Estado Acido-basico - Generalidades

ESTADO ACIDO-BASICO

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GENERALIDADES La sangre y el fluido extravascular forman una masa común alcalina, en la que fluyen los productos ácidos del organismo. Se producen aproximadamente 15,000 mmol/ día en una persona sana. La mayoría son eliminados a través de los pulmones como CO2 que procede del metabolismo de las grasas y carbohidratos ( componente respiratorio ) . Sin embargo, como el sistema total de cuerpo es abierto, el CO2 que se produce puede fácilmente ser eliminado por los pulmones. Cuando un ácido produce gas de esta manera y puede ser eliminado se dice que es volátil. Una parte menor, 50 -80 mmoles, es eliminada por los riñones y que proceden principalmente del metabolismo de las proteínas, y en 2 condiciones patológicas de la oxidación incompleta de grasas y

GENERALIDADES Hay tres mecanismos para manejar esta situación: 1. AMORTIGUACIÓN O BUFFERAMIENTO

Es la respuesta inmediata a un aumento en el exceso de concentración de iones H+ por el bicarbonato en el líquido extracelular, por la hemoglobina, proteínas plasmáticas en la sangre y por los sistemas tampón intracelulares en el resto del cuerpo. Esto conduce a una reducción proporcionada de todos los amortiguadores disponibles. 3

GENERALIDADES Un tampón ( buffer ) es una sustancia que interactúa con un ácido o una base para reducir la magnitud del cambio de pH, que de otro modo se produciría al añadir una de estas sustancias a un sistema. El principal sistema buffer disponible en el líquido extracelular y clínicamente el más importante es el ácido carbónico / bicarbonato con el 53 %.; el otro sistema es el nobicarbonato que representa el 47 % , se incluye dentro de éste: hemoglobina con 35 %, proteinas: 9 %, el resto lo constituyen fosfatos orgánicos e inorgánicos. 4

La relación entre el pH y el sistema bicarbonato es vista en la ecuación de ECUACION DE HENDERSON-HASSELBALCH [ HCO3 - ] pH = pK + log -------------------[ PaCO2 ] Cambios primarios en la PaCO2 conducen a la acidosis o alcalosis respiratoria, y cambios primarios en el HCO3conducen a acidosis o alcalosis metabólica. En un simple disturbio ácido-básico PaCO2 y HCO3cambian en la misma dirección. Así, un incremento primario de PaCO2 conducen a un incremento 5 compensatorio del HCO3-

GENERALIDADES ELIMINACION DE HIDROGENIONES

Los productos de desecho de la ingesta oral o del metabolismo son principalmente sustancias ácidas que eventualmente pueden liberar ión hidrógeno: Paso 1

Paso 2 anhidrasa carbónica

CO2 + H20

<-------- H2CO3 ,<------

H+ + HCO3-

La vía para la remoción de ácidos incluye pulmones, riñones y gastrointestinal 6

2. REGULACION PULMONAR DEL EQUILIBRIO ACIDO BASICO Debido a la alta concentración de HCO3- en el plasma y fluidos del cuerpo, el H+ de la mayoría de los ácidos que son agregados al sistema son bufferados para formar su correspondiente sal sódica y ácido carbónico. El ácido carbónico es convertido en agua y dióxido de carbono ( CO2 ) conforme la sangre pasa por los pulmones y es rápidamente removido por la ventilación. El ácido carbónico no puede ser medido directamente en la sangre arterial, sin embargo está directamente relacionado con el pCO2 de la sangre y es igual 0.03 x pCO2, por lo que la ecuación de H-H sería:

HCO3pH = ------------------

pK + log 7

REGULACION PULMONAR DEL EQUILIBRIO A-B Por lo tanto, la medida del pCO2 es la indicación más directa y útil de lo adecuado de la ventilación alveolar y su contribución en la regulación del balance ácido-básico. En un sistema abierto el pCO2 es de 40 mm Hg, cuando una reacción buffer remueve este constituyente éste es reemplazado del metabolismo tisular. Cuando incrementa la cantidad de este constituyente, éste es eliminado por la respiración. El valor de l pCO2 es dependiente de la relación entre el ritmo de producción y el ritmo de la ventilación alveolar. Ritmo de producción

pCO2

α

------------------------Ritmo de ventilación

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Eventos que ocurren cuando la sangre pasa por los tejidos Metabolismo tisular

O2

CO2 Plasma

+

O2

HbO2-

+

Hb-

HHb

CO2 + H2O

+

H2CO3

HC03-

Eritrocitos 9

Eventos que ocurren cuando la sangre pasa por los pulmones Pulmones

CO2 Plasma

CO2

O2

O2

Cl-

HCO3H2O

ClHHb

+ O2

H+

+

HCO3-

+

CO2 H2CO3

HbO2Eritrocitos

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GENERALIDADES 3. ELIMINACION POR LOS RIÑONES

Por los riñones se eliminan los ácidos no volátiles o ácidos fijos, los cuales no pueden ser convertidos a gas. Cuando los aminoácidos contienen sulfuro, tales como cisteína y metionina son metabolizados oxidados formándose sulfatos o a. sulfúrico; los fosfo-proteínas y algunos fosfolípidos en a. fosfórico; el cloruro de amonio ingerido en la dieta es convertido en úrea en el hígado produciendo residuos de a. clorhídrico; el metabolismo anaeróbico produce lactato o a. láctico. Otros, pueden ser producidos por enfermedades como el a. butírico en la ketoacidosis diabética. 11

RESPUESTA A LA GANANCIA DE H+ Lo primero que ocurres es • BUFFERAMIENTO DEL H+

a) Por el sistema bicarbonato la reacción que ocurre es la siguiente: H+A-

+ HCO3-

----------

H2CO3 +

A-

↓

CO2 ( d ) +

H2O

b) Por el sistema no bicarbonato la reacción que ocurre es la siguiente: H+A-

+ Buf -

----------- Hbuf

+

A12

Como consecuencia de ello el efecto que tiene sobre un sistema abierto será: HCO3- ↓ BE ↓ pH ↓ pCO2 no cambia pH α

[ componente metabólico ] -------------------------------------[ componente respiratorio ]

Según esta ecuación de H-H tenemos que : pH : disminuye Bufdisminuye HCO3- : disminuye CO2 : no cambia 13

PAPEL DEL RIÑÓN El papel del riñón es contrarrestar los efectos de la adición de los ácidos fuertes ( H+ ) al ECF. Este proceso se llama Acidificación de la orinas que consiste en esencialmente en transferir H+ del ECF al exterior del riñón. La fuente de este H+ es el H2CO3: H2CO3 ---- H+ +

HCO3-

Por cada H+ excretado en la orina una cantidad equivalente de HCO3- es agregado por el riñón a la sangre venosa renal 14

FORMA EN QUE EL RIÑON EXCRETA HIDROGENIONES 1. LIBRE En esta forma se excreta 0.2 mEq/día, que es insignificante en relación con la cantidad de hidrogeniones ( 60 mEq/ día )que el metabolismo proteico agrega diariamente a la sangre ( 4 % ).

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2. BUFFERANDO EL HIDROGENIÓN POR DOS SISTEMAS

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A. SISTEMA FOSFATO

Este proceso se llama formación del ácido titulable 17

B. SISTEMA AMONIO

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RESPUESTA DEL RIÑON A UNA CARDA ACIDA EXOGENAS

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RESPUESTA RENAL A UNA CARGA EXOGENA DE ACIDO

Interpretación de la gráfica C. Durante el período control: * La excreción H+ es igual a la cantidad de ácido producido * El HCO3 o Buffer Excess ( BE ) permanece el mismo * La velocidad en que los buffers del ECF son consumidos es igual a la cantidad que se genera en el riñón. D. * La ganancia del ácido total representa el ácido endógeno producido más la carga del ácido exógeno. * Los buffers del ECF son consumidos más rápido de lo que se regenera en el riñón. * La excreción renal de H+ muestra un período de varios días antes de alcanzar su completa capacidad. 21

RESPUESTA RENAL A LA CARGA EXOGENA DE ACIDO

C. Los bufferes del ECF son consumidos a un ritmo igual al que se regenera por el riñón. D. El riñón incrementa la excreción de ácido hasta que se establece un nuevo estado basal . E. Nuevo estado basal en el que se restablece el equilibrio

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RESPUESTA RENAL A LA PERDIDA DE HCO3En condiciones normales no hay una pérdida significativa de HCO3-; sin embargo en condiciones anormales puede haber a una pérdida de HCO3La reacción de bufferamiento será la siguiente: CO2 ↓ H2CO3 + Buf- -------- Hbuf + respuesta renal será igual a la ganancia de ácido

HCO3-

La

RESPUESTA RENAL A LA CARGA DE HCO3-

Cuando hay un exceso de HCO3- en los fluidos del cuerpo el riñón 23 excreta el exceso de HCO3-

RESPUESTA RENAL A LA GANAN CIA DE BASE FUERTE ( OH- ) La ganancia de una base fuerte ( OH- ) ocurre si hay una pérdida de ácido fuerte ( H+ ) del ECF . Esto es debido a que la fuente de pérdida de tal H+ es el H2O. H2O\\\

OH-

H+ Pérdida

OH-

Bufferado

+

H2CO3

----------

HCO3-

+ H2O 24

BALANCE DE H+ METABOLICO Define el balance del H+ metabólico según la diferencia entre la ganancia y pérdida del H+ metabólico.

[ Balance del H+]

= [ Ganancia de H+ ] - [ Pérdida de H+ ]

[ Ganancia de H+ ] = [ Ganancia de ácido ] – [ Ganancia de HCO3- ]

[ Pérdida de H+ ] =

[ Pérdida de ácido ] - [ Pérdida de HCO3- ]

El balance del H+ metabólico puede ser positivo, negativo o cero 25

0

+

50

Ganancia de ácido

50

Pérdida de ácido

BALANCE 0 ( EQUILIBRIO )

26

0

+

Ganancia de ácido

-

50

BALANCE EN AUSENCIA DE CUALQUIER FUNCIÓN RENAL

27

0

+

50

150

BALANCE EN AUSENCIA DE FUNCIÓN RENAL Y LA INGESTA DE BICARBONATO 28

Lactante con diarrea que pierde 14 mEq. de HCO3- , en la orina excreta 10 mEq de H+ /día y de su metabolismo se asume que gana 8 mEq/día de H+

+

-

0

Pérdida de ácido 10

Ganancia de ácido

8

Pérdida de HCO3 14

Balance de H+ = + 12 mEq. 29

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TERMINOLOGIA DE LOS DISTURBIOS ACIDOBASICOS

Disturbio ácido-básico : proceso fisiológico anormal del equilibrio A-B más que una medida específica anormal de la sangre Acidosis : proceso fisiológico anormal en que hay una ganancia de ácido o una pérdida de base Acidemia : estado anormal de la sangre en el que la cual el pH es bajo Alcalosis : proceso fisiológico anormal en el que hay una pérdida de ácido o una ganancia de base Alcalemia: estado anormal de la sangre en el cual el pH es alto. Por lo tanto puede haber acidosis o alcalosis con pH

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ACIDOSIS METABOLICA Proceso fisiológico anormal en que hay una ganancia primaria de ácido fuerte por el ECF o pérdida primaria de bicarbonato por el ECF ALCALOSIS METABOLICA Proceso fisiológico anormal caracterizado por una ganancia primaria de base fuerte o pérdida primaria de ácido fuerte por ECF. ACIDOSIS RESPIRATORIA Proceso anormal en el cual hay una disminución primaria del grado de ventilación alveolar en relación con el de producción de CO2, es decir incremento del pCO2 ALCALOSIS RESPIRATORIA Proceso anormal en el que hay un incremento primario del grado de ventilación alveolar en relación con el de producción de CO2, es 32 decir una disminución del pCO2

DISTINCION DE ALCALOSIS DE ALCALEMIA Ejemplo 1.- Paciente que tiene una concentración de HCO3- = 32 mEq/L Esto indica un incremento en la concentración de la base conjugada ( hiperbasemia ) pero no necesariamente alcalosis porque dicho incremento puede ser debido a: Ganancia primaria de HCO3- a través de la ingestión Ganancia primaria de HCO3- por pérdida de un ácido fuerte ( HCL ) Ganancia de secundaria de HCO3- a través de la respuesta renal compensatoria a una acidosis respiratoria Por lo tanto el solo dato de incremento de HCO3- no es evidencia suficiencia para definir un proceso de Alcalosis. Que datos faltan para definir si se trata de una alcalosis o acidosis * Datos clínicos: identificación de la etiología

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Ejemplo 2.Un estudio de muestra de sangre muestra un pCO2 de 50 mm Hg.. Este caso puede deberse a: Acidosis respiratoria por un proceso ventilatorio primario Retención de pCO2 secundario a una alcalosis metabólica Por lo tanto, para definir que se trata de una acidosis respiratoria se necesita evidencia de una disminución primaria de la ventilación alveolar en relación con su grado de producción.

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COMPENSACION Y CORRECION

[ componente metabólico ] pH α

--------------------------------------[ componente respiratorio ]

Esta expresión general establece que el pH sanguíneo varía de acuerdo a la relación que se establece entre la concentración del componente metabólico y la concentración del componente respiratorio. El componente metabólico se establece por la concentración del HCO3- y el respiratorio, por la concentración del pCO2

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COMPENSACION Y CORRECION Una anormalidad Acido-básica primaria es contrarrestada: * Inicialmente por las reacciones buffers * Por la Compensación y Corrección COMPENSACION Proceso fisiológico secundario que ocurre en respuesta a un disturbio primario en uno de los componentes del equilibrio Acido-básico, donde el componente no afectado primariamente cambia en tal dirección que tiende a restaurar el pH a lo normal CORRECION Proceso fisiológico secundario que ocurre en respuesta a un disturbio primario en uno de los componentes del equilibrio Acido-básico, donde el componente que está primariamente afectado es restaurado a lo normal

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COMPENSACION

La compensación es llevada a cabo por órganos o sistemas de órganos. --------------------------------------------------------------------------------------Disturbio primario

Componente primario afectado

Componente Dirección del cambio sujeto compensación secundario

--------------------------------------------------------------------------------------------------------Acidosis metabólica

metabólico

respiratorio

disminuye

Alcalosis metabólica

metabólico

respiratorio

aumenta

Acidosis respiratoria

respiratorio

metabólico

aumenta

Alcalosis respiratoria

respiratorio

metabólico

disminuye

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CORRECION El proceso de corrección puede ser mediado por órganos o sistemas de órganos o puede ser inducido terapéuticamente. ¿ Bajo que circunstancias podría un incremento secundario en la excreción renal de la acidez titulable (AT ) y del amonio ( NH4+ ) ser caracterizado como ? Cuando el disturbio primario es un incremento en el pCO2 ( Acidosis respiratoria ) CORRECCION Cuando el disturbio primario es una disminución del componente metabólico ( Acidosis metabólica ) COMPENSATORIO

¿ Bajo que circunstancias podría una excreción renal de HCO3- ser caracterizado como ? Cuando el disturbio primario es una disminución del pCO2 ( Alcalosis respiratoria ) CORRECCION . Cuando el disturbio primario es un incremento del 39 componenete metabólico ( Alcalosis metabólica ) COMPENSATORIO

GRADOS DE COMPENSACION •

DESCOMPENSADO

Cuando ningún efecto compensatorio está presente •

PARCIALMENTE COMPENSADO Cuando algún efecto compensatorio

está presente pero el

pH no retorna a lo normal •

COMPLETAMENTE COMPENSADO Cuando el efecto compensatorio

está presente y el pH

retorna a lo normal Una segunda manera de describir el grado de compensación está basada en el potencial fisiológico del organismo para responder a la anormalidad primaria 1. MAXIMA COMPENSACION Cuando

el sujeto, por otro lado normal, es capaz de responder en óptimas condiciones. 2. SUBMAXIMA COM PENSACION Cuando40la

TIPOS DE DISTURBIOS DISTURBIOS SIMPLES

Hay un solo disturbio primario que afecta ya sea al componente metabólico o respiratorio el cual está acompañado por un apropiado cambio compensatorio en el otro componente. DISTURBIO MIXTOS

En algunos desórdenes clínicos, hay dos disturbios primarios independientes: uno que afecta al componente primario y otro al componente respiratorio. No es posible cambios compensatorios 41

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waa

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