DIAGRAMA DE DAVENPORT ISOBARAS ESTADO ACIDO-BASE DIAGRAMA DE DAVENPORT ISOBARAS Para usar esta clase Los iconos a la derecha parte inferior son para usar MENU y moverse con las flechas. Los números indican la extensión del tema En el MENU está el detalle de los temas y al apretar el botón puede dirigirse al de su preferencia Presione el ratón sobre el botón CLIC para continuar la lectura. El icono de la calculadora señala la necesidad de entrenarse en cálculos concretos Coloque sonido en su equipo para destacar la relación .......entre figura y texto Para salir de la clase marque en su teclado ESC

OBJETIVOS La ecuación de Henderson-Hasselbach se ha desarrollado en la clase Dióxido de Carbono Se presenta ahora la graficación de la misma ecuación con un sentido de poder abordar los datos ácido-base de manera cuantitativa, pero sin necesidad de realizar cálculos. Hay numerosas formas gráficas pero se ofrece la desarrollada por Horace Davenport, por sus características didácticas. En un sistema de coordenadas el pH se coloca en abcisas y la concentración de bicarbonato en ordenadas. La tercera variable de la ecuación también está presente en un punto de intersección de las otras dos variables; es la presión parcial de dióxido de carbono (PCO2) clic . Se muestra la construcción de una línea de PCO2 de 40 mmHg (isobara) que indica normalidad respiratoria. Si el bicarbonato está disminuido se trata de acidosis metabólica y si el bicarbonato está aumentado significa alcalosis metabólica Las líneas isobaras pueden construirse para valores de PCO2 aumentados (acidosis respiratoria) o disminuidos (alcalosis respiratoria) Se enfatiza la necesidad de conocer las tres variables para poder definir alteraciones ácido-base.

DIAGRAMA DE DAVENPORT BICARBONATO ISOBARAS DE PCO2 CURVA AMORTIGUADORA NORMAL MENU GENERAL

H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. Existen tres variables que definen la relación descrita por Henderson y Hasselbach, con una ecuación que generalmente se usa para presentar las alteraciones ácido-base de una manera cuantitativa. 32 44 36 24 20 8 16 12 4 28 40 pH = pK + log ( [HCO3-] / a *PCO2 ) BICARBONATO (mEq/l) 7,4 = 6,1 + log ( 24 / 0,03 *40 ) El diagrama realizado por Horace Davenport es el que se utilizará inicialmente, por sus cualidades didácticas. 1 de 7 MENU

En abcisas se presenta el pH en sangre, desde 7,0 hasta 7,8 unidades. H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. 32 44 36 24 20 8 16 12 4 28 40 En ordenadas se presenta la concentración del bicarbonato en plasma, de 0 a 44 mEq/l. BICARBONATO (mEq/l) pH (Unidades) En abcisas se presenta el pH en sangre, desde 7,0 hasta 7,8 unidades. 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 2 de 7 MENU

BICARBONATO ALTO EN ACIDOSIS pH (Unidades) BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 20 8 16 12 4 28 40 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. El valor normal de la concentración de bicarbonato [HCO3-] es de 24 mEq/l BICARBONATO ALTO EN ACIDOSIS De manera intuitiva se puede pensar que todos los valores de bicarbonato ubicados en la parte superior del gráfico son aumentos o alcalosis. clic BICARBONATO BAJO EN ALCALOSIS Pero debe recordarse que se trata de una relación de tres variables y no sólo de dos. Por ello es posible encontrar bicarbonato alto en acidosis y bajo en alcalosis. clic Se muestra el área normal. 3 de 7 MENU

El valor normal de pH es de 7,4 Unidades pH (Unidades) BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 20 8 16 12 4 28 40 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. El valor normal de pH es de 7,4 Unidades clic De manera muy simple puede aceptarse que valores de pH aumentados corresponden a una alcalosis (lado derecho del gráfico) ACIDOSIS ALCALOSIS y los pH disminuidos caracterizan acidosis (lado izquierdo del gráfico). Se necesita completar la relación de las tres variables para hacer una caracterización correcta, fuera de la zona normal. clic Se muestra el área normal. 4 de 7 MENU

pH = log (H+) -1 = log 1/ (H+) El pH es el logaritmo del valor inverso de la concentración de hidrogeniones ( [H+] ). pH = log (H+) -1 = log 1/ (H+) Su origen se debe a Sörensen, que desarrolló el potenciómetro con electrodos sensibles a la diferencia de concentración de hidrogeniones entre dos paredes de vidrio. La diferencia de potencial generada en el sistema se expresó en números enteros y por supuesto, dada su definición, en relación logarítmica con la concentración de H+. clic Si el pH se representa en una escala lineal, como en el ejemplo actual, la concentración de hidrogeniones tiene una escala logarítmica. EN ESTE PROGRAMA SE CONTINUARA USANDO pH 7,00 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 7,10 pH (Unidades) 100 60 50 40 30 25 20 15 80 [H+] (nM/l) 5 de 7 MENU

la concentración de hidrogeniones tiene una escala logarítmica. Si el pH se representa en una escala lineal, como en el ejemplo actual, la concentración de hidrogeniones tiene una escala logarítmica. 7,00 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 7,10 pH (Unidades) 100 60 50 40 30 25 20 15 80 [H+] (nM/l) clic Ello determina una diferencia de: 20 nMoles de [H+] entre pH de 7,0 y 7,1 10 nMoles de [H+] entre pH de 7,2 y 7,3 5 nMoles de [H+] entre pH de 7,6 y 7,7 Es cómodo utilizar valores enteros de pH, pero es difícil comparar estos valores con concentraciones reales, como es de uso habitual en electrolitos tales como Na+, K+, Ca2+, entre otros. clic 6 de 7 MENU

(Lea Unidades en la clase Electrolitos) BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 20 8 16 12 4 28 40 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 H. Davenport. 1974. El ABC de la química ácido-base. Ed. Eudeba. Argentina. Es necesario incorporar el concepto de la concentración de H+ en nanomoles por litro, pues su uso se hace cada vez mas común. [H+] (nM/l) 100 80 60 50 40 30 25 20 15 Se tiene una equivalencia entre ellas a través de la ecuación que define el estado ácido-base: UNA MISMA VARIACION DE pH CORRESPONDE A CONCENTRACIONES DIFERENTES EN NANO MOLES clic pH [H+] (nM/l) pH = 6,1 + log10 [HCO3-] a (PCO2) 7,00 100 7,10 80 7,20 60 7,30 50 [H+] = [HCO3-] 24 (PCO2) 7,40 40 7,50 30 7,60 25 7,70 20 (Lea Unidades en la clase Electrolitos) 7,80 15 7 de 7 MENU

BICARBONATO DISMINUIDO BICARBONATO y pH BICARBONATO DISMINUIDO ACIDOSIS METABOLICA BICARBONATO AUMENTADO ALCALOSIS METABOLICA MENU GENERAL

pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ) [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ) H+ = 24 PCO2 / [HCO3-] Es obvio por la ecuación que define el estado ácido-base, que existe una relación de tres variables: La concentración de bicarbonato ([HCO3-]), el pH y la presión parcial de CO2 (PCO2). PCO2: 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA Se ha descrito la relación bicarbonato – pH: si el primero vale 24 m Eq/l y el segundo 7,40 Unidades, necesariamente la tercera variable, la PCO2, es de 40 mmHg. 1 de 3 MENU

pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ) [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 Para una condición de PCO2 de 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ) H+ = 24 PCO2 / [HCO3-] [HCO3-] mEq/l pH 10 7,02 PCO2: 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA 12 7,10 16 7,22 20 7,32 24 7,40 clic Se grafican puntos con PCO2 normal de 40 mmHg y bicarbonato en plasma disminuido ( por debajo de 24 mEq/l ). 2 de 3 MENU

pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), ACIDOSIS METABOLICA PURA [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 En la pantalla anterior se ha comenzado a construir una isobara o línea de puntos de igual presión parcial: PCO2 de 40 mmHg. Se calcula el pH para otros HCO3-: pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc* mmHg PCO2: 40 mmHg pH = 6,1 + log ( 16 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,22 U clic pH = 6,1 + log ( 10 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,02 Unidades clic pH = 6,1 U+ log ( 12 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,10 U clic pH = 6,1 + log ( 20 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,32 U clic De igual forma, se identifican los demás puntos que configuran una condición de la PCO2 normal y pH disminuido por descenso de HCO3- ACIDOSIS METABOLICA PURA De esta manera, se evidencia la ACIDOSIS METABOLICA PURA (no respiratoria). clic Cada punto que compone esta línea, define tres variables correspondientes a este tipo de alteración ácido-base. 3 de 3 MENU

ALCALOSIS METABOLICA PURA pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 De la misma manera que en la pantalla anterior se puede terminar de construir la isobara o línea de puntos de igual presión parcial: PCO2 de 40 mmHg. pH = 6,1 + log ( 44 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,66 Unidades clic ALCALOSIS METABOLICA PURA pH = 6,1 + log ( 40 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,62 Unidades clic pH = 6,1 + log ( 36 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,58 Unidades clic Se calcula el pH de igual forma : pH = 6,1 + log ( 32 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,53 Unidades clic pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc*. mmHg pH = 6,1 + log ( 28 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (40 mmHg ) pH = 7,47 Unidades clic PCO2: 40 mmHg Se identifican los demás puntos, que configuran una condición de PCO2 normal y pH aumentado por incremento en HCO3-. De esta manera, se evidencia la ALCALOSIS METABOLICA PURA (no respiratoria) clic Cada punto que compone esta línea, define tres variables correspondientes a este tipo de alteración ácido-base. 1 de 1 MENU

Acidosis respiratoria ISOBARA de PCO2 NORMAL PCO2 AUMENTADA PCO2 DISMINUIDA Acidosis respiratoria Alcalosis respiratoria MENU GENERAL

Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 Toda disminución de. la concentración de bicarbonato ( [HCO3-] ) producido con una PCO2 constante, conduce a una disminución del pH. Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): PCO2: 40 mmHg [HCO3-] mEq/l pH 24 7,40 20 7,32 16 7,22 12 7,10 10 7,02 Con la isobara de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA), construida anteriormente, se divide el gráfico y se pueden diferenciar patologías ventilato rias. clic 1 de 2 MENU

Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 PCO2: 40 mmHg Todo aumento de HCO3- producido con una PCO2 constante, conduce a un aumento del pH. 44 7,66 40 7,62 Para una condición de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA): 36 7,58 32 7,53 [HCO3-] mEq/l pH 28 7,47 Con la isobara de PCO2 de 40 mmHg (NORMALIDAD RESPIRATORIA), construida anteriormente, se divide el gráfico y se pueden diferenciar patologías ventila torias. clic 2 de 2 MENU

y con [HCO3-] mayor de 24 mEq/l. [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 La parte del gráfico ubicada a la izquierda de la isobara de PCO2 de 40 mmHg, está formada por puntos que tienen PCO2 aumentada (ACIDOSIS RESPIRATORIA). PCO2  PCO2  PCO2  PCO2  ACIDOSIS RESPIRATORIA ACIDOSIS RESPIRATORIA La PCO2 aumentada por encima de 40 mmHg es la condición principal, en este caso, para hablar de acidosis respiratoria. PCO2  PCO2  PCO2: 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA No son los valores del pH y de [HCO3-] los que están definiendo la condición de acidosis respiratoria. clic Es necesario destacar, que hay acidosis con pH mayor que el normal de 7,4 y con [HCO3-] mayor de 24 mEq/l. clic 1 de 1 MENU

y con [ HCO3-] menor de 24 mEq/l. [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 PCO2: 40 mmHg NORMALIDAD RESPIRATORIA La parte del gráfico ubicada a la derecha de la isobara de PCO2 de 40 mmHg, está formada por puntos que tienen PCO2 disminuida (ALCALOSIS RESPIRATORIA). PCO2  ACIDOSIS RESPIRATORIA La PCO2 disminuida por debajo de 40 mmHg es la condición principal, en este caso, para hablar de alcalosis respiratoria. PCO2  ALCALOSIS RESPIRATORIA PCO2  ALCALOSIS RESPIRATORIA PCO2  No son los valores del pH y de [HCO3-] los que están definiendo la condición de alcalosis respiratoria. PCO2  PCO2  PCO2  PCO2  PCO2  clic Es necesario destacar, que hay alcalosis con pH menor que el normal de 7,4 y con [ HCO3-] menor de 24 mEq/l. clic 1 de 1 MENU

[HCO3-], pH y PCO2 clic clic clic [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 La construcción de la isobara..... de 40 mmHg de PCO2, ha definido dos áreas: 100 mmHg 80 mmHg 60 mmHg PCO2: 40 mmHg ACIDOSIS RESPIRATORIA a la izquierda ALCALOSIS RESPIRATORIA a la derecha ACIDOSIS RESPIRATORIA pH = 6,1 + log ( 24 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (100 mmHg ) pH = 7,00 Unidades clic 100 mmHg pH = 6,1 + log ( 24 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (80 mmHg ) pH = 7,10 U clic 80 mmHg De la misma manera que se construyó la isobara de PCO2 normal, se pueden construir todas las demás, en ACIDOSIS RESPIRATORIA: pH = 6,1 + log ( 24 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (60 mmHg ) pH = 7,22 U clic 60 mmHg ALCALOSIS RESPIRATORIA pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc* mmHg CADA PUNTO IDENTIFICA TRES VARIABLES: [HCO3-], pH y PCO2 Se calculan las isobaras con todos los valores de [HCO3-], para las PCO2 seleccionadas 1 de 1 MENU

pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 ACIDOSIS RESPIRATORIA PCO2: 40 mmHg ALCALOSIS RESPIRATORIA 30 mmHg PCO2: 40 mmHg Se ha realizado antes un análisis que permite identificar puntos que fijan el valor del pH, de [HCO3-] y de la PCO2, para condiciones de ACIDOSIS RESPIRATORIA. ACIDOSIS RESPIRATORIA 20 mmHg De la misma manera que se construyó la isobara de PCO2 normal, se pueden construir todas las demás, en ALCALOSIS RESPIRATORIA.: 20 mmHg pH = 6,1 + log ( 24 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (20 mmHg ) pH = 7,70 Unidades clic pH = 6,1 + log ( 24 mEq/l ) (0,03 cc/100 mmHg) (30 mmHg ) pH = 7,53 U clic 30 mmHg 15 mmHg pH = pK + log ( [HCO3-] / a PCO2 ), donde pK: 6,1 y a: 0,03 cc/100cc* mmHg ALCALOSIS RESPIRATORIA Se calculan las isobaras con todos los valores de [HCO3-], para las PCO2 seleccionadas 1 de 1 MENU

Acidosis metabólica en la parte inferior [H+] (nM/l) 100 80 15 60 50 40 30 25 20 BICARBONATO (mEq/l) 32 44 36 24 8 16 12 4 28 pH (Unidades) 7,00 7,10 7,80 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 La isobara de 40 mmHg divide el gráfico entre acidosis y alcalosis respiratoria ALCALOSIS METABOLICA clic Se puede trazar una línea llamada Curva Amortiguadora Normal que divide el gráfico en dos áreas Acidosis metabólica en la parte inferior Alcalosis metabólica en la parte inferior ACIDOSIS RESPIRATORIA ACIDOSIS METABOLICA ALCALOSIS RESPIRATORIA CURVA AMORTIGUADORA NORMAL Lea la clase Diagrama de Davenpor: Curva Amortiguadora Normal RESUMEN FINAL 1 de 1 MENU

CONCLUSIONES La línea de PCO2 constante (isobara) permite identificar valores normales o patología diferente a la generada en el pulmón por hipoventilación (acidosis respiratoria ) o por hiperventilación (alcalosis respiratoria) Buscando en ordenadas valores de bicarbonato disminuidos, al trazar una línea que haga intersección con la isobara de 40mmHg se identifica el pH correspondiente a acidosis metabólica pura. Buscando en ordenadas valores de bicarbonato aumentados, al trazar una línea que haga intersección con la isobara de 40mmHg se identifica el pH correspondiente a alcalosis metabólica pura. Es necesario recordar que se necesitan los valores de las tres variables clic pH HCO3- PCO2 pH = pK + log ( [HCO3- ] / a PCO2) para identificar una alteración ácido-base Lea las clases , Dióxido de Carbono, Diagrama de Davenport: Curva Amortiguadora Normal FIN