EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

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.

1) 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:

1) Un ácido débil, H2CO3, y 2) Una sal de bicarbonato, por ejemplo NaHCO3

(anhidrasa carbónica)

CO2 + H20 H2CO3

El H2CO3 se ioniza débilmente para formar pequeñas cantidades de H+. y de HCO3

-

H2CO3 H+ + HCO3-

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+

EL SISTEMA AMORTIGUADOR BICARBONATO

 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

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

Si CO2 PCO2 PH

Si CO2 PCO2 PH

Si Ventilación elimino CO2 CO2

Si Ventilación concentro CO2 CO2

pH = 6.1 + log HCO3-

0.03 * PCO2

pH = 6.1 + log HCO3-

0.03 * PCO2

Alcalosis

Acidosis

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

Si H+ PH CO2 Ventilación

Centro respiratorio

Si H+ PH CO2 Ventilación

Centro respiratorio

compensación:

+

-

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 85% HCO3-

HCO3-4320 mEq/d

REABSORCION DE BICARBONATO

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 TUBULARLUZ TUBULAR CELULA CELULA SANGRE SANGRE

ATPATPNaNaNaNa

KK

AA CC

HH22 CO CO33

HH22O O CO CO22 HH22COCO33 HCOHCO33

NaNa

HCOHCO33

HCO3 + Na

HCOHCO3 3 + H + H

H+

ACAC

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 TUBULARLUZ TUBULAR CELULA CELULA SANGRE SANGRE

COCO22 H H22OO

HH22COCO33

HCOHCO33

HH22 PO PO44--

H POH PO44==

ATPATPH H ++

Cl Cl --

ATPATPNaNa

K K ++

H H ++

K K ++ATPATP

K K ++

ACAC

Cl Cl --

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.

LUZ TUBULARLUZ TUBULAR CELULA CELULA SANGRE SANGRE

COCO22 H H22OO

HH22COCO33

HCOHCO33ATPATPH H ++

Cl Cl --

ATPATPNaNa

K K ++

H H ++

K K ++ATPATP

K K ++

ACAC

Cl Cl --

NH3 GLUTAMINA

NH3

NHNH44

30 a 60 meq / d de H30 a 60 meq / d de H++

puede llegar a 250puede llegar a 250

TRANSPORTE DEL EXCESO DE IONES HIDRÓGENO EN LA ORINA POR EL SISTEMA TAMPÓN DEL AMONIACO

ACIDOSIS VS. ALCALOSIS