REGULACIÓN DEL REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE EQUILIBRIO ACIDO-BASE

A NIVEL RENAL Y A NIVEL RENAL Y PULMONARPULMONAR

ALUMNA: MARIA GONZALES OLARTEALUMNA: MARIA GONZALES OLARTE

EQUILIBRIO ACIDO BASEEQUILIBRIO ACIDO BASE

El mantenimiento del pH del medio interno, dentro de El mantenimiento del pH del medio interno, dentro de límites estrechos, es de límites estrechos, es de vital vital importancia para los importancia para los seres vivos. Diariamente el metabolismo intermedio seres vivos. Diariamente el metabolismo intermedio genera unagenera una gran cantidad de ácidos, pese a lo cual, gran cantidad de ácidos, pese a lo cual, la concentración de hidrogeniones [H+] libres en losla concentración de hidrogeniones [H+] libres en los distintos compartimentos corporales va a distintos compartimentos corporales va a permanecer fija permanecer fija

DDebido a la acción de los amortiguadores fisiológicos ebido a la acción de los amortiguadores fisiológicos que van a actuar de formaque van a actuar de forma inmediata impidiendo inmediata impidiendo grandes cambios en la concentración de grandes cambios en la concentración de hidrogeniones, y a loshidrogeniones, y a los mecanismos de regulación mecanismos de regulación pulmonar y renal, que son en última instancia los pulmonar y renal, que son en última instancia los responsables deresponsables del l mantenimiento del pH.mantenimiento del pH.

CONCEPTOS BASICOSCONCEPTOS BASICOS Ácido:Ácido: TToda sustancia capaz de ceder oda sustancia capaz de ceder H+H+.. Base:Base: TToda sustancia capaz de aceptaroda sustancia capaz de aceptar H+. H+. Acidemia:Acidemia: AAumentoumento dde e lala concentraciónconcentración de H+. de H+. Alcalemia:Alcalemia: DDisminucióisminución n dede lala concentraciónconcentración dede H+. H+. Anión gap:Anión gap: para mantener la electroneutralidad lpara mantener la electroneutralidad las as

cargas positivas (cationes) deben igualar acargas positivas (cationes) deben igualar a las cargas las cargas negativas (aniones); si no ocurre así, aparece un negativas (aniones); si no ocurre así, aparece un anión gap cuyo valor normal es de8 a 16 mEq/l y anión gap cuyo valor normal es de8 a 16 mEq/l y que se calcula con la siguiente ecuación:que se calcula con la siguiente ecuación:

Na - (Cl- + HCO3 )Na - (Cl- + HCO3 )

FISIOLOGIAFISIOLOGIA En condiciones normales la concentración deEn condiciones normales la concentración de H+ H+ del del LEC LEC

es bajaes baja (de unos 40 (de unos 40 mmEq/l). Eq/l). El principal producto ácido del metabolismo celular es el El principal producto ácido del metabolismo celular es el

dióxido de carbono (CO2) que representa un 98% de la dióxido de carbono (CO2) que representa un 98% de la carga ácida total. Aunque no se trate de un ácido, pues el carga ácida total. Aunque no se trate de un ácido, pues el CO2 noCO2 no contiene H+, se trata de un ácido potencial ya que contiene H+, se trata de un ácido potencial ya que su hidratación mediante una reacciónsu hidratación mediante una reacción reversible catalizada reversible catalizada por la anhidrasa carbónica (A.C.) va a generar ácido por la anhidrasa carbónica (A.C.) va a generar ácido carbónico (H2CO3)carbónico (H2CO3).. El El CO2 va a ser eliminado en su CO2 va a ser eliminado en su totalidad por los pulmonestotalidad por los pulmones.. ElEl metabolismo genera una metabolismo genera una serie de ácidos no volátiles, serie de ácidos no volátiles, ((ácidos fijosácidos fijos)) que representan que representan de 1-2% de la carga ácida y cuya principalde 1-2% de la carga ácida y cuya principal fuente es el fuente es el catabolismo oxidativo de los aminoácidos sulfurados de catabolismo oxidativo de los aminoácidos sulfurados de las proteínas. Estoslas proteínas. Estos ssonon eliminados por el riñón eliminados por el riñón..

COMPENSACION RESPIRATORIACOMPENSACION RESPIRATORIA

La respiración regula indirectamente la concentración de La respiración regula indirectamente la concentración de ácido del organismo manteniendo laácido del organismo manteniendo la presión parcial de presión parcial de dióxido de carbono (PCO2) en sangre arterial. dióxido de carbono (PCO2) en sangre arterial.

LaLa c concentración de ácido carbónico es proporcional a la oncentración de ácido carbónico es proporcional a la PCO2 sanguínea, que a su vez va a depender de la presión PCO2 sanguínea, que a su vez va a depender de la presión parcial de dicho gas a nivel del alveolo pulmonar. Al ser la parcial de dicho gas a nivel del alveolo pulmonar. Al ser la PCO2 de laPCO2 de la s sangre mayor que la alveolar, en condiciones angre mayor que la alveolar, en condiciones normales se va a producir una difusión neta denormales se va a producir una difusión neta de C CO2 hacia O2 hacia el interior del alveolo desde donde será eliminado. el interior del alveolo desde donde será eliminado.

La respuesta ventilatoria ante los cambios de pH es una La respuesta ventilatoria ante los cambios de pH es una respuesta rápida y está mediada porrespuesta rápida y está mediada por los quimiorreceptores de los quimiorreceptores de los corpúsculos carotideos y aórticos y del centro respiratorio los corpúsculos carotideos y aórticos y del centro respiratorio bulbar.bulbar.

Dichos receptores son sensibles a los cambios de la Dichos receptores son sensibles a los cambios de la

concentración de H+ del concentración de H+ del LEC LEC de manera que ante un descenso de manera que ante un descenso de pH, el aumento en la concentración dede pH, el aumento en la concentración de hidrogeniones hidrogeniones estimula a los quimiorreceptores provocando una estimula a los quimiorreceptores provocando una hiperventilación, aumentando de este modo la eliminación de hiperventilación, aumentando de este modo la eliminación de CO2, y disminuyendo por tanto la PCO2 arterial. Por el CO2, y disminuyendo por tanto la PCO2 arterial. Por el contrario, si el pH se eleva el descenso de la concentración de contrario, si el pH se eleva el descenso de la concentración de hidrogeniones inhibe los quimiorreceptoreshidrogeniones inhibe los quimiorreceptores provocando un provocando un descenso rápido de la ventilación, una reducción de ladescenso rápido de la ventilación, una reducción de la eliminación del CO2.eliminación del CO2.

Compensación respiratoria:Compensación respiratoria:

Compensación importante en procesos Compensación importante en procesos metabólicos, aunque la respuesta a alcalosis metabólicos, aunque la respuesta a alcalosis es menos predecible que a la acidosis.es menos predecible que a la acidosis.

Ac: Anhidrasa Carbonica

COMPENSACION RENALCOMPENSACION RENAL

El riñón es el principal órgano implicado en la El riñón es el principal órgano implicado en la regulación del equilibrio ácido-base por dosregulación del equilibrio ácido-base por dos motivos motivos fundamentales:fundamentales:

Es la principal vía de eliminación de la carga ácida Es la principal vía de eliminación de la carga ácida metabólica normal y de los metabolitmetabólica normal y de los metabolitos os ácidos ácidos patológicos.patológicos.

Es el órgano responsable de mantener la concentración Es el órgano responsable de mantener la concentración plasmática de bicarbonato en un valorplasmática de bicarbonato en un valor constante, gracias constante, gracias a su capacidad para reabsorber y generar bicarbonato de a su capacidad para reabsorber y generar bicarbonato de modo variable enmodo variable en función del pH de las células tubulares función del pH de las células tubulares renales.renales.

Por tanto, en una situación de acidosis se producirá Por tanto, en una situación de acidosis se producirá un aumento en la excreción de ácidos y seun aumento en la excreción de ácidos y se reabsorberá más bicarbonato, mientras que en una reabsorberá más bicarbonato, mientras que en una situación de alcalosis ocurrirá lo contrario,situación de alcalosis ocurrirá lo contrario, es decir, es decir, se retendrá más ácido y se eliminará más bicarbonato.se retendrá más ácido y se eliminará más bicarbonato.

Las cuatro funciones del riñón en el equilibrio ácidobásico son:

Reabsorción del bicarbonato filtrado: Los riñones filtran al día unos 4.300 mEq de HCO3

-.

Regeneración del bicarbonato consumido durante el tamponamiento de la sobrecarga de ácidos: La producción diaria de ácido fijo no volátil es de alrededor de 1 mEq/kg de peso corporal.

Eliminación del bicarbonato generado en exceso durante la alcalosis metabólica.

Eliminación de los aniones (y en mucha menor proporción, cationes) orgánicos no metabolizables aparecidos tras la sobrecarga de ácido fijo (o base).

Para llevar a cabo estas cuatro funciones, el riñón dispone de varios mecanismos

Regulación del filtrado glomerular: Durante la acidosis metabólica, el filtrado se reduce y durante la alcalosis metabólica aumenta. El resultado es una reducción o un aumento en la carga filtrada de bicarbonato. El balance glomérulo-tubular determina la proporción de bicarbonato que alcanza las porciones más distales de la nefrona.

Secreción proximal de HSecreción proximal de H++: La reabsorción : La reabsorción proximal de bicarbonato se lleva a cabo proximal de bicarbonato se lleva a cabo

mediantemediante::

La secreción de HLa secreción de H++ hacia la luz. El 60% de la secreción total hacia la luz. El 60% de la secreción total depende del intercambiador Nadepende del intercambiador Na++ × H × H++,,el 40% depende el 40% depende aparentemente de una bomba de Haparentemente de una bomba de H++..

La presencia de anhidrasa carbónica en la luz tubular, que La presencia de anhidrasa carbónica en la luz tubular, que cataliza la reaccióncataliza la reacción

El COEl CO22 es rehidratado dentro de la célula, formando HCO es rehidratado dentro de la célula, formando HCO y H. y H.

La secreción proximal de HLa secreción proximal de H++ consigue recuperar el 80% consigue recuperar el 80% de la carga filtrada de bicarbonato y evitar su pérdida de la carga filtrada de bicarbonato y evitar su pérdida urinaria. urinaria.

El 20% restante se reabsorbe en el asa de Henle.El 20% restante se reabsorbe en el asa de Henle.

Factores que regulan la reabsorción proximal de HCO3

- (acidificación proximal)

Aumentan la reabsorción proximal (generan/mantienen alcalosis metabólica):

Acidosis intracelular Contracción del

volumen extracelular Angiotensina II Catecolaminas Hipercarbia Hipopotasemia

Disminuyen la reabsorción proximal (generan/mantienen acidosis metabólica):

Alcalosis intracelular Expansión del volumen

extracelular Hormona paratiroidea Inhibidores de la

anhidrasa carbónica acetazolamida

Hipocarbia

Secreción distal de H+:

A nivel del túbulo colector cortical y medular se lleva a cabo una secreción de H+ activa a través de dos tipos de bombas: bombas de H+ insensibles a vanadato y bombas K+, H+ -ATPasas sensibles a vanadato, estas últimas similares a las del epitelio gástrico y reguladas por aldosterona.

Aunque la secreción total de HAunque la secreción total de H++ es menor que en es menor que en el túbulo proximal, tiene una importancia capital el túbulo proximal, tiene una importancia capital ya que es la que determina el pH urinario final. ya que es la que determina el pH urinario final.

El pH urinario depende de tres factores:El pH urinario depende de tres factores: El pH capilar.El pH capilar. La cantidad de HLa cantidad de H++ segregados. segregados. El tampón presente en la orina a nivel distal.El tampón presente en la orina a nivel distal.

Factores que regulan la acidificación distal

Aporte distal de Na+

Actividad mineralocorticoide Aporte distal de aniones no reabsorbibles [K+]p en el capilar peritubular [H+]p en el capilar peritubular Gradiente transepitelial de H+

Potencial electronegativo luminal Aporte distal de tampón (NH3, acidez titulable)

PRODUCCION RENAL DE BICARBONATO

Si a pesar del proceso de reabsorción la concentración de bicarbonato plasmático permanece por debajo del valor normal, en las células tubulares se va a sintetizar bicarbonato. Esto sucede fundamentalmente en el túbulo contorneado distal a partir del CO2 procedente de la sangre o del propio metabolismo de la célula tubular por acción de la A.C. El H2CO3 así generado se disocia en bicarbonato que se reabsorbe hacia la sangre y un hidrogenión que es eliminado. En este caso los hidrogeniones sí van a acidificar la orina, de ahí la gran importancia de los amortiguadores urinarios. Aproximadamente un tercio de los H+ secretados van a ser titulados sobre fosfato y el resto sobre amoniaco, siendo por tanto la cantidad de ácido libre que se elimina por la orina mínima.

Reabsorción del HCO3-

TCP: 80%

Asa de Henle: 15%

Células intercalares: 5%

CREACION DE NUEVO HCO3-

Células intercalares: secreción de H+ y reabsorción de HCO3

-

Los H+ se combinan con buffers urinarios: fosfato y amonio

MECANISMOMECANISMO

Hacia les túbulos se filtran continuamente Hacia les túbulos se filtran continuamente grandes cantidades de HC03-, y si pasan a la grandes cantidades de HC03-, y si pasan a la orina se extraen bases de la sangre. Las células orina se extraen bases de la sangre. Las células epiteliales de los túbulos también secretan hacia epiteliales de los túbulos también secretan hacia las luces tubulares grandes cantidades de H+, lo las luces tubulares grandes cantidades de H+, lo que elimina ácido de la sangre. Si se secretan que elimina ácido de la sangre. Si se secretan más H+ que de HCO3-, se producirá una más H+ que de HCO3-, se producirá una pérdida neta de ácidos en los líquidos pérdida neta de ácidos en los líquidos extracelulares. Por el contrario, si se filtra más extracelulares. Por el contrario, si se filtra más HCO3- que H+ la pérdida neta será de bases.HCO3- que H+ la pérdida neta será de bases.

El organismo produce unos 80 El organismo produce unos 80 miliequivalentes diarios de ácido no volátiles miliequivalentes diarios de ácido no volátiles que proceden fundamentalmente del que proceden fundamentalmente del metabolismo de las proteínas.metabolismo de las proteínas.

Estos ácidos reciben el nombre de no Estos ácidos reciben el nombre de no volátiles porque no son H2C03 y, por tanto, volátiles porque no son H2C03 y, por tanto, no pueden ser excretados por losno pueden ser excretados por lospulmones. El mecanismo principal de pulmones. El mecanismo principal de eliminación de estos ácidos es la excreción eliminación de estos ácidos es la excreción renal. renal.

Los riñones deben evitar también la pérdida de Los riñones deben evitar también la pérdida de HCO3 por la orina tarea que es HCO3 por la orina tarea que es cuantitativamente más importante que la cuantitativamente más importante que la excreción de ácidos no volátil.excreción de ácidos no volátil.

Cada día los riñones filtran alrededor de 4320 Cada día los riñones filtran alrededor de 4320 miliEq de HCO3 (ISO I/día x 24 mEq/l) y, enmiliEq de HCO3 (ISO I/día x 24 mEq/l) y, encondiciones normales, casi todos ellos son condiciones normales, casi todos ellos son reabsorbidos por los túbulos con objeto de reabsorbidos por los túbulos con objeto de conservar el principal sistema amortiguador de conservar el principal sistema amortiguador de los líquidos extracelulares.los líquidos extracelulares.