UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD

ESCUELA DE ENFERMERÍA

TEMA:

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ACIDO – BÁSICO

INTEGRANTES:

o CADA VERONICA

o ARNOLD SIGUENZA

o GINGER MONTAÑO

o SANCHEZ VERONICA

CURSO:

PRIMER SEMESTRE “B”

FECHA:

Martes, 3 de septiembre del 2013.

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO

ACIDO – BÁSICO

Conceptos químico y clínico de los ácidos y las bases

Reserva alcalina

Mecanismos de regulación del equilibrio ácido-básico

Regulación del pH por intercambio iónico

Mecanismos respiratorios de regulación del pH

Mecanismos renales de regulación del pH

Producción de orina ácida

Excreción de amoniaco

Alteraciones del equilibrio ácido-básico

Acidosis respiratoria

Alcalosis respiratoria

Acidosis metabólica

Alcalosis metabólica

En términos generales, la regulación ácido-básica protege al organismo de los cambios producidos por la formación de ácido "durante el metabolismo y sostiene el pH de modo constante, en la normalidad, entre 7.35 y 7.45. En los mamíferos, la vida sólo es compatible con valores del pH del líquido intravascular entre 7 y 8, lo cual corresponde a cambios mucho más pequeños en el pH del compartimiento intracelular. Por lo tanto, existe una diversidad de mecanismos que mantienen constante el pH de los organismos.

Concepto químico y clínico de los ácidos y las bases. En este capítulo existen grandes conflictos de terminología creados en parte por la utilización, en el lenguaje médico, de vocablos que en química tienen otra connotación. En el lenguaje clínico se toman como sustancias “básicas" los cationes, iones de carga positiva como Na+, K+, Ca2+ y Mg2+; por el contrario se consideran iones "ácidos" al

Cl–, HCO3–, proteína –, etc. La razón de esta terminología de "bases" y "acides" para significar a cationes y aniones, respectivamente, tiene su explicación, que se deriva del siguiente hecho: los líquidos orgánicos se sostienen en una reacción de tipo aproximadamente neutro; cuando un ácido se produce en el organismoo penetra a él, este ácido se disocia en un anión de carga negativa Ae hidrogeno, H+; los H+ desaparecen al ser captados por diversas eustancias y forman agua o alguna otra molécula que no se disocia y el resultado final es el que el líquido no modifica su concentración de hídrogeníones, o sea su pH, y lo único que sucede es el aumento de concentración del anión original del acido, sea de tipo orgánico, como pirúvico, láctico, o inorgánico, como Cl~, SO2", etc. Por cada anión del ácido que aparece es evidente que se ha tenido que quitar un anión de uno de ios amortiguadores fundamentales presentes en los líquidos del organismo, HC03-, HP042~, proteinatos—, etc., que tuvo que combinarse con el H+ original; es decir, cuando un ácido entra a los líquidos tisulares lo único que ocurre es que cambia la distribución de los aniones presentes, y por cada anión del ácido introducido desaparece un anión de los previamente existentes; se Ileso así a la connotación-de que los aniones representan la fracción "acida" de las sales del organismo. Por el contrario, cuando se introduce o aparece un álcali, el resultado es que el OH o su equivalente se combinará para formar agua o sustancias no disociadas y lo único que persistirá es el catión que forma la base, habitualmente el sodio, Na+; por lo tanto, la introducción del álcali se manifiesta por un aumento de los cationes y así, se han relacionado los cationes con el concepto de "bases". En estos 'términos, la "base" más importante de los líquidos orgánicos es el sodio que forma la mayor parte de los cationes presentes. La designación "base total", comprende, en esta terminología, la suma de todoslos cationes.

Estas designaciones no concuerdan con los conceptos químicos (página 769) de que los ácidos son sustancias que liberan protones (hidrogeniones o H+) y las bases, las sustancias que los pueden captar; por ejemplo, el anión sulfato SO42~ "ácido" en el lenguaje clínico, químicamente es una base que recibe H+; el Na+ considerado clínicamente "base" no lo es, puesto que no puede recibir protones, etc.

Los términos ""base"" y "ácido" para significar cationes y aniones son incorrectos y aun nocivos, pues son un obstáculo a la comprensión del verdadero mecanismo del equilibrio ácido-básico; aunque se hacen esfuerzos constantes para no usarlos, por el momento es casi insuperable la dificultad para que los clínicos acepten la terminología química correcta. En las consideraciones siguientes' se tratará de usar la terminología adecuada y, cuando el vocablo se preste a confusión, se harán las aclaraciones pertinentes. Los términos "base", "álcali", etc.,' entre comillas, se refieren a las acepciones clínicas en general.

La mayor parte de las sustancias degradadas en el organismo tienden a la producción de CO, como uno de sus productos finales; el CO: al com-

REGULACION DEL EQUILIBRIO AClDO-BASICO •

binarse con el H2,G produce ácido carbónico, H2,C03, en cantidades tales que en un día alcanzan cifras del orden de 20 o más moles de ácido (cerca -del equivalente de 2 litros de HC1 concentrado). Gran número de alimentos, como los cereales, la carne, los huevos, etc., en el proceso de su degradación, liberan residuos ricos en cloruros, CI", fosfatos, PO43~, y sulfatos, SO2~, que de acuerdo con la terminología clínica, señalada atrás, corresponden a radicales "ácidos", razón por la cual se extiende el nombre a los alimentos que los contienen, que se llaman “acidificantes” . En menor proporción la dieta está compuesta por frutas y vegetales que contienen diversos ácidos orgánicos, del tipo de cítrico, malico, etc., presentes -en forma de sus sales potásica o sódica; al degradarse por completo la parte orgánica termina por formar CO2, y H2O, liberándose los cationes correspondientes, los cuales son sustancias “básicas” o “alcalinas”; por extensión estos alimentos se llaman "alcalinizantes". Fisiológicamente estos conceptos tienen su razón de ser; la ingestión de determinados alimentos modifica la acidez de la orina (y del plasma); las verduras, las frutas, las papas, etc., que disminuyen la acidez de la orina y hasta llegan a alcalinizarla, son los alimentos "alcalinizantes"; cuando no se ingieren alimentos "acidificantes" la orina también tiende hacia la alcalinidad.

Reserva alcalina. Un término muy usado en la clínica es el de reserva alcalina del plasma, que se aplica a menudo a la cantidad de base o "álcali" como Na+ que neutraliza al HCO3-; si disminuye el HCO3— plasmático deja "libre" una cantidad de "base" (NA+) que puede ser excretada o trasladarse al interior de las células. Por esta razón, a la parte de Na+ plasmático- que está en equilibrio con el HC03- plasmático se le llama a veces "base disponible" o "reserva alcalina". La mayoría de los autores, sin embargo, insiste en que el término reserva alcalina se refiere a las bases (ahora sí desde el punto de vista químico) que existen en los líquidos tisulares y que están formadas por los aniones de bicarbonato. HC03~; fosfatos, H2PO4~ y HPO42-; proteína"; hemoglobina— y que, por lo tanto, el "término "reserva alcalina" de ninguna manera se refiere a los equivalentes catiónicos.

Otro punto de confusión a este respecto es que el término "reserva alcalina" con frecuencia se emplea como sinónimo de HC03" plasmático, tal como se determina con alguno de los aparatos manométricos que liberan el CO2, de la sangre, presente tanto en forma de bicarbonato, HCO3,-, como de ácido carbónico, H2CO3; en este caso el término reserva alcalina se confunde con el contenido de CO2, total del plasma.

La fracción de bicarbonato, HCO3-, es muy interesante y para comprender su significado conviene pensar en los líquidos tisulares como formados por una solución que contiene ácidos y álcalis, es decir HC1, H2SO4.

H3PO4; NaOH, KOH, etc., en una mezcla supuesta en que la cantidad de álcali, desde el punto de vista de su equivalencia química, es mayor que la de ácido. La mezcla de ácidos y de álcalis está sujeta a un burbujeo con CO2, hasta equilibrarse con una presión dada de CO2 (que en el caso fisiológico es de 40 mm de HG). Este CO2 se hidrata y se forma H2CO3 en estas circunstancias , como el álcali sobrepasa al acido , la cantidad excedente de álcali va a reaccionar con ácido carbónico, H2CO3, que al ionizarse se convierten en H+ IHC02-; los H+ se emplean para neutralizar el exceso de álcali (OH-) y queda , por lo tanto, libre una cantidad definida de HCO2-, que en caso del ser humano es de unos 25 mEq./1.;este HCO2- representa una cantidad de álcali(puesto que puede reaccionar con los H+ de ácidos fuertes) por lo tanto, desde este punto de vista recibe con toda propiedad reserva alcalina.

MECANISMO DE REGULACION DEL EQUILIBRIO ACIDO- BASICO

Una vez definidas estas designaciones, aparentemente confusas, es posible reconocer que los sistemas de sostenimiento del PH son de gran simplicidad, y que existen los siguientes hechos realmente importantes desde el punto de vista fisiológicos.. el catión dominante en los líquidos es el NA+, el cual guarda relaciones de equilibrio eléctrico con los aniones, representados prácticamente por C1-IHCO2 ya que el resto de aniones, cationes representa una fracción muy pequeña en comparación de estos tres aún en los casos mas extremos no alteran sensiblemente la distribución anicónica general( fig.18-5, pág. 1600) esto es un modo de expresar lo que se encuentra con anterioridad lo establecido de lo que cuenta en los fenómenos de equilibrio acido básico son estos cationes y aniones y no los hidrogeniones H+, o los Hoxidriliones , OH-que precisamente por la necesidad de conservarlos la concentración constante en caso de acceso de uno de ellos rápidamente se neutralizan y desaparecen del medio de estos se deriva los conceptos de que los problemas de equilibrio se deben a la excreción de mucho y poco Na+ CL- o HCOK- y el resto de cationes o aniones, de ácidos inorgánico u orgánicos , solo de modos accesional afectan el equilibrio .

La regulación de PH. De los líquidos del organismo, de cualquier modo, consiste en lograr la separación de h+ sobrantes o reponer los faltantes y, para estos fines, en los líquidos orgánicos se cuenta con la presencia de sistemas amortiguadores. Probablemente el más efectivo es el de H2CO3/HCO3- en gran parte en vista de que el organismo dispone de cantidades casi ilimitadas de h2co3, que proviene simplemente de la hidratación del abundante co2 producido en el metabolismo más aun el hecho de que uno de los pares del sistema amortiguador, el propio h2co3, sea formado a partir de un gas hace más fácil la adaptación del sistema a diversas circunstancias en las que hay alteraciones del pH

Este sistema amortiguador plasmático no es el único que presenta el organismo las proteínas el plasma la hemoglobina del glóbulo rojo y las proteínas ,los fosfatos y el bicarbonato

intracelulares interviene también en los procesos de neutralización la suma total de los aniones de las sales amortiguadoras combinables con H+ ( la base total ) es el primer sitio de defensa contra la alteración producida por un exceso de acidez son muy importantes entre ellos el par hemoglobina acida / hemoglobina básica que depende del estado de oxigenación de la molécula como es difícil valorar la suma de todos los amortiguadores corporales incluyendo los cationes de las células hasta de los huesos en la práctica de la sangre, del contenido de CO 2 total de la sangre o el plasma y del hematocrito . Los sistemas amortiguadores señalados antes, más el intercambio iónico y los mecanismos respiratorios y renales son responsables de los ajustes necesarios

Cada uno interviene de una manera sistemática en la regulación del equilibrio acido básico; el respiratorio por ejemplo ,opera con gran rapidez y establece la regulación en unos momentos ; por otra parte , el mecanismo renal aunque es lento en su instalación produce solidos efectos de modo que los resultados obtenidos con su intervención son más definitivos

Regulación del pH por intercambio iónico

El mecanismo de intercambio de iones entre las células y los líquidos se ejemplifica de manera característica por los casos de intercambios de aniones en los glóbulos rojos y en las células de los túbulos renales. Por ejemplo un aumento de CO2 en el plasma produce elevación de H2CO3 y de acuerdo con la ecuación de Henderson –hasselbalch tendencia de acides en el glóbulo rojo acumula se acumula más H2CO3 que se disocia en H+ y HCO3-;el H+ es captado por las proteínas y en HCO3- se difunde con gran facilidad al exterior del glóbulo rojo para sostener la neutralidad eléctrica se hace al intercambio , introduciéndose un número igual de iones Cl-. La salida de HCO3- a los líquidos aumentan su alcalinidad (ecuación de Henderson –Hasselcalch), con lo cual queda anulada la baja del pH debida a la elevación de H 2CO3 por el aumento original de la tensión de CO2

Bioquímica

En los músculos y en los huesos una cantidad importante de H+ de los líquidos se intercambian con cationes de tipo de Na+, K+ y Ca2. En distintas ocasiones parte de la actividad amortiguadora (de 25 q 50 por ciento ) del organismo integro de los mamíferos depende de la liberación de los cationes , para combinarse con el exceso de HCO3 en caso que hubiera este exceso en realidad la situación es un poco más compleja cuando hay un aumento de H2CO3 extracelular (alcalosis) , sale H+ con el HCO3 y su conversión a H2CO3 que elimina como CO2 . el K+ es extracto en la orina con una cantidad estequiometria de HCO3-. El efecto opuesto se encuentra en caso de exceso de H+; este entra a las células junto con el k+ a cambio de Na+ que sale de ellas y que se equilibrio con el HCO3 proveniente del h2co3 del cual formo el h+ que entro en las células experimental mente estos mecanismo son importantes desde el punto de vista cuantitativo la mitad de la carga de ácido y cerca de la cuarta parte de la de hco 3 son neutralizadas por dichas procesos neutralizados

Mecanismo respiratorio de regulación del pH

la relaciones ente la concentración de hco3 y h2co3 en el plasma constituyen parte importante de la regulación respiratoria del ph intervienen en el mecanismo el aumento ola disminución de los volúmenes respiratorios y del número de respiraciones , porque afectan el trasporte de oxígeno en la sangre y el efecto amortiguador de la hemoglobina . por otro lado el ácido carbónico es eliminado en forma de co 2 a través de los pulmones de acuerdo con la velocidad y la profundidad de los movimientos respiratorios

la regulación del pH depende en el principio del funcionamiento del par amortiguador hco3- h2co3 la concentración de hco3 es relativamente estable; en el cambio la concentración de h2co3 depende exclusivamente de la presión parcial de co2 en sangre. La cantidad de co2 que abandona el plasma, a nivel de los pulmones depende de la velocidad y de profundidad de las respiraciones del mal el PH sanguíneo. Esto queda aclarado si se establece la relación en forma cuantitativa, con respecto a la ecuación de Henderson-Hassenlbalch en los límites fisiológicos en este funciona este para amortiguador (pK del ácido carbónico, 6.1: relación entre HCO3- y H2Co3, 20.1)

Si por cualquier motivo disminuye la concentración de bicarbonato (HCO3) se presentapor ejemplo, una situación como la que sigue:

En este caso, la baja de (HCO3-) ocasiona una disminución de la relación del par amortiguadora y, por lo tanto, un descenso franco de pH, que la baja hasta 7.1.

La compensación respiratoria consiste en estimular de la respiración, con lo cual se expele con mayor facilidad el CO2 y baja así la pCO2 y, por lo ante (H2CO3), con lo que se produce, siguiendo ese ejemplo supuesto y exagerado

Por lo tanto, se vuelve a la misma relación (HCO3-)/(H2CO3) que permite la obtención de un pH fisiológico; naturalmente que esto implica una disminución global, tanto de HCO3- como del

H2CO3, pero como lo que importa es la relación éntrelos dos miembros del par y no las cantidades absolutas, el pH vuelve a lo normal.

Por el contrario, si por alguna razón sube el pH plasmático por aumentas de HCO3- se provoca una serie de respuestas respiratorias que tienden a subir el H2CO3 para el restablecimiento de la relación. Nuevamente, el aumento de HCO3- diaria, en un ejemplo exagerado, lo siguiente:

Se produce alcalosis por aumento del pH hasta 7.7 debido a elevación del (HCO3). El ajuste respiratorio consistente en impedir que salga el CO2, elevándose, por lo tanto, la pCO2 en el plasma; de esta manera aumenta(H2CO3)

Se restablece así el pH de la sangre al aumentar (H2CO3); en este caso no disminuye el HCO3-,que es la “base fija” presente en la sangre, de manera que el arreglo es transitorio y determinado exclusivamente por la mayor cantidad de CO2 captado como H2CO3. Esta es una peculiaridad del mecanismo respiratorio de regulación de pH, se trata de compensaciones rápidas y nunca completa. Para obtener una compensación efectiva es necesario poner en juego sistemas que modifican más a fondo la situación ; tal es el caso del mecanismo renal de regulación del pH