Clase 6 de Fisiología Renal. Facultad de Medicina, UBA, UAI 1. Este material no me pertenece y sólo lo difundo con fines informativos.

1. METABOLISMO DEL CALCIO Y FOSFATO
INTRODUCCION A LA REGULACION DEL pH
•Comprender la importancia y los determinantes del balance Ca2+-Pi.
•Comprender la importancia de la concentración de H+ en los
diferentes compartimientos corporales.

2. Homeostasis de Calcio y Fosfato
• Calcio y fosfato son los principales componentes de los cristales de
hidroxiapatita (fase mineral del hueso)
• Son regulados por las mismas hormonas:
- PTH
- 1,25-dihidroxivitamina D
- calcitonina
- Hueso
- Intestino
- Riñón

3. Funciones del Calcio
- Secreción hormonal
- Contracción muscular
- Conducción nerviosa
- Exocitosis
- Activación e inactivación de enzimas
- Segundo mensajero intracelular
- Formación del hueso
- División y crecimiento celular
- Coagulación sanguínea

4. Componentes del Calcio plasmático
mg/dl mM % Total
Ca2+ ionizado 4.7 1.2 45
Complejos de Ca2+
1.4 0.3 15
difusibles
Ca2+ no difusible 3.9 1.0 40
Ca2+ total 10.0 2.5 100
60 %
[Ca+2]libre = 1-1.3 mM

5. Balance de Calcio
99 %
1 % Dieta
1000 mg/día
Intestino Hueso
Heces
825 mg/día
Riñones
Orina
175 mg/día
=
EF 1%
Neto: 175 mg/día
Absorción
Secreción
Formación
Resorción

6. Manejo renal del Ca2+
Reabtotal: 99,5%
Filtrado:
SOLO 60% del
Ca2+ libre

7. Mecanismos de reabsorción de Ca2+ en el
nefrón
Asa Gruesa de Henle: 25%
Transcellular: 50 %
T Distal: 8%
Transcellular: 100 %
T Proximal (65%)
Transcellular: 20 %
T Colector: 1.5%
PTH
Ca2+ binding
protein
+
PTH

8. Factores que aumentan la reabsorción
de Ca2+ en el nefrón
+ PTH
Sitio Mecanismo
PTH Asa Gruesa
T distal
probabilidad de apertura del
canal de Ca2+ apical
Vitamina D T distal Upregulation de proteína que
une Ca2+
Contracción del
VEC
T proximal reabs. Na+ y agua
reabs. Ca2+ por solvent drug
Alcalosis T distal efecto inhibitorio de los H+ por
el ECaC
Tiazidas T distal Hiperpolarización por inhibición
del cotransportador NaCl
Amiloride T distal
T colector
Hiperpolarización por inhibición
del canal de Na+

9. Factores que disminuyen la reabsorción
de Ca2+ en el nefrón
sitio mecanismo
Aumento de la
[Ca2+]p
Asa Gruesa ¯ positividad de la luz por
inhibición del cotrasportador Na-
K-2Cl y canal de K+
Expansión del
VEC
T proximal ¯ reabs. Na+ y agua
¯ reabs. Ca2+ por solvent drug
Depleción de
fosfato
T proximal
T distal
?
Efecto indirecto por ¯ PTH
Furosemide Asa Gruesa ¯ positividad de la luz por
inhibición del cotrasportador Na-
K-2Cl

10. La secreción de PTH es inversamente proporcional a
la concentración plasmática de Calcio

11. BIOSINTESIS DE 1,25-(OH)2D
Intestino
Hueso
Riñón
PTH

12. Absorción Intestinal de Ca2+
Duodeno
- absorción transcelular
- regulada por Vitamina D
Yeyuno e Ileon
- absorción paracelular
Factores que estimulan la reabsorción de Ca2+ intestinal
- [Ca2+] plasmática
- Vitamina D ( aumenta la síntesis de proteínas)
- PTH (efecto indirecto)
- embarazo y lactancia

13. Efecto de la PTH sobre la [calcio]p
Disminución [calcio]p +
Aumento [fosfato]p
resorción

14. Efecto de la PTH sobre la [calcio]p
Disminución [calcio]p +
Aumento [fosfato]p
resorción

15. Efecto de la Calcitonina sobre la [calcio]p
Afecta los niveles plasmáticos de calcio en cuatro formas:
- Inhibe la resorción ósea
- Inhibe la absorción intestinal de Ca2+
- Inhibe la reabsorción de fosfato a nivel de los túbulos renales
- Aumenta la excreción de Ca2+ y Mg2+ por los riñones

16. Efecto de la Calcitonina y PTH sobre la [calcio]p
+ +

17. Funciones del fosfato
- Rol critico en el metabolismo energético de la célula (ATP)
- Activación e inhibición de enzimas
- Forma parte de ADN, ARN
- Buffer

18. Componentes del Fosfato plasmático
mg/dl mM % Total
H2PO4
- y HPO4
2-
ionizado
2.1 0.7 50
Complejos de
fosfatos difusibles
1.5 0.5 40
Fosfato no difusible 0.6 0.2 10
Fosfato total 4.2 1.4 100
90 %

19. Balance de Fosfato
Hueso Formación
=
Resorción
EF ~ 10%
Dieta
1400 mg/día
Intestino
Heces
500 mg/día
Neto: 900 mg/día
Absorción
Secreción
Riñones
Orina
900 mg/día

20. Manejo renal de fosfato
T proximal
3
¯ pH luz inhibe NaPi (compite H+ x Na+)
CE: 10 %
Filtrado:
SOLO 90% del
FosfatoPO2+ libre
En individuos con una
dieta baja en Pi la
excreción es mínima

21. CF, CR y CE de Fosfato
Rango fisiológico
de fosfato plasmático “filtrable”
Concentración plasmática de fosfato
(mM)
CF
CR
CE
(mg/min)

22. CF, CR y CE de Fosfato
Rango fisiológico
de fosfato plasmático “filtrable”
Concentración plasmática de fosfato
(mM)
CF
CR
CE
(mg/min)
[glucosa]p en mg/dl

23. Factores que aumentan la reabsorción de fosfato en
el nefrón:
- 1.25 dihidroxivitaminaD: upregulation del NaPi
- Ingesta de fosfato: inserción del NaPi en la membrana
- Alcalosis: upregulation del NaPi
Factores que disminuyen la reabsorción de fosfato en el
nefrón:
- PTH: endocitocis del NaPi
- PNA: endocitocis del NaPi
- Expansión del VEC: reabsorción de Na+
- Acidosis: downregulation del NaPi
H+ compiten con el Na+
- Ingesta de fosfato: inserción del NaPi en la membrana

24. Absorción Intestinal de Fosfato
Intestino delgado regulación por vitamina D

25. Balance acido-base
pH = - log [H+]
pH = log 1
[H+]
[H+] = 10-pH
pH sanguíneo = 7.38 - 7.42
[H+] sanguíneo = 38 - 42 nM
pH
Valores de pH compatibles con la vida: 6.8 - 7.8

26. Entrada y salida de H+ en el compartimento
corporal
Ac. Volátiles: CO2 + H2O « H2CO3, (el CO2 es el principal producto
final de la oxidación de HC, grasas y aa).
15.000 mmoles/día
Ac. no Volátiles:
Inorgánicos: se producen durante el metabolismo de:
Ac sulfúrico aa c/ azufre (cisteína, metionina)
Ac clorhídrico aa (lisina, arginina, histidina)
Ac fosfórico fosfolípidos, ac nucleicos, fosfoproteínas, fosfglic.
70 mmoles/día
Orgánicos: se producen durante el metabolismo incompleto
de ciertos HC y grasas.
ac láctico HC (ejercicio, hipovolemia)
ac acetoacético, ac butírico grasas (diabetes Mellitus, ayuno)
Amortiguar : mediante buffers para que el pH no varíe
Eliminar: por vía respiratoria o renal
Entrada
Salida

27. Alimento
¯
Digestión
¯
Absorción
¯
Metab. celular
H+
CO2
Balance acido-base
Buffers
(min)
HCl (+ 15000 mmol/día)
H2SO4
H2PO4
(+ 70 mmol/día)
Buffers
EC e IC
+
H+
Reg. Respiratoria
(horas)
CO2
CO2
(- 15000 mmol/día)
Reg. Renal
(días)
HCO3
(4320 mmol/día)
H+
-
(- 70 mmol/día)
Neo-HCO3
HCO3
-
(4320 mmol/día)
-
+70 mmol/día

28. ACIDO: Sustancia capaz de liberar H+
FUERTES: baja afinidad por el H +
DEBILES: alta afinidad por el H +
BASE: Sustancia capaz de aceptar H +
FUERTES: alta afinidad por el H +
DEBILES: baja afinidad por el H +
AMORTIGUADORES, BUFFERS O TAMPONES
• Sustancia capaz de resistir mejor que el agua un cambio de pH luego del
agregado de un acido o una base
• Minimiza el cambio de pH de una solución
• Sustancia que consume o libera H+ en forma reversible
• Consiste en un par de moléculas: un acido débil y una base conjugada
La base conjugada tiene un H+ menos (una carga negativa) y el acido débil
un H+ mas

29. Sistemas Amortiguadores
Base Conjugada Acido débil Nombre del par
HCO3
- + H+ « H2CO3 Bicarbonato
Ac carbonico
HPO4
2- + H+ « H2PO4
- Fosfato dibásico
Fosfato monobásico
NH3 + H+ « NH4
+ Amoniaco
Amonio
Pr- + H+ « HPr Proteína básica
Proteína acida
Hb-+ H+ « HHb Hemoglobina
Hemoglobina acida

30. Curva de titulación del buffer HCO3
-
Acido agregado
Porcentaje de H2CO3
Capacidad buffer de una solución = D moles de H+ o OH-
D pH
Base agregada
-
Porcentaje de HCO3
La capacidad buffer es en la zona en la cual grandes variaciones del acido o
base agregados dan un cambio pequeño de pH

31. EC. HENDERSON-HASSELBALCH
CO2 + H2O « H2CO3
« HCO3
- + H+
H2CO3
«HCO3
- + H+
A B + C
-] . [H+]
K= [B].[C] = [HCO3
[A] [H2CO3]
[H+] = K . [H2CO3] aplicando logaritmo e invirtiendo lo términos
-]
[HCO3
-]
pH = pK + log [HCO3
[H2CO3]
pH = pK + log [Base Conjugada]
[Acido débil]
AC

32. pH = pK + log [Base Conjugada] EC. HENDERSON-HASSELBALCH
[Acido débil]
pK= es el pH en el cual la solución amortiguadora tiene la máxima
capacidad buffer
Esto se da cuando [BASE CONJUGADA] = 1
[ACIDO DEBIL]
pH = pK
pK= 6.1
HCO3
-
H2CO3
= 1

33. AMORTIGUADORES FISIOLOGICOS
Un sistema buffer óptimo deberá:
1- pK cercano al de la solución (sangre, orina, LIC)
2- estar presente en alta concentración

34. AMORTIGUADORES FISIOLOGICOS
Un sistema buffer óptimo deberá:
1- pK cercano al de la solución (sangre, orina, LIC)
2- estar presente en alta concentración
1- Amortiguadores de la sangre
- Bicarbonato (pK = 6.1)
- Hemoglobina (pK = 7.2)
- Proteinatos (pK = 6.1 - 7.2)
2- Amortiguadores IC
- Fosfatos (pK = 6.8)
- Proteinatos (pK = 6.1 - 7.2)
- Ac. Orgánicos
3- Amortiguadores de la orina
- Amoníaco (pK = 9.3)
- Fosfatos (pK = 6.8)
- otros: creatinina (4.97), ac. úrico (5.8), ac. butírico (4.8), acetoacético (4.8)
AT

35. 1- Amortiguadores de la sangre
BICARBONATO
1- Al pH= 7.4, pK = 6.1 esta lejos de la zona de máxima capacidad
buffer sin embargo es muy eficiente para eliminar CO2 por los pulmones.
-] = 24 mM
2- [HCO3
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
[H2CO3]
H2CO3 « CO2 + H2O
[CO2]d= a . PCO2 a = 0.03 mM/mmHg PCO2 = 40mmHg
[CO2]d= 1.2 mM
Alternativamente:
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
a . PCO2
Riñón
Pulmón

36. CO2 + H2O « H2CO3
« HCO3
- + H+
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
[H2CO3]
Sistema cerrado Sistema abierto
[HCO3
-]
24
[HCO3
-]
24
[HCO3
-]
14
[HCO3
-]
14
[HCO3
-]
14
[CO2] d
11.2
[CO2] d
1.2
[CO2] d
0.9
[CO2] d
1.2
[CO2] d
1.2
+ 10 mM
HCl
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
0.03.PCO2

37. CO2 + H2O « H2CO3
« HCO3
- + H+
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
[H2CO3]
Sistema cerrado Sistema abierto
[HCO3
-]
24
[HCO3
-]
24
[HCO3
-]
14
[HCO3
-]
14
[HCO3
-]
14
[CO2] d
11.2
[CO2] d
1.2
[CO2] d
0.9
[CO2] d
1.2
[CO2] d
1.2
+ 10 mM
HCl
pH = 6.1 + log [HCO3
-]
0.03.PCO2

38. pH = 6.1 + log [HCO3-]
a . PCO2

39. pH = 6.1 + log [HCO3
-]
a . PCO2

40. 1- Amortiguadores de la sangre
HEMOGLOBINA: pK 7.2
- + H+ « HHBO2 « HHB + O2
HBO2
La HB ayuda a disminuir la caida del pH provocada por la carga de CO2 en la
sangre capilar
La HB desoxigenada es capaz de aceptar mas H+ que la HB oxigenada
Sangre
arterial
HbO2: 97%
pH: 7.4
HbO2: 75%
pH: 7.36
Sangre
venosa

41. 1- Amortiguadores de la sangre
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS:
pH = pK + log [Pr-]
[HPr]
pK es intermedio entre el del
[HCO3
-] y el de la hemoglobina
(6.1) (7.2)
PRINCIPIO ISOHIDRICO:
Todos los sistemas amortiguadores actuan simultaneamente de tal modo que:
pH = pKBic + log [HCO3
-] = pKProt + log [Pr-] = pKHb + log [Hb]
0.03.PCO2 [HPr] [HHB]

42. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [BBNo-Bic]
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-]
= 24 mEq/l + 17 mEq/l + 8 mEq/l = 49 ± 2 mEq/l
En condiciones fisiológicas la [BASE BUFFER] se mantiene constante por
lo cual si aumenta la [HCO- 3
] la [BBNo-Bic] debe disminuir o viceversa.
[BBNo-Bic]

43. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ]

44. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ]

45. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ]

46. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-]

47. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l

48. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l

49. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l
Si por algún mecanismo patológico se agrega HCO3
- a la sangre, ahora
la base buffer ya no es de 50 mEq/l y estamos fuera de la linea buffer de la
sangre = EBB (exceso de base buffer).

50. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l
Si por algún mecanismo patológico se agrega HCO3
- a la sangre, ahora
la base buffer ya no es de 50 mEq/l y estamos fuera de la linea buffer de la
sangre = EBB (exceso de base buffer).

51. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-]
Si por algún mecanismo patológico se agrega HCO3
- a la sangre, ahora
la base buffer ya no es de 50 mEq/l y estamos fuera de la linea buffer de la
sangre = EBB (exceso de base buffer).

52. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l
Si disminuye HCO3
- a la sangre, ahora hay un defecto de Base Buffer DBB
(o bien un EBB negativo).

53. Base buffer de la sangre
[BASE BUFFER] = [HCO3
- ] + [Pr-] + [Hb-] @ 50mEq/l
Si disminuye HCO3
- a la sangre, ahora hay un defecto de Base Buffer DBB
(o bien un EBB negativo).

54. PCO2
mmHg
pH
HCO3 mM

55. Plasma
Hb 5 g/dl
Hb 15 g/dl