Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educación superior Universidad “Rómulo gallegos” Área: Ciencias de la salud Programa.

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1 Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la educación superior Universidad “Rómulo gallegos” Área: Ciencias de la salud Programa de Medicina Núcleo Calabozo Integrantes: Isabel Bolívar Erika Núñez Félix Rojas Calabozo 03-10-2008 Prof: Luís F. Guirado

2 Equilibrio Ácido Básico. Fisiología Humana.

3 “Probablemente no haya otro tipo de equilibrio tan importante como el de ácidos y bases” Mahan y Myers.

4 Equilibrio Acido Base. Cuando se habla del equilibrio ácido base, se habla en realidad de la concentración de iones de hidrógenos en los líquidos corporales.

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6 Sangre. Célula. Sangre. Célula. Como la concentración de iones hidrógenos influye sobre casi todos los sistemas enzimáticos del organismo, es esencial que este regulado en forma precisa.

7 El ión Hidrógeno Si se compara con otros iones la concentración de H en los líquidos corporales es muy baja, tiene una cantidad de 0,00004mEq/L en el líquido extracelular. A pesar de esto, las variaciones de la concentración de hidrógeno altera la práctica totalidad de las funciones celulares y del organismo.

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9 Sangre arterial.0,00004 mEq/L. Sangre venosa.0,000045 mEq/L. Líquido intersticial.0,000045 mEq/L. Líquido intracelular.0,001 a 0,00004 mEq/L. Orina.0,03 a 0,00001 mEq/L. HCl gástrico.160 mEq/L.

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11 Ácidos y Bases. l l Acido: sustancias que liberan H a una solución. Acido fuerte: cuando se disocia rápidamente y liberan grandes cantidades de H. Por Ej. HCL. Acido débil: tienen menos tendencia a disociarse. Por Ej. H2CO3.

12 Ácido Fuerte. Ácido Fuerte. HCl H+ Cl Ácido Débil. H 2 CO 3 H+ HCO 3

13 Ácidos y Bases. Ácidos volátiles. El principal producto ácido del metabolismo celular es el dióxido de carbono (CO2) que viene a representar un 98% de la carga ácida total. El CO2 va a ser eliminado por los pulmones sin que se produzca una retención neta de ácido, por lo que se denomina ácido volátil. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3

14 Ácidos y Bases. Ácidos fijos o No volátiles.- Representan de un 1-2% de la carga ácida. Su principal fuente es el catabolismo oxidativo de los aminoácidos sulfurados de las proteínas. Sulfato, Fosfato, ácido láctico.

15 Ácidos y Bases. Base o álcali: sustancias que tienden a tomar o aceptar iones H de una solución. Base Fuerte: reacciona de forma rápida y potente con H+ para eliminarlo de una solución. Por Ej. (OH-). Base Débil: Mas lenta y débil. Por Ej. HCO3.

16 Base Fuerte. OH H+ H 2 O Base Débil. HCO 3 H+ H 2 CO 3

17 Las Proteínas del Organismo funcionan, ¿Cómo ácidos ó bases?

18 Respuesta. Las proteínas del organismo funcionan como bases, debido a que algunos de los aminoácidos que las conforman tienen cargas negativas netas que aceptan fácilmente iones de hidrógeno.

19 ¿Qué es el ph? ¿Qué significa pH?

20 Definición de PH. Se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H +. Se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H +. pH= - log 10 [H + ]. pH= - log 10 [H + ].

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22 pH arterial= 7.4. pH venoso= 7.35. pH intersticial= 7.35 pH intracelular= 6.0 a 7.4 pH orina= 4.5 a 8.0 pH HCl gástrico= 0.8. El límite inferior de pH con el cual la vida es posible unas cuantas horas más de 6.8 y el superior es alrededor de 8.0

23 Henderson Hasselbach. La ecuación de Henderson-Hasselbach se utiliza para calcular el pH de una solución buffer o tampón, a partir del pK a (la constante de disociación del ácido) y de las concentraciones de equilibrio del ácido o base, del ácido o la base conjugada.

24 Ecuación de Henderson Hasselbach: pH= pK + [ A-] pH= pK + Log [ A-] [AH] [AH]Donde: pH=-Log [H+] pK= -Log constante de equilibrio [A-] = forma base del buffer [AH]= forma ácida del buffer

25 Defensa contra los cambios de la concentración de hidrogeniones en el organismo. En el aparato digestivo el bolo alimenticio es degradado a diferentes estados de pH. Por ejemplo pasa de un estado altamente ácido del estómago a un estado alcalino en el intestino delgado. Luego pasa a otro estado ácido en el colon y termina en un nuevo estado alcalino en el sigmoides y recto.

26 ¿Por qué ocurren estos cambios de pH en los distintos órganos del sistema digestivo?

27 Respuesta. Estos cambios corresponden a las diferentes necesidades biológicas de la digestión y degradación. El pH del cuerpo difiere de órgano a órgano.

28 El pH ácido estomacal, permite:

29 El pH alcalino del duodeno, permite:

30 El pH del colon permite:

31 Cualquier alteración del pH en estos segmentos impide una degradación adecuada de los alimentos.

32 ¿Qué ocurre si no se produce una adecuada degradación del bolo alimenticio por alteración del pH en los segmentos del tubo digestivo?

33 Toxicidad local. Estreñimiento. Producción de gases. Generación de ptomaínas. Productos altamente vasoconstrictores.

34 ¿Quién se encarga de neutralizar gran parte de esta toxicidad?

35 Respuesta. El hígado.

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37 Líneas de defensa contra los cambios en la concentración de hidrogeniones en el organismo.

38 El organismo dispone de medios que actúan coordinadamente. para defenderse de forma rápida de la acidez. La primera línea de defensa: los buffers. La segunda línea: la regulación respiratoria. La tercera línea: la regulación renal.

39 Sistemas de tampón. Un amortiguador ácido-básico, buffer o tampón es una solución de dos o más compuestos químicos que evita la producción de cambios intensos en la concentración de iones hidrógeno. Generalmente están compuestos por un ácido débil y su base conjugada El más común es el Bicarbonato con Ac carbónico. Existen además otros sistemas amortiguadores como el fosfato y las proteínas.

40 Hablando de proteínas, ¿Cual es la proteína que actúa como el amortiguador mas potente del organismo?

41 Respuesta: La Hemoglobina constituye el principal buffer de la sangre, de accionar extremadamente eficiente gracias a su elevada concentración y a la gran cantidad de residuos de histidina que posee en su estructura.

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46 El sistema renal tiene una participación clave en la homeostasis del pH, por medio de tres mecanismos, en los cuales:   Regula,   Genera y   Secreta HCO 3

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48 Bicarbonato. Iones hidrogeno. 4.320 mEq/L. 4.320 mEq/L. Los iones hidrógeno se utilizan para reabsorber el bicarbonato filtrado. Otros 80 mEq/L. se usan en la eliminación de ácidos no volátiles. Total: 4.400 mEq/L. de iones hidrogeno en el riñón.

49 Papel del riñón en el equilibrio. Reabsorción del bicarbonato filtrado. Regeneración del bicarbonato consumido durante el tamponamiento (50-70 mEq/d). Eliminación del bicarbonato generado en exceso en la alcalosis metabólica. MECANISMOS Filtrado glomerular Secreción de H+ Amoniogénesis Excreción neta de Acido.

50 Amortiguadores Fisiológicos

51 Son los sistemas encargados de mantener el pH de los medios biológicos dentro de los valores compatibles con la vida. Permitiendo con ello la realización de funciones bioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas. También denominados sistemas tampón o “ buffer”. Son la primera línea de defensa ante los cambios de pH gracias a la capacidad que tienen para captar o liberar protones de modo inmediato. Un sistema tampón es una solución de un ácido débil y su base conjugada: AH (ácido) H+ + A (base) Amortiguadores Fisiológicos

52 Los buffers del compartimento extracelular son los siguientes: a) Bicarbonato/CO2, en el plasma y líquido intersticial. b) Hemoglobina, en los hematies. c) Proteínas plasmáticas. d) Fosfato disódico/fosfato monosódico, en plasma, hematies y líquido intersticial. En condiciones normales, el sistema bicarbonato/CO2 representa el 75% de la capacidad buffer total de la sangre, siendo un buffer excelente, a pesar de estar en relación 20/1, ya que su componente ácido (CO2) es gaseoso y además muy difusible, lo que permite una modificación muy rápida de sus niveles mediante la respiración. El equilibrio ácido-base requiere la integración de tres sistemas orgánicos, el hígado, los pulmones y el riñón. En resumen, el hígado metaboliza las proteínas produciendo iones hidrógeno ( H+ ), el pulmón elimina el dióxido de carbono ( CO2 ), y el riñón generando nuevo bicarbonato ( H2CO3 ).

53 Los buffers del compartimento intracelular son cuantitativamente más importantes, pero no bien conocidos. Aparte del sistema de la hemoglobina, los más importantes son el del fosfato disódico/fosfato monosódico y el de las proteinas intracelulares (imidazol). Los H+ penetran en las cálulas intercambiándose por Na+, K+ y lactato, y son neutralizados por ellos; este proceso tarda de 2 a 4 horas.

54 El metabolismo normal genera iones hidrógeno en forma de ácidos débiles y fuertes que deben excretarse todos los días para prevenir la acidosis.

55 PH Normal en sangre = 7.35 – 7.45

56 ¿ Y qué pasa cuando se altera el equilibrio ácido básico ?

57 Actúan los sistemas de defensa del Cuerpo Humano Sistema Buffer actúan como amortiguadotes Más conocidos: Sistema Respiratorio: pulmones Sistema renal : riñones Otros: Otros: Proteínas : hemoglobina Bicarbonato – ácido - carbónico

58 RECUERDA: El Bicarbonato es producto del metabolismo celular y si este no se elimina retiene H+ produciendo una acidosis severa.

59 Los electrólitos son cationes(+) y aniones (-) que sirven para mantener el PH ácido básico, para mantener la presión osmótica y la temperatura corporal. Los electrólitos son cationes(+) y aniones (-) que sirven para mantener el PH ácido básico, para mantener la presión osmótica y la temperatura corporal. Tenemos: Tenemos: Sodio ( Na + ) Sodio ( Na + ) Potasio ( K + ) Potasio ( K + ) Calcio ( Ca + + ) Calcio ( Ca + + ) Magnesio ( Mg + + ) Magnesio ( Mg + + ) Cloro ( Cl - ) Cloro ( Cl - ) Fosfato ( HPO4 - - ) Fosfato ( HPO4 - - ) Sulfato ( SO4 - - ) Sulfato ( SO4 - - ) Etc… Etc…

60 Sistemas de tampón El organismo dispone de medios para defenderse de forma rápida de la acidez que actúan coordinadamente. El sistema bicarbonato/CO2 representa el 75% de la capacidad buffer total de la sangre, siendo un buffer excelente y la tercera línea: la regulación renal. La segunda línea: la regulación respiratoria La primera línea de defensa: Los buffers

61 Un amortiguador ácido-básico o tampón es una solución de dos o más compuestos químicos que evita la producción de cambios intensos en la concentración de iones hidrógeno. Generalmente están compuestos por un ácido débil y su base conjugada Un amortiguador ácido-básico o tampón es una solución de dos o más compuestos químicos que evita la producción de cambios intensos en la concentración de iones hidrógeno. Generalmente están compuestos por un ácido débil y su base conjugada El más común es el Ac Carbónico con Bicarbonato de Sodio. Existen además otros sistemas amortiguadores como el fosfato y las proteínas. El más común es el Ac Carbónico con Bicarbonato de Sodio. Existen además otros sistemas amortiguadores como el fosfato y las proteínas.

62 Sistemas de tampón El equilibrio ácido-base requiere la integración de tres sistemas orgánicos, el hígado, los pulmones y el riñón. El equilibrio ácido-base requiere la integración de tres sistemas orgánicos, el hígado, los pulmones y el riñón. El hígado metaboliza las proteínas produciendo iones hidrógeno( H+ ) El hígado metaboliza las proteínas produciendo iones hidrógeno( H+ ) El pulmón elimina el dióxido de carbono ( CO2 ) El pulmón elimina el dióxido de carbono ( CO2 ) Y el riñón generando nuevo bicarbonato ( H2CO3). Y el riñón generando nuevo bicarbonato ( H2CO3).

63 El sistema amortiguador del bicarbonato El sistema amortiguador del bicarbonato consiste en una solución acuosa con dos componentes: 1) Un ácido débil. H2C03 Bicarbonato de sodioicarbonato de sodio 2) Una sal bicarbonato, por ejemplo NaHC03 Ácido carbónico El H2CO se forma en el organismo mediante la reacción del C02 con el H20: Es el tampón más importante en la homeostasis del pH porque: El sistema amortiguador del bicarbonato pKa=6.1

64 *Está presente en todos los medios tanto intracelulares como extracelulares. En el medio extracelular la concentración de bicarbonato es elevada (24 mEq). Es un sistema abierto. La concentración de cada uno de los dos elementos que lo componen son regulables; el CO2 a nivel pulmonar, y el bicarbonato a nivel renal. *La suma de las concentraciones del ácido y de la base no es constante, lo cual aumenta muchísimo su capacidad amortiguadora. Bicarbonato/CO2, en el plasma y líquido intersticial

65 ES UN SISTEMA ABIERTO

66 AMORTIGUADOR BICARBONATO Porque el sistema de amortiguador bicarbonato se dice que es el mas importante si su Pka es de 6,1 y esta está algo alejado del pH fisiológico de la sangre 7,35 a 7,45 el de normalidad.

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69 El bicarbonato es el principal medio de transporte del CO2. A medida que se va formando CO2 los capilares reacciona con el agua para formar ácido carbónico que a su vez se disocia instantáneamente dando lugar al H+ + HCO3- Transporte del CO2 La primera reacción catalizada por la enzima Anhidrasa Carbónica. Entonces, con esta reacción se explica porqué el pulmón está implicado en el equilibrio ácido base. Cuanto más CO2 se retenga en el cuerpo, mayor acidez provocará. La Anhidrasa carbónica existe en gran cantidad en el eritrocito, por lo que esta reacción se lleva a cabo más rápido y en mayor proporción aquí. El HCO3 difunde hacia el exterior del eritrocito y el H+ es amortiguado por las moléculas de Hb. Cada molécula de Bicarbonato es intercambiado por un ion cloruro La concentración de cloruro es menor en la sangre venosa que en la arterial. CO2 en el eritrocito H+ +  H2CO3  CO2 + H2O HCO3

70 LA SECRECION DE HIDROGENIONES Y LA REABSORCION DE BICARBONATO SE PRODUCEN PRACTICAMENTE EN CUALQUIER PARTE DEL TUBULO, SALVO EN LAS PORCIONES DELGADAS DE LAS RAMAS DESCENDENTE Y ASCENDENTE DEL ASA DE HENLE. EL BICARBONATO NO SE REABSORVE DIRECTAMENTE EN LOS TUBULOS

71 EL BICARBONATO SE REABSORVE POR EL RESULTADO DE LA REACCION QUE SE PRODUCE POR LOS H+ SECRETADOS Y LOS IONES DE BICARBONATO FILTRADOS POR EL LIQ. TUBULAR, EL BICARBONATO SE REABSORVE POR EL RESULTADO DE LA REACCION QUE SE PRODUCE POR LOS H+ SECRETADOS Y LOS IONES DE BICARBONATO FILTRADOS POR EL LIQ. TUBULAR, POR ACCION DE LA ANHIDRASA CARBONICA DEL EPITELIO TUBULAR POR CADA HC03- REABSORVIDO, SE DEBE EXCRETAR UN H+ POR ACCION DE LA ANHIDRASA CARBONICA DEL EPITELIO TUBULAR POR CADA HC03- REABSORVIDO, SE DEBE EXCRETAR UN H+

72 EN EL TUBULO PROXIMAL, PORCION GRUESA DEL ASA DE HENLE Y EN EL TUBULO DISTAL SE SECRETAN H+ AL LIQ. TUBULAR POR UN MECANISMO DE CONTRATRANSPORTE DE Na+ - H+ EN EL TUBULO PROXIMAL, PORCION GRUESA DEL ASA DE HENLE Y EN EL TUBULO DISTAL SE SECRETAN H+ AL LIQ. TUBULAR POR UN MECANISMO DE CONTRATRANSPORTE DE Na+ - H+ LIQ. CELULAS LUZ LIQ. CELULAS LUZ INTERSTICIAL TUBULARES TUBULAR INTERSTICIAL TUBULARES TUBULAR Na+ Na + HC03 Na+ Na + HC03 ATP Na+ ATP Na+ K + HCO3 - H+ K + HCO3 - H+ ANHIDRASA ANHIDRASA H2CO3 CARBONICA H2CO3 H2CO3 CARBONICA H2CO3 H20 H20 C02 CO2 C02 + H20 C02 CO2 C02 + H20

73 LOS H+ SEGREGADOS SE CONSUMEN AL REACCIONAR CON EL HCO3- Y FORMAR H2CO3, QUE SE DISOCIA EN C02 Y H20. EL C02 PASA POR DIFUSION AL INTERIOR DE LA CELULA, LOS H+ SEGREGADOS SE CONSUMEN AL REACCIONAR CON EL HCO3- Y FORMAR H2CO3, QUE SE DISOCIA EN C02 Y H20. EL C02 PASA POR DIFUSION AL INTERIOR DE LA CELULA,

74 SECRECION DE H+ NORMALMENTE LOS TÚBULOS SECRETAN UNOS 4400 mEq de H+ / DIA, Y EN LOS GLOMERULOS SE FILTRAN 4320 mEq DE HCO3- / DIA. LAS CANTIDADES DE ESTOS IONES QUE PASAN A LOS TUBULOS SON CASI IGUALES, Y AMBOS SE COMBINAN ENTRE SI PARA FORMAR CO2 Y H2O; NORMALMENTE LOS TÚBULOS SECRETAN UNOS 4400 mEq de H+ / DIA, Y EN LOS GLOMERULOS SE FILTRAN 4320 mEq DE HCO3- / DIA. LAS CANTIDADES DE ESTOS IONES QUE PASAN A LOS TUBULOS SON CASI IGUALES, Y AMBOS SE COMBINAN ENTRE SI PARA FORMAR CO2 Y H2O;

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77 EL FOSFATO URINARIO ES EL AMORTIGUADOR QUE TRANSPORTA H+ EN EXCESO A LA ORINA Y FORMA HCO3- NUEVO. ESTA FORMADO POR HPO4= Y H2PO4-. EL FOSFATO URINARIO ES EL AMORTIGUADOR QUE TRANSPORTA H+ EN EXCESO A LA ORINA Y FORMA HCO3- NUEVO. ESTA FORMADO POR HPO4= Y H2PO4-. Sistema amortiguador del fosfato: Incluye los fosfatos orgánicos, que son buffers intracelulares, entre ellos tenemos ATP, ADP, Glucosa- 1-fosfato; incluye también los fosfatos inorgánicos, que son buffers urinarios y no son importantes como buffers del extracelular, pero intervienen activamente en los túbulos renales.

78 Los aminoácidos y proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones (ácidos) como captarlos (bases), a un determinado pH y, tener ambos comportamientos al mismo tiempo. La carga depende del pH del medio. En un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el fuertemente ácido lo hacen positivamente.

79 POR CADA H+ EXCRETADO CON EL AMORTIGUADOR DE FOSFATOS, SE FORMA UN NUEVO HCO3- EN EL TUBULO RENAL Y SE REABSORVE. EL HCO3 QUE SE FORMA EN LA CÉL. TÚBULAR REPRESENTA UNA GANANCIA NETA DE HCO3- EN SANGRE, MAS QUE A LA SIMPLE SUSTITUCION DEL HCO3- FILTRADO. POR CADA H+ EXCRETADO CON EL AMORTIGUADOR DE FOSFATOS, SE FORMA UN NUEVO HCO3- EN EL TUBULO RENAL Y SE REABSORVE. EL HCO3 QUE SE FORMA EN LA CÉL. TÚBULAR REPRESENTA UNA GANANCIA NETA DE HCO3- EN SANGRE, MAS QUE A LA SIMPLE SUSTITUCION DEL HCO3- FILTRADO.

80 Las propiedades amortiguadoras de la hemoglobina desempeñan un papel fundamental en el transporte sanguíneo del CO2 tisular hasta su eliminación pulmonar. En el interior del hematíe, por acción de la A.C., el CO2 se va a convertir en ácido carbónico que se disocia dando un H+ que rápidamente será tamponado por la hemoglobina, y bicarbonato que saldrá fuera del hematíe en intercambio con iones cloro.

81  Es un tampón fisiológico muy eficiente debido tanto al cambio de pK que experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran abundancia de esta proteína en la sangre (15 % del volumen total sanguíneo). La oxihemoglobina (pK= 6,68) es un ácido más fuerte que la desoxihemoglobina (pK= 7,93).

82 Un aspecto fundamental en la fisiología de todos los organismos es la homeostasis o capacidad para mantener una situación de equilibrio dinámico favorable. En este fenómeno tiene gran importancia los sistemas amortiguadores que equilibran la presencia de sustancias ácidas y básicas para mantener el pH dentro de los límites fisiológicos. …

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84 Regulación respiratoria del equilibrio acido - básico

85 Constituye la segunda línea de defensa de manera que amortigua la acidez o alcalinidad a base de eliminar o retener el co2, lo que disminuye o aumenta el acido carbonico,y en consecuencia los hidrogeniones Esta línea de defensa lo ejercen el control que tienen los sobre el co2 del liquido extracelular Incremento de la ventilación elimina el co2 del liquido extracelular lo que por la acción de masas reduce la concentración de iones hidrogeno (h+) Disminución de la ventilación aumenta el co2 del liquido extracelular y eleva así la concentración de iones hidrogeno (h+) en el liquido extracelular

86 Espiración pulmonar de co2 equilibra su producción metabólica Procesos metabólicos dentro de la célula dan lugar a una producción continua de co2 en el organismo. ¿ Como se forma el co2? Cuando el o2 al entrar en contacto con el agua de la célula se produce una oxidación y se forma el c02.

87 El termino medio, de la cantidad de co2 disuelto normalmente en los líquidos extracelulares es de 1.2mmol/litro, lo que corresponde a un Pco2 de 40 mm hg. Formado ya el co2,va a difundir desde las células a los líquidos intersticiales y a la sangre la cual llevara el co2 a los pulmones donde se difunde en los alvéolos y por ultimo pasa a la atmósfera por la ventilación pulmonar

88 Al aumentar la producción metabólica de c02, aumentaran también las concentraciones de Pc02 del liquido extracelular Al descender la producción metabólica de c02 también lo hará el Pco2 del liquido extracelular Al aumentar la ventilación pulmonar, el C02 es expulsado a la atmósfera por los pulmones,y la Pc02 del liquido extracelular baja Al ocurrir cambios tanto en la ventilación pulmonar como en la tasa de formación de co2, estos pueden influir sobre la pco2 del liquido extracelular

89 El aumento de la ventilación pulmonar reduce la concentración de iones hidrogeno del liquido extracelular y eleva el Ph Que es el PH? :- Log h+ Cuando la tasa de formación metabólica de c02 permanece constante, el único factor que influye sobre la Pco2 de los líquidos extracelulares es la tasa de ventilación alveolar Aumento de la ventilación alveolar, menor es la Pco2 Baja la ventilación alveolar, mayor es la pco2

90 Como ya se sabe, cuando aumenta la concentración de co2, también se elevan las concentraciones de h2co3 y de iones hidrogeno (h+), lo que se traduce a una disminución del Ph del liquido extracelular. Ph: H+ Ph:H+

91 El aumento de la concentración de iones hidrogeno estimula la ventilación alveolar La ventilación alveolar influye sobre la concentración de iones hidrogeno (h+) a través de los cambios en el Pco2 de los líquidos corporales, sino que los iones hidrogeno (h+) influyen también sobre la ventilación alveolar Ej.: el Ph de 7.4 estado normal A un 7.0 estado anormal (F. acido).

92 Indica altas concentraciones de h+. La cual actúan estimulando la ventilación de 4 a 5 veces. Ej.: el Ph de 7.4 estado normal, es superado entonces se produce una disminución de la respiración y así se logre de nuevo equilibrar. La razón de esto es que al disminuir la ventilación alveolar, por causa del aumento de Ph: ( disminución de h+) desciende tan bien el o2 que se añade a la sangre y su presión parcial esta (Pco2), lo que estimula la frecuencia respiratoria

93 Control por retroacción negativa de la concentración de iones hidrogeno mediante el aparato respiratorio Aumento de la concentración de iones hidrogeno (h+) estimula la respiración y dado que el aumento de la ventilación alveolar reduce a su vez la concentración de iones hidrógeno (h+), el aparato respiratorio actúa como un típico regulador por retroacción negativa de iones hidrogeno (h+). (h+) Ventilación alveolar Pco2

94 Esto ocurre siempre que las concentraciones de iones hidrogeno (h+) supere su valor normal: una estimulación del aparto respiratorio y aumenta la ventilación alveolar. El Pco2 de los líquidos extracelulares disminuye y a su vez también lo hace los iones hidrogeno (h+) que tienden a volver a la normalidad. Si la concentración de iones hidrogeno (h+) cae por debajo de lo normal se produce un depresión del centro respiratorio y la ventilación alveolar disminuye para que los iones hidrogeno vuelvan a elevarse hacia su normalidad

95 Eficacia del control respiratorio de la concentración de iones hidrogeno. Cuando existe una alteración ajena al aparato respiratorio se altera el Ph. Control respiratorio _No actúa a un 100%. _Pero si de un 50 q 75% que de ganaría por retroacción Ej.: adición de un acido al liquido extracelular indica un Ph de 7.4 a 7.0 Lo convierte en 7.2 o 7.3 en unos 3 o 12 minutos

96 Capacidad de amortiguamiento del aparato respiratorio El aparato respiratorio es un sistema de amortiguamiento fisiológico global Rápidamente evita que las concentraciones de iones hidrogeno (h+) cambie demasiado hasta que los riñones de respuesta mucho mas lenta eliminen el desequilibrio Es una o dos veces mas poderoso que los amortiguadores químicos combinados con el liquido extracelular

97 Acción de PH y el dióxido de carbono en lo centros respiratorios

98 Centro respiratorio Compuesto por 3 grupos de neuronas localizadas bilateralmente en el bulbo raquídeo y en la protuberancia. 1) Grupo respiratorio dorsal 2)Grupo respiratorio ventral 3)Centro neumotaxico

99 Ubicación Porción dorsal del bulbo Parte ventrolateral del bulbo Esta localizado dorsalmente en la parte superior de la protuberancia Función Estimula la inspiración Estimula la inspiración y la espiración Controla la frecuencia y el patrón respiratorio

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101 Control químico directo de la respiración El exceso de co2 o de iones hidrogeno (h+) en la sangre estimula fundamentalmente al propio centro respiratorio a manera que aumenten mucho mas las fuerzas espiratorias e inspiratorias a los músculos respiratorios Ahora el o2 no tiene un efecto directo en el centro respiratorio del encéfalo para el control de la respiración

102 Al contrario.. El actúa casi exclusivamente sobre los quimiorrectores periféricos ubicados en los cuerpos árticos y carotideos que a su vez transmiten señales nerviosa oportunas al centro respiratorio para el control de la respiración. En realidad el co2 o los h+ no actúan directamente sobre el centro respiratorio mas existe una zona ….… ZONA QUIMIOSENCIBLE … …

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104 Esta zona quimiosencible esta a un quinto milímetro por debajo de la superficie ventral del bulbo Es una zona extremadamente sensible a las variaciones de Pco2 y de iones hidrogeno (h+) sanguíneos y excita a las demás porciones del centro respiratorio.

105 Las neuronas de esta zona quimiosencible responden o se activan sobre todo a las concentraciones de iones hidrogeno (h+) creyéndose que los H+ son el único estimulo directo de estas neuronas. Pero......... Los hidrogeniones no pueden atravesar la barrera hemetoencefalica.. … Por lo tanto existe un factor que es el co2….: dióxido de carbono

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107 Este si puede atravesar la barrera hematoencefalica como si no existiera y ejerce un potente efecto: Directo o indirecto? Es un efecto indirectamente directo ya que al atravesar la barrera reacciona con el agua de los tejidos para formar acido carbónico (H2CO3) que luego se disocia en iones hidrogeno (H+) y bicarbonato (HCO-3) entonces hay es cuando los H+ ejercen su potente papel directo. Luego lo iones hidrogeno (H+) van a ir directamente hacia las neuronas sensibles de la zona quimiosencible donde estando alrededor de ellas se activan de manera que aumente la ventilación pulmonar y enviando señales a las demás partes del centro respiratorio para el control de respiración.

108 Por tanto se liberan mas iones hidrogeno( H+) en el interior de la zona quimiosencible respiratoria cuando asciende la concentración sanguínea de CO2 que cuando varia la concentración de iones hidrogeno (h+)

109 Disminución del efecto estimulante del CO2 transcurrido el 1er o los dos primeros días Durante las primeras horas la excitación del centro respiratorio es grande pero luego ya transcurrido el primer o los primeros días va a declinar a una quinta parte del efecto inicial, esto es consecuencia del reajuste renal de la concentración de iones hidrogeno (H+) hacia la normalidad después que el aumento de las moléculas de CO2 haya incrementado el numero de iones hidrogeno ( H+) ; entonces los riñones actúan aumentando las concentraciones de bicarbonato sanguíneo y así se logre captar los iones hidrogeno (H+) de la sangre y del liquido cefalorraquídeo para reducir así su concentración.

110 Mas importante es que a lo largo de un periodo de horas, los iones bicarbonato también logran difundir pero poco a poco a través de la barrera hematoencefalica y hematocefalorraquidea, y se combinan directamente con iones hidrogeno (H+) que rodean a estas neuronas respiratorias, reduciendo así los iones de hidrogeno hasta su normalidad Y de esta manera es como vuelve todo a funcionar con constancia que se necesita para el correcto funcionamiento de nuestro organismo

111 Bases buffer Nosotros como sistemas tenemos la necesidad de mantener nuestro flujo energético constante. Para que se pueda mantener esta constante debemos consumir hidratos de carbono, grasas, proteínas, minerales, aparte del agua que consumimos y del oxigeno uno de los mas importantes. Todo eso a de ser transformado y metabolizado para que nos sea de utilidad pero al mismo tiempo se forman también otras sustancias como lo son el anhídrido carbónico y H+ que deben ser eliminados.

112 Estas sustancias no van a depender solo de la relación entre la producción y eliminación sino también de mecanismos reguladores que impiden las grandes oscilaciones de los mismos. Estos mecanismos son los amortiguadores bases buffer o tampón que tienen como condición unirse de manera reversible al hidrogeno Actuando a diferentes niveles y con diferentes tiempos: Nivel extracelular: acción es instantánea Nivel respiratorio: tarda minutos. Nivel intracelular: acción es de 2 a 4 hrs. Nivel renal: tarda de horas a días.

113 Déficit de bases buffer Es por perdida renal o digestiva de bicarbonato y aumento de hidrogeniones Exceso de bases buffer Es por un incremento exógeno de bicarbonato, perdida renal o digestiva de hidrogeniones

114 Acidosis metabólica Primero hablemos de *Ácidos Metabólicos* Incluyen todos los ácidos del cuerpo a excepción del acido carbónico. Estos ácidos no son eliminados por los pulmones, ellos han de ser neutralizados por el bicarbonato, metabolizados o excretados por el riñón. Por tanto la Acidosis Metabólica indica un PH disminuido y un aumento de la actividad iónica del hidrogeno en el liquido extracelular cuyo origen es distinto al acido carbónico

115 Causas de la Acidosis Metabólica Cuando es por retención de ácidos: -Cetoacidosis diabética. -Acidosis láctica. -Producción de iones hidrogeno (H+) por aporte interno o externo. -Intoxicación por alcohol metilito o acido bórico. Cuando es por perdida de bases bicarbonato: -Hipercloremia. -Puede ser por drenajes o fístulas del intestino. -Diarrea severa. -Insuficiencia renal para la reabsorción de bicarbonato. - Vomito.

116 pH: 7.35 a 7.45 PCO 2 : 35 a 45 mm Hg HCO 3 -: 24mEq/L H+: 40 mEq/L

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118 Es un disturbio ácido-base caracterizado por un incremento del pH, primariamente debido a un aumento en la concentración plasmática del HCO3. Es un disturbio ácido-base caracterizado por un incremento del pH, primariamente debido a un aumento en la concentración plasmática del HCO3.

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124 Disturbio ácido-base caracterizado por una disminución primaria del HC03 plasmático disminución del pH arterial hiperventilación compensatoria disminución del pCO2. La acidosis metabólica es una acidez excesiva de la sangre caracterizada por una concentración anormalmente baja de bicarbonato en la sangre.

125 Acidosis Metabólica CAUSAS 1.Producción de ácidos en exceso 2. Pérdida de HCO3 3. Disminución de excreción.

126 CAUSAS 1.Producción de ácidos en exceso de la capacidad del riñón para su excreción y regenerar bicarbonato. 2. Pérdida de HCO3 del LEC a través del riñón. 3. Disminución de la capacidad de un riñón enfermo para excretar ácido y regenerar HCO3.

127 ACIDOSIS METABOLICA puede ser producida por dos mecanismos.- ACIDOSIS METABOLICA puede ser producida por dos mecanismos.- AUMENTO DE HIDROGENIONES AUMENTO DE HIDROGENIONES DISMINUCION DEL BICARBONATO DISMINUCION DEL BICARBONATO

128 PERDIDAS DE BICARBONATO VIA EXTRARENAL PERDIDAS DE BICARBONATO VIA EXTRARENAL DIARREA DIARREA FISTULAS GASTROINTESTINALES FISTULAS GASTROINTESTINALES PERDIDAS DE BICARBOANTO VIA RENAL PERDIDAS DE BICARBOANTO VIA RENAL ACIDOSIS TUBULAR RENAL PROXIMAL ACIDOSIS TUBULAR RENAL PROXIMAL

129 Paciente varón de 32 años, norteamericano, retorna de Cuzco con “diarrea profusa”, debilidad general, pérdida de peso, calambres. Paciente varón de 32 años, norteamericano, retorna de Cuzco con “diarrea profusa”, debilidad general, pérdida de peso, calambres. Al examen del Laboratorio: pH=7.25; pCO2=24; HCO3 =10 mEq/L ac

130 Primero: Acidosis x pH bajo Primero: Acidosis x pH bajo Segundo: Metabólica x HCO3 bajo Segundo: Metabólica x HCO3 bajo

131 EJEMPLO EJEMPLO Paciente varón, 45 a. de edad, fumador crónico, se presentó a la EMG con vómitos recurrentes de 5 días de duración. Los resultados de AGA son: Paciente varón, 45 a. de edad, fumador crónico, se presentó a la EMG con vómitos recurrentes de 5 días de duración. Los resultados de AGA son: pH=7.49 pH=7.49 pCO2= 55 mmHg pCO2= 55 mmHg [HCO3]=40 mEq/L [HCO3]=40 mEq/L PaO2= 68mmHg PaO2= 68mmHg

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135 Acidosis respiratoria. Desorden ácido base en el cual la PCO2 arterial es mayor a la esperada. PCO2 >45 mmHg. pH 45 mmHg. pH <7,35. Causada por una disminución en la frecuencia respiratoria y retención de CO2. ↑ pCO2 arterial es el trastorno primario causando un incremento en [H+] y [HCO3] La compensación renal consiste en el aumento de excreción de H+ y NH4+ y aumento en la reabsorción de HCO3.

136 Acidosis respiratoria. Es usualmente referida al CO2 que no es un ácido para Browted y Lowry ya que no contiene un hidrogenion como donador de protones. Es usualmente referida al CO2 que no es un ácido para Browted y Lowry ya que no contiene un hidrogenion como donador de protones. La producción diaria de CO2 es enorme comparada con la producción de ácidos fijos, producto de la oxidación completa de glucosa y grasas. La producción diaria de CO2 es enorme comparada con la producción de ácidos fijos, producto de la oxidación completa de glucosa y grasas.

137 Acidosis respiratoria. Amortiguadores Amortiguadores Liq. Corporales. Liq. Corporales. En la acidosis respiratoria, las respuestas compensatorias disponibles son: En la acidosis respiratoria, las respuestas compensatorias disponibles son: Los Riñones. Los Riñones.

138 ACIDOSIS RESPIRATORIA. CAUSAS. INHIBICIÓN DEL CENTRO RESPIRATORIO BULBAR. DROGAS: OPIÁCEOS, ANESTÉSICOS, SEDANTES. TRASTORNOS DE MÚSCULOS RESP. PARED TORACICA. TRATORNOS DE INTERCAMBIO GASEOSO EN P. ALVEOLAR.

139 ACIDOSIS RESPIRATORIA DIAGNOSTICO. PH ACIDO + HIPERCAPNIA. PH ACIDO + HIPERCAPNIA. HISTORIA CLINICA PRECISA ES IMPRESCINDIBLE. HISTORIA CLINICA PRECISA ES IMPRESCINDIBLE. IDENTIFICAR EL TRASTORNO SUBYACENTE. IDENTIFICAR EL TRASTORNO SUBYACENTE. VALORES DEL HCO3 EN HIPERCAPNIA AGUDA DEBEN ESTAR ENTRE 24 Y 29 mEq/L. (Valores fuera de este intervalo indican un trastorno metabólico añadido) VALORES DEL HCO3 EN HIPERCAPNIA AGUDA DEBEN ESTAR ENTRE 24 Y 29 mEq/L. (Valores fuera de este intervalo indican un trastorno metabólico añadido)

140 ACIDOSIS RESPIRATORIA TRATAMIENTO. CORREGIR LA VENTILACION ALVEOLAR Y REMOVER EL EXCESO DE C02. CORREGIR LA VENTILACION ALVEOLAR Y REMOVER EL EXCESO DE C02. VENTILACION MECANICA EN HIPOXEMIA REFRACTARIA, HIPERCAPNIA SINTOMATICA O PROGRESIVA Y EN DEPRESION DEL CENTRO RESPIRATORIO. VENTILACION MECANICA EN HIPOXEMIA REFRACTARIA, HIPERCAPNIA SINTOMATICA O PROGRESIVA Y EN DEPRESION DEL CENTRO RESPIRATORIO.

141 Acidosis respiratoria Aguda: De breve duración con limitada respuesta compensatoria. HCO3 aumenta 1mEq/L por cada aumento en 10 mmHg de pCO2. Mientras el pH disminuye en 0.08 por cada aumento en 10 mmHg de pCO2 Aguda: De breve duración con limitada respuesta compensatoria. HCO3 aumenta 1mEq/L por cada aumento en 10 mmHg de pCO2. Mientras el pH disminuye en 0.08 por cada aumento en 10 mmHg de pCO2 Crónica : La compensación renal se incrementa con el paso de los días ( 3-4 días). HCO3 aumenta en 4 mEq/L por cada aumento en 10 mmHg Pco2. Crónica : La compensación renal se incrementa con el paso de los días ( 3-4 días). HCO3 aumenta en 4 mEq/L por cada aumento en 10 mmHg Pco2.

142 ACIDOSIS RESPIRATORIA AGUDA. SINTOMAS. ALTERACIONES NEUROLOGICAS: VISION BORROSA VISION BORROSA CEFALEA CEFALEA AGITACION AGITACION ANSIEDAD ANSIEDAD DELIRIO DELIRIO SOMNOLENCIA SOMNOLENCIA AUMENTO DE LA PRESION DE LCR AUMENTO DE LA PRESION DE LCR AUMENTO DE FLUJO SANGUINEO CEREBRAL. AUMENTO DE FLUJO SANGUINEO CEREBRAL.

143 Acidosis Respiratoria Aguda Compensación La respuesta compensatoria es limitada a la amortiguación. La respuesta compensatoria es limitada a la amortiguación. 99% ocurre intracelular, proteínas (hemoglobina, fosfatos) buffer más importantes intracelular. 99% ocurre intracelular, proteínas (hemoglobina, fosfatos) buffer más importantes intracelular.

144 ACIDOSIS RESPIRATORIA CRONICA. SINTOMAS  SINTOMAS MENOS FRECUENTES POR LA COMPENSACION RENAL QUE RECTIFICA EL pH.

145 Acidosis Respiratoria Crónica. Compensación. Respuesta lenta toma 3 a 4 días en alcanzar el máximo. Respuesta lenta toma 3 a 4 días en alcanzar el máximo. ↑ PCO2 ↑PCO2 i Cel. ↑ PCO2 ↑PCO2 i Cel. T.C.P ↑secreción H+. T.C.P ↑secreción H+. ↑ prod. HCO3 cruza la M. basolateral y entra a la circulación ↑ [ HCO3]. ↑ prod. HCO3 cruza la M. basolateral y entra a la circulación ↑ [ HCO3]. ↑ reabsorción Na+ intercambio por H+. ↑ reabsorción Na+ intercambio por H+. ↑ producción NH3 + H+ luz tubular (↑NH4) ↑ producción NH3 + H+ luz tubular (↑NH4)

146 Caso “A”. Paciente de 66 años, fumador desde los 16 con EPOC y diagnostico de Cardiomiopatia dilatada, hace 2 años en tratamiento con furosemida. Paciente de 66 años, fumador desde los 16 con EPOC y diagnostico de Cardiomiopatia dilatada, hace 2 años en tratamiento con furosemida. Laboratorio: Laboratorio: Na: 139 - Cl: 101 - K: 3.9. Na: 139 - Cl: 101 - K: 3.9. pH = 7.40. pH = 7.40. pCO2= 60mmHg. pCO2= 60mmHg. HCO3 =36 mEq/L. HCO3 =36 mEq/L.

147 Respuesta. Primero : pH “ normal” compensado. Primero : pH “ normal” compensado. Segundo : pCO2 elevado  Acidosis respiratoria. Segundo : pCO2 elevado  Acidosis respiratoria. Tercero: HCO3 elevado  Alcalosis metabólica Tercero: HCO3 elevado  Alcalosis metabólica

148 Alcalosis Respiratoria. Trastorno ácido base primario, en el cual la PCO2 cae a niveles por debajo de lo esperado. Incremento del pH( si no hay compensación, y no hay otro trastorno a-b presente). Hipocapnia no es igual a alcalosis respiratoria pH>7,45. PCO2 <35 mmHg HCO3↓ HCO3↓

149 Alcalosis Respiratoria. El proceso de Alcalosis Respiratoria siempre viene dada debido al incremento de la ventilación alveolar. El proceso de Alcalosis Respiratoria siempre viene dada debido al incremento de la ventilación alveolar. Ya sabemos que nuestro organismo produce 15.000 mmoles de CO2 por día, que son eliminados Ya sabemos que nuestro organismo produce 15.000 mmoles de CO2 por día, que son eliminados

150 Alcalosis Respiratoria. Causas. ENFERMEDADES PULMONARES. RESIDENCIA, GRANDES ALTURAS. TRASTORNO DEL CENTRO RESPIRATORIO BULBAR. SINDROMES DE HIPERVENTILACION. HIPOXEMIA

151 Alcalosis Respiratoria. Síntomas. RELACIONADOS A IRRITABILIDAD DEL SNC Y SN PERIFÉRICO. Mareos, alteración del conocimiento, parestesias, espasmos carpopedales, Cefalea, disnea, Dolor torácico. sensación de cabeza hueca Reducción del flujo Sanguíneo cerebral (35 a 40% si la PCO2 Desciende en 20mm/Hg)

152 ALCALOSIS RESPIRATORIA. DIAGNOSTICO. La clínica y el proceso fisiopatológico orientan para sospechar el tipo de disturbio presente. La clínica y el proceso fisiopatológico orientan para sospechar el tipo de disturbio presente. Se tiene que considerar que existe una alteración primaria y otra compensatoria la cual trata de mantener el pH dentro de los límites normales. Se tiene que considerar que existe una alteración primaria y otra compensatoria la cual trata de mantener el pH dentro de los límites normales. Gasometría. Gasometría.

153 Alcalosis Respiratoria. Compensación. Alcalosis Respiratoria Aguda. Alcalosis Respiratoria Aguda. Mecanismo PCO2↓ buffer HCO3 ↓ Mecanismo PCO2↓ buffer HCO3 ↓ Magnitud 2 mmol/l HCO3 c/ 10 mmHg CO2 Magnitud 2 mmol/l HCO3 c/ 10 mmHg CO2 Límite 18mmol/lt. HCO3 (< coexiste ac. metabólica). Límite 18mmol/lt. HCO3 (< coexiste ac. metabólica). Alcalosis Respiratoria Crónica. Alcalosis Respiratoria Crónica. Mecanismo retención renal de ácido Mecanismo retención renal de ácido Magnitud 5 mmol/l HCO3 c/10mmHg CO2 Magnitud 5 mmol/l HCO3 c/10mmHg CO2 Límite 12 a 15 mmol/lt. Límite 12 a 15 mmol/lt.

154 Acidosis respiratoria. Corrección Hipoxemia: importante causa de (+) respiratorio y consecuente de Alcalosis respiratoria. Hipoxemia: importante causa de (+) respiratorio y consecuente de Alcalosis respiratoria. La prioridad es la corrección de la hipoxemia coexistente La prioridad es la corrección de la hipoxemia coexistente Corrección del desorden subyacente corregirá la alcalosis respiratoria. Corrección del desorden subyacente corregirá la alcalosis respiratoria. La severidad está determinada por la diferencia entre PCO2 actual y la esperada. La severidad está determinada por la diferencia entre PCO2 actual y la esperada.

155 Caso “B”. Paciente de 17 años sexo femenino, llega a emergencia con compromiso del sensorio, familiares refieren una crisis sentimental, y traen con ella un frasco nuevo de aspirina vacío. Pálida, diaforética, cianosis distal. Taquicárdica. Paciente de 17 años sexo femenino, llega a emergencia con compromiso del sensorio, familiares refieren una crisis sentimental, y traen con ella un frasco nuevo de aspirina vacío. Pálida, diaforética, cianosis distal. Taquicárdica. PA 90/60 mmHg. FC: 112x´ FR:22x´ T 36°C. Laboratorio: Glicemia 123 mg/dl. Laboratorio: Glicemia 123 mg/dl. pH =7.45 PCO2= 20 mmHg HCO3= 13 mEq/L pH =7.45 PCO2= 20 mmHg HCO3= 13 mEq/L Na: 142 k: 3.9 mEq/L Cl:102 Na: 142 k: 3.9 mEq/L Cl:102

156 Respuesta. Primero: pH alto= alcalosis Primero: pH alto= alcalosis Segundo: alcalosis, x ↑[ HCO3] o PCO2 bajo, dado que solo se da esta última, el dx inicial será alcalosis respiratoria aguda. Segundo: alcalosis, x ↑[ HCO3] o PCO2 bajo, dado que solo se da esta última, el dx inicial será alcalosis respiratoria aguda. Tercero: El HCO3 ↓ 2 mEq/L x c/↓ de 10mm/Hg de PCO2. Tercero: El HCO3 ↓ 2 mEq/L x c/↓ de 10mm/Hg de PCO2. Por consiguiente debe bajar de 24 a 20 mEq. Por consiguiente debe bajar de 24 a 20 mEq. Sin embargo el paciente tiene 13mEq/L, mas bajo de lo esperado, lo que sugiere una combinación de alcalosis respiratoria y acidosis metabólica. Sin embargo el paciente tiene 13mEq/L, mas bajo de lo esperado, lo que sugiere una combinación de alcalosis respiratoria y acidosis metabólica.

157 Trastornos Mixtos COEXISTEN MAS DE UNO DE LOS TRASTORNOS PRIMARIOS. Supongamos que tenemos un paciente con un pH arterial bajo, es por tanto acidótico. Si su HCO3 está bajo, indica que tiene una acidosis metabólica, y si su pCO2 está elevada, una acidosis respiratoria. Si presenta ambas circunstancias, entonces tiene una acidosis mixta metabólica y respiratoria.