o recombinación parcial, respectivamente: por lo tanto, la
solución resultante contendrá tanto la forma
ácida como la básica de la molécula madre.
AH débil o A t H+
Estos pares ácido-base se denominan sustimcias tampones o buffers.
Si añadimos un ácido fuerte a una solución
fampón, los H+ m lugar de permanecer en solución se unen a la forma básica del tampón, aminorando de este modo la caída de pH de ésta.
H' + B B -t BBH
H,O+ + BB- -t BBH' H,O
En forma similar, cuando se añade una base
fuerte a nna solución tampón, la forma iicida libera Ht, limitando así la disniinución de los
protones libres.
En una solución tampón la concentración de
protones viene determinada por la constante de
equilibrio de la reacción.
En el estado de equilibrio, o sea cuando las
velocidades de reacción son iguales en ambas
direcciones:
391
Ecuación de Henderson-Hasselbach
Cuando la relación basellícido es igual a la
unidad (log 1 = Oj, la resistencia a variar el pH
de una solución por el agregado de un ácido o
una base es máxima. Esto equivale a decir que
la capacidad buffer es máxima cuando la solución contiene cantidades iguales de ácido débil
y base conjugada, es decir, cuando el pK del
sistema es igual al pH. La capacidad disminuye
a medida que la razón cambia en uno u otro
sentido (fig. VI-3-2).
Una solución homogénea que, como el organismo, contenga varios paies amortiguadores,
contiene una sola concentración de protones.
Esto se denomina principio isohídrico y lo podemos representar.
De una observación atenta de esta serie de
ecuaciones concluimos que:
1. La concentración de protones es una sola y
viene determinada por la influencia de todos
los tampones presentes y las constantes de
disociación de cada uno de ellos.
2. Cualquier canibio en el pH conlleva una redistribución de los protones entre todos los
pares ácido-base presentes.
3. Basta conocer una constante de disociación
y la concentración del par ácido-base correspondiente para controlar, variando estas
concentraciones, el compoitamiento ácidobase de todo el sistema.
Esto nos resulta particularmente cómodo,
puesto que nos permite dedicamos exclusivaniente al par buffer H,CO,/HCO,
Ka = constante de disociación
CO,(gas)
Ka [AH]
[H+]= -[A-]
t,CO,
+ H,O
H,CO, o HCO,
t,
+ H+
Ka [ácido]
-
[Base]
Toda esta secuencia la podemos representar
con una sola ecuación:
Si aplicamos logaritmos y multiplicamos por -1
[Ht1 [HCO,I
Ka =
ácido
l o g [H'] = -1og Ka -1og base
pH = pKa
+ log
base
--
kido
coz^^,,,]
Donde:
CO, disuelto = apCO,
a = 0,0301 mmoüLlmm Hg en plasma arteria1
a la temperatura corporal.
392 Medio interno
pH decreciente
Fig. VI-3-2
Reordenando la ecuación anterior:
Kaa = 23,9
l . Su alta concentración plasmática.
2. Es un sistema abierto, es decir, puede
cambiar su concentración por la excreción pulmonar de COZ.
HCO,
:.
+ H* o H,CO, a COZ+ H20
CO,i,,,,
pcoi
-
[H']=23,9x
HCO,
Aplicando logaritmo y multiplicando por 1
la ecuación
pH = pKa + log
[HCO,I
apc.0,
pKa = 6,1 en plasma normal.
pH = 6,1 + log
lHCO,I
0,0301 pC0,
No obstante tener un pKa (6,l) alejado del
pH normal (7,4), el sistema bicarbonatolácido
carbónico es el sistema tanipón de mayor jermquía.
Su importancia en relación con los otros sistemas butfers reside en:
1 'r
BUFFERS DEI. ORGANISMO
En el organismo existen sistemas butYers intracelulmes y extracelulares. A los extracelulares corresponden: el líquido intersticial, el plasma y los glóbulos rojos. Estos últimos se incluyen aquí debido a la naturaleza semipermeable
de su membrana celular, que permite el libre
paso de H+, HCO, y POaomg-.
El buffer extracelular principal y mayoritario
es el bicarbonato, que an~ortiguasolamente los
ácidos fijos (no puede amortiguarse a sí mismo) y su concentración en el líquido intersticial
es igual a la del plasma.
El bicarbonato representa más del 50% de la
capacidad buffer; el resto corresponde a los
buffers no bicarbonato, entre los cuales el más
importante es la hemoglob~na,y en menor proporción están las proteínas plasmáticas y los
fosfatos orgánicos e inorgánicos.
Los buffers intracelulares son complejos
proteicofosforados y son los encargados de
Alteraciones del estado ácido-base
393
Cuadro VI-3-1. Bufers extracelulares y srr
capacidad de arnorriguación de una cargu
ácida
Buiicrs ertrvcelulares
5%
Bicarbonato
53
Hernoglobinii
35
Proteínas plasináticas
7
Fosiatos orgánicos
3
Fosfatos ¡"orgánicos
2
amortiguar el 95% de los ácidos volátiles y el
50% de los ácidos fijos.
Los huesos constituyen también una fuente
importante de buffer, formados por sales carbónicas y fosfóricas de calcio y sodio. Estos
iones deben ser liberados por el hueso para
participar en el proceso amortiguador. Si bien
hay pocas dudas acerca de la acción amortiguadora del hueso en la acidosis metabólica
crónica, existe aún controversia en cuanto a su
papel en la acidosis aguda (véame cuadros
VI-3-1 y VI-3-2).
Resumiendo, frente a una agresión ácida o
alcalina el organismo responde en primer lugar
a través de los sistemas buffers del líquido extracelular, y en forma más leuta a través de los
intracelulares y los óseos. En todos los casos se
produce una lenta interacción entre ambos fluidos hasta que se completa el equilibrio entre
los compartimientos correspondientes.
EXCESO DE BASE
De acuerdo con el principio de elecuonentralidad, la suma de cargas negativas debe ser
igual a la suma de cargas positivas.
I
1
1
1
'<?
Bicarbonato
.
.
Dentro de los cationes del plasma, el más
importante es el sodio (Na), le sigueni-1 potasio
(K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg), el amonio (NH,') y los protones (H).
Los aiiiones predominantes del plasma son el
clomro (Cl), el bicarbonato (H O,), evfosfato
fHPO,=, H,PO,), los proteinatoLa&más los
sulfatos y aniones de varios ácidos orgánicos
como lactato o B-hidroxibuhrato (fig. V1-3-3).
1.0s aniones con capacidad buffer del plasiiia
son el bicarbonato, los proteinatos y los fosfatos. No se incluye el cloruro por ser un anión
'$e proviene de un ácido fuerte. por lo cual su
capacidad para captar protones es muy baja.
Las bases buffers (BB) de la sangre total
también incluyen las BB eritrocilarias: hemoglobina, bicarbonato y fosfatos. El valor de la
BB de la sangre total oscila entre 45 y 50
mEqíL en condicioues normales, pero la concentración real puede ser mayor o menor que la
BB normal. Esta diferencia fue denominada variación base buffer por Singer y Hastings y exceso de base (EB) por Siggaard Andersen, con
la salvedad de que este último consideró la hemoglobina a su verdadera saturación y los primeros la consideraron a saturación del 1004.
EB
-
BB real - BB normal
Un valor positivo indica déficit de protones
(en mEqlL provenientes de ácidos fijos) en la
sangre o el líquido extracelular; a 1a.iuversa. un
N,
,
,'!
Base buffer ~lasrnálica
\
_,",
~
I I
,
,
~
J . '
394 Medio interno
valor negativo indica exceso de protones: Dicho de otro riiodo, el incremento o la disminución del bicarbonato plasmático como consecuencia de la pérdida o la ganancia de ácidos
fijos conduce a una modificación en más o en
menos del EB. En cambio. cuando lo que ocurre es la pérdida o la ganancia de ácido volátil
(CO,), el EB rlo se modpca.
CO,,z,,,
@ CO,
+ H,O o H,CO,
o HCOi + H'
BB + H+ o BBH
De acuerdo cou las ecuaciones, el incremen~
to de la pCO, genera un anión HCO, y consume una BB, con lo cual la BB real permanece
sin cambio y el EB no se iiiodifica. Esto es real
in vitro pero no in vivo, ya que el HCO, generado no queda limitado al plasma, sino que se
distribuye por todo el volumen del líquido extracelular, conduciendo a un incremento menor
del HCO,, y a una disminución de las BB y del
EB. En la hipocapnia aguda la situación se invierte. Con la disminución de la pCO, ocurre
un ligero incremento del HCO,, de las BB y del
EB .
El EB in vivo o del LEC es el EB estándar,
que junto con el EB de la sangre es calcnlado
por la mayoría de los equipos que se utilizan
en la determinación de gases en sangre (fig.
VI-3-4).
E6
(+)1
61
\
,
'\.
,
.
~
.
-.
..
,
,
,
. ,.
-
. -.
~.
-
\
2
-
..
, ,,.:
-~->
A través de los pulmones se excretan diaiia-~.
mente entre 13.000 y 15.000 mmol de CO, provenientes del metabolisn~ooxidativo.
El C 0 2que se produce en los tejidos se difunde al plasnia, donde parte se combina con las
proteínas para dar carbaminocoii~puestos,parte
se hidrata para dar HCO, y H+ y el resto difunde
al interior del glóbulo rojo. Dentro de éste el
CO, es transportado de tres maneras diferentes:
1 . Una parte permanece como CO, disuelto.
2. Una fracción importante se combina con la
hemoglobina, dando carbamino coinpuestos.
1 La fracción mayor se bidrata para dar ácido
carbónico, que a su vez se ioniza en HCO, y
H', del cual la mayor parte difunde al plasma y su lugar es ocupado por cloruro, que
difunde desde aquél; este intercambio se denomina desplazamiento de cloruro. Los H+
genelados en este proceso son amortiguados
en sil totalidad por la hemoglobina (Hb) (fig.
VI-3-5).
En los capilares pulnionares estas reacciones
se invierten..
HbH + 0, + HbO, + Ht
HCO, + H* + CO, + H,O
Aitemciones del estado ácido-base
Tejidos
Glóbulos rojos
395
Plasma
Fig. VI-3-5
El transporte de CO, tiene una gran importancia fisiológica. La conversión teriiporal y reversible en HCO, y carbanuno compuestos permite el transporte de grandes cantidades de
CO,, sin generar gradientes importantes de
pCO,. De no ser así, para un paciente con gasto
cardíaco normal se generana un gradiente tisular-alveolar cercano a los 60 riim Hg para excretar 15.000 mmol de CO,. Gacias a este sistema, esto se logra con un gradiente de sólo
6 mm Hg.
La pCO, es una variable fisiológica dinámica determinada por el juego niomento a momento de la producción de CO, y la ventilación
alveolar.
La regulación de la ventilación se lleva a cabo por un sensor, un controlador y un efector.
Los elementos de control están situados en
áreas corticales del sistema nervioso ceniral, el
tallo cerebral y la médula espinal. Su función
consiste en integrar los influjos proveuientes
desde varios sensores y señalar al efector los
ajustes en el ritmo y profundidad de la respiración. La mayoría de la iníomación sensorial es
provista por los quimiorreceptores centrales, que
se encuentran en el tronco cerebral. y por los periférico~,situados en la carótida y en la ao1Q.
Los quimiorreceptores centrales son exquisitamente sensibles a camhios del pH, sean éstos
debidos a camhios del HCO, o de la pC02. Los
periféricos responden fundamentalmente a variaciones en la disponibilidad de oxígeno,
DO, = gasto cardíaco por contenido arterial de
oxígeno (DO, = Q cont. a de OJ y son por lo
tanto estimulados por el bajo voluinen minuto
cardíaco, la baja concentración de hemoglobina
y la baja saturación arterial de O,.
El efector está constituido por los pulmones,
los mu~culosrespiratorios y los nervios.
Ante una lesión ácida o alcalina, la respuesta
ventilatoria se pone en evidencia rápidamente
en la sangre a los 3-5 minutos, pero recién se
estabiliza en 12-24 horas.
ELIMINACIÓN RENAL
DE LOS ÁCIDOS FIJOS
Para evitar la acidificación de los líquidos
corporales se deben regenerar las bases buffers
que se consumieron en la amortización de la
carga diaria de protones. El encargado de esto
es el riñón, por medio de la coi~.servncióiidel
HCO, filtrado y la geriemción de nuevo HCO,
(restitución de las BB) mediante la excreción
de protones como acidez titulahle y amonio.
Reabsorción de bicarbonato: de los aproximadamente 4.500 mEq/día de HCO, que se
396 Medio interno
filtran, el 85.90% se reabsorbe en el túbulo
contomeado proximal (TCP) y el 10.15% restante lo hace en el túbulo contorneado dista1
(TCDI.
La reabsorcióii se lleva a cabo de modo indirecto por la secreción activa de H+ en la luz y la
reabsorción de sodio, si bien no podemos descartar la posibilidad de que se reabsorba algo
de HCO, directamente como tal (véase fig.
VI-3-6).
Las reacciones que se llevan a cabo en este
segmento del nefrón son catalizadas por la anhidrasa carbónica. Esta enzima desempeña un
rol importante debido a que:
1. Aumenta la deshidratación del carbónico en
la luz impidiendo un aumento en la concentración de H+,la cual disminuiría el gradiente para la secreción de los hidsogeniones.
2 . Favorece la formación de HCO, dentro de la
célula.
3. Facilita el pasaje de HCO, al plasma.
y calcio plasmáticos, los niveles de paratohormona (PTH) y la pCO, arterial. También intervienen el índice de flujo y la concentración de
HCO, luminal y el pH peritubular.
La pequefia fracción de HCO, que escapa a
la reabsorción proximal lo hace en el TCD, y
sólo se pierden por la orina pequeñas cantidades (menos de 5 inEqIdía).
En los segmentos distales del nefrón se secretan diariamente entre 50-100 mEq de ácidos
en forma de acidez titulable y amonio.
Esto se realiza mediante la secreción activa
de protones, mediada por una ATPasa traslocadora de H'. y está influido por la diferencia de
potencial transepitelial y la actividad mineralocorticoidea, así como también por la disponibilidad de buffers y la oferta de sodio al nefrón
distal.
El principal buffer unnano que representa la
mayor parte de la acidez titulable es el HP:04=;
intervienen también la creatinina, los uratos: el
B-hidroxibutirato, el acetato y otros ácidos orgánicos.
El buffer urinario más importante es el amoníaco. Se sintetiza en el TCP a partir de la glutamina y su excreción está influida entre otras
T-H
Un importante número de factores regulan la
reabsorción de HCO, en el TCP, entre ellos el
volumen del LEC, la concentración de potasio
Luz
HC0,-Na*
Sangre
Célula túbulo proximal
1
> Na*
I
I
I
I
I
i1
I
I
H2C03
I
I
I
I
AC
H,O
7
+ CO,
I
/
+CO,+H,O
AC
1
!
H'+ H C 0 3 -+HCO;
I
i
I
:
WNa*
Alteraciones del esíado ácido-base 397
LUZ
Célula tubular
i
!
HPO,Na*
Sangre
;
WNa+
I
ATP
t
w
-
r
WNa*
j
o
1
1
i
II
H,POñ Na*
1
Í
Í
1
I
AC
COZ+ H,O
I
1;
H* + HC0,-
WHCOg
!
Fig. VI-3-7
cosas por el pH extracelular y las reservas corporales de potasio (figs. VI-3-7 y VI-3-8).
La excreción ácida neta es igual a la acidez
titulable (AT) más el amoriio (NH,+) menos la
excreción de HCO; (despreciable en condiciones normales)
LUZ
C I Na+
EAN = AT + NH,
HCO,
Cuando un sujeto es sometido a una sobrecarga :ícida, la AT responde rápidamente. pero
no es tan eficaz como la formación de NH;,
que si bien requiere varios días para alcanzar la
Célula tubular
1
-
W Na*
i
0
1
ATP
Sangre
WNa*
I
Í
I
NH, 4
K~+H!
1
Glujamina
I
C I NH,'
1
1I
i
I
co, + H!o
A w + Hco,
Hco;
I
398 Medio interno
<\
b .
respuesta máxima, cuantitativamente es más
importante. La AT comicnza a elevarse entre
las 12-24 horas de iniciada una sobrecarga ácida, junto con el amonio, pero cesa a las 48 boras; sir1 embargo, el NH,' continúa hasta alcanzar una meseta a los 5-6días.
Resumiendo, frente a un cambio en el estado
ácido-base se ponen en marcha distintas líneas
homeostáticas para disminuir su impacto en el
pH arterial. Los primeros de ellos, de acción inmediata, son los buffers corporales. En segundo
ténnino, siempre que la alteración no haya sido
respiratoria, está una modificación en la ventilación alveolar y en el nivel de pCO,; en el mismo'Sentido ~ U el
P cambio del bicarbonato, esta
respuesta es operativa en pocos minutos.
Por último, en el término de horas. el riñón
1
comienza a generar o perder bicarbonato, modificando la tasa de excreción renal de ácidos, la
cual parece estar determinada por factores que
regulan el sitio y la velocidad de reabsorción de
sodio. más que por mecanismos bomeostáticos
que responden al pH sistémico. Los desórdenes
ácido-base ejercen sus efectos ienales principalmente poi-: a) desvío del sodio, que normalmente se reahsorbe en las porciones proximales al
nefrón distal; b) alteración de la fracción de sodio, que se conserva en el nefrón distal por medio del intercambio: Na+ - H'; Na+ - K*.
ALTERACIÓN DEL EQUILIBRIO
ÁCIDO-BASE
Los valores de referencia para estos parámetros son:
HCO, = 2 4 3 ? 2 mEq/L o mrnoUL:
E B = - 3 a + 3 mrnol/L
Cuando los valores de pH son inferiores al
valor nomial hablamos de acidemia y cuando
son snperiores hablamos de alcalemia. Los términos acidosis y alcalosis se refiel? a procesos y no a valores de pH arterial. Este puede
ser iiormal en presencia de una acidosis o una
alcalosis.
Acidemia
Disminución primaria del HCO,: acidosis
metabólica
Aumento primario de la pCO,: acidosis respiratoria
Alcalemia
-
Aumento primario del HCO,: alcalosis tuetabólica
Disniinución primaria de la pCO,: alcalosis
respiratoria
Es importante destacar que cada uno de los
trastornos ácido-base lleva implícita una resLas alteraciones en el equilibrio ácido-base puesta fisiológica compensadora tendiente a
se originan como consecuencia de una modifi- aminorar los itnpactos de la acidemia o la alcalecación primaria del bicarbonato plasmático: mia, pero que no normaliza el pH. Si esta restrastornos ácido-base metabólicos, o de La pre- puesta no está presente, indica un claro deterioro
sión de dióxido de carbono: trastornos ácido- del órgano encargado de la conipensación y la
base respiratorios.
presencia de otro trastoino ácido-base asociado.
P a a poder realizai una evaluación correcta y
Como surge de la ecuación de Hendersonarribar al diagnóstico son necesarios cuatro pa- Hasselbacb, la modificación del HCO, llevará a
rámetros de laboratorio: pH,
. pC07,
. - HCO,-y. una vaiación en la misma dirección de la pCO,
EB. Los tres primeros están relacionados entre y viceversa, en un intento por mantener conssí por la ecuación de Henderson-Hasselbach:
tante la relación pCOflC0,. Estas respuestas
son previsibles y se ubican en bandas de compensación; los desvíos de éstas indican la exisiHCO,I
pH = 6,1 + log
tencia de un segundo trastorno ácido-base.
Para un resumen, véase el cuadro VI-3-3.
apto,
Además de los cuatro pai-ámetros ya mencioO su igual:
nados, es de gran utilidad en el análisis de los
trastornos ácido-base el conocimiento de los
niveles de electrólitos plasmáticos y urinarios,
así conio también el cálculo de la brecha aniónica o anión GAP.
,
,
-.
-
,
,,
~lteracioiiesdel-estado ácido-base 399
l,
1 Cuadro VI-3-3.
Acidemin
Acidosis
nietnbólica
PH
PCO:
HCO,
EB
Alcaiemin
Acidosis respiraruriri
Al<alosis
inrrabúlica
Aicnlosis respirororio
L
?
T
T
T
I
L
L
Aguda
T
T
(-1
Sin cambio
(+J
Crónica
El GAP representa los aniones qne habitualmente no se miden, basándose en el principio
de electroneutralidad. Valora la diferencia entre
el principal catión extracelular, el sodio, y los
aniones medios cloro y bicarbonato.
gap = Na* - (CI + HCO,)
Su valor representa fundaiiientnliiiente las
cargas negativas de las proteínas, pero se incluyen también los aniones sulfato. fosfato y los
derivados de ácidos orgánicos.
El valor de referencia de 12 4 mEqíL, que
ha sido ampliamente aceptado, debe ser revisado, ya que algunos autores han encontrado valores de GAP de 6 mEqíL o menores en sujetos
normales, bajando el valor de referencia a 3-1 1
mEqL cuando la valoración del cloro se realiza con electrodos, los cuales sohrestiman el valor de éste.
Por ser una importante herramienta de orientación diagnóstica, sea que su valor esté disminuido o aumentado, sería recomendable que cada institución tuviera su propio valor de referencia.
La disminución d e l GAP se origina principalmente como consecuencia de la hipoproteinemia, bastante frecuente en la población hospitalaria. Contribuyen también, en menor proporción, la dilución de los líquidos corporales
con agua libre, la subestimación espuria del sodio plasmático sea por hipernatremia importante (Na > 170 mEqíL) o hiperlipemia o hiperproteinemia, retención de cationes no medidos:
proteínas catiónicas, hipercalcemia, bipermagnesemia o toxicidad por litio.
El aumento del GAP está asociado generalmente cou la supeiproducción de ácidos orgánicos: cetoácidos o ácido láctico. También ocurre en menor medida en la alcalosis metabólica
y respiratoria, por deshidratación, infusión de
+
.1
T
Aguda
Crónica
(+)
Sin carnhio
I-1
-1
.1
albúmina o grandes dosis terapéuticas de carbenicilina o penicilina.
Es un trastorno ácido-hase caracterizado por
disminución primaria del hicarhonato y las bases buffers plasmáticas, que conduce a la acidificación de los líquidos corporales y a la disminución de la pCO,, como respuesta compensadora para aminorar la acidemia.
La caída en el HCO, plasmático conduce a
una reducción menor del HCOj del líquido intersticial cerebral, pero suficiente para estimular los quimiorreceptores centrales e incrementar la ventilación alveolar. Existe una buena correlación lineal entre la concentración de HCO,
y la pCO, en el plasma representada por la siguiente ecuación:
pCO, = [1,5 HCO,
+ 81 + 2
Cuando los ajustes respiratorios no se adaptan a lo previsto, podemos decir que se están
produciendo cambios muy rápidos en la concentración de HCO, plasmático o que está presente otro trastorno iícido-base.
Por lo tanto si:
pCO, del paciente = pCO, esperada: acidosis
metabólica pura.
pC02 del paciente < pCO, esperada: acidosis
metabólica + alcalosis respiratoria.
pCO, del paciente > pCO, esperada: acidosis
metabólica + acidosis respiratoria.
La excreción renal ácida es inhibida por el
descenso en la pCO,. aun en sujetos con acidosis moderadamente severa; sin embargo (en
contraste con lo que ocurre en los perms), los
efectos inhibitorios de la hipocapnia sobre la
excrecióu reual de ácidos en sujetos con acido-
1-
400 Medio interno
i
.
1
,..
i
,
-.
r , !--.
sis son demasiado pequeños para abolir el efec- '
to alcalémico directo de la pCO,.
La disminución primaria del bicarbonato
plasmático se produce por tres mecanismos fisiopatológicos diferentes, los cuales conducen
a un aumento en la coiicentración de cloro
plasmático y a acidosis metabólica hiperclorémica o a un aumento de los ariiones rio medidos y a acidosis metabólica con apenura aniónica aumentada.
Mecanismos fisiopatológicos: 1) pérdida de
bicarbonato, 2) consumo de bicarbonato, 3)
disminución de la capacidad renal para excretar
ácido.
Pérdida de bicarbonato
J
\\
Cuando se pierde de! organismo "n líquido
que contiene HCO,, en una concentración niayor que la del plasma, esto conduce a la depleción de los depósitos corporales de HCO,, a la
disniinución del volumen del LEC y a! auniento de ia concentración de cloro por disininuci6n
de su espacio de distribución. Este mecanismo
explica la acidosis metabólica hiperclorémica
en la diarrea, los drenajes biIiaresypancie%~tos, ciertas tomas de derivación*ettractowinario,el uso de diuréticos inhibitiores de laanhidrasa carbóiiica, la acidosis tubular renal pro-.
ximal o la ATR tipo 11.
A
-
~
'.
A
tiene uri ritmo tal que supera el ritmo de e l i d nación renal.
Si el ácido agregado al organismo es ClH,
CINH,, CILys, CIArg, conduce a:
HCI + HCO,
+ C1+ CO,H, + CO, + H,O + C1
El bicarbonato es sustituido por cloro, lo que
da lugar a una acidosis metabólica hiperclorémica.~Encambio, cuando hay superproducción
de ácidos eridógenos, como ocurre en la cetoacidosis o en la acidosis láctica,
AcAcH + HCO,
+ AcAc + H2C0, + CO,
+ H 2 0 + AcAc
El bicarbonato es reemplazado por un anión
orgánico sin que se modifique la concentración
de cloro, llevando a una acidosis con incremento de los aniones no medidos. Esto está graficado en la figura VI-3-9.
Tanto de las gráficas como de ias ecuaciones precedentes surge que cada m01 de bicarbonato consumido es reemplazado por un mo!
de cloro o de aniones no medidos, lo que nos
lleva a especular que la disminución del bicarbonato en el plasnia es aproximadamente izual
al auniento de cloiuro o de los aniones no medidos.
Consumo de bicarbonato
AC0,H E AC1
ACO,H A GAP
La acidosis se produce cuando el agregado
exógeno o la producción endógena de ácidos
N =Nomal; R = Real
Normal
1
ACI~~SIS
metaboiica
hpercloremica
Fig. VI-3-9
.iCO,H = CO,H,CO,H,
ACi = C1, C1.
AGAP = GAP, - GAP,
Acidosis
metabólica
con GAP
aumentado
Alteraciones del estodo ácido-base 401
Teniendo presente que estas relaciones se
producen eu el plasma, y que el espacio de distribución del HCO, es diferente del de los aniones orgánicos, el análisis de estas relaciones
nos puede orientar en la búsqueda de otros trastornos ácido-base asociados, como puede ser
una alcalosis metabólica que ha quedado enmascarada por la acidosis metahólica (AGAP
> AC0;H) o una acidosis metahólica mixta: hiperclorémica y con anióii G A P aumentado
(AGAP < AC0,H).
Disminución de la capacidad renal
para ercretar ácidos
El ejemplo extremo es la insuficiencia renal
aguda (IFG = 0) en la cual la imposibilidad para excretar la carga diaria de ácidos fi-¡os lleva a
una iinponante disminucióii en el bicarbonato
plasmático. Comparten también este inecanismo la insuficiencia rerial crónica. la acidosis
tuhular dista1 o tipo T y el hipoaldosteroiiismo
hiporreninémico o ATK tipo IV.
La acidosis metabólica es hiperclorémica,
excepto cuando la insuficiericia renal es muy
avanzada (clearence < 25-30 mliinin), donde la
insuficiencia glomerular lleva a la retención secuiidaria de aniones, tales como el siilfato, e1
fosfaio, la creatinitia, etc., y por lo tanto el incremento de los aniories no medidos no guarda
relación con nna mayor producción de ácidos 7
tampoco con la disminución de bicarbonato
(AGAP AHCO,).
2-
La hiperventilación es la manifesiaciónclínica más importante. Eii ausencia de patología
pulmonar, debe hacer pensar en acidosis metahólica.
Pueden estar presentes síntomas gastrointestinales como náuseds. vómitos, dolor abdominal o diarrea; tamhién alteraciones del sistema
nervioso cenual conio estupor y coma.
La acción de la acidosis sobre el sistema cardiovascular es conuabalaiiceada por el efecto
del incremento concomitante de las catecolaininas. Sin embargo. si el pH es muy hajo, son los
efectos de la acidosis los que predominan; éstos son: disminución de la contractilidad del
miocardio. vasodilatación arteria1 y venoconstl-icción. Esto último iiicrementa la posibilidad
de edema pulmonar, como consecuencia del
anmento de volumen de la saiigre central.
La acidosis desplaza la curva de disociación
de la oxihemoglohina hacia la derecha, efecto
que favorece la entrega de oxígeno a los tejidos. Este efecto dura entre 6 y 8 horas, y se
contrarresta por la disminución en la síntesis
del 2,3-DPG, como consecuencia de la inhibición, por el pH hajo, de la enzima limitante de
la glucólisis, la fosfofructoquinasa.
Está también alterado el metabolismo de la
glucosa. los ácidos grasos y la insulina. La
unión de la hilirrubina a la albúmina es pH dependiente; al disminuir el pH. aumenta la bilirruhina libre, acentuando los peligros de la hiperhilin-ubinemia en los reciZn nacidos.
En la acidosis metahólica es común la leucocifosis y, por lo menos en pane. se debe a las
catecolaminas.
Con respecto a las alteraciones en el potasio
sérico, se ha encontrado que hay desvío de éste
hackd el plasma sólo en las acidosis metabólicas
causadas por 1;i adición de ácidos 1norg;inicos
(HCI, H,NCI). No se han :ncontrado desplzamieutoi del ion en las acido;is metahólicas por
ácidos orgánicos (ácido láctico o cetoácidos).
En la orina se encuentra natriuresis asociada
con una menor reahsorción del ion en los sitios
proximaies y distales del nefrón. y calciuria
asociada con la liberación incrementada de
aquél desde las reservas óseas.
La acidosis metabólica se clasifica teniendo
en cuenta el anión gap, si está nornial o aumentado (fig. VI-3-10).
En la evaluación de algiinos tipos de acidosis
metabólica hiperclorémica resulta útil la deter-minación en orina, junto con el pH, del gap urinario. como índice indirecto de la excreción de
amonio.
En la orina existen normalmente aniones y
cationes qne rutinariamente no se miden: aniones (sulfato, bicarbonato, fosfato y ácidos orgánicos), cationes (amonio, calcio y magnzsio).
Cl+UA=Na-+K++UC+
UA - UCT = (Na* + K+) - CI = gap,,,,,,
UA = Aniones urinarios
UC' = Cationes urinarios
Dado que el amonio se excreta usualmeiite
acompañado por cloruro, el valor del.gap urinario será progresivamente más negativo a medida que aumerita la tasa de excreción de NH,+
402 Medio interno
-K+pl: )
Diarrea
lnhibidores
d~anhidrasa
carbónica
Desviaciones
uréterointestinales
Acidosis
pochipocapnia
.
Insuficiencia
renal incipiente
ATR tipo IV
Adiaion de HCI, CINH;,
Cetoacidosis
diabética
-
Insuficiencia
renal grave
Aumentado
Cetoacidosis
Fig. VI-3-10
en respuzsta a una carga ácida. En cambio, si la
capacidad de acidificación tubular está alterada, su valor será positivo.
El hallazgo de un GAP urinario positivo en un
paciente con un bajo pH urinario y elevado potasio plasmático sugiere la presencia de un síndrome de deficiencia selectiva de aldosterona; en
cambio, si el GAP urinario es positivo en un paciente con pH > 5,5 y potasio plasmático nomal
o disminuido sospechamos de una ATR distil.
El hallazgo de un gap urinario negativo sugiere que la acidificación renal no está deteriorada,
como ocurre por ejemplo en la ATR tipo 11.
La relación enrre el:gap, y el NH,' puede sel:
alterada por la presencia de aniones o cationes
no medidos que usualmenie no están.presentes
en la orina. Por ejemplo; el gap podiía ser positivo por la presencia de aniones provenientes
de antibióticos tales como la canbenicilina, al
igual que por la presencia de grandes irantidades de cetonas.
Dentro de la@aaido~ismetabálicas con gap
aumentado, la acidosis- l'ictica, aparece con. frecuencia y explica la mayor parte de las acid'osY8
encontradas.
El lactato (L) deriva d a l a . reducción del pi-
Alteraciones del estaáo ácido-base 403
mvato (P) y para metabolizarse debe volver a
él. Así es que el metabolismo del lactato puede
s,a*evaluado tomando como base al piruvato.
Este se produce por glucólisis y transaminación
de aminoácidos y se consume a través del ciclo
de Krebs y por gluconeogénesis (tig. VI-3-1 1).
La oxidación por Krebs es regulada por la actividad de la enzima piruvato deshidrogenasa
(PDH), que utiliza NAD' como cofactor, y la
gluconeogénesis, por la piruvatocarboxilasa
CPC) querequiere ATP para funcionar.
El punto de vista comúnmente sostenido de
que el ácido láctico es producido por los procesos metabólicos dentro de la célula, con su subsecuente disociación en lactato y protón, puede
ser una sobresimpliticación. La glucólisis anaeróbica ,produce lactato, ATP y H,O, pero no
'hay producción de H'.
Glucosa+ 2ADP'+2P2+ 2 Lacrato + ZATP,
+ 2H,O
La fneute de H* eu la aeidosis Iúctica es la
hidrólisis del ATF'.
. ~ m+R,O
'
e ADP' + P: + H'
En condiciones aeróbicas, con un metabolismo oxidativo normal, :losprotones son reutili-
zados cuando el ADP y el P son reciclados para
producir ATP. Cuando la hidrólisis del ATP
supera a su síntesis, hay una producción neta
de H' que conduce a la acidosis metabólica.
En condiciones de baja disponibilidad de
oxígeno existe una disminución de la función
mitocondrial que da como resultado una disminución en la utilización de piruvato (P). una
disminución del NAD' citoplasmático y, lo
más impoaante, una disminución del aporte de
ATP al citosol. Se produce un incremento en
los niveles de pimvato, que se traduce en lactato, y se acompaña de una relación LIP elevada,
favorecida por un bajo estado de oxidación
([NADH]/[NAD]?)
LIP = K [NADH]I[NAD+][H']
UP normal = 1011
El lactato puede también aumentar sin que
exista necesariamente una menor utilización de
pimvato (o falla mitocondrial). Así, cuando se
incrementa el ritmo de la glucólisis se observa
biperlactatemia, pero con punvato elevado, la
relación LIP se mantiene normal (1011).
En conclusión, puede existir hiperlactatemia
sin acidosis. Si hay acidosis, el metabolismo
oxidativo está deteriorado y la hidrólisis del
Glucosa
ha
NAD* + "u*
1
Clclode Krebs
1
404 Medio interno
ATP supera a su síntesis, el estado redox está
redricido y la relación L/P, increnieritada.
En íunción de la asociación o no con hipoxia
tisular, las acidosis lácticas se clasifican en tipo
A y tipo B. El mayor porcentaje correspoiide a
las de tipo A y dentro de ellas a las asociadas
con fallas hemodinámicas.
Las patologías asociadas con acidosis Iáctica
tipo A son: irisuficiencia cardiopulmonar. anemia severa (hematócnto: 10-15%), hemorragia,
hipotensión, intoxicación cori CO. El ejercicio
muy intenso y las convulsiones conduceii a una
acidosis lictica trarisitoria, debido a que no soti
satisfechas las demandas incremeritadas de oxí-:
geno.
Pueden producir acidosis Iáctica tipo B las
siguientes entidades: insuficiencia hepática,
diabetes. infecciones, neoplasias, ciertos f á m a
cos y tóxicos tales como el metanol, el etanol,
el etileriglicol y los salicilatos.
Otra acidosis metnbólica con gap aumentado
que se presenta con frecuencia es la cetoacidosis diabética. En relación con ella, debemos recordar que, si bien clásicaniente ha sido definida como acidosis metabólica con aumento del
gap: no es irifrecuente que se presente como
.acidosis nietabólicahiperclorémica y que entre
estos dos extremos podamos encontrar rina amplia variedad de combinaciones. El modo de
pcesentación depende del \.olumen del LEC y
la función renal. Si no hay deterioro importaiiie
del volumen de LEC y la frinción renal se inaiitiene. los cetoácidos se pierden por la orina como d e s de sodio y de potasio. Esto es equivalente a perder bicarbonato, el cual es reeniplazado por cloro. También contribriye a la hipeicloremia el aporte de líquidos conteniendo cloruros (CINa, ClK) y la hipocapnia que acompaña a la acidosis.
Criando existe deterioro de Iii función renal
los cetodcidos no pueden ser eliminados, lo que
conmbriye al incremento del GAP.
Los vómitos qrie habitualmente acompañan a
la cetoacidosis; así conio también la excreción
renal de protoiies con aniones diferentes de los
cetoácidos, o la terapia con bicarbonato, agregan un componente de alcalosis metabólica que
también se debe buscar con el análisis del
AGAPIAHCO,.
anienazan la vida, frecuentemente se administra NaHCO, criando los descensos del pH alcanzan este nivel. Sin eriibargo, no existen estudios que demuestren sus beneficios. Adeniás, se han planteado distintos efectos colaterales a sri administración. Estos compreriden:
hipervolemia, hipernatremia e hiperosniolaridad, hipopotasemia, alcalinización, alcalosis,
acidosis del LCR, exacerbación de la acidosis
Iáctica, desplazariiierito de la curva de disociación de la O,Hb a la izqriierda (aumento de la
afinidad de la hemoglobiria por el O,) cori disminrición de la entrega tisular y acidosis intracelular.
Particularmente, este último efecto ha sido
muy bien estudiado y demostrado en diferentes
modelos experimentales. El tamporianiieiito de
protones por el bicabonato genera dióxido de
carbono. Éste penetra rdpidamente en las células, mientras que el HCO, tiene una ciriética de
equilibrio mucho más lenta. En consecuencia,
el resultado inmediato de la irifusión de
NaHCO, es la alcaliriizacióii extracelular y la
acidificacióri intracelular. Así, los efectos podrían ser opuestos a los buscados. La exacta dimensión clínica de este efecto se desconoce.
El carbicarb, uiia niezcla equimolar de
NaHCO, y Na,CO,, genera menos CO, y carecería de esta acción deletérea.
Hay unos pocos trabajos clínicos controlados
que muestran la falta de efectos beiieficiosos
del NaHCO, eri la cetoacidosis diabética (incluso con pH < 7.00) y en la acidosis láctica.
En este último criadro se ha demostrado que no
mejora la hemodinamia ni la respuesta a las catecolaminas exógenas.
No obstante, existe rina polémica no resuelta
sobre su indicación y resulta imposible en este
momento formular recoinendaciones definidas.
Obviamente, el énfasis siempre debe dirigirse n
la corrección del proceso primario y iio a la
acidosis en sí iilisnia. Si se decide la utilización
de NaHCO,, las tormulas para calcular la dosis
carecen totalmente de utilidad, de riiodo que
deberá darse una cantidad tentativa y evaluar
sri efecto.
Tratamiento de la acidosis metabólica:
de bicarbonato de sodio?
La alcalosis metabólica tiene una alta incidencia entre los trastornos ácido-base de la población hospitalaia; contribuyen a ello la terapéutica dirirética, el uso de sondas niisogástricas y laadministración de corticoides.
Dado qrie por debajo de rin pH de 7.20 sr
producen alteraciones cardiovasculares que
Alteraciones del estado ácido-base
a
,
Es un trastorno ácido-base caracterizado por
el incremento primano del hicarhonato plasmático, y por lo tanto de las bases buffers, que
conduce a la alcanización de los líquidos corporales y al aumento de la pCO, como respuesta compensadora tendiente a aminorar la intensidad de la alcalemia.
Hay una correlación directa entre el incremento d e l bicarbonato y la pCO,. Cada
1 m E q L que aumenta el HCO,, la pCOi aumenta entre 0,6 y 0,7 mm Hg. Como consecueiicia de la hipoventilación, la alcdosis metabólica se acompaña siempre de cierto grado
de hipoxemia, como podemos apreciar por la
ecuación de gas alveolar.
PO, alv = PO, insp - pCO,/R min Hg
PO, art s PO2 alv - 10 mm Hg
Si la ventilación se incrementa, por otra patología asociada o por el uso de asistencia respiratona mecánica (ARM), la alcalemia puede
ser extrema (alcalosis inetabólica y respiratoria). PULel coiiirario, una $0, mayor quc la
esperada indica una acidosis respiratoria agregada.
Las alcalosis metabólicas se pueden dividir en
dos grandes gnipos, basándose en la detemnación del cloro en orina de una muestra al azar:
1. Asociada con disminución del cloro y del
volumen del LEC, caracterizada por un cloro urinario bajo: < 10-20 mE@, que se com g e con la administración de sales de cloro: alcalosis sensible al cloro.
2. Asociada en general con volumen del LEC
normal o auiiierilado, cloro urinario alto:
> 20-40 mEq/L, que no revieae con la administración de sales de cloro: alcalosis resistente al cloro.
ALCALOSIS M E T A B ~ L I C ASENSIBLE
A L CLORO
Debemos distinguir por un lado las causas
que ln generan. por el otro las que la mantienen, sin las cuales su existencia no será posible. En condiciones normales el exceso de á1cali ac elimina rápidanicntc por cl riñón.
La alcalosis metabólica se origina por: 1)
pérdida de ácidos fijos, 2) ganancia de bases,
3) pérdida de líquidos con haja concentración
de HCO,.
Pérdida de ácidos fijos
-
~
105
,
'
,' t
,-',
1~5.'
L a . pérdidas pueden ocuirir a través del tracto gastrointestinal o del riñón. Las que se obseryan con mayor frecuencia en la clínica son
las gastrointestinales, sobre todo asociadas con
pérdida de ácido clorhídrico por vómitos o succión nasogásrrica.
Tarribiéii se pierde ácido clorhídrico por la
materia fecal en un raro síndrome llamado clomrorrea congénita o en el adenoma velloso del
colon y del recto.
X L a péfdida de ácidos por el riñón es una consecuencia del uso d-ticos
como la-osemida o las tiazidas. En la alcalosis post hipercapnia, que se presenta en pacientes que sufren
una caída brusca de la pCO,, la respuesta fisiológica a la hipercapnia es la pérdida renal de
ácidos. la cual da como resultado un incremento del bicarbonato plasmático que se pone de
manifiesto al disminuir la pCO,, si por ejemplo
se coloca e11ARM al pacicnte.
En todos los casos la pérdida de líquido lleva
a la disminución del wlumen del LEC.
%
.
Ganancia de bases
La alcalosis ocurre, en presencia de depleción de volunien o disminución de la función
renal, como consecuencia de: a) metabolismo
de ácidos orgánicos (láctico, cetoácidos) en pacientes con acidosis metabólica tratada con
HCO, o que tenían una causa previa de alcalosis, como vómitos; b) por el metabolismo del
citratu en pacieiites sometidos a transfusiones
masivas; c ) por el uso de antiácidos no absorbiles (OH),Mg, junto con resinas intercambiaoras de cationes.
-
Pérdida de líquidos con baja concentración
de"CO3
b,,4t;r;Ds
La alcalosis se produce por la disminución
del volumen del LEC, con la consiguiente reducción del espacio de distribución del HCO, y
la alcalinización de los líquidos corporales, como consecuencia por ejemplo del tratamiento
con diurEticos potentes.
Mantenimiento de la alcalosis metabólica
Durante el drenaje gástrico o el tratamiento
diurético se produce, además de la pérdida de
cloro, una diuresis sódica y de potasio que conduce a la depleción del volnmen de LEC y de
406 Medio interno
cloro, y ésta al hiperaldosteronismo secundario
y a la hipopotasemia.
Si bien estos cuatro factores contribuyen a
im~edirune el riñón restaure el euuilibrio áci-
,,
pectivamente:
Cuando la causa es el exceso de álcali administrado, el incremento del HCO, depende del
estado volumétrico y de la función renal. La
cantidad de HCO, que filtra por el riñón está en
función de la velocidad de filtración glomerular y la coucentración de HCO, plasmático.
Cuando la concentración de HCO, aumenta,
como consecuencia de una sobrecarga en uii
paciente no ávido de sodio, la resorción no aumenta en relación con la carga filtrada. Esto no
representa un umbral para la resorción, es simplemente una respuesta amortiyadora a la expansión del volumen, que se traduce en una
disminución de la resorción del Na y en la pérdida del exceso de HCO,.
Por el contrario, cuando existe avidez por
Nai. aumenta junto con su resorción l a de
HCO,.
ALCALOSIS METABÓLICA RESISTENT E AL CLORO
ce a un aumento del volumen de LEC y ganaiicia de peso. Esta avidez exagerada por el cloruro de sodio se asocia con una mayor excreción
de protones y de potasio por el nifrón distal,
que da como resultado la alcalosis y la hipopotasemia.
Existen mecanismos compensadores que
contraiTestan el efecto retenedor de sodio, evitando un mayor aumento de volumen y de peso, por medio de la excreción del sodio ingerido con la dieta y la d e s a m ó n d e las pérdidas
renales de potasio. Esto se denomina escape
niiiieralocorticoide y se logra así un nuevo estado de equilibrio con hiperbicarbonatemia e
hipopotasemia, que se mantendrá mientras persista una incrementada actividad mineralocorticoidea, juntamente con la deficiencia crónica
de potasio.
Los mismos factores que actúan para generar
la alcalosis metabólica son los que la mantienen.
ocurre frecuentemente con alcalemia grave.
Puede haber letargia o confusión o coma. También puede observarse agitación, conducta irracional y desorientación. El mecanismo no se
conoce bien: la hipoxemia y la hipoperfusión
secuudaria o contracción de volunien desempeñan sus roles.
Muchas de las manifestaciones clínicas son
b, J L ~ L Q X ~ , ~ ,
Se caracteriza por una alcalosis persistente
asociada con un volumen de LEC normal o aumentado y un cloro urinario elevado.
El prototipo es el exceso de mineralocorticoides primario o secundario, si bien otras patologías asociadas con una reabsorción alterada
de cloro, como el síndrome de Bartter y la depleción severa de potasio, comp en este mecanismo.
Es importante recordar que la insuficiencia
moderada en potasio no ocasiona una alcalosis
metabólica, sino que es más bien, casi siempre,
secundria al estado alcalóhco.
La severa de~leciónde K+, es decir K+ sérico
2 2 -lL
con déficit corporal del ion mayor
Efectos cardíacos como la prolongación del intervalo QT y las ondas U en el electrocardiograma, la mayor incidencia de anitmias y la
sensibilidad incrementada a la digital, parecen
deberse a la hipopotasemia.
La alcalemia puede inducir una dismipución
del calcio ionizado, por la mayor unión de éste
a -proteínas
plasmátic?~ (calcio total = npy
etefecto sería de poca magnitud, si
bíénriay aumento de la actividad neuromuscular que puede llegar a la tetania.
Los efectos sobre la veutilación tienen p a n cular importancia en los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC),
en
los cuales puede exacerbarse la hipoxemia y
.de todo el netrón, pero es más pronunciada en la hipercapnia. El desplazamiento de la curva
el nefrón distal. La alteración revierte con la de disociación de la 0,Hb hacia la izquierda
.r?di.u;ii>n d: lo, ni\.cI:b it)rpor3i~1
J:~ X K I O - empeorana la entrega de O, a los tejidos en las
El ,:i:ew Jc min~:rnlo:orti.oiJ<:~produir primeras 6-8 horas hasta que se incrementa el
una retención renal de cloro y sodio que condu- 2,3 DPG y el efecto se anula.
"f
Alteraciones del estado ácido-base
407
PO:,,, =presión de oxigeno alveolar
PO,,,, =presión de oxigeno inspirado
R =cociente respuatoiio
PB =presión barométrica
PVH,O =presión de vapor de agua
Diagnóstico diferencial (fig. VI-3.12)
ACIDOSIS RESPIRATORIA
La acidosis respiratoria es un trastorno ácido-base, caracterizado por un descenso en la
ventilación alveolar, relacionado con la producción de dióxido de carbono.
Entie la PO: alveolar y la PO, arteria1 existe
un gcadjente, explicado por difusión, desigualdad VIQ y shunt:
De la ecuación:
pCO, (mm Hg) z VCO,N~IV
Este gradiente se mantiene normal cuando
la hipoxia esti asociada con hipoventilación
pura y está incrementado cuando se asocia
con desigualdad entre la ventilación y la perfusión.
Como respuesta compensadora a la hipercapnia, aumenta el HCO, plasmático. Este incremento se produce por dos mecanismos difelentes:
VCO, = Producción de CO,
Valv = Ventilación alveolar
Snrge que la pCO, puede incrementarse: a) como consecuencia de un aumento en la producción de CO,, situación prácticamente impensable, ya que en condiciones normales el pulmón
tiene una amplia reserva para su eliminación, y
b) por disminución de la ventilación alveolar,
que siempre da como resultado una hipoxemia,
excepto que se incremente la fracción de oxígeno inspirado. Esto se ve claramente con la
ecuación del gas alveolar.
CO,
PO,," = PO,,,,, - PCO,/R
= (PB - PVH,O) FIO, - pCO,/R
= (PB - PVH,O) FIO, - pCO,/R
PO,,
HCOj
pH
+
0.7 AHCO;
1
pCO,
=
1
1
,ApO;
AHC:
ApCO, -Alcalosis
Ciom urinario
+ H,O o H,CO,
o HCO,+ Hi
EB*
7.0,
f
CI-,
I
l. LJUnilación de los buffers no bicarbonato,
fundamentalmente los intracelulares (intercambio N¿+-H+,K+-H+,HC0,Cl) y también
las proteínas plasmáticas.
AHCO,
\0,7
Alcalosis
alcalosis respiratoria
metabólica 4
metabolica pura
c
Alcalosis metabólica 4
alcalosis respiratoria
ApCO,
Alcalosis resistente a cloro
CI-, > 20 mEq/L
c 10 mEq/L
Perd da de igu gastnco
Perd da de c uru DUr Iicccs
Tratamiento con diuréticos
Estados pashipercapnia
Presión arteria1
normal o disminuida
S iidromn de Bdrhnr
A ralos s
.dionalica
~
y-
Depleción severa de K*
Abuso subrepticio
de diuréticos
Fig. VI-3-12
I I
Presión aiterial
aumentada
Aldos~nroiismo primano
Hcniii cm0 ~rimaro
Sindmme de Cushing
Ingestión de compuestos
con propiedades
mineralmiticoides
408 Medio interno
\
~ \k
3
Si recordanios que la concentración normal
de HCO, e s de 24 mmollL y la de H+
0.000040 mmol/L, cada mmol de CO, que
se hidrata elevará la concentración de HCO,
a 25 mmoUL y la de H+ a 1.O00040 mmoVL,
lo cual, de no existir los buffers corporales,
daría como resultado una disminución importante del pH plasmático.
El incremento del HCO, por este mecanismo se produce rápidamente, entre 5 y 10
minutos, y corresponde un incremento de
1 mmoUL cada 10 mm Hg (1,3 Wa) que aumenta la pCO,.
En este punto el exceso de base permanece
sin cambio (aunque, como ya se dijo, in vivo se torna ligeramente negativo).
2. En forma simultánea con la amortización de
los buffers corporales, se ponen en marcha.
mecanismos de compensación renal, tendientes a incrementar aun más el HCO,
plasmático, aunque éstos se manifiestan
después de 4 a 6 horas. El incremento de la
pCO, dispara la señal al riñón para incrementar la excreción ácida (en gran parte en
forma de amonioj y conservar el HCO, generado, incrementando su reabsorción. Esto
d a como resultado un incremento de
3 mmol/L en el HCO, por cada 10 mm Hg
(1 >3W a j que aumenta la pCO,. La ganancia
de HCO, produce un incremento de las bases buffers y por lo tanto el exceso de base
es positivo. Los valores de HCO,, menores
que los esperados se asocian con acidosis
metabólica y los valores mayores con alcalosis metabólica.
A medida que se incrementan los depósitos
corporales de HCO, disminuyen los de cloro.
La depleción de este ion se produce como consecuencia de su pérdida a través del riñón, en
primera instancia aconipañando al Na y al K y
luego a la excreción de amonio. Vale la pena
recordar que el uso de diuréticos, terapia habitual en pacientes bronquiales crónicos con edemas; incrementa aun más las pérdidas de cloro,
lo que da como resultado una alcalosis metabólica que puede empeorar el cuadro de hipercapnia e hipoxemia.
En el análisis de datos ácido-base es importante tener presentes las bandas de compensacióri, tanto para el estado agudo coino para el
crónico, porque un mismo juego de datos puede ser compatible con varios trastornos ácidobase.
Por ejemplo, los datos correspondientes a un
determinado paciente son:
PO, = 48 mni Hg
pCO, = 65 nini Hg
pH = 7,27
EB = t 1
HCO, = 29 mmoUL
HCO, esperado para el estado agudo: 26,5
mmoUL
HCO, esperado para el estado crónico: 31,5
mmoUL
El HCO, del paciente de 29 mniol/L está en
un valor intermedio entre una compensación
aguda y una crónica, por lo tanto estos datos
son compatibles con tres estados ácido-base diferentes:
Acidosis respiratoria aguda t alcalosis metabólica.
Acidosis respiratoria crónica t acidosis metabólica.
Acidosis respiratona crónica t acidosis respiratoria aguda.
Esto nos orienta hacia la consideración de
diferentes patologías asociadas.
CAUSAS DE AC~DOSIS
RESPIRATORIA
En la acidosis respiratoria debemos diferenciar los procesos agudos de los crónicos. si
bien en ambos la retención de CO, se produce
por disminución inadecuada de la ventilación
minuto.
CAUSAS DE ACIDOSIS RESPIRATORIA
AGUDA
Depresión del centro respiratorio
asociada con:
.
Sobredosis de drogas (heroína, morfina, barbitúricos, benzodiazepinas, sedantes no barbitúricos y alcohol asociado con otras drogas.
Lesiones del sistema nervioso central: traum a t i s m o ~ ,infecciones, infarto o lesiones
ocupantes.
Alteraciones neuromusculares por drogas:
curare, pancuronio, succinilcolina, organo-
Alteraciones del estado ácido-base
fosforados; lesión cervical alta; botulismo; tétanos; síndroine de Guillain-Barté; crisis miastéRica; hipopotasemia.
Alteraciones pulmonares obstructivas
Aspiración de cuerpo extraño
Aspiración de vómito
Broncoespasmo (asma)
Síndrome de apnea del sueño obstructiva
Alteraciones pulmonares
restrictivas
Neumotórax, hemotórax
Neumotitis severa
Síndrome de dificultad respiratoria del adulto
Trastornos circulatorios severos
Edema pulmonar severo
Paro cardíaco.
CAUSAS DE ACIDOSIS RESPIRATORIA
CR~NICA
Depresión del centro respiratorio
Síudrome de obesidad e hipoventilación: síndrome de Pickwick
Sobredosis crónica de sedantes
Hipoventilación alveolar primaria: maldición
de Ondina
Neoplasia del sistema nervioso central
409
Es difícil diferenciar las manifestaciones debidas a hioercaouia de las orovocadas oor la
frecuente hipoxemia. Las alteraciones más importantes corresponden al SNC. Su fisiopatología es multifactorial y dependiente de la magnitud y velocidad de desarrollo de la hipercapnia,
el grado de acidemia y la severidad de la hipoxemia.
La hipercapnia aguda se asocia frecuentemente con ansiedad. disnea severa, desorientación, confusión, incoherencia, agresividad y
hasta con una psicosis transitoria. Con la hipercapnia muy severa hay estupor y coma. El coma es característico de los hipercápnicos crónicos cuando se los somete a altos flujos de oxigeno inspirado, que suprime la conducción hipóxica de la ventilación, que en estos pacientes
es el único estímulo, ya que su centro respiratorio es insensible a los cambios en la PC02 (narcosis por CO,).
Los signos y síntomas de hipertensión endocraneana, probablemente debidos a vasodilatación cerebral por CO,, pueden constituir un
cuadro de pseudotumor cerebral con cefalea,
edema de papila. convulsiones y coma.
La hipercapnia se caracteriza por piel caliente y pulso saltón, con aumento del volumen minuto cardíaco y la presión arterial. Si existe hipoxemia severa se observan hipotensión y también bajo volumen minuto, que predispone a
arritmias.
ALCALOSIS RESPIRATORIA
Alteraciones neuromusculares
Esclerosis múltiple
Poliomielitis
Distrofia muscular
Mixedema, polimioaitis
Parálisis diafragmática
Alteraciones obstructivas
Enfermedad pulmooar obstructiva crónica:
bronquitis, enfisema
Alteraciones restrictivas
.
Fibrosis intersticial
Neumonitis prolongada
Ascitis
Obesidad
Se origina como consecuencia de una ventilación alveolar excesiva en relación con las necesidades existentes en el organismo para la
eliminación de CO,, lo que resulta en una pCO,
arteria1 más baja qne la apropiada para esas circunstancias.
Tal ventilación en exceso se denomina hiperventilación. Un incremento en la ventilación
que convenga a las necesidades fisiológicas no
se considera hiperventilación (por ejemplo, por
aumento de la prodncción de CO? durante el
ejercicio).
El descenso en la pCO, lleva a la alcalinización de los líquidos corporales y esto a la titulación inmediata de las sustancias tampones no
bicarbonato, que se traduce en una peqneíia reducción del HCO, plasmático. Cada 10 mm Hg
(1.3 kPa) que desciende la pCO,, el HCO, dis-
&3 "iiIki.í>(a_l,
410 Medio inrcrtzo
minuye en 2 mrnolíL. Como no hay pérdida neta de HCO,, el exceso de base no sufre modificación.
La p C 0 2 haja también actúa sobre el riñón.
induciendo un descenso en la excreción ácida
neta, como consecuencia de hicarhonaturia y
disminución en la excreción de acidez titulahle
y amonio. Estas acciones se llevan a cabo con
independencia del valor de pH o de HCO, plasmáticos.
Esta reducción s e c u n d k a de HCO, se pone
de manifiesto a partir de 7 a 12 horas y cada 10
mm Hg (1.3 kPa) que disminuye la pCO,, el
HCO, lo hace en 4 mnioVL.
Por este mecanismo hay pdrdida neta de
HCO,; por lo tanto, el exceso de base es negativo.
Los valores de HCO, menores que los esperados nos orientan a pensar en la coexistencia
de una acidosis metabólica, y los valores mayores, en una alcalosis metahólica.
Causas
El aumento en 1; venti~ációnalveólar puede
estar originado por:
1. Procesos nsociados cori una rnenor disyonibiliiind d e oxígrrru. Los quimiorreceptores
periféricos son estimulados para incrementar la ventilación alveolar por disminución
de la disponibilidad de oxígeno.
Por lo tanto la hipotensióu, la anemia severa
y la hipoxia originan alcalosis respiratoria.
La hipoxia puede estar asociada con disminución del 0, inspirado, como ocurre en la
exposición a grandes alturas, o como resultado de una desigualdad entre la ventilación
y la perfusión, como en el tromhoembolismo pulmonar, las intersticiopatías, la neuiiionía, el edema pulmonar y el síndrome de
dificultad respiratoria del adulto. En todos
ellos. la ventilación es estimulada no sólo
por la hipoxia, sino tamhién por impulsos
vagales aferentes que proceden de receptores pulmonares, como por ejemplo los de
tensión, los yuxtacapilares o los de irritación.
2. Procesos que estimulan dirrctanrertre los
centros re.vpirntorios en el sistenrn nervioso
cerrtral La regulación de la ventilación por
4yi~
los quimiorreceptores puede ser superada
por la voluntad. Esto indica la existencia de
centros corticales en el cerebro, que se ponen en evidencia en la hiperventilación asociada con estados de ansiedad e histeria y
tamhién con algunas enfermedades del sistema nervioso central
Las enfermedades neurológicas producen hipocapnia relacionada con dos patrones de respiración: hiperventilación central (aumento de
la frecuencia y el volumen) y Cheyne-Stokes
(hiperventilación seguida de apnea). Que esté
presente uno u otro patrón depende del sitio de
la lesión. Coniparten estas características un
gran núniero de enfermedades: accidenie cerehrovascular, traumatismos, tumores, infecciones.
También aparece alcalosis respiratoria durante la recuperación hrusca de una acidosis
metahólica (disminución del pH del LCR).
Ciertos fármacos producen alcalosis respiratoria. Los salicilatos son, sin duda, la causa
más frecuente. Estimulan directamente los quimiorreceptores centrales y la intensidad de la
hiperventilación depende de la dosis. Aunque
desacoplan la fosfonlación oxidativa, induciendo un incremento en el consumo de oxígeno y
la producción de COZ,esto no logra contrmestar el efecto de la hiperventilación sobre la
pco,.
Grandes cantidades de adrenalina, noradrenalina y angiotensina se asocian con hiperventilación, así conio también los niveles elevados
de progesterona. Durante el eniharazo en general, el incremento en la ventilación sigue al incremento de los niveles de progesterona. El valor de referencia normal para la embarazada en
el tercer trimestre es pH = 7,40 ir 0,03, pCO, =
29 3 nim Hg (3,77 _+ 0,39 kPa), HCO, 20 3
mmoíL.
En pacientes con enfermedad hepática es común encontrar alcalosis respiratoria. Aunque
su patogénesis permanece incierta, la hipoxemia atribuida a un desequilibrio entre la ventilación y la perfusión secundaria a ascitis, y la
admisión venosa debida a shunt portopulnionar
o intrapulmonar, han sido sugendas como causas. No obstante, la hipoxemia es frecuentemente moderada y puede no existir correlación
entre el grado de hipoxemia e hipocapnia. Si
bien la hiperamoniemia ha sido considerada
como causa de hiperventilación, no existe correlación entre sus niveles y los de pCO,, por lo
cual se duda de la importancia de esta asocia-
+
+
Alteraciones del estado ácido-base 411
ción. El aumento en los niveles de progesterona. hiponatremia, acidosis intracelular y estímrilos físicos son otras posibles causas de biperve~itilación.
La hiperventilación puede ser nn importante
indicio de sepsis, aun en ausencia de fiebre, lencocitosis o bipotensión. Es común una alcalosis
respiratoria marcada pCO, 5 30 mm Hg (3,9
kPa). La raquipnea puede ser un efecto directo
de la endotoxina o estar mediada por kalicreína,
bradiquinina. prostaglandinas o complemento.
En los pacientes en ARM, la alcalosis respiratoria pnede ser inducida en forma yatrogénica o
con fines terapéuticos porque la hipocapnia disminnye la presión endocraneana (por la vasocontricción de los vasos sanguíneos (cerebral).
Resumiendo, las causas de alcalosis respiratoria son:
Hipoxia: disminuida FIOZ,alteraciones VIQ,
hipotensión y bajo volnmen minuto, anemia.
Alteraciones del sistema nervioso central: hiperventilación voluntaria, enfermedades neurológicas.
Estímulo farmacológico, tóxico u hormonal.
Hiperventilación mecánica.
MANIFESTACIONES CLINICAS
Están dominadas por la enfermedad de base
y la mayor parte sólo se ve en la hipocapnia
agnda, coexistiendo con alcalemia notable. La
cefalea, la confusión y las convulsiones pueden
deberse a vasocontricción cerebral e hipoxia.
La disminución de la pC02 disminnye el tlujo sanguíneo cerebral, pero el consnmo de oxígeno permanece constante, por lo que disminuye la PO, venosa cerebral. Cuando la hiperventilación se asocia con hipoxia, no se conoce si
el efecto vasodilatador de la hipoxia predomina
sobre el vasoconstrictor de la hipocapnia.
La alcalosis respiratoria puede precipitar una
sintomatología cardíaca: taquicardia, arritmias
auriculwes y, en algunas ocasiones. ventriculares.
Se producen pequeños desplazamientos inhacelulares de Na, K, P en la alcalosis aguda.
que no persisten en el estado crónico.
Si recordamos la ecuación de HendersonHasselbach
Cnando la concentración de HCO, y la pCO, se
modifican en sentido opuesto, el impacto sobre
el pH es grande y se pueden alcanzar valores extremadamente peligrosos. Tal es el caso de un
paciente con diarrea intensa y parálisis de los
músculos respiratorios por hipopotasemia, en el
cual van a coexistir acidosis metabólica y respirato~ia,o de un paciente con insuficiencia hepática en la cual la alcalosis metabólica y respiratoria están presentes conio consecuencia de la
succión nasogásmca y la encefalopatía hepática.
Si por el contraio la concentración de HCO,
y la pCO, se nioditicai en el mismo sentido, o
la ganancia de HCO? es contrabalanceada por
la pérdida de él conio ocurre cuando se presentan simnltáneamemte vómitos y diarrea, el
efecto sobre el PH es nienor. pudiendo incluso
llegar a ser normal.
El cuadro V1-3-4 nos perniite, junto con la
historia clínica del paciente. orientarnos en el
diagnóstico de los diferentes trastornos ácidobase, tanto simples como mixtos.
Si no conocemos los antecedentes clínicos
del paciente, el simple análisis de los gases en
sangre puede conducirnos a conclusiones erróneas; por ejemplo, los datos de laboratorio correspondientes a un determinado paciente son:
pH = 7,54
pCO, = 25 mm Hg
HCO, = 21 mmoiK
EB = + 1
Na = 133 mmolíL
K=3,5
C1= 85
Estos datos ácido-base son compatibles con
alcalosis respiratoria. Teniendo en cuenta las
bandas de compensación:
TRASTORNOS ÁCIDO-BASE MIXTOS
HCO, esperado para el estado ácido-base agudo = 21 mmoiK
HCO, esperado para el estado ácido-base crónico = 18 mmoVL
Los trastornos ácido-base mixtos se definen
como la coexistencia de dos o más alteraciones
simples, y su efecto sobre el pH es variable.
Corresponden a una alcalosis respiratoria
aguda y pueden pertenecer a un paciente con
una crisis de histeria.
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'e3!1oqeiau sFsoppe d e3!I?qe)am s!so@~[e'eu
-oiendsa~s!so[e3@ 'a~du)aseq-op!~?ouroiseli
un uoa sa1q~edmo3woqe uqlas soiep souis!m
SO[ [en3 01 rod 'e3!loqeiam s~sop!~e
ap aiuau
-0duro3 un ap epuasald e1 lexpu! ejipod sou
.,
..
oluanueleli e opgauos e~!isaZuo:, e3ep-w eta
-uapgnsul u03 aiuaped un e sa~ua!puodsarro3
'e3!r?qeiam s!so~e~@
eun d e3!u?m euoie~!dsa~
s!so@J[e eun u03 salq!ieduro3 uos u?!quieI
Alieraciones del estado ácido-base 413
terminación de éstos en la sangre venosa mixta
nos pennire descubrir un trastorno
la
acidosis respiratoria venosa.
La acidosis respiratoria venosa mixta está relacionada con los estados de haio tluio.
, . más
precisamente con el paro cardíaco. En condiciones de bajo flujo hay un mayor tiempo de
tránsito de la sangre por los capilares sistémicos, por lo cual la remoción del CO, de los tejidos disminuye, con la consiguiente acidosis intracelular e hipercapnia venosa. Al mismo
tiempo se incrementa la remoción del CO, de
la sangre que atraviesa los pulmones, como
consecuencia del incremento de la relación
VIQ (asociado con el bajo flujo), daudo como
resultado una hipocapnia arteiial.
Por lo tanto, en los estados de bajo flujo.
mientras los gases arteriales solamente reflejan
el intercambio gaseoso pulmonar, los gases ve^^
nosos mixtos son un niejor indicador de la oxigenación y la acidosis tisular.
LECTURAS RECOMENDADAS
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