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Equilibrio ácido-base

Equilibrio en ácido-base

escala de ph

escala de ph

Las actividades metabólicas requieren de una regulación precisa del liquido acidobásico, el cual se refleja en el pH del LEC.

regulaciones metabolicas ácido-base

regulaciones metabólicas

El pH  de los líquidos extracelulares se mantiene en un intervalo muy estrecho de 7.35 a 7.45.

El equilibrio se conserva mediante mecanismos que generan, amortiguan, y eliminan ácidos y bases.

Niveles de ph

Niveles de ph

El pH se regula mediante sistemas extracelulares e intracelulares que amortiguan los cambios en el pH.

Química del estado acidobásico 

Un acido es una molécula que puede disociarse y liberar un ion de hidrógeno, y una base es un ion o molécula  puede combinarse con hidrógeno.

hidrogeno

hidrogeno

La concentración de Hidrógeno en los líquidos corporales es baja en comparación con otros iones. El pH mantiene una relación inversa con la concentración de hidrógeno, un pH bajo indica una concentración alta de este ion, y un pH alto una concentración baja de hidrógeno.

  • Los ácidos fuertes se disocian por completo.
  • Los ácidos débiles solo lo  hacen en proporción limitada.

Producción de ácido y base

Los ácidos se generan de forma continua como productos intermedios de los procesos metabólicos y Pertenecen a dos grupos:

  1. El ácido H2CO3 volátil.
  2. Ácidos no volátiles.

¿Cuál es la diferencia entre los dos tipos de ácidos?

  • El H2CO3 se halla en equilibrio con el CO2(H2CO3-CO2+H2O) el cual es volátil y sale del organismo a través de los pulmones.
  • Los ácidos no volátiles (sulfúrico, clorhídrico, fosfórico) no se eliminan por vía pulmonar, sino que se amortiguan con las proteínas corporales y luego se eliminan por vía renal.

Dióxido de carbono y producción de bicarbonato

El dióxido de carbono es el producto final del metabolismo aerobio y Se transporta a la circulación como gas disuelto (ion bicarbonato o carbaminohemoglobina).

¿El dióxido de carbono es un gas o un ácido?

  • Es un gas que se combina con agua para ser catalizado por la enzima anhidrasa carbónica (presente en eritrocitos, células tubulares renales y otros tejidos del organismo).
  • La velocidad de la reacción entre el dióxido de carbono y el agua aumenta 5 mil veces por la presencia de la anhidrasa carbónica.

Producción de ácidos y bases fijos o no volatiles

  • El metabolismo de las proteínas de la dieta y otras sustancias genera ácidos y bases fijos y no volátiles.
  • La oxidación de aminoácidos que contienen azufre (metionina, cisteína).
prduccion de acidos y bases fijos

producción de ácidos y bases fijos

¿Cuál es la principal fuente de bases? 

  • El metabolismo de aminoácidos como aspartato y glutamato.
  • Y el metabolismo de ciertos aminoácidos orgánicos como el citrato, lactato y acetato.
  • En condiciones normales la producción de acido es mayor que la de base.

Regulación del pH

El Ph de los líquidos corporales esta regulado por tres mecanismos principales:

  1. Sistemas amortiguadores químicos en líquidos corporales, combinándose ácidos o bases para los cambios del pH.
  2. Control pulmonar de la eliminación de CO2.
  3. Eliminación renal de H+ además de que los riñones reabsorben y generan HCO3.

Sistemas amortiguadores químicos 

La regulación del pH depende de sistemas amortiguadores químicos en el LIC y LEC. Un sistema amortiguador consiste en un par con base débil y un ácido conjugado.

Los tres sistemas amortiguadores son…

  1. Sistema Amortiguador de bicarbonato.
  2. Sistema de intercambio transcelular hidrógeno-potasio.
  3. Proteínas corporales.

SISTEMA  AMORTIGUADOR DE BICARBONATO

Es el principal amortiguador del LEC, usa H2CO3 como su ácido débil y una sal de bicarbonato, es un sistema eficaz ya que se elimina del cuerpo fácilmente.

SISTEMA DE INTERCAMBIO TRANSCELULAR DE HIDROGENO- POTASIO

Es un mecanismo importante en la regulación del equilibrio acido básico, El H+ como el K+ tiene cargas positivas y ambos iones se mueven con libertad entre los compartimientos del LIC y el LEC.

LAS PROTEÍNAS

  • Constituyen el sistema amortiguador más grande del organismo.
  • Estas moléculas son anfotericas y pueden actuar como ácidos o bases.
  • Los amortiguadores se localizan en las células.
  • Los iones H + y el CO2  se difunden a través de las membranas celulares para amortiguarse con las proteínas intracelulares.
  • La albumina y las globulinas plasmáticas son los principales amortiguadores proteínicos en el compartimiento vascular.
  • El hueso es una fuente adicional de amortiguación ácido básica.
  • El exceso de iones H+ puede intercambiarse por Na y K+ en la superficie osea.

El 40% de la amortiguación de una carga aguda de ácido tiene lugar en el hueso y la función de los amortiguadores óseos es mayor en presencia de acidosis crónica.

Las consecuencias de la amortiguación ósea incluyen desmineralización del hueso y predisposición al desarrollo de cálculos renales por el incremento de la excreción urinaria de calcio.

Mecanismos Respiratorios de Control

El aumento de la ventilación reduce la PCO2, mientras que el descenso de la ventilación la incrementa. Los quimiorreceptores en el tronco de encéfalo y los quimiorreceptores periféricos en los cuerpos carotídeos y aórticos perciben los cambios de la PCO2 y el pH sanguíneo, y modifican la frecuencia respiratoria.

  • Alcanza su máximo nivel en 12 h a 24 h.
  • No normaliza el pH del todo.
  • Su efectividad es sólo del 50% al 75%.

Mecanismos Renales de Control

Los riñones regulan el pH del LEC mediante 3 mecanismos:

  1. Eliminación de H+ en la orina.
  2. Reabsorción del HCO3- filtrado.
  3. Producción de bicarbonato nuevo.

Los mecanismos respiratorios no pueden ajustar el pH en minutos, pueden continuar su acción durante días hasta que el pH se normaliza.

Intercambio hidrógeno/bicarbonato

  • Regula el pH mediante la secreción de exceso de h+ y reabsorción de HCO3- en los túbulos renales.
  • El bicarbonato se filtra en el glomérulo y se reabsorbe en los túbulos.

La reabsorción del bicarbonato también necesita la presencia de la anhidrasa carbónica para catalizar la combinación de CO2 y H2O para formar H2CO.

La anhidrasa carbónica se encuentra en el interior de la célula y en la superficie tubular, lo que permite que el H+ secretado se combine con HCO3-, El H2CO3 se disocia con rapidez tubular para formar CO2 y H2O que atraviesan con facilidad la membrana celular tubular.

La anhidrasa carbónica cataliza de nuevo la formación de H2CO3, que luego se disocia en HCO3 y H+. A continuación, el HOC3 sale de la célula tubular y pasa al LEC; el H+ se secreta hacia al liquido tubular para iniciar otro ciclo de recuperación de HCO3.

Reabsorción de Bicarbonato Mediante Intercambio Cloro/Bicarbonato

El cloro se absorbe junto con el sodio a través de los túbulos. En situaciones de hipovolemia por vómito y falta de cloro, los riñones se ven forzados a sustituir el HCO3 por el anión Cl- lo que incrementa la absorción del primero.

  • La alcalosis Hipoclorémica se refiere al aumento del pH debido a la mayor reabsorción del HCO3- por el incremento de la concentración del Cl-,.
  • La alcalosis hiperclorémica indica el descenso de pH por una menor reabsorción de HCO3 secundaria a la mayor concentración de cloro.

Intercambio de potasio/hidrógeno

Sustituye la reabsorción de K+ por la secreción de H+ en los riñones, Cuando la concentracion sérica K+ desciende, el K+ se desplaza del compartimiento de LIC al del LEC y hay un desplazamiento reciproco de H+ del compartimiento LEC al del LI.

La acidosis tiende a intensificar la eliminación de H+ y reducir la eliminación de K+, con un aumento resultante de potasio sérico, mientras que la alcalosis tiende a disminuir la eliminación de H+ e incrementar la de K+ con el descenso consecuente de potasio sérico.

Amortiguadores de fosfato y amoniaco

Sistema Amortiguador de Fosfato:

  • Utiliza HPO4 y H2PO4 que se encuentra en el filtrado tubular para amortiguar el H+.
  • La combinación de H+ con HPO4 para formar H2PO4 permite que los riñones aumente la secreción de iones H+.

Sistema Amortiguador de Amoníaco:

  • Las células tubulares renales son capaces de usar el aminoácido glutamina para sintetizar NH3 y secretarlo hacia el liquido tubular.
  • Los iones de H+ se combinan con el amoníaco para formar iones de amonio (NH4+).
  • A su vez, estos iones se combinan con iones CL- que se encuentran en el liquido tubular para formar NH4CL, que luego se elimina por la orina.
  • En condiciones normales, la cantidad de H+ que se elimina por este sistema se aproxima al 50% de ácido excretado y el HCO3- nuevo renegreado.

Pruebas de laboratorio

Gasometria

Gasometría

Gasometría arterial

Es útil para valorar el componente respiratorio del equilibrio acido-base.

La gasometría se realiza mediante un analizador de gases, que mide directamente los siguientes parámetros: pH, se expresa en unidades absolutas; presión parcial de CO2 (PCO2), se expresa en mmHg; presión parcial de O2 (PO2), se expresa en mmHg. A partir de estos parámetros, se calcula el bicarbonato sódico (HCO3), que se expresa en mEq/l.

 Principales parámetros 

Ph sanguineo

Ph sanguineo

Para la valoración de la función respiratoria los cuatro parámetros fundamentales en sangre arterial son los siguientes:

pH:

Mide la resultante global de la situación del equilibrio ácido-base.

PaCO2:

Mide la presión parcial de dióxido de carbono en sangre arterial. Se trata de un parámetro de gran importancia diagnóstica, pues tiene estrecha relación con una parte de la respiración: la ventilación (relación directa con la eliminación de CO2). Así, cuando existe una PaCO2 baja significa que existe una hiperventilación, y al contrario, cuando existe una PaCO2 elevada significa una hipo ventilación.

PaO2:

Mide la presión parcial de oxígeno en sangre arterial.  Parámetro, así mismo, de gran utilidad, ya que evalúa la otra parte de la  respiración: la oxigenación (captación de oxígeno del aire atmosférico). Una  PaO2 baja significa que existe hipoxemia y una PaO2 elevada, una hiperoxia.

HCO3:

Mide la saturación del componente básico del equilibrio acido-base. El exceso o déficit de base es una medición del exceso o déficit del HCO3, Un exceso de base indica alcalosis metabólica y la deficiencia de base indica acidosis metabólica.

Tabla de rangos

Tabla de rangos

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