Equilibrio acido basico BIOQUIMICA CLINICA ESPECIALIZADA EQUIPO # 1 ARIAS MORALES CONSTANTINO GOMEZ SANCHEZ GENARO GUTIERREZ VASQUEZ ANGEL MORENO VELASQUEZ GABRIELA BERENICE MURRIETA FERRE R METZLI

Trastornos del equilibrio acido básico Alteraciones producidos por cambio de pH sanguíneo como consecuencia de deficiencias en la regulación de ácidos y bases derivados como productos principalmente del metabolismo celular

IMPORTANCIA BIOLOGICA DEL MANTENIMIENTO DEL EQUILIBRIO ACIDO BASICO Permite conservación de vida celular Mantiene pH intra y extracelular Equilibra la incorporación y la regulación de metabolitos y minerales Regula y controla la captación y liberación de O2 Mantiene pH sanguíneo Regulación pH enzimático

productos normales del catabolismo celular de CHO, Lípidos y Proteínas ACIDOS productos normales del catabolismo celular de CHO, Lípidos y Proteínas Se producen continuamente  deben ser neutralizados constantemente

los CHO  acido láctico y pirúvico se acumulan en tejidos En condiciones anaerobias ( insuficiencia respiratoria, en ejercicio físico intenso) los CHO  acido láctico y pirúvico se acumulan en tejidos se eliminan cuando la oxigenación se reinstala Los lípidos  cuerpos cetónicos  CO2 Las proteínas  aminoácidos  H2SO4, CO 2 (H2CO3) Ácidos nucleicos  H3PO4

Sistemas amortiguadores Conjunto de elementos que tienen por objeto mantener pH sanguíneo = 7.4 (7.38 – 7.45) Solución amortiguadora solución que al agregarle un acido o una base fuerte varían poco su pH Constituidas por ácidos o bases débiles y sus sales correspondientes

Constante de disociación Depende de la [ ] de la sustancia en relación con sus partes disociantes HA  H+ + A – PARA H2C03 K = [H+ ] + [A–] [HA ] K = [H+ ] + [HCO3] [H2CO3 ]

Sorensen pH = -log [ H+] Hasselbalch Log K = log [H+ ] + [HCO3] Log K = log [H+ ] + log [HCO3] [H2CO3 ] - Log [H+ ] = Log K + log [HCO3] [H2CO3 ]

-log K = pK pH = -log [ H+] pH = pK + log HCO3 [H2CO3 ] ECUACION DE HENDERSON HASSELBALCH -log K = pK pH = -log [ H+] pH = pK + log HCO3 [H2CO3 ] Si H2CO3  H2O + CO2  [H2CO3 ] = pCO2 (  ) = cte de solubilidad pH = pK + log [HCO3] [pCO2 (  ) ] - Log [H+ ] = Log K + log [HCO3] [H2CO3 ]

pH = pK + log [HCO3]- [pCO2 ](  ) pK = 6.l a 37oC = 0.0306 mmol/mm Hg /l /37oC

ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE POR AFECTACION DE ACIDOS Y BASES VOLATILES ALTERACIONES RESPIRATORIAS ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE POR AFECTACION DE ACIDOS Y BASES NO VOLATILES ALTERACIONES METABOLICAS

ACIDOS Y BASES VOLATILES NH+4, CO2, H2CO3 HCO-13, ACIDOS Y BASES NO VOLATILES Ácidos orgánicos, úrico, Fosfóricos, Sulfúricos, Sulfhídricos, cítricos, cetónicos (Ac. Acético, hidroxiacético y Ac hidroxibutírico)

ACIDOS Y BASES EN SOLUCION SE DISOCIAN EN DOS FORMAS ACIDOS FUERTES AQUELLOS QUE SE DISOCIAN CASI TOTALMENTE H2SO4  H+ + HSO4-  H+ + SO4- ACIDOS DEBILES CASI NO SE DISOCIAN H2 CO3  H+ + HCO3-

Para mantener la H+ o el pH dentro de límites fisiológicos (H+ de 36 a 44 nmol/L o pH de 7.357 a 7.444) debe de existir un equilibrio entre el aporte o producción y el amortiguamiento o eliminación. La eliminación y el amortiguamiento se logran a través de mecanismos plasmático, respiratorio y renal.

Sistemas amortiguadores Sistema de acido carbónico bicarbonato (6%) extracelular Sistema de fosfatos (1.5%) Hemoglobinatos (80%) intracelulares Proteinatos (14%)

Sistemas amortiguadores Poseen capacidad de captar H+ ú OH- sin que se modifique mucho el pH CONSTITUIDAS POR ACIDOS O BASES DEBILES Y SUS SALES CH3 COONa CH3 COOH NaHCO3 H2CO3 Hb (O2) oxidada Hb reducida (H+) NaH2PO4 H3PO4

Sistema de acido carbónico bicarbonato Sistema amortiguador extracelular con elementos volátiles H2CO3  CO2 + HCO-3 CO2 puede eliminarse por ventilación

[H2CO3 ] = [CO2] [CO2] = [pCO2] Respiración lenta y superficial (hipo ventilación)  [pCO2] (al no eliminarse  se retiene) x   difusión y eliminación de CO2    [pCO2] y  pH ( x  H2 CO3)

Respiración rápida y profunda (hiper ventilación)  [pCO2] x   difusión y eliminación de CO2    [pCO2] y pH ( H2CO3)

¿Cómo se producen H2CO3 y el HCO3¯ ? PRODUCTOS DE OXIDACION CELULAR PLASMA SANGUINEO CO2 CO2 Eritrocito En capilar sanguíneo CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 ¯ H+ + HbO2  Hb H+ ANHIDRASA CARBONICA HCO3 ¯ O2 Útil para oxidaciones celulares O2 Cl ¯

INTERCAMBIO GASEOSO ALVEOLO PULMONAR PLASMA SANGUINEO O2 O2 Cl ¯ HCO3 ¯ Eritrocito O2 O2 O2 + Hb H+  HbO2 + H+ H+ + HCO3 ¯ CO2 + H2O H2CO3 Cl ¯ ANHIDRASA CARBONICA CO2 CO2

MECANISMOS COMPENSATORIOS AL AGREGAR UN ACIDO HCl + NaHCO3  H2CO3  [ ] H2CO3  H2CO3  H2O + CO2  HIPERVENTILACION AL AGREGAR UN ALCALI NaOH + H2CO3  NaHCO3 + H2O NaHCO3  Na+ + HCO3¯  [ ]  HCO3¯ HIPOVENTILACION PARA RETENER H2CO3

CONTROL RENAL CONSERVA BASES Y EXCRETA ACIDOS SANGRE EPITELIO TUBULORENAL LUZ TUBULAR (ORINA) CO2 H2CO3  H+ + HCO3 ¯ H+ Na+ H2O + Na+ HCO3 ¯ NaHCO3 NaHCO3 CASI EL 90% DEL ES REABSORBIDO POR TUBULOS RENALES HCO3

CONTROL RENAL CONSERVA BASES Y EXCRETA ACIDOS pHs depende de relación 20:l  AMONIACO (NH3+) NH4+  Na2HPO4 a NaH2PO4 Eliminación de ácidos orgánicos por orina Excreción de H+ por túbulo renal por acción de anhidrasa carbónica HCO3 ¯ H2CO3

Acidosis respiratoria pH  por  eliminación de CO2   [pCO2 ]  Efecto compensatorio resorción renal aumenta excreción de H+ Causas : hipo ventilación Obstrucción traqueo bronquial Carcinoma pulmonar Insuficiencia cardiaca asma  H2CO3  HCO3 ¯

Acidosis Metabólica pH  por  ácidos no volátiles ( en su ,  aporte exógeno,  eliminación)  (c.. cetónicos en ayuno prolongado, diabetes), x  Efecto compensatorio alcalosis respiratoria ( hiperventilación) Causas : Uremia (insuficiencia renal crónica) Cetoacidosis (diabetes  lipólisis acelerada) alcoholismo crónico) Ayuno prolongado Acidosis tubular (por hipoxia tisular (shock)  acido láctico) Diarreas crónicas, fístulas bilares y pancreáticas  HCO3 ¯ excreción renal de H+ H+

Alcalosis Respiratoria pHs   por hiperventilación (ansiedad, fiebre, dolor) pH  por  eliminación de CO2  Efecto  eliminación de Na2HPO4 en lugar de NaH2PO4  Efecto compensatorio acidosis metabólica Causas : insuficiencia renal por  ácidos no volátiles Uremia Acidosis tubular Diarreas crónicas, fístulas biliares y pancreáticas H2CO3    excreción renal de H+  H+ Y  excreción HCO3 ¯  excreción renal de NH3

Alcalosis Metabólica pH   pH  por  HCO3 y  H+ Efecto compensatorio acidosis respiratoria  hipoventilación Causas : Vómitos, Diarreas crónicas Exceso de base administrado Hipocalemia (para contrarrestar  K, se reabsorbe K y se elimina H+)  excreción renal de H+ Y  reabsorción HCO3 ¯  eliminación de H+  excreción renal de NH3

Metodología analítica Se mide HCO3¯ M Indirecto por identificación de pH y pCO2 Métodos potenciométricos M directo Titulación (Von Slike) Enzimática El pCO2 (presión parcial de CO2) M Indirecto medición de pH y HCO3¯ M directo con electrodo de p CO2 Gasometría Micro difusión Fotometría Cromatografía gaseosa

Recomendaciones Sangre heparinizada Sangre arterial o capilar arteriolizada Condiciones anaerobias Separación inmediata de suero o plasma del paquete celular Conservar la muestra a 4oC por 30 minutos después de la extracción

El concepto de brecha aniónica Un primer paso en el diagnóstico diferencial de la acidosis metabólica, es la cuantificación de los aniones no medibles presentes en el plasma, conformados por aniones orgánicos e inorgánicos y proteínas de carga negativa. La contribución de estos aniones a la electro neutralidad plasmática se calcula restando la suma de los aniones séricos [Cl] y [HCO3] del [Na+] sérico, a saber: Brecha aniónica = [Na+] ­ ( [CI] + [HCO3]) asi definida, la brecha aniónica varía entre 8-12 mEq/L.

Sintomatología La acidosis metabólica afecta habitualmente a tres esferas del organismo: la cardíaca, la neurológica y la ósea. La acidosis, sobre todo si el pH se encuentra entre 7.1 y 7.15, Predispone a la aparición de arritmias ventriculares potencialmente fatales y puede reducir tanto la contractilidad cardíaca como la respuesta inotrópica a catecolaminas.

La acidosis metabólica afecta 3 áreas en el organismo la cardíaca, la neurológica y la ósea. Los síntomas neurológicos oscilan de letargia a coma y parecen depender más de la caída del pH del líquido cefalorraquídeo, que del pH arterial. En general, estas anormalidades neurológicas son más prominentes en la acidosis respiratoria que en la acidosis metabólica.

La mayoría de las acidosis metabólicas son agudas; La acidosis metabólica afecta 3 áreas del organismo: la cardíaca, la neurológica y la ósea. La mayoría de las acidosis metabólicas son agudas; Sin embargo,la insuficiencia renal y la acidosis tubular renal pueden asociarse con acidosis crónica; En estas condiciones, parte de la amortiguación del H+ retenido se lleva a cabo con el carbonato proveniente del hueso. Cuando esta alteración ocurre en niños, retarda el crecimiento y produce raquitismo; en los adultos, da lugar a osteítis fibrosa quística y osteomalacia. En pacientes con ATR, la sola corrección de la acidosis permite la cicatrización del hueso y un crecimiento normal

ACIDOSIS CAUSA INSUFICIENCIA RENAL ACIDOSIS LACTICA CETOACIDOSIS TOXICA SALICILATOS ETILENGLICOL METANOL P-ALDEHIDO ANION QUE REEMPLAZA SO4-2, PO4-3, aniones orgánicos Lactato B-hidroxibutirato, cetoacetato, acetoacético Salicilato Glicocolato Formato etc

Componentes de la gasometría pH sanguíneo pCO2 pO2 SO2 CO2 total HCO3-1 Exceso de bases

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. VALORES DE REFERENCIA. pH: Es un parámetro indicador de la acidez o alcalinidad de una muestra de sangre. Por su relación con la pCO2, el pH se considera que tiene un componente respiratorio, Por su relación con la concentración de bicarbonato plasmático y el exceso de base estándar se considera que tiene un componente metabólico, pudiendo así distinguirse entre desequilibrios respiratorios y metabólicos. Rango de referencia del pH en el adulto: 7.35-7.45.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 2. pCO2: Es la presión parcial de dióxido de carbono en la fase gaseosa en equilibrio con la sangre. El dióxido de carbono difunde rápidamente a través de las membranas celulares y puede considerarse igual a cero en el aire inspirado normal. Por tanto su determinación es una medida directa de la idoneidad de la ventilación alveolar en relación con el índice metabólico. Los valores altos y bajos de pCO2 en sangre arterial indican hipercapnia e hipocapnia respectivamente. Rango de referencia de pCO2 en adultos: varones: 35-48 mmHg; mujeres: 32-45 mmHg.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 3. pO2: Es la presión parcial de extracción del oxígeno de la sangre arterial. Este parámetro refleja los cambios producidos en la pO2 arterial, la concentración de oxígeno y la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno sobre la capacidad de la sangre arterial para suministrar oxigeno a los tejidos. Rango de referencia de pO2 en el adulto: 83-108 mmHg.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 4. HCO3-real Es la concentración de bicarbonato en el plasma de la muestra. Se calcula utilizando los valores de pH y pCO2 en la ecuación de Henderson-Hasselbalch. Encontramos valores elevados en la alcalosis metabólica y como mecanismo de compensación en la acidosis respiratoria. Los niveles bajos se detectan en la acidosis metabólica y como mecanismo compensatorio en la alcalosis respiratoria. Rango de referencia en el adulto de la HCO3-real: 22-26 mmol/L.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 5. HCO3-estándar: Es la concentración de carbonato de hidrógeno en el plasma de sangre equilibrada con una mezcla de gases con una pCO2 de 40 mmHg y una pO2 mayor o igual a 100 mmHg. Un bicarbonato estandar bajo indicaría una acidosis metabólica y si por el contrario fuera alto, sería indicativo de una alcalosis metabólica. Rango de referencia en el adulto del HCO3 estándar: 22-26 mmol/L.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 6. CTCO2 Es la suma de las concentraciones de cada una de las formas en las que se puede encontrar el dióxido de carbono.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 7. Exceso/deficit de base: Es la concentración de base en sangre total valorable con un ácido o una base fuerte hasta un pH de 7.4 a una pCO2 de 40 y a 37ºC. El valor numérico del exceso (o déficit) de base representa la cantidad teórica de ácido o base que habría que administrar para corregir una desviación de pH. Rango de referencia: +2 / -2 mEq/L

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 8. SO2: Es la saturación de oxígeno. Hace referencia al porcentaje de la hemoglobina oxigenada en relación con la cantidad de hemoglobina capaz de transportar oxígeno. Rango de referencia de SO2 en el adulto: 95-99%.

VII. PRINCIPALES PARAMETROS IMPLICADOS EN EL EQUILIBRIO ACIDOBASE. 9. FiO2: Es la concentración de oxígeno inspirado fraccional. Representa la concentración calculable de oxígeno que se administra al paciente. Se utiliza para adecuar la oxigenoterapia en función de la clínica y del análisis de los gases sanguíneos.