Desequilibrio Acido-BaseConsideraciones fisiolgicasEl ser humano es un productor permanente de cidos, como resultado de los procesos metablicos que se producen en el organismo, principalmente en el catabolismo de aminocidos produciendo hidrogeniones. Pero, a pesar de esto, la concentracin de protones o su expresin como pH se mantiene constante. La regulacin depende fundamentalmente de dos rganos, el Pulmn y el Rin, mediante la respiracin y la secrecin tubular de H+. Normalmente si la produccin se mantiene en equilibrio, la eliminacin se encuentra normal, no hay alteraciones a nivel del pulmn o del rin, el pH se va a mantener siempre constante entre 7,35 a 7,45. Hay una gran cantidad de cidos que se producen, estn los cidos fijos y los cidos voltiles. Se originan 50 - 100 mEq/da de cidos fijos: producto del metabolismo de los aminocidos. En circunstancias anormales, como el ejercicio extremo, la lisis tisular, cetoacidosis diabtica, no solo se produce catabolismo de aminocidos, sino tambin catabolismo de hidratos de carbono y grasas. Y 10000 - 20000 mEq/da de cido voltil en forma de Acido Carbnico. La mayor parte de cido voltil se produce en forma de CO2 durante la respiracin celular y reacciona con agua para formar cido carbnico y bicarbonatoUn cido es una sustancia capaz de transferir protones (H+), un lcali o base es aquella sustancia capaz de aceptar esos H+. Un cido en ciertas condiciones de pH se disocia (se escinde el hidrogenin) donando el protn y forma una base. Y todos los cidos en condiciones normales tienen una constante de disociacin, que se conoce como pK, el pK es el pH en el cual ese acido tiene la mayor capacidad de disociacin o de ceder su hidrogenin.AH (cido) H+ + A- (base)La constante de disociacin del cido (K) viene expresada como:[H+][A-]K= -----------------[AH]

El pH es el logaritmo negativo de la concentracin de hidrogeniones (pH= - log10 [H+]). Mientras menor es el pH ms acido es el medio, entonces mayor va a ser la cantidad de hidrogeniones y menor va a ser la cantidad de base.

Un pH fisiolgico de 7,35 a 7,45 corresponde ms o menos a una concentracin de hidrogeniones de 45 a 35 nM/litro que es lo que normalmente ocurre en el cuerpo humano. La concentracin de protones es muy baja por lo que pequeas variaciones influyen significativamente en las relaciones enzimticas y fisiolgicas.

pH 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 [H+] 200 160 125 100 80 63 50 40 32 26 20 16

Mecanismos de regulacinCambios desfavorables en el pH, ya sea en exceso o en defecto en todos los lquidos corporales activan mecanismos amortiguadores de defensa con la consiguiente absorcin o liberacin de H+. Los amortiguadores son todos aquellas partes del organismo (entre ellos pulmn y rin) entre ellos sustancias amortiguadoras, buffers o tampones que amortiguaran los cambios bruscos de pH permitiendo la homeostasis acido-baseExisten tres mecanismos bsicos de regulacin, los buffers del lquido extracelular, que son de la respuesta inmediata del organismo, y estn los buffers en el lquido intracelular que actan ms tardamente. En segundo lugar estn los ajustes en la presin parcial de CO2, a travs de los cambios en la frecuencia respiratoria. Y el tercero de ellos que es el ms lento, son los ajustes renales de la excrecin de cidos o bases.Buffers o amortiguadores.Constituyen la primera defensa ante cualquier variacin de pH, es lo primero que se activa, es un sistema formado por una acido dbil y una sal fuerte de dicho acido o una base, entonces, si tenemos un cambio de pH, dependiendo de la constante de disociacin o el PK del sistema en particular vamos a ver que l se disocia para ceder o para aceptar protones dependiendo de cmo se dan los cambios, su misin es amortiguar, como su nombre lo indica: disminuir los cambios de acides de una solucin cuando a esta se le aade un cido o un lcali, y conseguir por lo tanto que el pH de la solucin cambien lo menos posible, para tratar de mantener normal el pH del organismo.Hay muchos sistemas de buffer se clasifican de acuerdo al lquido donde se encuentren, los ms rpidos y ms importantes son los de los lquidos extracelulares y de hecho el sistema buffer ms importante del organismo es el sistema bicarbonato cido carbnico, pero tambin en el lquido extracelular actan las protenas plasmticas como buffer, son sustancias que tambin son capaces de disociarse y de ceder o captar protones. En el lquido intracelular tambin hay sistemas buffer y entre ellos encontramos al sistema de la hemoglobina, el fosfato disodico/ fosfato monosodico y las protenas intracelulares, nosotros vamos a estudiar el primero de todos ellos.

Constante de disociacin y pK El valor del pH en el cual un cido se encuentra disociado en un 50% se conoce como PK (PK= log [K]), y el PK representa de esa manera el valor del pH en el que un sistema buffer pueda alcanzar su mxima capacidad amortiguadora, es decir, donde se disocia con mayor facilidad y se forma 50% hidrogenin y 50% sal o base, por lo tanto cada sistema buffer va a tener un PK (es decir un pH) al cual se disocia. El PK de la solucin del amortiguador del sistema de bicarbonato es 6.10, vamos a recordar la siguiente ecuacin bioqumica: dado que el valor del PK del sistema bicarbonato CO2 a una concentracin de 37 C es 6.1, esto quiere decir que 6.1 es el pH al cual ese sistema se disocia en un 50% y tiene la mxima capacidad amortiguadora, entonces el PK de este sistema es 6.10. El bicarbonato normal del plasma arterial es de 24 mmol/l, la PCO2 arterial es de 40 mmHg, entonces lo que tenemos que hacer es fijar esta ecuacin: pH = 6.10 + log HCO3/PCO2. En este caso la sustitucin quedara de la siguiente manera: pH = 6.1 + log (24/1.2) = 6.1 + 1.3 = 7.4.PARENTESIS: Si hay un aumento de la PCO2 aumenta la concentracin de bicarbonato, y el medio se torna ms bsico. Si hay una disminucin de bicarbonato por perdidas renales se va a originar una acidosis metablica.CO2 + H2O ------------ H2CO3 ------------- H+ + -HCO3 A.C. K Esto es Acido Carbnico, tenemos que ese Acido Carbnico es capaz de disociarse en bicarbonato y en hidrogenin de acuerdo a una constante de disociacin (lado derecho).Y en el lado izquierdo tenemos el sistema de la Anhidrasa Carbnica donde el sistema se escinde y se forma agua y CO2. Esto es lo que normalmente ocurre en el organismoEn una situacin en la que hay una acumulacin de hidrogeniones, es decir, que el medio esta acido, la ecuacin se va a trasladar hacia la izquierda, es decir, se forma cido carbnico y este se escinde a travs de la anhidrasa carbnica y se forma CO2 y agua, entonces el CO2 estimula el centro respiratorio y el paciente comienza a hiperventilar y comienza a expulsar CO2 y agua para tratar de llevar el pH a condiciones normales.Ahora en una disminucin de la concentracin de protones la ecuacin ira hacia la derecha, entonces, se acumula CO2, el paciente hipoventila y se forma cido carbnico y nuevamente hidrogeniones que van hacia la circulacin, y de esa manera se trata de llevar la situacin a una conclusin normal.Cuando se produce primariamente retencin de CO2 el paciente va a cursas con acidosis, en estos pacientes el pulmn no es capaz de remover el CO2 y entonces esta acumulacin de CO2 desva la ecuacin hacia la derecha y el exceso de protones se elimina a travs de cidos formados y eliminados a travs del rin. Esto es lo que sucede en condiciones normales y fisiolgicas, vamos a ver que las alteraciones ocurren cuando cualquiera de estos sistemas est enfermo y no acta adecuadamente, recuerden siempre que la respuesta pulmonar es una respuesta ms rpida, a diferencia de la respuesta renal que es ms lenta en el tiempo, aunado a esto si el paciente tiene una nefropata de base o alguna condicin que est afectando su funcionamiento normal, no va a funcionar, esto es para mostrarle que tambin existen otros tampones como los mencione, las protenas, etc.

Estos tres sistemas actan en el 50% de la sobrecarga de cidos no voltiles, el 70% de la sobrecarga de lcali, y el resto del taponamiento es siempre en los sistemas intracelulares.

Existen otros sistemas tampones como el hueso, recuerden que yo les mencione en la clase pasada que el hueso en condiciones de acidosis crnica produce desmineralizacin sea, porque el hidrogenin en exceso que est en la circulacin es intercambiado por calcio a nivel del hueso. Entonces el hueso tambin es un sistema tampn importante en el organismo.

Recapitulo: En situaciones de acidosis hay desmineralizacin sea, porque hay intercambio de hueso con calcio a nivel seo, por eso es que el sistema esqueltico es un sistema tampn importante en el organismo.

Existe formacin de cidos a travs del metabolismo celular, Produce CO2 este CO2 difunde al lquido intersticial y a la sangre y posteriormente es eliminado en exceso a travs de la ventilacin pulmonar por una estimulacin que hay a nivel del centro respiratorio, aumenta entonces la ventilacin pulmonar, disminuye la PCO2, disminuye el hidrogenin H2CO3, disminuye el cido carbnico, disminuyeron los hidrogeniones, aumentando el pH nuevamente. Si estos sistemas compensadores son capaces de llevar el pH nuevamente a lo normal, es una situacin que esta compensada, de lo contrario, si este sistema de amortiguadores es incapaz de llevar el pH a su estado normal es un trastorno descompensado.

La respuesta ventiladora ante los cambios de pH es de respuesta rpida y esta mediada por los quimiorreceptores de los corpsculos carotideos y articos y del centro respiratorio bulbar.

En situaciones donde hay aumento de hidrogeniones sucede una condicion de acidosis, esa situacion de acidosis va a estimular el centro respiratorio que producira una respuesta de hiperventilacion, porque si hay una situacion de acidosis se tiene que eliminar CO2 ya que el CO2 actua como un acido y la forma adecuada de eliminar el CO2 es aumentando la frecuencia respiratoria, esa es una de las caracteristicas que veremos en un paciente con acidosis la hiperventilacion, para tratar de barrer el CO2 y compensar ese aumento de hidrogeniones.

Aqu tenemos: bulbo raqudeo, sistema respiratorio (ubicndose en la flecha) H+

++

Paco2 Paco2-

Paciente con acidosis:

Aumento de hidrogeniones Estimula el centro respiratorio Aumenta la frecuencia respiratoria Elimina C02 Disminuye la presion parcial de CO2 , volviendo el pH a lo normal.

Si la situacion es la contraria y hay disminucion de hidrogeniones en una situacion de alcalemia o alcalosis, aqu se estimulan los centros carotideos disminuyendo la frecuencia respiratoria, acumulando CO2, aumentando la presion parcial de CO2 para asi devolver el ph a su normalidad.

Cuando hay alteraciones metabolicas que producen acumulacion de hidrogeniones en situaciones de acidemia o acidosis, el organismo aumentara la frecuencia ventilatoria para barrer el CO2 y de esa manera volver el ph a sus valores normales.

Defensa renal La defensa renal es la ultima defensa que se activa ya que los riones son lentos en su funcionamiento y realizan ajustes en la excrecion de bicarbonato HCO3- y de acidos netos en respuesta a las variaciones de ph y de Pco2 plasmaticos.

La excrecion neta de acidos deriva de:

Secrecion de hidrogeniones a nivel de los tubulos renales Reabsorcion del bicarbonato filtrado, es decir que si hay una situacion de acidosis, el rion reabsorbe el bicarbonato ya que el bicarbonato es una base para tratar de compensar las perdidas. Produccion de nuevos iones de bicarbonato de acuerdo a como sea la necesidad.

Entonces en situaciones donde hay acidosis el rion excreta hidrogeniones o forma nuevos bicarbonatos o reabsorbe el bicarbonato y ocurre lo contrario a las situaciones de alcalosis.

Los metabolitos acidos no volatiles ( acidos fijos ) son eliminados por la orina a traves de productos nitrogenados, si el ph del plasma disminuye ( situacion de acidosis ) va a disminuir la excrecion renal de bicarbonato debido a que el bicarbonato es una base y/o se producen nuevos iones de bicarbonato para que se vuelvan nuevamente liquido extracelular de manera que el ph vuelva a sus valores normales. Si el ph del plasma aumenta ( se hace Basico ) se excreta mas bicarbonato a traves de la orina.

Previamente se mencion la presencia de amortiguadores y que estos amortiguadores, es decir, estos 3 sistemas de amortiguadores son capaces de llevar el ph a sus valores normales logrando un trastorno compensado.

Hay alteraciones en los cuales esos valores no vuelven a los valores normales y estariamos hablando de los trastornos del equilibrio acido-base

Hay muchas maneras de clasificar esos trastornos del equilibrio acido-base:

Si se producen por alteracion primaria en la concentracion de bicarbonato quiere decir que hay ganancia de bicarbonato o perdida del mismo, asi como en los casos de perdida gastrointestinal, estamos hablando de que el trastorno es de tipo metabolico, entonces veremos que hay una acidosis o una alcalosis dependiendo del ph metabolica , entonces en este caso el trastorno va a ser basicamente a nivel del bicarbonato. Cuando la alteracion es primaria del pulmon que quiere decir que se retiene o se elimina CO2 en exceso, el problema es respiratorio, si se retiene CO2 porque hay una alteracion pulmonar el ph disminuye eso es una acidosis respiratoria.

RECORDAR: Alteraciones primarias en la retencion o metabolismo de bicarbonato va a ser metabolica y cuando se trate de problemas pulmonares a nivel de la PCO2 va a ser respiratoria.

Siempre que se producen estas alteraciones, se producen los mecanismos compensadores para tratar de llevar el ph a sus condiciones normales 7,35 - 7,45, si el ph esta por debajo de 7,35 es una acidosis y si esta por encima de 7,45 es una alcalosis.

Entonces dependiendo que cual sea el cuadro clinico del paciente se dira si es metabolica o respiratoria.

Un ejemplo:

Un paciente tiene vmito y diarrea, paciente deshidratado y con un pH 7,30 es un paciente que tiene una acidosis de tipo metablica.

Paciente con una patologa crnica pulmonar (cncer, tuberculosis; fibrosis qustica) y retiene CO2 es un paciente que tiene una acidosis de tipo respiratoria.

Los pulmones siempre van a compensar los problemas metablicos y los riones siempre van a compensar los trastornos respiratorios.

Un paciente que tiene vmito y diarrea, un pH en 7,30, con un bicarbonato en 15 (que est por debajo de lo normal) pero tiene una pco2 en 50, es un paciente que tiene una acidosis metablica y como mecanismo compensador est hiperventilando barriendo CO2 el cual tiene bajito en 25 (por poner un valor) se puede decir que es una alcalosis respiratoria, que est tratando de compensar la acidosis metablica.

Si ese mecanismo de hiperventilacin es capaz nuevamente de devolver el pH a sus valores normales de 7,35 a 7,45 diremos que es un trastorno de una acidosis metablica que esta compensada a travs de mecanismos de compensacin pulmonar.

Si ese mecanismo no es capaz de llevar el pH a sus valores normales diremos que es una acidosis metablica descompensada.

Mismo paciente: si se tiene 7,35 de pH, 15 de bicarbonato y tiene 20 de pco2:

Tiene vmito y diarrea, est perdiendo bicarbonato entonces el trastorno primario seria: una acidosis metablica compensada, hay que fijarse que el valor del pH es un valor importante a la hora de saber si el trastorno esta compensado o no, pero realmente lo que dar la definicin de si se trata de una acidosis o una alcalosis va a ser el valor del bicarbonato y del pco2 en este caso.

Hay momentos en el que el organismo frena y ya no puede necesitar tratamiento y es cuando comienzan a presentarse las manifestaciones clnicas propias.

Al principio el organismo siempre va a tratar de compensar la alteracin, llega un momento en el que obviamente fallan todos esos mecanismos y se producen las alteraciones.

RECORDAR:

Los trastornos primarios son compensados por su mecanismo contra lateral. Los trastornos primarios metablicos van a ser compensados por trastornos respiratorios y viceversa Si el mecanismo compensador es capaz de llevar el pH a lo normal estamos hablando de que esta compensada.

NOTA: cuando la Prof. Pregunte y nos ponga los valores de un caso clnico debemos de decir que se trata de una acidosis metablica compensada con tal cosa o descompensada con tal cosa, dependiendo del caso. No se puede poner acidosis nada ms

Los trastornos pueden ser:

Metablicos o respiratorios Acidosis o alcalosis ( acidosis metablica o respiratoria y alcalosis metablica o respiratoria ) Mixtos

Trminos bioqumicos:

Acidemia: significa simplemente un valor numrico, es disminucin del pH sanguneo. Alcalemia : aumento del pH sanguneo Acidosis o alcalosis: ya se refiere a los mecanismos fisiopatolgicos clnicos que implican la formacin de estos trastornos.

El ms frecuente que se observara es la acidosis metablica, entonces un disturbio o un trastorno acido base caracterizado por una disminucin primaria del HCO3- que es el bicarbonato.

Ocurre:

Disminucin del pH arterial Hiperventilacin compensatoria para tratar de barrer CO2 Disminucin del CO2

Hay mltiples causas:

Produccin de cidos en exceso de la capacidad del rin para excretarlo o regenerar bicarbonato, situaciones como la cetoacidosis diabtica, intoxicacin con ciertos medicamentos como por ejemplo la aspirina donde hay una gran cantidad de cidos y el bicarbonato es incapaz de responder a ese aumento.

Perdida del bicarbonato a travs del rin o el tracto gastrointestinal, situaciones de vmito, diarrea o deshidratacin.

Disminucin de la capacidad del rin para excretar cidos y regenerar HCO3 bicarbonato por ejemplo acidosis tubulares.

Las acidosis metablicas se clasifican tambin de acuerdo a la brecha anionica o anin GAP es importante determinar a la hora de establecer un diagnstico de acidosis metablica para saber ms o menos cual es el origen.

El anin gap es la diferencia entre los aniones plasmticos y cationes plasmticos que habitualmente no se miden: protenas, sulfatos, fosfatos y cidos orgnicos como lactato y piruvato K+, Ca2+, Mg2+.

El valor normal del anin gap es entre 8 16 mEq/I

Su determinacin permite clasificar las acidosis metablicas.

Anin GAP = [ Na+] - ( [Cl-] + [HCO3-] )

Acidosis metablica con Anin GAP elevadoDentro de las situaciones que cursan con Anin GAP elevado son: La cetoacidosis diabtica, por la retencin cido beta-hidroxibutrico Acidosis lctica: lactato Insuficiencia renal: sulfato, fosfato Rabdomiolisis Ingestin de medicamentos: (bsicamente causan una retencin de cido) Salicilatos: aniones orgnicos Etilenglicol: oxalato Metanol: cido frmico Paraldehido: aniones orgnicos Tolueno Etanol CitratoNota: Cuando se da el problema dice el paciente cursa con una acidosis metablica descompensada con anin GAP elevado o normal. Su utilidad nos va a guiar a saber cul fue la causa del trastorno.

Acidosis metablica con Anin GAP normalBsicamente lo que observamos aqu y ms importante, es la perdida de bicarbonato.Administracin de cidosPrdida de bicarbonato: Gastrointestinal: ya sea por; Diarrea, Drenaje biliar, Ureterosigmoidostoma.Problemas Renales: por ATR proximal, Cetoacidosis, Posthipocapnia crnica.Alteracin en la excrecin renal de cidos:Con hipopotasemia: ATR distal.Con hiperpotasemia: ATR distal hiperkalemica, Hipoaldosteronismo, Perfusin renal reducida.Manifestaciones clnicas Qu cambios va ocasionar la acidemia?Debido que todos los procesos enzimticos del organismo actan a un pH determinado, obviamente si hay una alteracin de este el sistema enzimtico no va actuar adecuadamente; producindose una alteracin de:1. Los sistemas enzimticos IC fallan ocasionando disfuncin de rganos2. Fallas en el ritmo cardiaco: arritmias: puede ir a PCR3. (desequilibrio hidroelectroltico) DHE: Hiperkalemia por intercambio celular.4. Estimulacin respiratoria: respiracin profunda (Kussmaul)5. Compromiso de conciencia6. Debilidad muscular7. Falla cardiaca: Insuficiencia cardiaca- Hipotensin arterialAlcalosis MetablicaDefinicin: vamos a evidenciar un pH aumentado, (bicarbonato) CO3H aumentado y la PCO2 normal o elevada (esto debido que est tratando de compensar a travs de la retencin de cidos, por ejemplo con una hipo ventilacin).Causa inicial:Proceso generador de la alcalosis que puede ser exgeno, gastrointestinal o renal Causa: Vmitos. Acido perdido (vmitos/drenaje jugo gstrico). Aumento excrecin renal de (bicarbonato) CO3H Na y K. Prdidas urinarias sobrepasan la ingesta. Disminucin volumen extracelular. Aumento reabsorcin CO3H perpetuando la alcalosis.Nota: esto es algo que no se ve con frecuencia; pero es importante en pacientes nios con una hipertrofia pilrica (cuadro muy comn en nios recin nacidos, que cursa con vmitos donde expulsa cido clorhdrico jugo gstrico, este trastorno es una alcalosis metablica hipoclormica)Qu cambios ocasiona la alcalemia? Cardiovascular: Constriccin arteriolar. Reduccin del flujo coronario. Predisposicin a arritmias refractarias supraventricular y ventricular. Reduccin en el umbral de angina. Respiratorios: Hipo ventilacin con persistente hipercapnea e hipoxemia. Metablicos: Estimulacin de la gliclisis anaerbica y produccin de cido orgnico. Hipokalemia. Disminucin de la concentracin de calcio inico en plasma. Hipomagnesemia e hipofosfatemia. Cerebral: Reduccin en el flujo sanguneo cerebral. Tetania, convulsiones, letargia, delirio y estupor.Acidosis respiratoriaCausada por una disminucin en la frecuencia respiratoria y retencin de CO2.pCO2 arterial es el trastorno primario causando un incremento en [H+] y [HCO3].La compensacin renal consiste en el aumento de excrecin de H+ y NH4+ y aumento en la reabsorcin de HCO3.Nota: el mecanismo compensador de este trastorno, es un mecanismo lento, debido a que es un mecanismo de compensacin de tipo renal.Causas INHIBICION DEL CENTRO RESPIRATORIOAGUDA: Frmacos opiceos, anestsicos, sedantes. Oxigenoterapia en hipercapnea crnica. Apnea central del sueo. Paro cardiaco.CRONICA: Obesidad extrema. Lesiones del SNC.Nota: bsicamente como trastorno primario se produce, una hipo ventilacin, retencin de CO2.Alcalosis respiratoriaOcurre un aumento del pH, con pCO2 bajo (HIPOCAPNIA) y una DISMINUCION VARIABLE DEL NIVEL PLASMATICO DEL HCO3-.Que ocasiona?HIPOXIA:ENFERMEDADES PULMONARES:

GRANDES ALTURAS. DISMINUCION DEL FIO2. DISBALANCE VENTILACION-PERFUSION. HIPOTENSION. ANEMIA SEVERA. ENFERMEDAD PULMONAR INTERSTICIAL. NEUMONIA. EMBOLIA PULMONAR. EDEMA PULMONAR.

En el siguiente cuadro un resumen, donde se explica lo ms importante y relevante de cada trastorno.CARACTERISTICAS DE LAS ALTERACIONES ACIDO-BASE Y RESPUSTA COMPENSADORA

Trastorno

CambioPrimario

PH

RespuestaCompensadora

Rango deCompensacin esperada

Acidosis metablica

CO3H-

PCO2

PCO2 1.2 mmHg por cada 1 mEq de CO3H-

Alcalosis Metablica

CO3H-

PCO2

PCO2 0.7 mmHg por cada 1 mEq/l de CO3H-. Si hipoK severa puede no haber compensacin

Acidosis Respiratoria

PCO2

CO3H-

Aguda: CO3H- 1 mEq/l por cada 10 mmHg de PCO2. Crnica: CO3H- 4mEq/l por cada 10 mmHg de PCO2.

Alcalosis Respiratoria

PCO2

CO3H-

Aguda: CO3H- 2 mEq/l por cada 10 mmHg de PCO2. Crnica: CO3H- 5 mEq/l por cada 10 mmHg de PCO2.