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Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico. Química Clínica. Marcel Sayol Quadres
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MARCEL SAYOL
Médico Especialista en Medicina Familiar y Comunitaria
Miembro de la Sociedad Española de Medicina de Urgencias y Emergencias Ingeniero Técnico
Profesor numerario de IES
FUNDAMENTOS Y TÉCNICAS DE ANALISIS BIOQUÍMICO
QUÍMICA CLÍNICA
CICLO FORMATIVO DE GRADO SUPERIOR “LABORATORIO DE DIAGNÓSTICO CLÍNICO”
CRÉDITO 4
Año 2005
Registro General de la Propiedad Intelectual. Número de asiento registral: 02/2006/4401
Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico. Química Clínica. Marcel Sayol Quadres
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6 ESTUDIO DEL EQUILIBRIO HIDROELECTROLÍTICO Y ÁCIDO-BÁSICO
CONTENIDOS Fisiología del equilibrio hidroelectrolítico, iones séricos.
Procedimientos de medida de la concentración de los iones séricos.
Patrones de alteración del equilibrio hidroelectrolítico.
Fisiología del equilibrio ácido-básico.
Procedimientos de medida del pH y de los gases
Patrones de alteración del equilibrio ácido-básico.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Describir los compartimentos donde se distribuyen los líquidos corporales.
Definir el concepto de electrolito y enumerar los más importantes.
Indicar el lugar donde se encuentran en mayor proporción cada uno de los
electrolitos más importantes, su rango de referencia, su principal función y sus mecanismos reguladores.
Describir el mecanismo de regulación renina-angiotensina-aldosterona.
Describir los procedimientos analíticos para cada uno de los principales
electrolitos y seleccionar los equipos adecuados para su determinación.
Definir los términos: ácido, base, base conjugada, ácido fuerte, ácido débil, base fuerte, base débil y pH.
Definir el concepto de solución amortiguadora y describir su función en la
preservación del equilibrio ácido-básico.
Describir el proceso de intercambio de gases en los órganos respiratorio y renal.
Describir el mecanismo de amortiguación de los sistemas: bicarbonato/ácido carbónico, fosfato, hemoglobina e ion amonio.
Describir las principales causas de las afecciones del desequilibrio ácido-básico,
así como los parámetros analíticos útiles para su evaluación.
Describir la manera de obtener muestras, así como su manejo y precauciones, destinadas a la analítica ácido-básica.
Describir la estructura de los electrodos de pCO2 y de pO2 y su funcionamiento.
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1. Fisiología del equilibrio hidroelectrolítico, iones séricos. 1.1 La distribución del agua
El agua constituye aproximadamente un 50 % del peso de una mujer adulta o el 70 %
del peso de un hombre adulto y se distribuye en dos compartimentos fundamentales
llamados compartimento intracelular (40 % del peso) y compartimento
extracelular (20 % del peso). El compartimento extracelular se divide a su vez, en
compartimento intersticial (15 % del peso) y compartimento intravascular (4-5 %
del peso). El compartimento intersticial es el que se encuentra en el espacio existente
entre las células y está separado del compartimento intracelular por la membrana
celular. La pared capilar es la que separa el compartimento intersticial del
compartimento intravascular. Se describe también un pequeño espacio llamado
transcelular incluido dentro del compartimento extracelular que constituye un 1-2
% del agua total corporal. En este espacio se encuentran pequeños compartimentos
delimitados por una capa de tejido epitelial (meninges, pleura, peritoneo,
pericardio...), que cuando aumenta debido al acúmulo de líquido en su interior, se le
denomina “tercer espacio”. Este líquido no se puede intercambiar fácilmente con el
resto del líquido extracelular, (figura 6.1).
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Figura 6.1 Distribución del agua corporal
Globular (unos 2 litros)
Plasmático (unos 3 litros)
Comartimento intravascular
Com
parti
men
to e
xtra
celu
lar
( 2
0 %
del
pes
o)
Compartimento transcelular
Compartimento intracelular (40 % del peso)
Compartimento intersticial (15 % del peso)
Figura 6.1
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Sabemos que el agua tiene la propiedad de atravesar esas membranas libremente, y
aparentemente se debería distribuir por igual en todos los compartimentos, pero esto
no es así en realidad debido a la existencia de las distintas presiones osmóticas en
cada uno de los compartimentos. El hecho de haber distintas presiones osmóticas en
cada compartimento se debe a las diferencias existentes entre las concentraciones de
electrolitos, puesto que éstos no atraviesan libremente las membranas y por ello se
distribuyen de forma desigual en cada compartimento “arrastrando” el agua de
manera proporcional a sus concentraciones, (para una mayor descripción de los
procesos osmóticos consúltese la obra citada del mismo autor en su unidad número
16).
1.2 Iones séricos. Descripción general
Los cationes (iones con carga positiva) más importantes que circulan por el torrente
sanguíneo son: el sodio (Na+), el potasio (K+), el calcio (Ca2+), y el magnesio (Mg2+).
Los aniones (iones con carga negativa) séricos más importantes son: el cloro (Cl-), el
ion bicarbonato (HCO3-), el ion fosfórico (HPO42-), el ion sulfúrico (SO42-), así como
algunos ácidos orgánicos y algunas proteínas, (tabla 6.1).
TABLA 6.1
Cationes (mEq/L) Aniones (mEq/L) Compartimento
Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- HCO3- PO4
Plasma 142 4,3 2,5 1,1 104 24 2
Líquido intersticial 145 4,4 2,4 1,1 117 27 2,3
Líquido intracelular 12 150 4 34 4 12 40
Los iones provienen de diversas moléculas que al disociarse en medio acuoso ceden
un ion, este tipo de moléculas se les llama electrolitos y se encuentran distribuidos
de manera irregular por los distintos compartimentos corporales, de forma tal que
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algunos se hallan predominantemente dentro de la célula (electrolitos intracelulares),
y otros fuera de la célula (electrolitos extracelulares). Sucede sin embargo, que a
pesar de esta diferencia la carga eléctrica total de cada compartimento resulta ser
neutra, hecho que implica que necesariamente exista el mismo número de cargas
positivas que de negativas, pero sin que ello signifique que este equilibrio se
establezca por la presencia de la misma clase de electrolitos.
Resumiendo lo antedicho diremos que en un compartimento en el cual la carga
eléctrica total es neutra, todas las cargas positivas (y todas las cargas negativas), están
formadas por distintos tipo de iones, pero existe el mismo número de positivos que
de negativos.
La distribución de los iones entre las células y el espacio extracelular se lleva a cabo
mediante un transporte activo y pasivo a través de las membranas celulares, el
mecanismo más importante es la llamada bomba de Na+-K+-ATPasa que mantiene
una concentración baja de sodio y una elevada concentración de potasio en el interior
celular.
Las concentraciones de iones no se suelen expresar en unidades masa/volumen, sino
que se expresan en miliequivalentes/litro (mEq/L), esto significa una comodidad en
los cálculos por el hecho que 1 mEq de cualquier anión se combina con 1 mEq de
cualquier catión, y además la concentración de aniones en 1 litro de plasma es la
misma que la de cationes si éstas se expresan en mEq, situación que no se cumpliría
si las concentraciones se expresaran en unidades de masa/volumen.
A veces, sin embargo, también se puede utilizar la expresión milimoles/litro
(mmol/L) que es la unidad que corresponde al sistema internacional de unidades
(S.I.).
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1.3 Sodio
El sodio, elemento número 11 de la tabla periódica, tiene la propiedad de adquirir
carga eléctrica positiva (catión) cuando se encuentra disuelto en disolventes acuosos.
Predomina en el compartimento o líquido extracelular y su concentración normal se
sitúa entre los valores de 136 y 145 mmol/L. El sodio tiene dos funciones
fundamentales: mantener la osmolaridad adecuada en el plasma y preservar la
distribución normal del agua en el organismo, otra función del sodio es el
mantenimiento del equilibrio ácido-básico, función que se consigue mediante el
establecimiento de un intercambio de sodio por hidrogeniones (H+) en el riñón.
El sodio también participa en el mecanismo de conducción de la excitación nerviosa y
la excitación muscular, tanto en el músculo esquelético como en el cardíaco.
Una concentración anormalmente alta de sodio en el plasma (hipernatremia),
conlleva un aumento del volumen de agua extracelular por el hecho de aumentar la
osmolaridad plasmática. Por el contrario una disminución de la concentración de
sodio en el plasma (hiponatremia), significará una disminución del volumen
extracelular, es decir una disminución del volumen plasmático con la consiguiente
entrada de agua a la célula. Este fenómeno tiene mucha importancia desde el punto
de vista clínico puesto que una dieta rica en sodio tenderá a aumentar la osmolaridad
plasmática y con ello el volumen plasmático y esto significa un aumento de la presión
arterial.
Una persona adulta y sana que mantiene una dieta equilibrada consume
aproximadamente 100-200 mmol de sodio al día, esta cantidad se absorbe en el
intestino delgado hasta alcanzar el torrente sanguíneo y distribuirse por todo el
organismo. El riñón se encarga de eliminar el sodio sobrante y lo hace primero
filtrándolo en los glomérulos renales, después es nuevamente absorbido de forma
parcial (un 70 %), en el túbulo contorneado proximal (TCP) por un proceso de
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transporte activo, el resto se reabsorbe en el asa de Henle y en el túbulo contorneado
distal (TCD), en este último lugar mediante un control hormonal, (figura 6.2).
Figura 6.2 Mecanismo de regulación de electrolitos en la nefrona
NaHCOKCaHPO
++
+
+
+
+
+
+
+
+
++
+2+
2
2
-
-
-
+
4
32+
2-
Glomérulo
TCPTCD
Aparato yuxtaglomerular
Na
Na
Na
NaCa
Na
Na
K
K
K
H
HK
Cl
Cl
H O
H O
Asa deHenle
Túbulocolector
Lugar de acciónde la aldosterona
Lugar de acción delas fuerzas de Starling
Lugar de acción de la ANPLugar de acción de la PTH
Filtrado Figura 6.2
En el mecanismo de regulación del sodio intervienen muchos factores que se
describen a continuación, (figura 6.3):
Sistema renina-angiotensina-aldosterona. La aldosterona es una hormona
mineralcorticoide sintetizada en la corteza de las glándulas suparrenales (ver
unidad 8), su función es aumentar la absorción de sodio en el túbulo distal con la
consecuente absorción de agua. Este mecanismo implica un intercambio de sodio
por iones de potasio e iones de hidrógeno. La secreción de aldosterona depende
del sistema renina-angiotensina que se activa por la acción de las células
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yuxtaglomerulares situadas en el aparato yuxtaglomerular *(1). Estas células
captan la disminución de la concentración de sodio plasmático
(quimiorreceptores) y la disminución de la presión arterial (barorreceptores), así
como la actividad del sistema nervioso simpático y producen la liberación de una
sustancia llamada renina *(2) que se encuentra en el riñón. La renina actúa de
manera que transforma el angiotensinógeno (proteína del grupo de las α2-
globulinas sintetizada en el hígado) en angiotensina-I (AT-I) (transformación
que tiene lugar por la sustracción de 10 aminoàcidos del angiotensinógeno). El
angiotensinógeno-I se transforma en angiotensina-II (AT-II) por la acción de
un enzima llamado enzima convertidor de la angiotensina (ECA) *(3). La
angiotensina-II así convertida, (que tiene una acción de unos 2 minutos), actúa
promoviendo la liberación de aldosterona en las glándulas suprarrenales. Además
la AT-II también actúa promoviendo la liberación de hormona antidiurética
(ADH) (ver unidad 8) en el sistema hipotálamo-hipofisario, así como produce una
importante vasoconstricción directa. La actividad del enzima convertidor de la
angiotensina puede ser inhibida por unos fármacos llamados inhibidores del
enzima convertidor de la angiotensina (IECA) y con ello se corta la producción de
AT-II y por lo tanto de aldosterona con la consecuente disminución de la
absorción de sodio y agua haciendo que el volumen plasmático disminuya. Estos
fármacos tienen una aplicación muy eficaz en el tratamiento de la hipertensión
arterial puesto que no solo actúan disminuyendo la producción de aldosterona
sino que además la no producción de AT-II hace que tampoco se produzca
hormona antidiurética y que tampoco se produzca vasoconstricción. La acción de
la hormona antidiurètica (ADH) llamada también vasopresina, consiste en
incrementar la permeabilidad del agua en la parte distal del túbulo contorneado
distal y en el túbulo colector produciendo una orina concentrada.
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Péptido atrial natriurético. Otro factor que interviene en la regulación del sodio es
el llamado péptido atrial natriurético (PNA) que es una hormona que se produce
en la aurícula del corazón y actúa sobre el riñón favoreciendo la excreción de sodio
y agua.
Fuerzas de Starling. Las fuerzas de Starling son debidas a la presión oncótica y a la
presión hidrostática que existen en los túbulos contorneados renales, así como en
el asa de Henle y que serán objeto de estudio en la unidad 9.
Prostaglandinas. Otro mecanismo de regulación del sodio es la acción que ejercen
las prostaglandinas en el sentido de producir vasodilatación y disminuir la
absorción de sodio por lo que éste se elimina por la orina (natriuresis).
Sistema nervioso adrenérgico. Por otra parte el sistema nervioso adrenérgico a
través de las catecolaminas *(4) produce vasoconstricción y disminución de la
natriuresis. También ofrecen respuesta fisiológica en el ejercicio físico y en el
ortostatismo fundamentalmente.
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Figura 6.3 Sistema renina-angiotensina-aldosterona
ECA
AT-IAngiotensinógeno
Renina
AldosteronaADH
AT-II
Vasoconstricción directa
Estimulan
Sistemasimpático
Presión baja enbarorreceptores
+ -Na (Cl ) bajo en mácula densa
2
+
H ONa
Figura 6.3
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1.4 Potasio
El potasio es el catión más abundante del compartimento intracelular,
aproximadamente un 98 % se encuentra en él, mientras que solamente el 2 %
restante se halla en el compartimento extracelular, eso significa que en el plasma el
potasio se encuentra en una concentración de 3,5 a 5 mmol/L (kalemia), mientras
que en el interior de las células su concentración es de 15 mmol/L . Para mantener
esta diferencia existe un mecanismo llamado bomba de Na-K-ATPasa consistente en
un conjunto de proteínas de membrana que intercambian sodio por potasio, de forma
tal que impulsan el sodio hacia el exterior celular y al potasio hacia el interior con
consumo de energía a partir del ATP.
El potasio participa en la regulación de muchos procesos fisiológicos celulares, y
sobretodo en la excitación neuromuscular. Lo importante, no es del todo la
concentración de potasio en el suero en sí misma, sino el mantenimiento de la
diferencia de concentraciones intra y extracelulares, que es lo que hace que exista un
potencial de membrana en reposo que permite generar el potencial de acción
necesario para el funcionamiento neuronal y muscular. De no mantenerse esta
diferencia de concentraciones (hecho que se produce cuando se reduce la
concentración sérica), se puede alterar dicho funcionamiento y producirse en
consecuencia trastornos de la conducción cardíaca (arritmias) y trastornos de la
función neuromuscular (parálisis muscular).
La excreción de potasio por la orina va unido a la reabsorción de sodio por el hecho
de existir el intercambio antes citado. Es importante la acción de la aldosterona en el
sentido que ésta aumentará la excreción urinaria de potasio mientras que absorberá
sodio y a su vez excretará también hidrogeniones. Con ello la aldosterona aumentará
la natremia, aumentará la kaliuria y aumentará la acidez de la orina. Es interesante
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conocer que las concentraciones altas de potasio sérico estimulan la producción de
aldosterona directamente, es decir sin la mediación del sistema renina-angiotensina.
1.5 Cloro
El cloro es el anión más importante del compartimento extracelular, su metabolismo
está muy relacionado con el del sodio y como él, sus funciones fundamentales son el
mantenimiento del equilibrio de líquidos y de la osmolaridad, con ello, las variaciones
de cloro serán por lo general paralelas a las de sodio. Cuando exista una
desproporción entre las concentraciones de ambos, querrá decir que existen
alteraciones del equilibrio ácido-básico.
Otra función importante del cloro es el mantenimiento del equilibrio de cargas
eléctricas puesto que se intercambia con el ion bicarbonato como se comentará más
adelante.
1.6 Bicarbonato
Después del cloro, el bicarbonato (HCO3-), es el anión más abundante del
compartimento extracelular. Su principal función es actuar como amortiguador junto
con el dióxido de carbono (CO2). El bicarbonato sirve además de transporte del
dióxido de carbono ya que éste se produce como resultado de los procesos catabólicos
de los tejidos y debe de eliminarse por constituir una molécula final del metabolismo.
Al combinarse el CO2 con el agua se produce ácido carbónico (H2CO3), y éste se
disocia en HCO3- por una parte y H+ por otra que se podrán eliminar por la orina. Sin
embargo la fuente de eliminación más importante de CO2 es la respiratoria,
eliminándose en este caso en forma de gas.
1.7 Magnesio
El magnesio es el segundo ion intracelular más abundante después del potasio. Una
de las funciones más importantes del magnesio es actuar como cofactor de
determinados enzimas. Existen muchos factores de regulación del magnesio que son
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todavía desconocidos, se supone que su excreción renal está dirigida por la
aldosterona de modo similar al potasio.
1.8 Fosfatos
El fósforo se encuentra en el organismo unido al oxígeno formando fosfatos y por esta
razón se suele hablar más de fosfatos (PO4) que de fósforo. Aproximadamente un 85
% del fósforo sérico existe en forma de monofosfato inorgánico (HPO4)2- o ion
difosfato (H2PO4-) siendo la relación entre ambos de 4:1 a pH fisiológico y en estas
dos formas es como actúa de sistema amortiguador en el aparato urinario, el resto de
fósforo se halla enlazado a proteínas y a otras sustancias.
El fosfato intracelular sirve de sustrato para la formación de enlaces energéticos del
ATP, constituye una parte importante de los fosfolípidos de la membrana celular e
interviene en la regulación de calcio intracelular a través de la captación de calcio por
parte de las mitocondrias y también interviene en la regulación de la capacidad de la
hemoglobina para transportar oxígeno.
La absorción del fosfato de la dieta tiene lugar en el yeyuno y en el duodeno y está
facilitada por la presencia de la vitamina D.
La absorción renal de fosfato disminuye por acción de la parathormona (PTH)
sintetizada en la glándula paratiroides, en cambio la calcitonina *(5) no influye en
ello. Sin embargo la calcitonina ejerce un importante papel en el hueso en el sentido
de disminuir la resorción de fósforo.
La causa más frecuente actualmente de hipofosfatemia es el alcoholismo crónico.
1.9 Calcio
El calcio participa en la actividad neuromuscular, en la coagulación sanguínea, en el
metabolismo óseo, en la preservación de la integridad funcional de las membranas
celulares y tiene función de segundo mensajero en el interior celular. Es importante
saber que en el tejido óseo el calcio se combina con el fósforo para formar una
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estructura cristalina llamada hidroxiapatita, una sal cuya fórmula es:
Ca10(PO4)6(OH)2.
La concentración de calcio en sangre (calcemia), tiene mucho que ver con la actividad
del tejido óseo, constantemente el hueso sufre un proceso de resorción y de
formación ósea, la primera es función de los osteoclastos y la segunda de los
osteoblastos. La resorción consiste en descomponer la hidroxiapatita liberando
calcio y fósforo hacia la sangre aumentando la calcemia y la fosfatemia.
El 40% del calcio plasmático se halla unido a proteínas (el 80 % con la albúmina), un
5-15 % forma complejos con otras sustancias como el citrato o el fosfato y un 50% se
halla en forma de iones libres (calcio iónico). Solamente la forma iónica es la activa
fisiológicamente. Es importante resaltar que la mayoría de laboratorios determinan el
calcio total en sangre en lugar de determinar el calcio iónico y no siempre ambas
concentraciones varían paralelamente. Por ejemplo en casos de hipoalbuminémia el
calcio total disminuye mientras que el iónico se mantiene normal y un paciente puede
tener una calcemia más baja de lo normal sin que presente ningún signo clínico de
hipocalcemia. Contrariamente, en casos de alcalosis el calcio se une más a las
proteínas y por lo tanto baja la cifra de calcio iónico pero se determina un calcio total
normal, pudiendo el enfermo presentar a pesar de ello, signos clínicos tales como
tetania *(6).
La concentración de calcio iónico en función del calcio total se calcula considerando
que 1 gramo de albúmina sérica se une aproximadamente con 0,8 mg de calcio, así el
calcio se ajusta con la fórmula siguiente:
Calcio ajustado (mg/dL) = Calcio total (mg/dL) – albúmina (g/dL) + 4
En el proceso de absorción del calcio, juega un papel muy importante la vitamina D.
La presencia de esta vitamina en el intestino delgado hace que se absorba mucho más
calcio que sin ella y además junto con la parathormona (PTH), actúa en el hueso
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promoviendo la resorción ósea, y consecuentemente aumentando la calcemia. La
PTH también aumenta la absorción de calcio en el túbulo renal. Es decir, la vitamina
D y la PTH son dos importantísimos factores que aumentan la calcemia.
Contrariamente la calcitonina disminuye la calcemia debido a que disminuye la
resorción ósea y además también disminuye la reabsorción renal, pero no tiene
ningún efecto sobre la absorción de calcio intestinal.
2. Procedimientos de medida de la concentración de los iones séricos 2.1 Determinaciones de sodio y de potasio
Las determinaciones de estos dos importantes iones se pueden hacer en suero,
plasma, sangre total, orina, LCR y otros líquidos biológicos. Si se determinan en
plasma se tiene que tener la precaución de utilizar un anticoagulante adecuado, no se
puede utilizar la heparina sódica (ampliamente utilizada en otras determinaciones),
porque con ello aumentaríamos el contenido de sodio e invalidaríamos los resultados,
se debe utilizar heparina de litio. Además es necesario separar el suero o el plasma
de la parte celular dentro de las primeras tres horas post-extracción para evitar las
fugas de potasio intracelular. Hay que tener en cuenta también que cualquier tipo de
hemólisis que se produjera, ocasionaría un falso aumento de potasio y se debería
invalidar la muestra. En el caso de que no se pudiera obtener una nueva muestra, se
deberá dejar constancia escrita de la incidencia.
Los métodos más habituales para la determinación del sodio y del potasio son la
fotometría de llama y el empleo de los electrodos selectivos para iones que
no los describiremos aquí puesto que ya se hizo ampliamente en las unidades número
6 y 10 de la obra ya citada del mismo autor.
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2.2 Determinación del cloro sérico
Existen diversos métodos para la cuantificación del cloro sanguíneo, entre ellos
destaca el método colorimétrico porque puede automatizarse. El método
colorimétrico se basa en la reacción siguiente:
2Cl- + Hg(SCN)2 → HgCl2 + 2(SCN)-
3(SCN)- + Fe3+ → Fe(SCN)3
donde los iones tiocianato son desplazados del mercurio por los iones cloro, en un
segundo paso, el tiocianato libre se combina con los iones férricos para formar
tiocianato férrico de color rojo que se cuantifica espectrofotométricamente con una
radiación de 525 nm.
2.3 Determinación del fosfato sérico
La técnica colorimétrica de Fiske y Subbarrow que data de 1925 para la
determinación del fosfato inorgánico se basa en que éste puede reaccionar con el
molibdato amónico en un medio ácido formando un complejo fosfo-molíbdico que a
continuación se reduce en medio alcalino dando lugar a molibdeno de color azul que
se valora espectrofotométricamente a 680 nm. El reactivo de trabajo está formado
por molibdato amónico, ácido sulfúrico y un agente reductor como el ácido
paraminonaftolsulfónico y la hidroxilamina que junto con hidróxido sódico
proporciona la alcalinidad necesaria para que tenga lugar la reducción. La muestra
puede ser suero u orina, teniendo en cuenta que el suero debe de separarse del
coágulo lo antes posible para evitar la liberación del fosfato de los hematíes. Es
importante tener en cuenta que las muestras con alto contenido en lípidos así como
determinados fármacos interfieren en la cuantificación.
La reacción sería como sigue:
PO4 + H2SO4 + (NH4)6Mo7O24·4H2O → complejo MoPO4
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Recientemente se vienen utilizando analizadores automáticos que determinan el
complejo fosfo-molíbdico sin necesidad de reducirlo, mediante una radiación de 340
nm.
2.4 Determinaciones del calcio
Los métodos clásicos se basan en la precipitación del calcio con el oxalato (método
de Clark y Collip), o la precipitación con ácido cloranílico que da lugar a un complejo
de cloranilato de calcio que se disuelve con una sustancia llamada EDTA (ácido
etilendiaminotetraacético) liberando ácido cloranílico de color rojo-púrpura que se
cuantifica espectrofotométricamente.
Un método moderno de determinación del calcio se basa en la medición por
electrodos selectivos ya mencionados, y son muy útiles para la determinación del
calcio iónico en la cabecera del enfermo.
La determinación del calcio por fluorescencia consiste en adicionar calcio a una
solución alcalina de calceína para formar un complejo fluorescente de calcio-
calceína en el cual seguidamente se le añade una sustancia llamada EGTA que se
enlaza con el calcio, separándolo del complejo, haciendo que disminuya la
fluorescencia, la cantidad de EGTA que se emplea en la titulación es directamente
proporcional a la concentración de calcio, la reacción en este caso es la siguiente:
Ca2+ + calceína → Ca-calceína (emisión fluorescente)
EGTA + Ca-calceína → Ca-EGTA + calceína
Una metodología para este último caso podría ser la siguiente: se mezcla la muestra
que contiene calcio con una solución de calceína en cantidad suficiente para que
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todos los átomos de calcio reaccionen, a continuación mediante un fluorímetro (ver
unidad 6 de la obra citada), se cuantifica la intensidad fluorescente emitida por el
complejo Ca-calceína al ser expuesto a una determinada radiación. A continuación se
construye una batería de disoluciones a concentración creciente de EGTA a partir de
la solución inicial (Ca-calceína) observando que la fluorescencia disminuye a medida
que aumenta la concentración de EGTA. Tomándose un valor de intensidad de
fluorescencia común para la muestra y para una solución estándar de calcio (por
ejemplo la extinción de fluorescencia máxima), se podrá calcular la concentración de
calcio mediante:
[ ] [ ][ ] [ ]p
p
xx Ca
EGTAEGTACa · =
Otro método reciente consiste en la determinación espectrofotométrica utilizando el
colorante o-cresolftaleín-complexona (CPC) que forma un complejo de color rojo
con el calcio en solución alcalina según la reacción siguiente:
Ca2+ + CPC → Ca-CPC
Posteriormente se le adiciona 8-hidroxiquinolina con objeto de eliminar la
interferencia de otros cationes, sobretodo el magnesio.
También se pueden utilizar otros colorantes como por ejemplo el llamado arsenazo-
III que consigue una mayor estabilidad, especificidad y sensibilidad, y menos
interferencias que el método de la o-cresolftaleín-complexona, además de otras
ventajas como el poder almacenar el reactivo durante dos años a temperatura
ambiente (18-26°C) sin que se estropee. Utilizar el Arsenazo-III implica realizar una
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199
técnica de punto final con lecturas a 650 nm o a 600 nm. Un posible inconveniente
en la utilización del Arsenazo-III es que podría tratarse de una sustancia
potencialmente carcinogénica.
El método de referencia para la determinación del calcio es la espectrometría de
absorción atómica.
3. Patrones de alteración del equilibrio hidroelectrolítico 3.1 Hipernatremia
La hipernatremia es el exceso de concentración sérica de sodio *(7) y la causa puede
ser debida tanto al aumento de sodio como a la pérdida de agua. Las causas más
frecuentes de hipernatremia se resumen en la tabla 6.2.
TABLA 6.2
Causas de hipernatremia
Vómito
Pérdidas gastrointestinales Diarrea
Fiebre
Sudación copiosa en ambiente
húmedo y caliente Ejercicio intenso y continuado
De origen hipotalámico
Por pérdida de agua
superior a la pérdida de
sodio
Diabetes insípida De origen nefrogénico
Por ingestión o venoclisis
Primario (Síndrome de Conn)
Por ganancia de sodio
Por hiperaldosteronismo Secundario
Cuando las pérdidas de agua son superiores a las de sodio el enfermo presenta signos
clínicos típicos de hipovolemia: hipotensión, taquicardia y sequedad de piel y
mucosas, este tipo de pérdidas puede ser debido a causas gastrointestinales, así
como por una intensa sudación.
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200
En la diabetes insípida existe una deficiencia en la secreción de hormona
antidiurética (ADH), y con ello los túbulos colectores del riñón no reabsorben agua
adecuadamente y por lo tanto se pierde en la orina (poliuria), apareciendo ésta muy
diluida. La pérdida de agua produce una hipernatremia con incremento de la
osmolaridad plasmática y consecuentemente un intenso estímulo de la sed
(polidipsia). La causa hipotalámica de la diabetes insípida se debe a un fallo en el
ámbito de los osmorreceptores con la consecuente disminución en la producción de
ADH, la de causa nefrogénica se debe a un fallo en el riñón generalmente secundario
a una insuficiencia renal que hace que a pesar de existir una cantidad adecuada de
ADH, ésta no actúa debidamente en el riñón.
La hipernatremia por aumento de la cantidad de sodio se produce por la ingesta
aguda y exagerada del mismo o por la administración de soluciones hipertónicas de
NaCl o de NaHCO3
La natremia aumenta también durante el tratamiento del paro cardíaco como
consecuencia de la administración de bicarbonato sódico por venoclisis (vía
intravenosa), que se realiza para contrarrestar la acidosis metabólica que se produce
en estos casos.
El hiperaldosteronismo primario llamado también síndrome de Conn consiste
en una hiperproducción de aldosterona por la glándula suprarrenal, generalmente
debida a la existencia de un adenoma, y que como ya se indicó, incrementa la
reabsorción renal de sodio con pérdidas de potasio e hidrogeniones. Clínicamente el
hiperaldosteronismo primario se distingue por la existencia de hipertensión arterial.
El hiperaldosteronismo secundario es inducido directa o indirectamente por el
sistema renina-angiotensina-aldosterona como por ejemplo en el síndrome de Bartter
en el que existe un aumento de renina y en consecuencia de aldosterona pero sin
hipertensión arterial porque queda compensada por otros mecanismos.
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201
También es posible que se produzca una hipernatremia en casos de ingesta de agua
de mar en cantidades importantes
3.2 Hiponatremia
La hiponatremia significa la existencia de un contenido plasmático por debajo de los
niveles normales *(8). Cabe distinguir la hiponatremia verdadera y la hiponatremia
dilucional, la primera, llamada también hiponatremia por “agotamiento”, sucede
cuando existe una pérdida del contenido total de sodio en el organismo, la segunda se
refiere a un descenso de la concentración de sodio por efecto de un exceso de agua.
Hay que distinguir también la hiponatremia de la pseudohiponatremia En la tabla
6.3 se resumen las causan más importantes de hiponatremia.
TABLA 6.3
Causas de hiponatremia
Uso de diuréticos
Hipoaldosteronismo
Pérdidas renales
Enfermedad de Addison
Gastrointestinales
Verdadera
Pérdidas no renales Quemaduras y traumatismos
SIADH
Dilucional
Edema generalizado
Insuficiencia cardíaca congestiva
y otras causas
Pseudohiponatremia Hiperlipemia e hiperproteinemia
Las pérdidas renales de sodio se pueden producir por el uso continuado de
diuréticos, por hipoaldosteronismo con deficiencia del sistema renina-
angiotensina-aldosterona, y por la enfermedad de Addison consistente en una
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202
deficiencia en el funcionamiento de la corteza de la glándula suprarrenal de causa
generalmente autoinmune.
Las pérdidas de sodio también ocurren en los trastornos gastrointestinales, en las
quemaduras extensas y en los traumatismos importantes.
La hiponatremia dilucional puede ser causada por el síndrome de secreción
inadecuada de ADH (SIADH) en el cual se producen cantidades exageradas de esta
hormona que produce una retención de agua y la consecuente hiponatremia. Una
causa muy frecuente de SIADH son las tumoraciones malignas con producción
ectópica de ADH. Cabe señalar también la existencia de la polidípsia psicógena
que se da en enfermos psiquiátricos.
El edema generalizado se observa en situaciones como la insuficiencia cardíaca
congestiva en la que el corazón no bombea la suficiente sangre de retorno y se
produce una acumulación de líquidos en los tejidos.
La pseudohiponatremia puede presentarse en pacientes con marcadas
hiperlipemias o hiperproteinemias. Tanto los lípidos como las proteínas tienen un
alto peso molecular y producen una reducción de la proporción relativa de agua de un
determinado volumen plasmático. Las pseudohiponatremias suelen ser siempre
asintomáticas.
3.3 Hiperpotasemia
Esta situación de desequilibrio electrolítico se produce cuando la kalemia es superior
a 5 mEq/L. La causa más frecuente de hiperpotasemia es la insuficiencia renal
aguda o crónica, pero también existen otras situaciones que producen aumento del
potasio, por ejemplo la enfermedad de Addison y el uso de diuréticos
ahorradores de potasio como la espironolactona, el triamterene y la amiloride
que son aquellos que eliminan agua y sodio pero no potasio. También algunos
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203
fármacos como el captopril y la heparina pueden producir aumento del potasio
plasmático.
Es interesante conocer cuando se puede producir una situación de
pseudohiperpotasemia, la causa más frecuente es la aplicación de un torniquete
demasiado apretado cuando se procede a extraer la sangre o bien la acción de abrir y
cerrar la mano antes de la extracción, maniobra que puede aumentar el potasio hasta
2,5 mEq/L por encima de su valor real. Otra causa frecuente es la hemólisis de la
muestra de sangre antes de la determinación analítica.
El cuadro clínico de la hiperpotasemia se relaciona con el sistema neuromuscular,
produciendo debilidad muscular o parálisis flácida en los casos más graves,
manifestándose generalmente por debilidad brusca en las piernas o dificultad para
andar. El principal peligro de la hiperpotasemia es sin embargo el efecto sobre la
conducción cardíaca, produciendo arritmias y hasta paro cardíaco.
3.4 Hipopotasemia
Se produce cuando el potasio sérico se sitúa por debajo de los 3,5 mEq/L. Una causa
de hipopotasemia puede ser la disminución de su ingesta puesto que el riñón
tiene una capacidad muy limitada para evitar las pérdidas renales. Otras causas son el
hiperaldosteronismo primario y secundario y el síndrome de Cushing (ver
unidad 8) en el que existe un aumento de cortisol que ejerce un efecto similar al de la
aldosterona. Otras causas menos importantes de hipopotasemia es la ingesta crónica
de regaliz puesto que contiene ácido glicirrínico con una actividad semejante a la
aldosterona, algunos tabacos de mascar también contienen ácido glicirrínico.
También es interesante resaltar que algunas pomadas de uso tópico que contienen 9-
α-fluoroprednisolona cuando se usan continuamente, pueden producir
hipopotasemia por la acción semejante a la aldosterona que tiene dicho compuesto.
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204
Una de las causas más frecuentes de hipopotasenia actualmente, es el abuso de
laxantes que además constituye una situación que el enfermo no suele reconocer.
Los deportistas y principalmente los corredores de larga distancia también pueden
presentar hipopotasemia crónica por un mecanismo de redistribución del potasio al
espacio intracelular.
Las manifestaciones clínicas de la hipopotasemia, al igual que la hiperpotasemia, se
relacionan fundamentalmente con el sistema neuromuscular, en casos leves de
hipopotasemia (niveles entre 2 y 2,5 mEq/L) aparece debilidad muscular que puede
convertirse en parálisis arrefléxica si el potasio sigue disminuyendo. Su manifestación
más corriente es el llamado íleo paralítico consistente, en esencia, en una adinamia
de la capa muscular del intestino con su consecuente obstrucción. En casos más
graves la parálisis muscular puede llegar a producir insuficiencia respiratoria.
La hipopotasemia produce trastornos del electrocardiograma, predisponiendo a
alteraciones cardíacas como extrasístoles *(9) o taquicardias graves. Es importante
saber que el control de los niveles de potasio resulta imprescindible en aquellos
enfermos con insuficiencia cardíaca que estén tomando digitálicos *(10), puesto que
estos fármacos resultan ser muy tóxicos en situaciones de hipopotasemia.
3.5 Hipercalcemia
La causa más frecuente de hipercalcemia es el hiperparatiroidismo primario
sobretodo el debido a la existencia de un tumor productor de parathormona (PTH).
Son también muy frecuentes las hipercalcemias asociadas a neoplasias malignas de
tipo hematológico que producen secreción de una sustancia llamada PTHrP (proteína
relacionada con la PTH) antiguamente llamada PTH-like, de acción semejante a la
PTH.
Otras causas de hipercalcemia pueden ser debidas a ciertas enfermedades
endocrinas, a fármacos como por ejemplo el litio, a intoxicación por vitamina D, a
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insuficiencia renal aguda, a hipertiroidismo, al llamado síndrome de leche-alcalinos
consistente en la ingesta exagerada de leche o de bicarbonato como tratamiento de la
úlcera péptica, pero que hoy en día es muy poco frecuente. La hipercalcemia también
puede ser causada por la inmovilización prolongada en cama en enfermos
politraumatizados o ingresados en una UCI.
Los síntomas clínicos de la hipercalcemia son muy variables y algunos enfermos
pueden permanecer asintomáticos en algunos casos, o llegar a tener una crisis
hipercalcémica complicándose con insuficiencia renal aguda en otros. Algunos
enfermos pueden llegar a desarrollar arritmias ventriculares y hasta coma, sobretodo
si se trata de enfermos que padecen neoplasias.
3.6 Hipocalcemia
Las hipocalcemias pueden ser debidas a múltiples causas, de las más frecuentes cabe
destacar la producida por una hiperventilación en el transcurso de una crisis de
ansiedad que provoca una alcalosis y con ello una redistribución del calcio plasmático
libre hacia el calcio ligado a proteínas. De esta manera disminuye el calcio iónico
(forma activa) pero sin que disminuya el calcio total. Otras causas son el
hipoparatiroidismo, el déficit de vitamina D, la hiperfosfatemia, la fase aguda de la
pancreatitis, el llamado síndrome del hueso hambriento consistente en la adición de
calcio en el hueso a expensas del calcio plasmático, situación que ocurre en el
transcurso de algunas metástasis osteoblásticas. Otra causa muy frecuente en la
actualidad es la producida por la hipomagnesemia que conduce a una supresión de la
secreción de PTH y a su vez, una resistencia del hueso a la acción de la misma PTH.
El signo clínico fundamental de la hipocalcemia es la tetania producido por un
aumento de la irritabilidad neuromuscular. La hipocalcemia intensa puede llegar a
producir convulsiones y a veces demencia y psicosis. Son habituales también las
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alteraciones dérmicas en el hipoparatiroidismo, y por otra parte las cataratas, las
anomalías dentarias y la disminución de la contractilidad cardíaca.
4. Fisiología del equilibrio ácido-básico 4.1 Introducción
Para mantener la homeostasis o equilibrio fisiológico del organismo es importante
conseguir unos valores de pH plasmático dentro de la normalidad (7,35 - 7,45) *(11)
y para ello es necesario equilibrar las sustancias ácidas con las básicas. El
mantenimiento del pH fisiológico es imprescindible para el funcionamiento del
metabolismo en general.
Recordemos, tal como se ha expuesto en la tercera parte del libro citado del mismo
autor, que un ácido es una sustancia que cede iones hidrógeno a la solución en la que
se encuentra y una base es una sustancia que capta hidrogeniones. Cuando se
disuelve un ácido en agua, el ion negativo (A-) que se disocia del hidrógeno se llama
base conjugada puesto que ésta puede aceptar H+ y por tanto actuar como base.
Todos los ácidos y todas las bases se disocian en agua, unas lo hacen en su totalidad
(ácidos o bases fuertes), y otras lo hacen parcialmente (ácidos y bases débiles). Así
pues, un ácido fuerte tiene poca afinidad hacia el hidrógeno y por ese motivo se
disocia con facilidad en el agua cediendo H+, en cambio un ácido débil tiene gran
afinidad por el hidrógeno y por lo tanto se resiste a liberarlo al medio.
El agua pura se disocia débilmente en iones H+ e iones OH-. En este equilibrio el
producto de las concentraciones de ambos iones es: [H+] · [OH-] = 10-14 moles/L el
agua pura está formada por concentraciones iguales de H+ y de OH- de donde se
deduce que la concentración de H+ es igual a 10-7 moles/L.
En lugar de expresar las concentraciones de H+ en estas unidades, se suele utilizar,
para mayor comodidad, la notación pH (potencial de hidrógeno) que se define como:
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207
pH = - log[H+], y en estas condiciones resultará que el pH del agua pura es 7.
Cualquier solución que tuviera un pH>7 resultará ser de carácter alcalino y cualquier
solución que tuviera un pH<7 resultará ser de carácter ácido.
4.2 Soluciones amortiguadoras
Las soluciones amortiguadoras están formadas por un ácido débil y una sal de dicho
ácido y tienen la particularidad de mantener el pH de la solución dentro de unos
márgenes muy estrechos a pesar de que se adicionen ácidos o bases a la misma, (todo
ello dentro de unos límites).
La ecuación de Henderson-Hasselbach nos informa acerca de la concentración de
hidrogeniones en una solución en función de las concentraciones del ácido disociado
(anión) y del ácido sin disociar, interviniendo además el pKa que se define como: pKa
= - log Ka, siendo Ka la constante de ionización del ácido y sus valores vienen
tabulados para muchas clases de ácidos. En cuanto al significado del pKa , éste es el
valor de pH al cual le corresponde una concentración de ácido disociado igual a la
concentración de ácido sin disociar, o lo que es lo mismo el valor de pH al cual se
halla disociado el 50 % del ácido. La ecuación de Henderson-Hasselbach es la
siguiente:
[ ][ ]AHApKpH a
−
+= log
La capacidad amortiguadora máxima se consigue cuando [A-] es igual a [AH] ya que
su cociente es 1 y su logaritmo 0, con lo que pH = pKa. Cuando se añade un ácido o
una base fuerte a la solución, el pH cambia muy poco por ser una función logarítmica,
a menos que las cantidades de ácido o de base sean muy grandes.
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208
Los principales buffers o sistemas amortiguadores del organismo son los siguientes:
a) Sistema bicarbonato/ácido carbónico. El bicarbonato (HCO3-), y el ácido
carbónico (H2CO3) están presentes en los compartimentos intracelular y
extracelular y se relacionan con el CO2 producto final del metabolismo celular,
por la siguiente reacción: CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3- + H+. Reacción
catalizada por el enzima anhidrasa carbónica. La anhidrasa carbónica
facilita pues la hidratación o la deshidratación rápida del CO2 en el breve
espacio de tiempo que los eritrocitos estén en los capilares pulmonares. De
esta manera el pulmón y el riñón se encargan de eliminar el CO2 producido, el
primero de forma directa (en forma de gas), intercambiándolo con el oxígeno,
y el segundo a través de la eliminación de iones hidrógeno en la orina
intercambiándolos por iones Na, (Figura 6.3).
Cuando la reacción anterior se desplaza hacia la izquierda el CO2 aumenta,
aumentando también su presión en sangre (pCO2) que estimula la respiración
y por tanto la eliminación de CO2. Si la reacción se desplaza hacia la derecha se
forma bicarbonato e iones hidrógeno. Cuando el bicarbonato aumenta o el
ácido carbónico desciende la relación entre ambos en la ecuación aumenta y el
pH alcanza cifras superiores a 7,45 (alcalosis). Cuando el bicarbonato
desciende o el ácido carbónico aumenta, la relación disminuye y el pH se sitúa
a menos de 7,35 (acidosis).
La concentración de ácido carbónico en plasma es igual al producto de la
presión de CO2 en sangre (pCO2) multiplicada por la constante de solubilidad
del dióxido de carbono que tiene el valor de 0,031 *(12). Sabiendo que la
concentración normal de bicarbonato es de 24 mmol/L y la pCO2 normal es de
40 mmHg podemos aplicar fácilmente la ecuación de Henderson-Hasselbach y
tendremos:
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209
4,740· 031,0
24log1,6 =+=pH
que es el pH plasmático fisiológico. Obsérvese que el cociente entre las
concentraciones de ácido disociado y de ácido sin disociar es
aproximadamente de 20:1.
El mecanismo por el cual se acidifica la orina para mantener el pH fisiológico
se describe a continuación y se resume en la figura 6.4.
Como resultado de las reacciones del metabolismo, se producen diariamente
unos 20.000 mEq de ácido carbónico además de unos 50 o 100 mEq de ácidos
endógenos no volátiles, estos ácidos son amortiguados por los sistemas
tampón de forma que se produce una disminución de HCO3- plasmático y se
eliminan iones H+ por la orina. Para regenerar la concentración de HCO3-, el
sistema urinario tiene dos mecanismos: reabsorción del bicarbonato ya filtrado
y producir nuevo bicarbonato, procesos que se acompañan de una secreción de
H+ al túbulo renal. La reabsorción de HCO3- tiene lugar sobretodo en el túbulo
proximal y una pequeña parte en el túbulo distal. Ello comporta una
reabsorción de iones Na+ que antes estaban unidos al HCO3- que se había
filtrado, intercambiándose con iones H+ que ha producido la célula tubular y
que proceden del ácido carbónico formado con la participación de la anhidrasa
carbónica. El HCO3- formado también a partir del ácido carbónico se
reabsorbe hacia el plasma, uniéndose al Na+ para formar bicarbonato sódico.
Por otra parte la generación de nuevo bicarbonato que tiene lugar sobretodo en
el túbulo distal, se consigue mediante la combinación del sistema tampón
fosfato y de la excreción urinaria de amonio, de forma tal que se reabsorben
iones Na+ e iones HCO3-.
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210
Figura 6.4 Mecanismos renales de excreción de hidrógeno.
HCO
HCO
HCO
H CO
H CO
HCO HCO
HCO
H COH CO
CO
CO
CO + H O
+ H O
H O +
HCO3
3
3
3
3
3
3
4
3 3
3
3 22
2
2
2
2
2
2
2-4
4
2
2
2
3
+
++
+
+
+
++
+
+ +
+
++
+ +
+ +--
-
-
-
-
- -
-
-+ Na Na
Na
Na +
Na NaCl + Na
Cl +
Na+ Na+ HPO
H PO
H +
H +
H +H
NH
NH
H
HNa
Na
(Acidez titulable)
(Amonio urinario)
Glutamina
Túbu
lo d
ista
lTú
bulo
pro
xim
alLuz del túbulo Circulación
sanguínea
Figura 6.4
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211
b) Sistema amortiguador de hemoglobina.
Como ya es sabido la hemoglobina transporta oxígeno y dióxido de carbono, y
además tiene capacidad amortiguadora. El CO2 formado en los tejidos difunde
al interior de los eritrocitos y se combina con los grupos amino e imidazol de la
histidina para formar compuestos carbaminados de acuerdo con la reacción:
R-NH2 + CO2 → R-NHCOO- + H+ , pudiéndose así transportar hasta los
pulmones, aunque la mayor parte del CO2 es transportado por el bicarbonato.
Al oxigenarse, la hemoglobina (Hb) se convierte en un ácido fuerte de manera
que: Hb → Hb- + H+ , hecho que se explica porque la oxigenación del hierro
altera la estructura electrónica de forma que se reduce la afinidad del
nitrógeno imidazólico por el hidrógeno y este puede disociarse más fácilmente,
al reducirse se producen cambios opuestos y los iones H+ se combinan con
facilidad con los grupos imidazol (figura 6.5).
Figura 6.5 Efectos de la oxidación sobre la acidez de la hemoglobina.
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212
N N
HC HCC
N
FeO
Oxihemoglobina Desoxihemoglobina
Fe + O
Hemoglobina(resto de la proteína)
Grupo imidazol (Ácido fuerte)
Grupo imidazol (Ácido débil)
Hemoglobina(resto de la proteína)
+ HNH
HC
HC
C
++
2 2
Figura 6.5
En los capilares sanguíneos es donde la hemoglobina actúa con mayor eficacia
como tampón ya que al encontrarse en su forma reducida
(desoxihemoglobina), es capaz de combinarse con mayor facilidad con el
hidrógeno. Las proteínas plasmáticas y sobretodo la albúmina poseen también
capacidad tamponante ya que tienen grupos imidazol de la histidina que
actúan de modo semejante al descrito para la hemoglobina. La albúmina tiene
16 grupos imidazol de la histidina y es por ello la proteína plasmática con
mayor capacidad tamponante (95%).
b) Sistema amortiguador de fosfatos
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213
El ácido fosfórico tiene tres iones hidrógeno disociables (ácido triprótico) y
cada uno se libera secuencialmente y de manera reversible durante la
titulación con una base. Veamos como se disocia este ácido:
1) H3PO4 → H2PO4- pKa = 2,1
2) H2PO4- → HPO42- pKa = 6,8
3) HPO42- → PO43- pKa = 12,3
Observamos que la segunda reacción es la que tiene un pKa más próximo al
fisiológico y será ésta la que intervendrá en el proceso amortiguador.
Aplicando la ecuación de Henderson-Hasselbach tendremos:
[ ][ ]−
−
+=42
24log8,6
POHHPOpH
Donde la relación entre el fosfato dibásico y el fosfato monobásico es de
aproximadamente 4:1, luego pH = 6,8 + log 4 = 7,4.
El fosfato se excreta por la orina en forma de H2PO4- que se combina con el
Na+ para formar NaH2PO4 (fosfato monosódico) eliminando H+ (figura 6.4).
Existe el término acidez titulable que representa la cantidad de iones H+
presentes en la orina combinados con sustancias amortiguadoras filtradas y
posteriormente excretadas, fundamentalmente constituidas por el fosfato
monobásico. En condiciones normales la acidez titulable es de
aproximadamente 10-30 mEq al día.
c) Sistema amortiguador de amonio
Aproximadamente dos terceras partes de los hidrogeniones excretados se unen
al amoniaco que se forma a partir de los aminoácidos como por ejemplo la
glutamina, formando así ion amonio que se excreta después en forma de
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214
cloruro amónico, es la llamada amoniogénesis, proceso que conlleva la
formación de bicarbonato sódico, (figura 6.4). Los iones hidrógeno unidos al
amoniaco (NH3) forman ion amonio (NH4+), el amoniaco actúa como una base
fuerte y el amonio como un ácido débil. El pKa del sistema tiene el valor de 9 y
a pH fisiológico la relación [NH3] / [NH4+] es 1:100. El hecho de tener un pKa
tan lejano al pH fisiológico hace que la amoniogénesis no sea muy importante
como sistema amortiguador, pero sí que es importante en la regulación renal
del equilibrio ácido-básico ya que transporta iones hacia la orina.
El amoniaco se forma en el interior de las células tubulares renales a partir de
la oxidación de la glutamina por la acción de la glutaminasa, así como también
por la oxidación de otros aminoácidos. El amonio formado se excreta en orina
formando sales de amonio como por ejemplo el cloruro amónico (NH4Cl) antes
mencionado
5. Procedimientos de medida del pH y de los gases 5.1 Introducción
Hay que ser precavidos para tomar muestras de sangre que posteriormente servirán
para la determinación del pH. Las muestras pueden ser de sangre venosa o arterial
pero para su toma será necesario asegurarse que el paciente esté relajado, ya que la
ansiedad o el dolor producen hiperventilación y consecuentemente alcalosis
respiratoria, situación que enmascararía el verdadero estado del enfermo.
Para la toma de sangre arterial, útil para la determinación de la presión parcial de
CO2 y de O2, se debe de utilizar una jeringa especial de plástico o de vidrio, que se
llena exclusivamente por la presión arterial y nunca por la producción de un vacío
con presión negativa, por lo tanto no debe de utilizarse un “tubo de vacío” ya que ésta
puede disminuir ambas presiones.
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215
Otra precaución es la de utilizar heparina líquida como anticoagulante. Se utiliza una
solución de heparina sódica de concentración 10 mg/dL con la que se enjuaga la
jeringa y se vacía posteriormente, de no hacerlo así la heparina en exceso diluiría la
muestra y por lo tanto aumentaría la pCO2. Después de obtener la sangre se expulsan
las burbujas de aire y se retira la jeringa colocando un tapón. Posteriormente la
sangre se mezcla con la heparina haciendo girar la jeringa entre las palmas de la
mano durante unos segundos.
Para la toma de sangre venosa es también necesario tomar una serie de precauciones.
La aplicación de un ligero torniquete evita el estasis prolongado ya que de no ser así,
se produciría una reducción de la pO2 y un aumento de la pCO2, así como una
disminución del pH por la acumulación de metabolitos ácidos. Con ello se debe
obtener la sangre durante los primeros segundos después de la aplicación del
torniquete y se libera éste en seguida que la sangre empiece a fluir. Por otra parte el
paciente no debe cerrar el puño para evitar que la actividad muscular disminuya la
pO2 y el pH.
La obtención de muestras por punción capilar en la superficie plantar del pie, se
suelen realizar en los lactantes los cuales se les debe precalentar la zona con una
toallita húmeda. Hay que tener en cuenta que la primera gota contiene líquidos de
los tejidos y debe de rechazarse. Otra precaución es el correcto sellado de los tubos
capilares y el rápido envío de estos al laboratorio para su inmediato análisis.
En general las muestras de sangre para las determinaciones ácido-básicas se deben
tomar y enviar al laboratorio con la máxima rapidez, evitando cualquier exposición
atmosférica que produciría un aumento de la pO2 y una disminución de la pCO2 (y un
aumento del pH).
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5.2 Medida del pH
Las técnicas para la determinación del pH han sido expuestas en el libro
anteriormente citado en la unidad 10. En general se utilizan dos electrodos, el
electrodo de medición o indicador y el de referencia, que se sumergen en la muestra.
El electrodo indicador tiene una membrana en la que se genera un potencial
cuando existe una modificación de la concentración de iones en un lado de la misma y
que se compara con el potencial, constante, que se genera en el electrodo de
referencia. La membrana suele ser de un vidrio sensible a los iones hidrógeno. El
electrodo de referencia está constituido por un metal y una sal en contacto con
una solución que contiene el mismo ion y que genera un potencial constante con el
que se compara el generado por el electrodo de medición. Un electrodo de uso
corriente es el de calomelanos que es una pasta de cloruro mercurioso sumergido
en una solución de cloruro potásico. Recientemente se utiliza el electrodo de
plata/cloruro de plata sumergido también en una disolución de KCl.
La diferencia de potencial que generan los iones hidrógeno en la membrana del
electrodo indicador se calcula con la ecuación de Nernst que simplificada
convenientemente resulta ser: E = E0 – SpH y que representada gráficamente
corresponde a una recta, siendo los valores: E el potencial mesurable, E0 la suma de
los potenciales internos de los electrodos, de valores constantes, y S la pendiente de la
recta que depende de la temperatura a la que se encuentran los electrodos.
Actualmente se utilizan los electrodos combinados en los que se incluye en una
sola pieza compacta, el electrodo indicador y el de referencia.
5.3 Medida de la presión parcial de CO2
La medición de la pCO2 en sangre arterial y venosa se lleva a cabo mediante
electrodos de diseño especial sensibles a la concentración del gas disuelto en la
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217
muestra y que se basan en el método potenciométrico *(13). Estos electrodos
disponen de una membrana que solo es permeable al gas a determinar, (figura 6.6).
Figura 6.6 Electrodo de pCO2
H + HCO
Membrana semipermeable
Cámara para la muestrao la solución de calibración
H + HCOElectrodo de referencia
Electrodo de medición
Solución tampón
H CO H CO
CO CO
+ +- -3 3
3 32 2
2 2
Figura 6.6
La presión parcial de dióxido de carbono se mide con un electrodo de vidrio mediante
el cambio de pH que sufre una solución amortiguadora de bicarbonato cuando esta
alcanza el equilibrio con el CO2 de la muestra que por difusión atraviesa la membrana
semipermeable. El pH del electrodo es directamente proporcional al log pCO2
siempre que no sobrepase el rango comprendido entre los valores de 10 a 90 mmHg.
La reacción de equilibrio que tiene lugar en la membrana es la siguiente:
CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3- + H+
Donde la constante de disociación (K) será:
[ ] [ ][ ]32
3 COHHCOHK
−+
=
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218
y como que la concentración de ácido carbónico en sangre es proporcional a la pCO2,
tal como se ha comentado en el apartado 4.2 se cumplirá que:
[ ] [ ]2
3
· 031,0
pCOHCOH
K−+
=
tomando logaritmos en la anterior ecuación tendremos:
log[H+] + log [HCO3-] = log K + log 0,031 + log pCO2
y como que el pH es el logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones y el
pK es el logaritmo negativo de la constante de disociación (K), tendremos:
pH – log[HCO3-] = pK – log 0,031 – log pCO2
Si se considera que [HCO3-] en un tampón bicarbonato tiene un valor muy alto
comparado con la pequeña adición de [HCO3-] formada a partir de la disolución de
CO2, podremos decir que el valor log[HCO3-] se mantiene constante, al igual que lo
hacen los valores de pK y de log 0,031, entonces si agrupamos en un solo valor (k)
todos los valores constantes, la ecuación anterior tomará la forma:
pH = k – log pCO2
de donde se desprende que el pH guarda una relación lineal con el log de la presión
parcial de CO2, de ahí que si el electrodo se calibra con una disolución de calibración
cuya presión parcial de CO2 se conoce, podremos determinar la presión parcial de
CO2 de una muestra.
El instrumento para la medición consiste en un recipiente dividido en dos
compartimentos por una membrana semipermeable, por uno de ellos discurre la
muestra o la solución de referencia y en el otro se encuentran dos electrodos
(referencia e indicador) sumergidos en una solución tampón de bicarbonato. El CO2
disuelto en la muestra (o en la solución de calibración), atraviesa la membrana
semipermeable y se equilibra con el paso de CO2 desde la solución tampón de
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bicarbonato con lo que la diferencia inicial entre la concentración de CO2 de ambos
compartimentos hace variar la concentración de H+ de la solución tampón de
bicarbonato que es detectada por el electrodo de medición transmitiéndose la señal a
la escala graduada en expresión digital o analógica y en unidades de pCO2
directamente (mmHg o torr).
Los electrodos que generalmente se utilizan son del tipo electrodo de vidrio para el de
medición y electrodo de plata/cloruro de plata para el de referencia. La membrana
semipermeable suele estar construida de resina de tetrafluoroetilen (teflón) o bien de
goma de silicona que resultan ser permeables al CO2 disuelto pero impermeables a los
aniones y cationes, el instrumento así dispuesto se le suele denominar electrodo de
Severinghaus. Las membranas de teflón suelen ser de un espesor de 0,1 mm y
consiguen una respuesta del 99% del equilibrio de CO2 en un tiempo de unos 120
segundos, mientras que las membranas de goma de silicona suelen tener un espesor
de 0,01 a 0,03 mm y consiguen una respuesta en un tiempo mucho menor.
5.4 Medida de la concentración de CO2 total
La concentración de CO2 total de una muestra se determina mediante el electrodo de
pCO2 de tal manera que previamente se debe mezclar la muestra con una solución
ácida. La adición de ácido fuerza la reacción hacia la producción de CO2 hasta que
todo el bicarbonato se consuma y el CO2 producido difunda a través de la membrana
semipermeable de forma tal que la variación de pH en el compartimento de los
electrodos es proporcional a la concentración de CO2 de la muestra.
Obsérvese que la concentración de CO2 total será aproximadamente igual a la [HCO3-
] ya que al menos un 90 % del CO2 se encuentra en forma de bicarbonato, (el resto se
encuentra en forma de CO2 disuelto, ácido carbónico y grupos carbaminados), por lo
tanto podremos considerar que:
[HCO3-] ≅ [CO2]total
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220
5.5 Medida de la presión parcial de O2
La presión parcial de oxígeno se determina mediante el electrodo de Clark que se
basa en el método amperométrico *(14). El oxígeno disuelto en la muestra difunde a
través de una membrana semipermeable hacia una solución tampón de fosfato y
cloruro potásico en la cual se hallan inmersos los electrodos de medición y de
referencia. Las membranas suelen estar construidas de teflón, polipropileno o
polietileno, (figura 6.7).
Figura 6.7 Electrodo de pO2
Membrana semipermeable Electrodo de pO (cátodo)
Electrodo de Ag-AgCl (ánodo)
Cámara para la muestrao la solución de calibración
Solución tampón
O O
e
AgCl - AgCl
2 2
-
0
-
2Figura 6.7
El instrumento utiliza un electrodo de referencia de plata/cloruro de plata (ánodo) y
un electrodo de medición de vidrio cubierto de platino (cátodo) conectados a una
fuente eléctrica (generalmente una batería de mercurio) que proporciona un
potencial constante al cátodo de unos –0,65 volts.
El oxígeno disuelto en la muestra difunde a través de la membrana semipermeable y
se reduce en el cátodo (electrodo de platino) de forma tal que se cumple:
O2 + 4e- → 2O -2
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221
Los dos iones de oxígeno (2O -2) se combinan con 4H+ para formar agua y los
electrones necesarios para esta reducción son producidos por el electrodo de
referencia según la siguiente reacción:
4Ag + 4Cl- → 4AgCl + 4e-
A medida que el oxígeno difunde se va reduciendo en el cátodo lo que origina un
aumento de la intensidad cumpliéndose que la intensidad de corriente eléctrica del
sistema es directamente proporcional a la pO2 de la muestra o de la solución de
calibración al otro lado de la membrana.
5.6 Medida de la concentración total de O2
El electrodo de Clark también es útil para la determinación de la concentración total
de O2, para ello a la muestra se le debe añadir previamente ferricianuro o monóxido
de carbono que consiguen desplazar totalmente el oxígeno de la hemoglobina. Una
vez desplazado el oxígeno en su totalidad, se mide su presión parcial mediante el
electrodo de Clark, y ésta será directamente proporcional a su concentración.
6. Patrones de alteración del equilibrio ácido-básico 6.1 Introducción Como ya se ha comentado, cualquier situación patológica en la que se produzca un
descenso del pH sanguíneo por debajo de su valor normal, se denomina acidosis, y
por el contrario si el pH aumenta por encima de su valor normal, alcalosis. Si la
causa es debida a un aumento o a una disminución de la pCO2 por una modificación
de la respiración, la situación se llamará acidosis respiratoria o alcalosis respiratoria
respectivamente. Si la causa implica un aumento o una disminución del bicarbonato
plasmático, se llamará entonces alcalosis metabólica o acidosis metabólica
respectivamente. Por otra parte los términos acidemia y alcalemia significan
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222
aumento y disminución, respectivamente, de la concentración plasmática de
hidrogeniones.
Cualquier alteración de uno de estos dos componentes (pCO2 o [HCO3-]), implica una
variación del otro en el sentido de intentar compensar el cambio producido, así pues
ante una acidosis metabólica, el organismo se defiende con una alcalosis respiratoria
y viceversa y ante una acidosis respiratoria se producirá una alcalosis metabólica y
viceversa. Existe sin embargo una excepción: la alcalosis respiratoria crónica, en ésta
los mecanismos de compensación no alcanzan la normalización completa del pH ya
que si bien la respuesta respiratoria es inmediata, la respuesta renal necesita unos
días para producir una retención (o una excreción) de bicarbonato significativa.
Existen también los denominados trastornos mixtos que ocurren cuando coexisten
simultáneamente las dos anomalías, por ejemplo una acidosis metabólica y una
acidosis respiratoria a la vez, o en otros casos cuando se da simultáneamente una
acidosis metabólica y una alcalosis metabólica, con la particularidad en este último
caso, de presentar unos valores normales de pH, pCO2 y [HCO3-], y además suele
acontecer en casos de uremia que provoca la alcalosis metabólica por los importantes
vómitos que produce. El diagnóstico de los trastornos mixtos es de vital importancia
puesto que son situaciones que pueden desviar el pH hasta niveles peligrosos.
Observando la ecuación de Henderson-Hasselbach se ve que el numerador
representa el componente metabólico o exceso de base, y el denominador el
componente respiratorio. Se denomina exceso de base al número de moles de ácido
(cuando el exceso de base es positivo) o de base (cuando el exceso de base es
negativo) que es necesario añadir a 1 litro de sangre para volver al pH normal de 7,4 y
para que la concentración total de CO2 sea de 25 mmol/L.
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Cuando la modificación de pH es de origen respiratorio, el sistema renal responde
intentando compensar el cambio, y si la causa es de origen metabólico, es la
respiración quien lo compensa. Lo importante es que se mantenga la relación:
[ ][ ] 20
32
3 =−
COHHCO
ya que corresponde a un pH de 7,4.
6.2 Valoración analítica del equilibrio ácido-básico
Para valorar completamente el equilibrio ácido-básico de un enfermo es necesario
conocer los siguientes datos en sangre: pH, [HCO3-], pCO2 y el hiato aniónico.
Los tres primeros datos procedentes de una misma analítica deben cumplir la
relación siguiente que nos permite comprobar la veracidad de los mismos y evitar
posibles errores:
[ ] [ ]−+ =
3
2· 24HCOpCOH
expresándose la concentración de hidrogeniones en nanomoles/L, la pCO2 en mmHg
y la concentración de bicarbonato en milimoles/L.
El pH y la pCO2 se determinan con técnicas potenciométricas, tal como ya se ha
descrito y la concentración de bicarbonato se calcula mediante la ecuación anterior.
6.3 Hiato aniónico
El hiato aniónico (anion gap) se determina mediante la fórmula siguiente*(15):
Anion gap = Na+ - (Cl- + HCO3-)
El hiato aniónico representa la diferencia entre los aniones y los cationes que no se
miden. En efecto, por una parte se cumple que in vivo, la concentración total de
aniones debe ser igual a la concentración total de cationes, y por otra parte no todos
los cationes y aniones se miden ya que las pruebas habituales se limitan a la
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determinación de sodio, potasio, cloruros y bicarbonato. Por lo tanto se cumplirá que:
Na+ + cationes no medidos = Cl- + HCO3- + aniones no medidos, luego la diferencia:
aniones no medidos – cationes no medidos será igual a: Na+ - (Cl- + HCO3-).
Entre los aniones no medidos (llamados también iones indeterminados), cabe citar la
albúmina, las proteínas alfa y beta, así como el fosfato, el sulfato, el lactato y otros
aniones orgánicos como por ejemplo los cetoácidos. Entre los cationes
indeterminados cabe incluir las gammaglobulinas, el calcio, el magnesio y de manera
convencional el potasio, aunque éste último se determine habitualmente.
El valor normal del hiato aniónico se sitúa entre 8 y 16 mEq/L (valor medio de 12).
El hiato aniónico se halla incrementado en situaciones en las que existe un aumento
de los aniones indeterminados o cuando hay una disminución de los cationes
indeterminados. Un incremento del hiato aniónico se asocia con acidosis metabólica
por aumento del ácido láctico (acidosis láctica), o también en la intoxicación por
ácido acetilsalicílico, por metanol o en la cetoacidosis de la diabetes mellitus, así
como también en los estados de inanición. Una disminución del hiato aniónico se da
en el mieloma múltiple que produce un gran aumento de las gammaglobulinas pero
su causa más frecuente es la hipoalbuminemia.
El hiato aniónico resulta también útil para el control de calidad de los resultados de
laboratorio. Para una misma analítica de un individuo supuestamente no enfermo, el
cálculo del hiato aniónico debe situarse entre los límites de la normalidad, de no ser
así, es muy probable que algún resultado analítico sea erróneo.
___________________________________________________
APÉNDICE
*(1) El aparato yuxtaglomerular tiene como principal función la regulación de la
tensión arterial. Está formado por tres elementos: 1) las células yuxtaglomerulares
constituidas por células mioepiteliales derivadas de la musculatura lisa de la pared
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arteriolar aferente con un citoplasma que contiene gránulos de renina formando un
depósito de ésta. Estas células son sensibles a las variaciones de presión sanguínea
(función barorreceptora). 2) La mácula densa: formada por células de tubo
contorneado distal modificadas y que se localiza donde las células yuxtaglomerulares
y el túbulo contorneado distal se ponen en contacto. Estas células son sensibles a los
cambios de composición del líquido que se encuentra dentro del TCD (función
quimiorreceptora). Recientes estudios revelan que es el ion cloro y no el sodio quien
estimula a la mácula densa. 3) Las células del lacis: llamadas también células de
Goormaghtigh, situadas entre la mácula densa y el lugar de entrada de la arteriola
aferente. Son células mesangiales extraglomerulares y tienen como principal función
la secreción de eritropoyetina que es la hormona promotora de eritrocitos en la
médula ósea y por lo tanto su función es ajena a la regulación del sodio.
*(2) La renina es una enzima proteolítica con un peso molecular de unos 40.000
daltons que se sintetiza y almacena en las células de la arteriola aferente de la nefrona
llamadas células epitelioides. El efecto de la renina no es por acción directa sino que
actúa sobre el angiotensinógeno formado en el hígado para generar la AT-I (un
péptido de 10 aminoácidos), sobre éste actúa posteriormente la ECA para convertirlo
en AT-II (péptido de 8 aminoácidos), tal como se resume en la figura 6.3.
*(3) El enzima convertidor de la angiotensina (ECA) se encuentra fundamentalmente
en la superficie endotelial del pulmón y en menor cantidad circulado por el plasma,
en el riñón y en el endotelio vascular.
*(4) Las catecolaminas son sustancias sintetizadas a partir del aminoácido tirosina
que se transforma primero en L-DOPA y después en dopamina, ésta se convierte en
noradrenalina que es liberada en las terminaciones nerviosas de las neuronas
simpáticas. En la médula de la glándula suprarrenal, la noradrenalina se convierte en
adrenalina o epinefrina.
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226
*(5) La calcitonina (tirocalcitonina), es una hormona polipeptídica sintetizada por las
células parafoliculares de la glándula tiroides.
*(6) La tetania se caracteriza por la contracción tónica y dolorosa de la musculatura y
es debida a un trastorno por la falta de calcio iónico en los músculos.
*(7) Se considera hipernatremia a partir del valor 148 mEq / L.
*(8) Se considera hiponatremia a partir de niveles inferiores a los 130 mEq / L.
*(9) Las extrasístoles consisten en unas contracciones prematuras de la aurícula o del
ventrículo o de ambos, independientes del ritmo normal de los latidos cardíacos.
*(10) Los digitálicos son un conjunto de fármacos que se obtienen de las hojas de
unas plantas llamadas Digitalis purpurea y Digitalis lanata o bien de las semillas de
Strophanthus gratus. Químicamente son esteroides cardioactivos que se utilizan en
la insuficiencia cardíaca y en ciertas arritmias, los más utilizados son la digoxina, la
digitoxina y la ouabaína. El peligro de la administración de digitálicos es su eventual
intoxicación con resultados potencialmente fatales, la intoxicación se agrava mucho
más en situación de hipopotasemia.
*(11) Los valores de pH límite compatibles con la vida se sitúan entre 6,8 y 7,8.
*(12) La ley de Henry nos informa de este hecho diciendo que: “la cantidad de gas
disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas” por
lo tanto la concentración de CO2 es directamente proporcional a la pCO2 y la
constante de proporcionalidad vale en este caso 0,031 suponiendo que la
concentración de CO2 se exprese en mmol/L y la pCO2 en mmHg (torr).
*(13) La potenciometría es la medición de la fuerza electromotriz creada en una célula
electroquímica (célula galvánica).
*(14) La amperometría es una técnica para determinar la concentración de
sustancias. Su fundamento es la medida de las variaciones de la intensidad de
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corriente eléctrica entre dos electrodos sumergidos en una solución electrolítica
cuando entre ellos se les aplica un potencial constante.
*(15) El hiato aniónico también se puede calcular teniendo en cuenta la concentración
plasmática de potasio de la siguiente manera:
Hiato aniónico = Na+ + K+ - (Cl- + HCO3-)
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
PRUEBA OBJETIVA DE SELECCIÓN ALTERNATIVA MÚLTIPLE
Sólo es válida una de las cuatro respuestas de cada pregunta.
1) Uno de los siguientes porcentajes representa la proporción del compartimento
transcelular respecto del contenido total de agua corporal en situación normal:
a) 15 %
b) 20 %
c) 70-80 %
d) 1-2 %
2) El ion calcio es:
a) un anión divalente
b) un catión divalente
c) un anión monovalente
d) un catión monovalente
3) Uno de los siguientes iones es el más abundante del compartimento intracelular:
a) sodio
b) potasio
c) calcio
d) cloro
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4) Uno de los siguientes factores no estimula la producción de renina:
a) baja presión en los barorreceptores
b) concentración de cloro alta en la mácula densa
c) actividad del sistema simpático
d) inactividad del sistema parasimpático
5) Uno de los siguientes métodos es menos útil para la determinación del calcio
sérico:
a) Cresoftaleín-complexona
b) electrodos selectivos para iones
c) Arsenazo-III
d) nefelometría
6) Una de las siguientes patologías no es causada por pérdidas de agua mayores que
pérdidas de sodio:
a) diabetes insípida de origen nefrogénico
b) sudación copiosa
c) hiperaldosteronismo primario
d) diabetes insípida de origen hipotalámico
7) Uno de los siguientes elementos no se incluye en el electrodo de Severinghaus:
a) solución tampón de fosfato y cloruro potásico
b) electrodo de plata/cloruro de plata
c) electrodo de vidrio con disolución interna de HCl 1N
d) membrana de tetrafluoroetilén
8) Uno de los siguientes elementos no se incluye en el electrodo de Clark:
a) membrana de polipropileno
b) electrodo catódico de referencia de Ag-AgCl
c) electrodo de platino como cátodo
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d) batería de mercurio como fuente eléctrica
9) Solo una de las siguientes afirmaciones es falsa:
a) la amoniogénesis es un sistema en el que interviene fundamentalmente la
glutamina y su papel amortiguador es relevante respecto de los demás
sistemas
b) la disociación de H2PO4- a HPO42- es el único paso de la disociación total del
ácido fosfórico (ácido triprótico) que tiene un papel importante como sistema
amortiguador fisiológico
c) la hemoglobina oxidada actúa como un ácido fuerte al reducirse la afinidad del
nitrógeno imidazólico por el hidrógeno
d) en algunos trastornos mixtos del equilibrio ácido-básico es posible encontrar
una analítica con valores normales de pH, pCO2 y [HCO3-]
10) Una de las siguientes afirmaciones es correcta:
a) un descenso de la concentración de hidrogeniones se denomina acidemia
b) el término acidez titulable se refiere fundamentalmente a la excreción urinaria
de amonio
c) los límites de pH plasmático compatibles con la vida oscilan entre 6,8 y 7,8
d) la hipercalcemia suele ser una causa muy importante de tetania, demencia y
psicosis
PROBLEMAS
1) Calcular la concentración del ion bicarbonato y la concentración de dióxido de
carbono total, a partir de los datos analíticos siguientes: pH = 7,3 ; pCO2 = 22
mmHg.
2) Calcular el hiato aniónico a partir de los datos siguientes: pH = 7,2 ; pCO2 = 23
torr ; Cloruros: 101 mmol/L ; sodio: 136 mmol/L.
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3) Calcular el hiato aniónico a partir de los siguientes datos analíticos: sodio: 132
mmol/L ; cloruros: 97 mmol/L ; CO2 total: 11 mmol/L.
4) Calcular el pH plasmático a partir de los siguientes datos analíticos: pCO2 = 44
mmHg ; CO2 total = 20 mmol/L.
5) Conociendo los resultados de la siguiente analítica, comprobar si existe
coherencia entre ellos: pH = 7,5 ; pCO2 = 45 mmHg ; [HCO3-] = 34,1 mmol/L.
6) A partir de los siguientes datos analíticos de una persona no enferma, comprobar
si existe coherencia entre ellos: pH = 7,4 ; pCO2 = 41 torr ; CO2 total = 25 mmol/L;
[Na+] = 136 mmol/L ; [Cl-] = 102 mmol/L.
7) El resultado de una analítica muestra entre otros datos, los siguientes: albúmina:
6,2 g/dL ; calcio total: 6,4 mg/dL. Calcular la concentración ajustada de calcio.
CRITERIOS Y ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN Definir de manera literal y de manera simbólica, los conceptos de potencial de
hidrógeno, presión parcial de dióxido de carbono, presión parcial de oxígeno y concentración de ion bicarbonato.
Enumerar los iones séricos más importantes especificando su proporción en cada uno de los compartimentos corporales.
Describir las patologías más frecuentes que causan hipernatremia e hiponatremia. Describir el proceso de regulación que lleva a cabo el sistema renina-
angiotensina-aldosterona. Describir los métodos empleados con mayor frecuencia para la determinación del
calcio sérico. Describir las patologías relacionadas con la hipopotasemia y la hiperpotasemia. Describir los conceptos de sistema amortiguador de amonio, de fosfato y de la
hemoglobina. Describir el funcionamiento de los electrodos de pCO2 y de pO2.
PROPUESTA DE ACTIVIDADES DE REFUERZO
Contestar detalladamente a las siguientes preguntas:
¿ Qué estructuras forman el llamado “tercer espacio”, cuando éstas se hallan ocupadas por gran cantidad de líquido?
¿A partir de qué valor se considera que existe una hipokalemia? ¿Qué papel tienen los fármacos llamados IECA’s?
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¿Dónde se sintetiza el péptido atrial natriurético?. ¿Qué papel tiene en la regulación del equilibrio hidroelectrolítico?
¿Cómo influyen las catecolaminas en la regulación del equilibrio hidroelectrolítico?
¿Qué relación existe entre el tratamiento con digitálicos y el nivel de potasio? ¿Qué precauciones hay que tener en la toma de muestras para la determinación de
sodio y de potasio? ¿Cómo influyen las grandes hiperlipemias e hiperproteinemias en la natremia? ¿Qué otras fórmulas existen para el cálculo del calcio ajustado?
¿Preguntas? : [email protected]
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