Equilibrio Ácido-Base Dr. Pedro G. Cabrera J.

Equilibrio Acido-Base Equilibrio del ion hidrógeno Na+: 140 mEq/L Vs. H+:=0.00004 mEq/L Acido: Dador de protrones (H+) HCl, H2CO3 Base: Aceptor de protones (H+) HCO3- , proteínas Concentración Normal (H+): H+: 40 +/- 5 nmol/L = pH: 7.4 +/- 0.50 pH = - log (H+)

Equilibrio Acido-Base Ácido fuerte: se disocia rápidamente y libera grandes cantidades de H+. Ej: HCl Ácido débil: Menos tendencia a disociar sus iones. Ej: H2CO3 Base fuerte: Reacciona rápidamente con H+. y los elimina de la solución. Ej: OH - Base débil: Capta H+. de una manera más débil en relación al OH -. Ej: HCO3-

Concentración de H+ y pH Se ha introducido el concepto de pH para expresar la concentración de hidrogeniones pH = log 1 = -log[H+] [H+] Teniendo en cuenta que el pH normal de la sangre arterial es de 7.4, se habla de acidosis cuando el pH es inferior a este valor y alcalosis cuando es superior.

pH intracelular Se ha encontrado que el pH intracelular oscila entre 6.0 y 7.4 en diferentes células, con una media de 7.0 Cuando el metabolismo celular se acelera, aumenta la formación de ácidos. Igualmente la perfusión tisular inadecuada produce una rápida acumulación de ácido.

DEFENSAS FRENTE A LOS CAMBIOS EN LA CONCENTRACIÓN DE ION HIDROGENO. Existen tres sistemas fundamentales que regulan la concentración de iones hidrogeno en los líquidos corporales. Los sistemas químicos de amortiguamiento ácido-básico de los líquidos corporales que se combinan de forma inmediata con el ácido o con la base para evitar variaciones excesivas de la concentración de iones hidrógeno. Se limitan a atrapar H+. 2) El centro respiratorio, que regula la eliminación de CO2 (y por tanto, de H2CO3) del líquido extracelular. Acción en minutos. 3) Los riñones, que pueden excretar una orina tanto ácida como alcalina, lo que permite un reajuste de la concentración de iones hidrógeno en el líquido extracelular hacia la normalidad en casos de acidosis o alcalosis. Respuesta lenta, regulador más potente.

EL SISTEMA AMORTIGUADOR BICARBONATO El sistema amortiguador bicarbonato consiste en una solución acuosa con dos componentes: Un ácido débil, H2CO3, y Una sal de bicarbonato, por ejemplo NaHCO3 CO2 + H20 H2CO3 (anhidrasa carbónica) El H2CO3 se ioniza débilmente para formar pequeñas cantidades de H+. y de HCO3- H2CO3 H+ + HCO3-

EL SISTEMA AMORTIGUADOR BICARBONATO El segundo componente del sistema, el bicarbonato, se encuentra principalmente en forma de sal sódica (NaHCO3) y predomina en el líquido extracelular. El NaHCO3 se ioniza casi por completo, formando iones bicarbonato (HCO3) e iones sodio (Na+) de la siguiente manera: NaHCO3 Na + HCO3 - Si se considera la totalidad del sistema, se obtiene la ecuación siguiente: CO2 + H2O H2CO3 H+ HCO3 – Na+

FUNCIÓN DE LOS SISTEMAS TAMPÓN Un sistema tampón es una solución que contiene dos o más compuestos químicos, capaces de prevenir cambios importantes de la concentración de hidrogeniones cuando se añade un ácido o una base a la solución. Sistema ácido carbónico (H2CO3): ácido débil / bicarbonato sódico (NaHCO3) Cuando se añade un ácido fuerte como el ácido clorhídrico, al sistema tampón del bicarbonato, ocurre la siguiente reacción: H+ HCO3 – H2CO3 CO2 + H2O

Ecuación de Henderson – Hasselbach pH = 6.1 + log HCO3- 0.03 * PCO2 Permite el cálculo del pH de una solución con bastante precisión si se conoce la concentración molar del bicarbonato y la PCO2

FUNCIÓN DE LOS SISTEMAS TAMPÓN Otros amortiguadores: Fosfatos: H2PO4- // HPO4= Amortiguador del líquido de los túbulos renales e intracelulares: Proteínas: muy importantes en el intracelular

Regulación respiratoria del equilibrio acido-base pH = 6.1 + log HCO3- 0.03 * PCO2 Si CO2 PCO2 PH Si Ventilación elimino CO2 CO2 Si Ventilación concentro CO2 CO2 Acidosis Alcalosis

Efecto de la concentracion de hidrogeniones en la Ventilación alveolar La ventilacion alveolar influye en la concentracion de hidrogeniones en los liquidos corporales. Los hidrogeniones a su vez tambien modifican la ventilacion, ya que tienen un efecto directo en el centro respiratorio del bulbo raquideo. Cuando el pH baja (acido) aumenta la ventilacion pulmonar de 4 a 5 veces más de lo normal. Cuando el pH sube (alcalino), disminuye la ventilacion pulmonar.

Efecto de la concentracion de hidrogeniones en la Ventilación alveolar compensación: Si H+ PH CO2 Ventilación Centro respiratorio Si H+ PH CO2 Ventilación + -

Control renal de la concentracion de hidrogeniones Los riñones regulan las concentraciones de hidrogeniones en el espacio extracelular eliminando orina acida o alcalina. En condiciones normales cuando se filtran grandes cantidades de iones bicarbonato, baja la concentracion de bases en sangre. Cuando se secreta hidrogeniones, baja la concentracion de hidrogeniones en sangre.

Reabsorción del >4.9% HCO3- REABSORCION DE BICARBONATO Reabsorción del 85% HCO3- 4320 mEq/d HCO3- Reabsorción del 10% HCO3- Reabsorción del >4.9% HCO3-

Secreción tubular de iones hidrogeno Tubulo proximal – Asa ascendente Gruesa – Túbulo distal Se secreta H+ por transporte activo secundario. Este es el contratransporte Na- H+. Mientras el Na va al interior del capilar tubular, el H+. sale. Esto se cumple por una proteína transportadora Túbulos distales – Resto del sistema tubular Transporte activo primario Solo justifica el 5% del total de H+.eliminados. Aumenta la concentracion de H+ hasta 900 veces.

Secreción de H+ Reabsorción de bicarbonato TUBULO PROXIMAL LUZ TUBULAR CELULA SANGRE HCO3 + Na Na Na ATP H+ K HCO3 + H H2 CO3 A C Na AC H2CO3 HCO3 H2O CO2 HCO3

Líquido intersticial renal Secreción activa de H+ Reabsorción de bicarbonato TUBULO DISTAL Y COLECTOR Líquido intersticial renal Luz tubular

Transporte del exceso de hidrogeniones por el tampón fosfato El tampón fosfato se compone de una mezcla de H2PO4- // HPO4= LUZ TUBULAR CELULA SANGRE H + HCO3 ATP H PO4= Cl - Cl - H2CO3 H + AC Na ATP ATP K + K + H2 PO4- CO2 H2O K +

Transporte del exceso de iones hidrógeno en la orina por el sistema tampón del amoniaco Constituido por amoniaco (NH3) y el ion amonio (NH4+). Células epiteliales tubulares sintetizan continuamente amoníaco, que es difundido a luz tubular. El amoniaco reacciona con iones hidrógeno, para formar iones amonio Este se elimina por la orina combinado con iones cloruro y otros aniones tubulares.

Transporte del exceso de iones hidrógeno en la orina por el sistema tampón del amoniaco LUZ TUBULAR CELULA SANGRE NH3 GLUTAMINA NH3 H + HCO3 ATP Cl - Cl - H2CO3 H + AC Na ATP ATP K + K + NH4 CO2 H2O K + 30 a 60 meq / d de H+ puede llegar a 250

Acidosis Vs. Alcalosis