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Implicancias del bicarbonato en la determinacion del ph

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BICARBONATO - pH

BICARBONATO - pHLigia E. Rios LpezINSN2015Concentracin de hidrgenos o hidrogeniones [H+]Debe mantenerse dentro de lmites muy estrechos para el normal funcionamiento celular.Los [H+] son tan activos que, pequeos cambios en su concentracin, pueden alterar procesos fisiolgicos y reacciones enzimticas, y por ende trastornos en el metabolismo celular.EQUILIBRIO CIDO - BASEcido: toda sustancia capaz de ceder H+ AH A - + H+ Base: toda sustancia capaz de aceptar H+ B + H+ BH+ Pueden ser fuertes o dbiles, dependiendo si su disociacin es total o parcial.HCl cido fuerteH2CO3 cido dbilDEFINICIN DE CIDO Y BASE

La acidez de una solucin depende de la actividad o concentracin de los H+ en la misma.Se define pH como el logaritmo decimal del inverso de la [H+]

pH = - log [H+] pH [H+], alcalinizacin del medio pH [H+], acidificacin del medio

CONCEPTO DE pHEn el cuerpo humano: Rango de pH oscila entre 1 (cido gstrico) y 7.5 (pncreas), Sangre arterial: 7.4, normalidad: 7.35-7.45

En el ser humano: Los H+ son cationes fuertes que interaccionan especialmente con protenas, de carga negativa (aniones dbiles) cambios estructurales + funcionales Ejemplos: - Hemoglobina pierde afinidad por el Oxgeno en condiciones de pH bajo (Fenmeno de Bohr) - Extremos de pH: pH > 7.8 pH < 6.9 Incompatibles con la vidaEl ph es una escala que define la acidez o alcalinidad de una solucin

La principal fuente de H+ es el CO2, producto final del catabolismo oxidativo de la glucosa y cidos grasos: CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

En los capilares pulmonares: Este proceso se revierte, el CO2 diluido en sangre pasa la barrera alveolo-capilar y se elimina mediante la ventilacin alveolar. El cido carbnico pasa entonces a gas (cido voltil) y es eliminado por los pulmones.Origen del phcidos no voltiles: Representan slo un 0.2% del total de cidos producidosEjemplos: cido sulfrico (metabolismo cistena), cido fosfrico (fosfolipoprotenas), cido lctico (metabolismo anaerbico glucosa) CO2, ingesta accidental farmacolgica, cidos derivados de procesos patolgicos (cetoacidosis diabtica). Eliminacin este tipo cidos: Tracto digestivo RinOrigen del ph

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[H+] aumenta 1.25 nEq/L por cada disminucin en 0.01 de pH por debajo de 7.40

[H+] disminuye 0.8 nEq/L por cada incremento de 0.01 en el pH. ANALISIS DEL PH12Sistemas tampn cido-baseCentro respiratorio: regula la eliminacin de CO2 (H2CO3)Riones: excretan orina cida o alcalina

Sistemas de Defensa contra los cambios de [H+]Cuando se produce una modificacin en la [H+], los sistemas tampn reaccionan en fracciones de segundo para minimizar estos cambios.Los sistemas tampn NO eliminan ni aaden H+ al organismo, slo los mantienen controlados hasta el restablecimiento del equilibrio.El sistema respiratorio acta en pocos minutos para eliminar el CO2Estos 2 sistemas mantienen controlados los niveles de H+ hasta que actan los Riones: ms lentos en actuar, pero eliminan el exceso de cido o base del cuerpo. Puesta en marcha

Los amortiguadores son soluciones que minimizan un cambio en la [H+], es decir, en el pH, al aadir un cido o una base.

Una disolucin amortiguadora, con un cido dbil o una base dbil y un ion de carga contraria, tiene una capacidad de amortiguacin mxima a su pKa, es decir, cuando las formas cidas y bsicas estn presentes a igual concentracin.

La forma cida protonada reacciona con la base aadida y la forma bsica no protonada neutraliza el cido aadido.AMORTIGUADORES O TAMPONESSistema tampn o buffer: Sustancia que puede unirse con H+ de forma reversible: Buffer + H+ H Buffer (cido dbil)En el rango fisiolgico: bicarbonato, fosfatos, y protenas actan como tampones de forma permanente.Valor tampn: Cantidad de H+ (mEq/L) que pueden aadirse o eliminarse de una solucin resultando en un cambio de pH de 1 pK de un cido: K constante de disociacin: K = [H+] [base] / [cido]pH = pK + log [base] / [cido] Ecuacin de Henderson-HasselbachAMORTIGUADORES O TAMPONESLa disociacin general de un cido dbil, viene dada por la ecuacin:HA H+ + A (1)

Donde HA es la forma protonada (cido conjugado o forma asociada) y A es la forma no protonada (base conjugada o forma disociada).

La constante de disociacin (Ka) de un cido dbil se define como la constante de equilibrio de la reaccin de disociacin (1) del cido:Ka = [H+][A] [HA] (2)Ecuacin de Henderson-HasselbachLa concentracin de iones hidrgeno [H+] de una disolucin de un cido dbil puede calcularse como sigue. La ecuacin (2) puede reordenarse para dar:[H+] = Ka[HA] [A] (3)

La ecuacin (3) puede expresarse en trminos de un logaritmo negativo: log [H+] = log Ka log[HA] [A] (4)

Ecuacin de Henderson-HasselbachDado que el pH es el logaritmo negativo de [H+], es decir, log[H+], y el pKa es igual al logaritmo negativo de la constante de disociacin para un cido dbil, es decir, logKa, la ecuacin de HendersonHasselbalch (5) puede desarrollarse y utilizarse para el anlisis de los sistemas de equilibrio cido-base:

pH = pKa + log[A] [HA] (5)

Ecuacin de Henderson-Hasselbach

Un amortiguador disminuye los cambios de pH de una solucin en respuesta a cambios en las concentraciones de cidos o lcalis22En losanimales con pulmones, el sistema amortiguador carbnico/bicarbonato es especialmente efectivo.

El H2CO3del plasma sanguneo est en equilibrio con el CO2gaseoso presente en el espacio areo de los pulmones, lo que supone una reserva prcticamente ilimitada de CO2que puede participar en el equilibrio.

En este sistema tampn tienen lugar 3 equilibrios reversibles entre el CO2gaseoso de los pulmones y el bicarbonato disuelto en la sangreTampn Bicarbonato

El sistema HCO3-/CO2 provee el 75% de la capacidad amortiguadora total del organismoEn este sistema amortiguador, la forma cido es la suma de la [CO2] y de la [H2CO3], y la forma sal es la [HCO3-].

El H2CO3es un cido moderadamente fuerte, con un pK aproximado de 3,1.

Sin embargo, como slo una milsima parte del CO2disuelto en agua se transforma en cido carbnico, y como la [CO2] se incluye en la ecuacin de disociacin, resulta un pK de 6,1 (una constante de equilibrio mil veces menor). Tampn BicarbonatoLa ecuacin que se aplica a este sistema amortiguador es:

de donde resulta que al pH fisiolgico de 7,4:

En estas condiciones, la [H2CO3] puede considerarse como despreciable frente a la [CO2]. Todo cambio en la proporcin HCO3-/CO2se ver reflejado en una variacin del pH.

Tampn BicarbonatoPara determinar las concentraciones de las formas sal y cido presentes en el sistema amortiguador se transforma todo el bicarbonato en CO2mediante la adicin de un cido (AH). La reaccin es la siguiente:

El CO2liberado se puede medir experimentalmente y corresponde a la suma del CO2procedente de la transformacin del HCO3-(forma sal) y del CO2originalmente disuelto en el plasma (forma cido). A este valor (lasuma de las formas sal y cido) se le llama reserva alcalina.

Tampn BicarbonatoEncondiciones normales, el plasma tiene una reserva alcalina de 25,2 miliequivalentes (mEq) de CO2por litro. Como a pH 7,4 la proporcin entre la forma sal y la forma cido es de 20, resulta que:[HCO3-] = [sal] = 24 mEq/l (95,24%)[CO2] = [cido] = 1,2 mEq/l (4,76%)

Tampn BicarbonatoEl CO2 se genera como producto final del metabolismo en los tejidosEl bicarbonato se genera a partir del H2CO3 que proviene del CO2 y el agua mediante la anhidrasa carbnica.El bicarbonato: base: liga iones H+, Base ms importante del organismo para el sistema de amortiguacin (Buffer)ANALISIS DEL BICARBONATO29

Relacin bicarbonato/cido carbnico: 20/1 en condiciones normales, si esta relacin se mantiene, el pH ser normalLa regulacin del bicarbonato corresponde al Rin y la del cido carbnico al PulmnANALISIS DEL BICARBONATO

pH =30Bicarbonato normal: 24mEq/L (22-26mEq/L)

Control renal por reabsorcin tubular, casi todo el HCO3- que filtra el glomrulo es reabsorbido, por lo cual no hay bicarbonato en la orina. Niveles superiores a 26mEq/L generar excrecin por orina ANALISIS DEL BICARBONATO31