Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas. EQUILIBRIO ACIDO BASE José Luis Macarlupú B. Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas. UPCH.

El principio de Le Chatelier “Un sistema en equilibrio, cuando es sometido a algún tipo de estrés resultante de un cambio de temperatura, presión o concentración, y que causa una perturbación en el equilibrio, ajustará su posición de equilibrio para liberarse del estrés y reestablecer el equilibrio."

Existe una relación matemática que relaciona la concentración de reactantes y productos en el equilibrio - La Expresión de Equilibrio se obtiene al multiplicar las concentraciones de los productos, dividido entre las concentraciones de los reactantes, y elevando cada concentración a una potencia igual al coeficiente estequiométrico.

aA + bB  cC + dD la expresión de equilibrio es Ejemplo: aA + bB  cC + dD la expresión de equilibrio es Kc = Constante de equilibrio expresado en unidades de concentración Kc = [C]c[D]d [A]a[B]b

ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBACH Para hallar pH: 1.- K H2CO3 = [H+] . [HCO3-] H2CO3  CO2 [H2CO3] 2.- K H2CO3 = [H+] . [HCO3-] [CO2] pH = - log H+ 3.- log K = log [H+] + log [HCO3-] - log K = - log [H+] + log [HCO3-] [CO2] [CO2] 4.- pH = 6. 1 + log 24 nmol/L pH = 7. 4 0.03 x 40 mmHg

Amortiguación Principios de amortiguación Amortiguador es una mezcla de un ácido débil con su base conjugada (o viceversa). Una solución amortiguada resiste cambios de pH. Los líquidos del cuerpo contienen gran variedad de amortiguadores que representan una primera defensa importante contra los cambios de pH.

Roberts Pitts 150 meq de H+ en H2Od pH 1.84 Perro pH de 7.44 a 7.14

Amortiguación Ecuación de Henderson-Hasselbalch Se emplea para calcular el pH de una solución amortiguada. pH = pK + log [A-] / [HA] Donde: [A-] = forma base del amortiguador (meq/L) [HA] = forma ácida del amortiguador (meq/L)

Amortiguadores del LEC Amortiguador HCO3/CO2 Se utiliza como la primera línea de defensa cuando el cuerpo pierde o gana H+. Características: a) la concentración de la forma HCO3 es alta (24 meq/L). b) el pK es 6.1, bastante próximo al pH del LEC. c) el CO2 es volátil y se puede espirar por los pulmones.

Amortiguadores del LIC Los fosfatos orgánicos del LIC incluyen ATP, ADP, AMP, glucosa-1-fosfato y 2,3-difosfoglicerato (pK = 6.0 a 7.5). Las proteínas intracelulares sirven como amortiguadores por su abundante contenido de grupos –COOH/COO- o –NH3/NH2. El amortiguador intracelular más significativo es la hemglobina (pK de la oxihemoglobina = 6.7 y de la desoxihemoglobina 7.9).

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO SI NO HAY COMPENSACIÓN Se añaden 12 mM/L de H+ al LEC. PCO2 = 40 mmHg. HCO3- = 24 mM/L. H2CO3 = 1.2 mM/L. 12mM H+ + 12mM HCO3- 12mM H2CO3 24mM HCO3- - 12mM = 12mM HCO3- 1. 2mM H2CO3 + 12 mM = 13. 2 mM H2CO3 pH = 6.1 + log 12 mM HCO3- pH = 6.06 MORTAL!!! 13. 2 mM H2CO3

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BÁSICO CON COMPENSACIÓN RESPIRATORIA HIPERVENTILACIÓN PCO2 baja de 40 mmHg a 24 mmHg. H2CO3 CO2 y CO2 = PCO2 x  CO2 = 24 x 0.03 pH = 6.1 + log 12mM HCO3- pH = 7.32 OK!!! 0.72

CAMBIOS ACIDO-BASICOS ACIDOSIS RESPIRAT. ACIDOSIS METABÓLICA - pH < 7.4 - pH < 7.4 -  PCO2 arterial -  [HCO3-] -  [H2CO3] -  H+ -  HCO3- + H+ y  pH - A- H+ + C+HCO3- -  secreción H+ A-C+ +H2CO3 = CO2+H2O -  reabsorción de HCO3- -  [H2CO3] -  [HCO3-] -  [CO2] -  pH -  pH (Bronquios, asma, (Enfermedades renales, neumonía) diarrea)

CAMBIOS ACIDOS-BASICOS ALCALOSIS RESPIRAT ALCALOSIS METABÓLICA - pH > 7.4 - pH > 7.4 -  PCO2  H2CO3 -  [HCO3-] -  HCO3- + H+ y  pH -  la ventilación -  la secreción de H+ -  H2CO3 -  reabsorción de HCO3- -  [CO2] -  excreción de HCO3- -  pH -  [HCO3-] -  pH (Vómitos, pérdida de HCl, (Hiperventilación, altura,  TFG) histeria)

BRECHA ANIÓNICA BA = [Na+] - ([Cl-] + [HCO3-]) Valores normales: 8 - 16 meq / L La [Na+] > ([Cl-] + [HCO3-]), la diferencia es la BA (proteínas plasmáticas, fosfatos, sulfatos) Cuando el HCO3- disminuye, puede ser reemplazado por otros aniones para mantener la electronegatividad y BA .

LUMEN células del TCP SANGRE REABSORCIÓN DE HCO3- LUMEN células del TCP SANGRE Na+ Na+ HCO3- H+ H+ 2K+ Na+ H+ HCO3- HCO3- 85% H2CO3 H2CO3 C.A. C.A. Cl- H2O CO2 CO2 H2O H2O

REABSORCIÓN DE HCO3- LÚMEN célula del TC SANGRE (Tipo A) HCO3- H+ H+ HCO3- HCO3- 15% Cl- H2CO3 C.A. Cl- H2O CO2 CO2 H2O H2O

MECANISMOS DE ELIMINACIÓN DE H+ 1) Como protones libres: A la máxima concentración urinaria sólo se eliminan 0.1 meq H+ /día. 2) Unidos al tampón fosfato: - HPO4-2 / H2PO4- - A pH = 7.4, 10 - 30 meq H+ / día - 7.4 = 6.8 + log [Na2HPO4] / [NaH2PO4] (se excreta en la orina) 3) Unidos al tampón NH3/NH4+ - 20 - 50 meq / día El NH3 se sintetiza a partir de la desaminación de la glutamina. NH3 + H+ ==> NH4+ (se elimina como sal)

TAMPÓN FOSFATO LUMEN células del TCP SANGRE Na+ Na+ HPO4-2 H+ 2K+ H+ HCO3- H2PO4- Na+ H2CO3 C.A. CO2 H2O

TAMPÓN FOSFATO LUMEN células del TC SANGRE HPO4-2 H+ H+ HCO3- Cl- C.A. CO2 + H2O

TAMPÓN NH3 LUMEN células de TCP SANGRE Na+ Na+ NH4+ K+ H+ Gln NH3 Na+ HCO3- Glucosa CO2 + H2O

TAMPÓN NH3 LUMEN células del TC SANGRE NH3 NH3 NH3 HCO3- H+ H+ H2CO3 Cl- C.A. NH4+ CO2 + H2O

CONTROL DE LA ALDOSTERONA VM = 40’-120’ VM = 1’-3’

CONTROL DE LA ALDOSTERONA (Vida media = 30 minutos) (+) ACTH  Angiotensina II  [K+]plasma  [Na+]plasma Corteza Adrenal Zona Glomerular  Aldosterona Células Principales Células Intercaladas  reabsorción de Na+ tipo A  secreción de K+  excreción de H+

ALDOSTERONA Y EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE Si  la aldosterona: Si  la aldosterona: HIPOKALEMIA HIPERKALEMIA  H+  H+ K+ K+ K+ K+ - o al  exc. K+ - o la  exc. K+ -  sec. H+,  reab HCO3 -  sec. H+, reab HCO3 - alcalosis metabólica - acidosis metabólica

ALTERACIONES ACIDO BACICAS El organismo produce diariamente alrededor de 20000 mMol de CO2 y 50 a 100 mEq de H+ Para esto bota CO2 por via respiratoria y el H+ por el riñon (con regeneración de HCO3)

ALTERACIONES ACIDO BASICAS ACIDOSIS: Aumento de hidrogeniones o disminucion del pH. ALCALOSIS: Disminucion de hidrogeniones o aumento de PH. Acidemia o Alcalemia se refiere al aumento o disminucion del PH en cambio el sufijo osis denota los cambios fisiopatologicos que producen en el cuerpo.

TRANSTORNO ACIDOBASICO Las alteracionesa acido basicas son cuatro: Acidosis metabolica Acidosis respiratoria Alcalosis metabolica Alcalosis respiratoria