El documento describe los tres principales sistemas que regulan la concentración de iones de hidrógeno en los líquidos orgánicos para evitar cambios excesivos: 1) los sistemas amortiguadores químicos, 2) la regulación respiratoria a través de los pulmones, y 3) la regulación renal. Explica que los riñones pueden excretar orina ácida o alcalina para normalizar la concentración de iones de hidrógeno a través de la secreción de iones de hidrógeno y la reabsorción de ion

1. EQUILIBRIO
ÁCIDO-BASE
Eurilisa Cedéño CF-8754
Rafael David Nolasco CG-4508
Trinidad Quevedo CH-9196
Rinaldy Capellán DD-7314

2. ACIDOS Y BASES
Un ión de hidrogeno es un solo protón
libre liberado de un átomo de hidrogeno.
Las moléculas que contienen átomos de
hidrogeno que pueden liberar iones de
hidrógeno en una solución reciben el
nombre de ACIDOS, un ejemplo de un
acido es el Acido Clorhídrico (HCL) que se
ioniza en el agua para formar iones de
hidrogeno, además el Acido Carbónico que
se ioniza en el agua para formar iones de
bicarbonato.

3. ACIDOS Y BASES
Una BASE es un ión o molécula que
puede aceptar un H+, por ejemplo el ión
de Bicarbonato es una base ya que puede
aceptar un ión de hidrogeno para formar
H2CO3.

4. ACIDOS Y BASES
Las proteínas del organismo
también funcionan como una base ya que
algunos de los aminoácidos que las
forman tienen cargas negativas netas que
aceptan fácilmente hidrogeno, por
ejemplo la proteína hemoglobina de los
eritrocitos y proteínas de otras células se
encuentran éntrenlas bases más
importantes del organismo.

5. Acidosis y Alcalosis
El termino ACIDOSIS se refiere a una
extracción excesiva de hidrogeno de los
líquidos orgánicos en contraposición a su
adición excesiva, situación que recibe el
nombre de ALCALOSIS.

6. Ácidos y Bases, Fuertes y Débiles
 Ácidos Fuertes: un acido fuerte es aquel
que se disocia rápidamente y libera
grandes cantidades de hidrogeno a la
solución.
 Ácidos Débiles: tienen menos tendencia a
disociar sus iones y por tanto liberan
hidrogeno con menos fuerza

7. Ácidos y Bases, Fuertes y Débiles
 Bases fuertes: es la que reacciona de
forma rápida y potente con hidrogeno y
por tanto lo elimina con rapidez en una
solución.
 Bases Débiles: una típica es CHO3, ya que
se une al hidrogeno de una forma mucho
mas débil de lo que hace OH.

8. DEFENSAS FRENTE A LOS CAMBIOS EN LA
CONCENTRACION DEL ION HIDROGENO:
AMORTIGUADORES, PULMONES Y RINONES
 Existen tres sistemas primarios que
regulan la concentración de Hidrogeno en
los líquidos orgánicos para evitar tanto la
Acidosis como la Alcalosis

9. 1- Los sistemas de amortiguación acido
básicos químicos de los líquidos orgánicos
Se combinan de forma inmediata con un
acido o con una base para evitar cambios
excesivos en la concentración de hidrogeno.
Cuando se produce un cambio en la
concentración de hidrogeno los sistemas
amortiguadores de los líquidos orgánicos
reaccionan en fracción de segundos para
contrarrestar las desviaciones.

10. 1- Los sistemas de amortiguación acido
básicos químicos de los líquidos orgánicos
Esto ocurre a través de:
 Sistema amortiguador del
bicarbonato: que es el sistema
amortiguador extracelular más importante.
 El sistema amortiguador del fosfato:
este interviene activamente en la
amortiguación del líquido de los túbulos
renales y de los líquidos intracelulares.

11. 1- Los sistemas de amortiguación acido
básicos químicos de los líquidos orgánicos
 Las proteínas: amortiguadores
importantes intracelulares: estas son
uno de los amortiguadores mas
importantes en el organismo gracias a sus
elevadas concentraciones en el interior de
las células.

12. 2- Regulación Respiratoria del
equilibrio acidobásico
Actúa en pocos minutos eliminando
C02 , y, por tanto, el H2CO3, del organismo.
Un incremento de la ventilación elimina CO2
del liquido extracelular, lo que, por acción
de masas, reduce la concentración de iones
de hidrogeno. Al contrario, la disminución de
la ventilación aumenta el CO2 y, por tanto
eleva la concentración de hidrogeno en el
liquido extracelular.

13. 3- Los riñones
Que pueden excretar una orina tanto
acida como alcalina, lo que permite
normalizar la concentración de hidrogeno en
el liquido extracelular en casos de acidosis o
de alcalosis. Aunque la respuesta renal es
relativamente lenta en comparación con las
otras defensas ya que requiere un intervalo
de horas o varios días, es con diferencia el
sistema regulador acidobasico más potente.

14. Compensación renal:
3 mecanismos:
• Secreción de H+
3. Reabsorción de bicarbonato filtrado
4. Producción de nuevos iones de
bicarbonato.
 Grandes cantidades de H+ por la orina
gracias a: fosfato inorgánico y amonio.

15. Regulación respiratoria del
equilibrio acidobásico
 La segunda línea de defensa frente a los trastornos del equilibrio
acidobásico es el control que ejercen los pulmones sobre el CO2,
del líquido extracelular. Un incremento de la ventilación elimina
CO2 del liquido extracelular, lo que, por la acción de masas, reduce
la concentración de iones de hidrógeno. Por el contrario, la
disminución de la ventilación aumenta el CO2 y, por tanto, eleva la
concentración de hidrogeno en el liquido extracelular.

16. La expiración pulmonar de CO2 equilibra su
producción metabólica
 Los procesos metabólicos intracelulares dan lugar a una
producción continua de CO2. Una vez formado, este se difunde de
las células hacia los líquidos intersticiales y a la sangre, la cual lo
transporta hasta los pulmones donde se difunde a los alvéolos
para, por ultimo, pasar a la atmosfera mediante la ventilación
pulmonar.
 La cantidad de líquidos extracelulares es de alrededor de 1.2
mol/l, lo que corresponde a una PCO2 de 40 Mm Hg.

17.  Si la producción metabólica de CO2 aumenta, es probable que
también lo haga la PCO2 del liquido extracelular, por el contrario, si
la producción metabólica desciende, también lo hará la PCO2.
Cuando aumenta la ventilación pulmonar, el CO2 es expulsado de
los pulmones y la PCO2 del líquido extracelular baja. Por tanto, los
cambios tanto de la ventilación pulmonar como de la velocidad de
formación de CO2 en los tejidos pueden modificar la PCO2 del
líquido extracelular.

18. El aumento de la ventilación pulmonar reduce la
concentración de iones hidrogeno en el liquido
extracelular y eleva el pH.
 Si la formación metabólica de CO2 permanece constante, el único
factor que influye sobre la PCO2 de los líquidos extracelulares es la
magnitud de la ventilación pulmonar. Cuando mayor sea la
ventilación alveolar, menor será la PCO2 y, por el contrario, cuando
menor sea la ventilación alveolar, más alta será la PCO2. Cuando
aumenta la concentración de CO2, también se eleva las
concentraciones de H2CO3 y H, lo que se traduce en una
disminución del pH del líquido extracelular.

19.  Si la ventilación alveolar aumenta al doble de lo normal el pH de
los líquidos extracelulares asciende en 0.23 aproximadamente. Si
el pH de los líquidos orgánicos es de 7.4 con una ventilación
alveolar normal, su duplicación hará que el pH ascienda hasta
alrededor de 7.6. Por el contrario, una disminución de la
ventilación alveolar a la corta parte de lo normal reduce en pH en
0.45. Esto es, si con una ventilación alveolar normal el pH es de
7.4 al reducir la ventilación a la cuarta parte se producirá una
disminución del pH a 6.9. Como los cambios en la ventilación
alveolar pueden ser muy grandes, desde 0 hasta 15 veces con
respeto a lo normal, es fácil comprender hasta que punto el
aparato respiratorio puede modificar el pH de los líquidos
orgánicos.

20. El aumento de la concentración de iones hidrógenos
estimule la ventilación alveolar.
 La ventilación alveolar no solo influye en la concentración de H a
través de los cambios la PCO2 de los líquidos orgánicos, sino que la
concentración H influye en la ventilación alveolar. La ventilación
alveolar aumenta de cuatro a cinco veces sobre su valor normal
cuando el pH disminuye desde su valor normal de 7.4 a un valor
fuertemente acido de 7. Por el contrario, cuando el pH plasmático
supera el valor de 7.4 se produce una disminución de la
ventilación.

21.  Cuando la ventilación alveolar disminuye a causa del aumento de
pH, desciende también la cantidad de oxigeno que se añade a la
sangre y la presión parcial de oxigeno, lo que estimula la
frecuencia respiratoria. Por tanto, la compensación respiratoria al
ascenso del pH no es tan eficaz como su respuesta a una reducción
acentuada del pH.

22. Control renal del equilibrio acido
básico.
 Los riñones controlan el equilibrio acido básico excretando una
orina acida, o una orina básica, la excreción de una orina acida
reduce la cantidad de ácidos en el liquido extra celular, mientras
que la excreción de una orina básica, elimina base de este liquido
extra celular.

23.  El mecanismo global por el que los riñones excretan orina
acida o básica es el siguiente:
 Hacia los túbulos se filtran continuamente grandes cantidades de
HCO3, y si pasan a la orina de extraen bases de la sangre. Las
células epiteliales de los túbulos también secretan hacia las luces
tubulares grandes cantidades de H, lo que elimina acido de la
sangre. Si se secretan mas H que de HCO3 se producirá una
perdida neta de acido en los líquidos extra celulares. Por el
contrario, si se filtran más HCO3 que H la perdida neta será de
base.

24.  El organismo produce unos 80 miliequivalentes diarios de ácidos
no volátiles que procede fundamentalmente el metabolismo de las
proteínas. Estos ácidos reciben el nombre de no volátiles porque
no pueden ser excretados por los pulmones. El mecanismo
principal de eliminación de estos ácidos es la excreción renal.
 Cada día los riñones filtran alrededor de 4320 miliequivalentes de
bicarbonato y , en condiciones normales, casi todos ellos son
reabsorbido por los túbulos con objetos de conservar el principal
sistema amortiguador de los líquidos extracelulares.
 Cuando disminuye la concentración de H en el liquido extracelular
(alcalosis), los riñones dejan de reabsorber todo el bicarbonato
filtrado, lo que aumenta la excreción de este por la orina. Como los
HCO3 amortiguan normalmente a los de hidrógenos en el líquido
extracelular, esta pérdida de bicarbonato tiene el mismo efecto
que la adición de H al líquido extracelular. Por tanto, la alcalosis, y
la extracción de HCO3 del liquido extracelular eleva la
concentración de H y hace que vuelva a la normalidad.

25.  En la acidosis, los riñones no excretan bicarbonato hacia la orina,
sino que reabsorben todo el que se ha filtrado y, además producen
bicarbonato nuevo que se envía de vuelta al liquido extracelular.
Esto reduce la concentración de H en el líquido extracelular,
normalizándola.
 De esta forma, los riñones regulan la concentración de H en
el líquido extracelular mediante tres mecanismos básicos:
 Secreción de H.
 Reabsorción de los HCO filtrados.
 Producción de nuevos HCO3.

26. Secreción de iones hidrogeno y reabsorción de iones
bicarbonato por los túbulos renales.
 La secreción de iones hidrogeno y la reabsorción de iones
bicarbonato tienen lugar en casi todas las porciones de los túbulos,
salvo en las ramas finas ascendente y descendente de las asas de
Henle. Hay que tener en cuenta que por cada Ion bicarbonato que
se absorbe ha de secretarse un H.

27.  Alrededor del 80%-90% de la reabsorción de bicarbonato, y de la
secreción de H, se produce en los túbulos proximales, de forma
que la cantidad de bicarbonato que fluye hacia los túbulos distales
y colectores es pequeña. En la porción gruesa ascendente del asa
de Henle se reabsorbe otro 10% del bicarbonato filtrado y el resto
en el túbulo distal y el conductor colector.

28. Secreción iones H+
Las células epiteliales del túbulo
proximal, el segmento grueso ascendente
del asa de Henle y el túbulo distal
secretan iones hidrógeno al líquido tubular
mediante un contratransporte de sodio-
hidrógeno.

29. Secreción iones H+
 Esta secreción activa secundaria de iones
hidrógeno esta acoplada al transporte de
iones sodio al interior de la célula en la
membrana luminal y la energía para la
secreción de iones hidrógeno en contra
del gradiente de concentración proviene
del gradiente de sodio que facilita el
movimiento de ión sodio dentro de la
célula.

30. Secreción iones H+
 Más del 90 % del bicarbonato se
reabsorbe por este mecanismo. El proceso
de secreción de iones hidrógeno logra la
reabsorción de bicarbonato. El proceso
secretor se inicia cuando el C02 difunde
hacia las células tubulares o se forma en
el metabolismo de las propias células del
epitelio tubular.

31. Secreción iones H+
 El ión bicarbonato generado en la célula
(cuando el ión hidrógeno se disocia del
H2C03) atraviesa la membrana basolateral
hacia el líquido del intersticio renal y a la
sangre de los capilares peritubulares. El
resultado neto es que por cada ión
hidrógeno secretado a la luz tubular, pasa
a la sangre un ión bicarbonato.

32. Interacción iones H+ y HCO3
 Los iones bicarbonato no atraviesan
fácilmente las membranas luminales de las
células de los túbulos renales; por tanto,
estos iones que han sido filtrados por el
glomérulo no pueden reabsorberse
directamente. Antes que eso se une al
hidrogeno para formar H2C03.

33. Interacción iones H+ y HCO3
 Esta reabsorción de iones bicarbonato se
inicia por una reacción de los túbulos
entre los iones bicarbonato filtrados en el
glomérulo y los iones hidrógeno
secretados por las células tubulares. El
H2C03 formado se disocia posteriormente
en C02 y H20. El C02 atraviesa con
facilidad la membrana tubular.

34. Interacción iones H+ y HCO3
 Cada vez que las células epiteliales de los
túbulos renales forman un ión hidrógeno,
forman también un ión bicarbonato que es
devuelto a la sangre. El efecto neto de
estas reacciones es una «reabsorción» de
iones bicarbonato de los túbulos, aunque
los iones bicarbonato que realmente pasan
al liquido extracelular no son los mismos
que se filtran a los túbulos.

35. Titulación de iones HCO3
 En condiciones normales, la tasa de
secreción tubular de iones hidrógeno es
de unos 4400 mEq/día y la tasa de
filtración de los iones bicarbonato es de
unos 4320 mEq/día. El proceso de
titulación no es muy exacto ya que,
habitualmente, la cantidad de iones
hidrógeno presente en los túbulos para su
excreción por la orina es algo mayor.

36. Secreción activa primaria de H+
 Comenzando en la porción final de los
túbulos dístales y continuando por el resto
del sistema tubular, el epitelio tubular
secreta iones hidrógeno mediante un
transporte activo primario. Tiene lugar en
la membrana luminal de la célula tubular,
donde los iones hidrógeno se transportan
directamente por una proteína especifica,
una ATPasa transportadora de hidrogeno.

37. Secreción activa primaria de H+
 La secreción activa primaria de iones
hidrogeno se debe a un tipo especial de
célula llamada célula intercalar, situada en
la porción final de los túbulos dístales y en
los colectores. Se trata de un mecanismo
importante para la formación de una orina
con acidez máxima, aunque solo
representa el 5% de la excreción total.

38. Combinación del exceso de
iones H+
 La excreción de grandes cantidades de
iones hidrógeno (en ocasiones hasta 500
mEq/día) por la orina se logra
fundamentalmente, gracias a la
combinación de los iones hidrógeno con
los amortiguadores presentes en el liquido
tubular. Los más importantes son los
amortiguadores fosfato y amoniaco.

39. Combinación del exceso de
iones H+
 Cuando existe un exceso de iones
hidrógeno en la orina, es-tos se combinan
con otros amortiguadores distintos del
bicarbonato, lo que lleva a la producción
de nuevos iones bicarbonato que también
pueden pasar a la sangre. Este proceso
genera nuevo bicarbonato.

40. Excreción del exceso de H+
 Un segundo sistema amortiguador especial del
líquido tubular que tiene una importancia
cuantitativa incluso superior a la del sistema
amortiguador fosfato esta formado por el
amoniaco (NH3) y el ión amonio (NH+4). Los
iones amonio se sintetizan a partir de la
glutamina transportada activamente al interior
de las células epiteliales de los túbulos
proximales, la porción gruesa ascendente del
asa de Henle y los túbulos dístales.

41. Excreción del exceso de H+
 Una vez dentro de la célula, cada molécula de
glutamina se metaboliza para formar dos NH+4
y dos HCO3. El NH+4 se secreta hacia la luz
tubular mediante un mecanismo de
contratransporte que lo intercambia por sodio,
con reabsorción de este. El HCO3 pasa la
membrana basolateral con el ión sodio (Na+)
reabsorbido y alcanza el liquido intersticial,
donde es captado por los capilares peritubulares.

42. Acidosis: Aumento de excreción
 Una de las características mas
importantes del sistema amortiguador
amonio-amoniaco es que esta sometido a
un control fisiológico. El aumento de la
concentración de iones hidrogeno en el
liquido extracelular estimula el
metabolismo renal de la glutamina.

43. Acidosis: Aumento de excreción
 Por tanto, aumenta la formación de NH+4
y nuevo bicarbonato que puede utilizarse
para amortiguar el exceso de iones
hidrogeno; la disminución de la
concentración de iones hidrógeno tiene el
efecto opuesto.

44. Cuantificación de la excreción
 La excreción de bicarbonato se calcula en
función del flujo de orina multiplicado por
la concentración urinaria de bicarbonato.
Este numero indica la rapidez con que los
riñones eliminan iones bicarbonato de la
sangre (que es la misma con que se
añaden iones hidrogeno a la sangre).

45. Cuantificación de la excreción
 En la alcalosis, la perdida de iones
bicarbonato (adición de iones hidrógeno a
la sangre) ayuda a la recuperación del pH
normal del plasma. La cantidad de
bicarbonato nuevo añadido a la sangre es,
en todo momento, igual a la cantidad de
iones hidrógeno secretados que acaban
siendo amortiguados en la luz tubular por
sistemas distintos al del bicarbonato

46. Cuantificación de la excreción
 Las fuentes principales de amortiguadores
urinarios distintos del bicarbonato son
NH4 y fosfato. Por tanto, la cantidad
bicarbonato añadida a la sangre (y de
iones hidrogeno excretados a través de
NH+4) se calcula midiendo la excreción de
NH+4.

47. Cuantificación de la excreción
 El resto de amortiguador distinto del
bicarbonato y del NH+4 excretado en la
orina se mide determinando un valor
conocido como ácido titulable. La cantidad
de acido titulable de la orina se mide
titulando la orina con una base fuerte
como el NaOH hasta un pH de 7.4, que es
el pH normal del plasma y el pH del
filtrado glomerular.

48. Cuantificación de la excreción
 Para mantener el equilibrio acidobásico, la
excreción neta de acido debe ser igual a la
producción de ácidos no volátiles por el
organismo. En la acidosis, la excreción
neta de ácido aumenta mucho, sobre todo
debido al incremento de la excreción de
NH+4, lo que permite la extracción de
acido de la sangre.

49. Cuantificación de la excreción
 La excreción neta de acido es también
igual a la adición neta de bicarbonato a la
sangre. Por tanto, en la acidosis, a la vez
que se excreta una mayor cantidad de
NH+4 y de ácido titulable por la orina, se
produce una adición neta de bicarbonato a
la sangre.

50. Cuantificación de la excreción
 En la alcalosis, el acido titulable y la
excreción de NH+4 caen a 0, al mismo
tiempo que aumenta la excreción de
HCO3. Así, en la alcalosis, la secreción
neta de ácido es negativa. Esto significa
que existe una perdida neta de
bicarbonato a partir de la sangre (lo que
es lo mismo que añadir iones hidrógeno a
la sangre), mientras que los riñones no
generan nuevo bicarbonato.

51. Regulación de la secreción
 La secreción de iones hidrógeno por el
epitelio tubular es necesaria para la
reabsorción de bicarbonato y para la
generación de bicarbonato nuevo asociado
a la formación de acido titulable. Por
tanto, si los riñones han de realizar sus
funciones relacionadas con la homeostasis
acidobásico de manera eficaz, es
necesario que la velocidad de secreción de
iones hidrogeno se halle estrictamente
regulada.

52. Regulación de la secreción
 En circunstancias normales, los túbulos
renales deben secretar iones hidrógeno en
una cantidad al menos suficiente para
reabsorber casi todo el bicarbonato
filtrado, y deben existir iones hidrógeno
suficientes para que permanezcan en la
orina y sean excretados como ácido
titulable o como NH+4 con objeto de
eliminar los ácidos no volátiles producidos
cada día por el metabolismo.

53. Regulación de la secreción
 En la alcalosis, la secreción tubular de ión
hidrógeno debe reducirse a un nivel que
sea suficientemente bajo para conseguir la
reabsorción completa de bicarbonato,
haciendo que los riñones incrementen la
excreción de bicarbonato.

54. Regulación de la secreción
 Durante la acidosis, la secreción tubular
de iones hidrógeno debe aumentar lo
suficiente para que se reabsorba todo el
bicarbonato filtrado, quedando aun
suficiente cantidad de iones hidrógeno
para que se excreten grandes cantidades
de NH+4 y de acido titulable que puedan
contribuir a la adición de grandes cantidad
de bicarbonato nuevo a la sangre.

55. Regulación de la secreción
 Los estímulos más importantes para el
aumento de la secreción de iones
hidrógeno por los túbulos durante la
acidosis son: 1) un aumento de la Pco2
del líquido extracelular, y 2) un aumento
de la concentración de iones hidrógeno del
líquido extracelular (disminución del pH).

56. Regulación de la secreción
 Las células tubulares responden
directamente al aumento de la Pco, en la
sangre que es característico de la acidosis
respiratoria, incrementando la secreción
de iones hidrógeno de la forma siguiente:
el aumento de la Pco2, determina el
ascenso de la misma en las células
tubulares, lo que hace que se incremente
la formación de H+ en estas células.

57. Regulación de la secreción
 Ello, a su vez, estimula la secreción de
iones hidrógeno.
 El segundo factor que estimula la
secreción de iones hidrógeno es el
aumento de su concentración en el líquido
extracelular (descenso del pH).

58. Regulación de la secreción
 La aldosterona estimula la secreción de
iones hidrogeno por las células
intercalares de los conductos colectores.
 Las células tubulares suelen responder a
una disminución de la concentración de
H+ (alcalosis) reduciendo la secreción de
H+.