Clase 14 -equilibrio_acido-base-_2008

Clase 14 Acido BasepHProducción de H+Balance Acido - BaseBúferesDesórdenes ABNomogramas

MANTENCIÓN DE LA [ H+ ] MAQUINARIA METABOLICA INTRACELULAR ES

MUY SENSIBLE A LOS CAMBIOS DE [ H+ ] LA [ H+ ] INTRACELULAR ES DISTINTA DE LA

[ H+ ] EXTRACELULAR [ H+ ]INTRACELULAR = 10-4 mmol/L [ H+ ]EXTRACELULAR = 40 X 10-6 mmol/L

CON POTENCIAL DE NERST DE -24 mV

NOTACION PARA INDICAR [ H+ ] COMO LAS [ H+ ] EN LEC SON TAN BAJAS

[ H+ ]EXTRACELULAR = 40 X 10-6 mmol/L;

O BIEN 0.00004 mmol/L EN COMPARACIÓN CON LOS OTROS IÓNES

EJ: [ Na+ ] = 140 mmol/L

SE HA DECIDO UTILIZAR EL LOGARITMO NEGATIVO DE LA [ H+ ] COMO INDICADOR ADIMENSIONAL DE [ H+ ]

DEFINICION DE pH pH = Log10 ( 1/ [ H+ ] )

pH = - Log10 [ H+ ] Si la concentración de H+ esta

en nM, la ecuación se transforma en pH = 9 - Log10 [ H+ nM]

ES EVIDENTE QUE pH Y [ H+ ] ESTAN INVERSAMENTE RELACIONADOS POR UNA FUNCIÓN LOGARTIMICA.

NO ES EVIDENTE QUE UN MISMO CAMBIO DE PH EN EL RANGO ACIDICO (PH <7.4) REFLEJA UN CAMBIO MAYOR [ H+ ] QUE UN CAMBIO EN EL RANGO ALCALINO (PH >7.4)

RANGOS NORMALES DE PH EN SANGRE ARTERIAL

PH SUPERIOR A 7.42 ES ALCALEMIA

PH NORMAL ES 7.37 - 7.42 PH INFERIOR A 7.37 ES ACIDEMIA

RANGOS COMPATIBLES CON LA VIDA

LAS [ H+ ] EN LEC COMPATIBLES CON LA VIDA ESTAN ENTRE:

0.00002 mEq/L (pH = 7.7) y 0.0001 mEq/L (pH = 7.0) (Ganong)

Ó ENTRE pH = 8.0 y pH = 6.8 (Costanzo)

NIVELES DE PH CORPORAL pH [ H+ ] nEq/L 8.0 Jugo Pancreático 10 (0.00001 mEq/L) 7.7 Alcalosis extrema 20 (0.00002

mEq/L) 7.4 Plasma 40 (0.00004 mEq/L) 7.3 LCR 50 (0.00005 mEq/L) 7.1 LIC 80 (0.00008 mEq/L) 7.0 Acidosis extrema 100 (0.0010 mEq/L) 4.5 Orina, lisosomas 0.03 mEq/L 0.8 Jugo Gástrico 150 mEq/L

REGULACION DE LA [ H+ ] EXISTEN VARIOS MECANISMOS ASOCIADOS AL

CONTROL DE LA [ H+ ] EN EL LEC. Si por un proceso metabólico aumenta la

producción de ácidos en una célula, primero actúan pasivamente los búferes y bajan de concentración, luego de activa el control respiratorio y finalmente el renal:

1) BUFFERES LIC Y LEC DE LOS H+ (MIN-HORAS) 2) COMPENSACIÓN RESPIRATORIA (MIN-HORAS) 3) COMPENSACIÓN RENAL (HORAS-DIAS)

TRANSPORTE DE H+ ENTRE LIC Y LEC

DIRECTAMENTE ASOCIADOS: ATPASA DE H+ y ATPASA H+/K+

ANTIPORTADOR Na+/H+

INDIRECTAMENTE ASOCIADOS SIMPORT Na+/HCO3

-

ANTIPORTADOR Na+/NH4+ y Na+/HCO3

-

PRODUCCION ACIDA DIARIAMetabolismo Proteico

EL METABOLISMO HEPATICO PROVEE UN EXCESO NORMAL DE CARGA DE ACIDOS FIJOS QUE DEBEN SER ELIMINADOS POR EL RIÑON:

LOS AMINOÁCIDOS SON UTILIZADOS EN EL HÍGADO PARA GLUCONEOGÉNESIS DEJANDO COMO PRODUCTOS NH4

+ Y HCO3-

PROVENIENTES DE SUS GRUPOS AMINO Y CARBOXILO RESPECTIVAMENTE.

NH4+ ES INCORPORADO EN LA UREA Y

LOS PROTONES LIBERADOS SON TAMPÒNADOS POR HCO3

- DE TAL FORMA QUE MUY POCO NH4

+ Y HCO3-

ESCAPAN A LA CIRCULACIÓN

POR OTRO LADO EL METABOLISMO DE AMINOACIDOS QUE CONTIENEN GRUPOS SULFURO PRODUCEN ÁCIDOS FIJOS = 50 mEq/L DE ACIDOS SULFURICO+ FOSFORICO DIARIAMENTE PRODUCIDOS A PARTIR DE CATABOLISMO DE AA (METIONINA, CISTEINA, CISTINA) Y LIPIDOS.

ESTOS ÁCIDOS FUERTES ENTRAN A LA CIRCULACIÓN Y SON UNA GRAN CARGA PARA LOS TAMPONES DEL LIC.

PRODUCCION ACIDA DIARIAMetabolismo oxidativo

La más grande fuente de H+ es el CO2 generado por la oxidación de glucosa y triglicéridos

EL METABOLISMO AERÓBICO PRODUCE UNA CARGA DE 13.000 mMOLES/L/DÍA CO2 (ACIDO VOLÁTIL) LOS CUALES SON ELIMINADOS POR LA VENTILACIÓN ALVEOLAR.

OTRAS FUENTES DE CARGA ACIDA

PRODUCCION DE ACIDOS INTERNOS POR EJERCICIO EXTENUANTE (ACIDO LACTICO)

Ó CETOACIDOSIS DIABÉTICA (CETOACIDOS = -HIDROXIBUTIRICO; ACETOACÉTICO)

INGESTA DE ACIDOS SALES ACIDIFICANTES (NH4CL, CaCL2), ACIDO SALICILICO (SOBREDOSIS DE ASPIRINA), ACIDO FORMICO (METANOL), ACIDOS OXALICO Y GLICOLICO (ETILEN GLICOL)

EXCRECION DE H+ (HIPOVENTILACION, FALLA RENAL)

SI ES VOLATIL SALE VOLANDO SI ES FIJO SALE BUFFEREADO

EL PULMON NO TIENE PROBLEMAS PARA EXCRETAR LA ALTA CARGA ACIDA VOLATIL (13 MOLES DE H+ POR DIA)

PERO EL RIÑON ESTA LIMITADO POR LA MAXIMA ACIDEZ PERMITIDA EN SUS TUBULOS (pH = 4.5 ó 0.03 mEq/L H+)

ES DECIR DEBE EXCRETAR MAS DE UN 99% DE SU CARGA ACIDA BUFFEREADA.

BALANCE ACIDO - BASE

TAMPONES BIOLÓGICOS

HHb H+ + Hb-

Hprot H+ + prot-

H2PO4 H+ + HPO4-

H2CO3 H+ + HCO3-

Efecto Haldane

Cuando la HB se satura con oxígeno disminuye Su afinidad por CO2,

Por lo tanto la carga de O2 en la sangre alveolarfacilita la descarga de CO2 en los pulmones

Esto se conoce comoEfecto Haldane

Efecto Bohr

Cuando la HBO2 seenfrenta al medio acídicopor la alta PCO2, tisularPierde afinidad del Oxígeno (la curva de disociación se desplazaa la derecha, aumenta laP50)

Por lo tanto la carga de CO2 en la sangre tisularfacilita la descarga de O2 en los tejidos

Esto se conoce comoEfecto Bohr

SISTEMAS BUFFER DEL CUERPO

TIPO DE BUFFER %CAPACIDAD BUFFER

BICARBONATO PLASMA 35 ERITROCITO 18 TOTAL 53

NO BICARBONATO HB Y HB02 35 PROTEINAS PLASMATICAS 7 FOSFATO ORGANICO 3 FOSFATO INORGANICO 2 TOTAL 47

LEY DE ACCION DE MASAS

LA ECUACION GENERAL PARA UN SISTEMA BUFFER ES:

HA H+ + A-

REACTANTES PRODUCTOS

EN EL EQUILIBRIO LA DISOCIACION DEL REACTANTE HA PARA FORMAR LOS PRODUCTOS H+ + A- Y LA FORMACION DEL REACTANTE HA A PARTIR DE LOS PRODUCTOS H+ + A- CUMPLEN LA SIGUIENTE ECUACCION:

K1 [HA] = K2 [H+] [A-] K1/K2 = [H+] [A-] [HA] KD = [H+] [A-] [HA]

DONDE CONSTANTE DE EQUILIBRIO KD = K1/K2

ECUACION DE HENDERSON-HASSELBACH

RESOLVIENDO [H+] desde KD: KD = [H+] [A-] [HA]

[H+] = KD [HA] / [A-] /APLICANDO – LOG10

– LOG10 [H+] = – LOG10 KD – LOG10 [HA] / [A-] /SE OBTIENE

pH = pK + LOG10 [A-] / [HA]

CONCEPTO DEL pK

DE LA ECUACION ANTERIOR: pH = pK + LOG10 [A-] / [HA]

SE DEDUCE QUE:

1) pK= – LOG10 KD 2) CUANDO [A-] = [HA] pH = pK 3) ACIDOS FUERTES COMO EL HCL AL ESTAR MAS

DISOCIADOS TIENEN ALTAS KD Y BAJOS pK

4) RECIPROCAMENTE ACIDOS DEBILES COMO H2CO3 AL ESTAR MENOS DISOCIADOS TIENEN BAJAS KD Y ALTOS pK

5) LA FUNCION AMORTIGUADORA DE UN BUFFER ES MEJOR MIENTRAS MAS CERCA ESTE EL pH DE LA REACCION DE SU pK

BUFFERES DEL LEC

EL BUFFER FOSFATO ESTA FORMADO POR EL PAR ACIDO/BASE

HPO4-2/H2PO4

- CON UN pK= 6.8

EL BUFFER BICARBONATO ESTA FORMADO POR EL PAR ACIDO/BASE

HCO3-/CO2 CON UN pK = 6.1

Buffer Bicarbonato

BUFFER BICARBONATO VS BUFFER FOSFATO

¿CUAL DE LOS DOS SISTEMAS BUFFER ES MEJOR COMO BUFFER LEC?

PARADOJA

EL BUFFER BICARBONATO ES MEJOR BUFFER DEL LEC QUE EL BUFFER FOSFATO.

SI EL pK DEL BUFFER FOSFATO ESTA MAS CERCA DEL pH DEL ECF, PORQUE EL BICARBONATO ES MEJOR?

RESPUESTA: 1) EL BUFFER BICARBONATO (24 mM) ESTA EN MAS

ALTA CONCENTRACION QUE EL FOSTATO (1-2 mM) 2) SU pK NO ESTA MUY ALEJADA DEL pH 3) ES UN SISTEMA ABIERTO QUE LO TRANSFORMA

DE SER UN POBRE BUFFER A UNO EXCELENTE

SISTEMAS BUFFERES ABIERTOS

BUFFER BICARBONATO

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

ESCRIBIENDO LA LEY DE ACCION DE MASAS PARA EL PAR ACIDO/BASE HCO3

-/CO2 Y SUSTITUYENDO CON LOS VALORES NORMALES SE TIENE QUE:

pH = 6.1 + Log10 24 mmol/L = 7.4 0.03mmol/L/mmHg x 40mmHg

PERO SE DEDUCE QUE DISTINTAS CONCENTRACIONES DE LOS PARES ACIDO/BASE PODRIAN TAMBIEN DAR VALORES NORMALES DE pH

CONCLUSION: UN ESTADO ANORMAL ACIDO-BASE PODRIA INCLUIR UN pH NORMAL.

Reabsorción de Bicarbonato

Efecto de la Hipercapnia

Reabsorción de Bicarbonato

EXCRECIÓN RENAL DE H+

LOS RINONES ELIMINAN LA PRODUCCION DE ACIDOS FIJOS EN FORMA DIARIA A UNA RAZON APROXIMADAMENTE DE: 1 mEq H+ /Kg peso corporal /dia

25% DE LA CARGA ACIDA SE EXCRETA COMO ACIDO TITULABLE

Y OTRO 75% SE EXCRETA COMO ION AMONIO NH4+

RAZON NORMAL NH4+ / ACIDO TITULABLE = 1- 2.5

RIÑON GLUTAMINA Y HCO3

-

METABOLIZACION DE GLUTAMINA

GLUTAMINA GLUTARATO- -CETOGLUTARATO2- 2NH3 2NH3 + 2H+ 2NH4

+ + 2HCO3- (no esta equilibrado)

HIGADO RIÑON

2NH4+ + CO2 UREA + H20 + 2H+ 2NH4

+ PIERDE 2HCO3

- DEBIDO A LOS 2H+ GANA 2HCO3- POR

EXCRECION DE 2 NH4

+

RELACIÓN ENTRE LA VENTILACIÓN Y EL pH

Efecto del PH en la ventilación alveolar (rol del quimiorreceptor periférico)

Efecto de la ventilación sobre el pH

DESORDENES ACIDO-BASE

Diagrama Davenport

Muestra los cambios reales de pCO2, HCO3- y pH en alcalosis y acidosis metabólica

Regla para compensaciones AB

Mapa AB

Nomograma Acido-Base

Nomograma Siggaard-AndersenINDICA GRADO EFECTIVO DE HIPO O HIPERVENTILACION EN EL EJE Y

INDICA ALCALOSIS Y ACIDOSIS EN EL EJE X

INCLUYE LINEAS DE TITULACION DE CO2, [Hb], [HCO3

-]stad, ANIONES BUFFERES (BUFFER BASE), Y EL EXCESO DE BASE (BASE EXCESS)

CETOACIDOSIS DIABETICA

MUJER (>50) D.M. TIPO I (INYECTA INSULINA 2 VECES AL DIA) TUVO DESCOMPENSACION POR INFECCION VIRAL LLEGO AL HOSPITAL CON ANOREXIA, FIEBRE Y VOMITO SU RESPIRACION PROFUNDA Y RAPIDA SUS MUCOSAS SECAS Y EL TURGOR DE LA PIEL DISMINUIDO [ES ESPERABLE TAQUICARDIA Y PIEL PALIDA HELADA?] MUESTA URINARIA REVELA GLUCOSURIA Y CETONURIA Sangre Arterial pH = 7.1; pCO2 = 18mmHg; [HCO3

-] =5 mEq/L Sangre Venosa [Na+]= 132 mEq/L; [K+]= 5.9 mEq/L; [Cl-]= 94

mEq/L GLICEMIA = 650 mg/dL HIPEROSMOLARIDAD [Osm]= 310 ANION GAP = 33 mEq/L (ANIONES NO MEDIDOS [HCO3

-]) ACIDOSIS METABOLICA SIMPLE CONTRACCION VOLUMETRICA HIPEROSMOLAR HIPONATREMIA SECUNDARIA A SALIDA DE H20 DE LAS CELULAS HIPERKALEMIA DEBIDO A VARIAS RAZONES

Alcalosis Metabólica en el Vomito