2. John Fredy Nieto Ríos
Internista Nefrólogo
Hospital Pablo Tobón Uribe
Profesor Universidad de Antioquia
Fellow American Society of Nephrology
Email: jonfredynieto@yahoo.es
3. Conflicto de intereses
• No tengo ningún conflicto de interés con el contenido de esta
charla.
• Está chara está dentro de mi plan de trabajo como docente
de la Universidad de Antioquia
4. Caso Clínico
• Hombre de 27 años
• Debut con poliuria y polidipsia de una semana de evolución.
• El último día dolor abdominal, epigastralgia y vómito en
incontables ocasiones sin mejoría con la toma de mylanta
múltiples cucharadas más metoclopramida.
10. Conceptos básicos
• Concentración de hidrogeniones en el organismo = 40 nmol/L
• pH arterial normal: 7.4 ± 0.02
• pH intracelular: 7.2
• Principal sistema buffer: CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3-
• pH = 6.1 + log HCO3-/PaCO2 x 0.03
• Producción diaria de H+ = 1 mmol x kg
Hamm L. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10: 2232–2242.
11. Riñones y equilibrio ácido base
• Principales reguladores del componente metabólico del pH
• Reabsorción del bicarbonato filtrado
• Generación de nuevo bicarbonato (reemplazar el consumido por los
ácidos)
• Excreción renal de ácido (1 mmol x Kg x d) = HCO3- generado
• Trabajan a la par con el sistema respiratorio para mantener el estado
ácido base plasmático dentro del límite normal
Hamm L. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10: 2232–2242.
12. Excreción renal de ácidos
• Proceso promovido por la secreción de H+
• Recupera HCO3 perdido en el proceso de amortiguación
• Secreción de H+ 4500 mEq/día
• Excreción de H+ 50-100mEq
• Orina pH 4-5-5.5 excreción de ácidos con tampones urinarios
Hamm L. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10: 2232–2242.
13. Transporte H+/HCO3-
Douglas C, et al. Vander’s Renal Physiology. Regulation of Acid-Base Balance. 8e,
Contribución normal de los segmentos
tubulares
Túbulo proximal
Reabsorbe HCO3 80%
Produce y secreta amonio
Rama ascendente gruesa del Henle
Reabsorbe HCO3 10-15%
Nefrona distal
Reabsorbe el resto del HCO3 filtrado y secretado
Acidifica el líquido tubular (CI tipo A)
Secreta HCO3 (CI tipo B)
Secreta amoniaco y amonio (CI tipo A y no-A no-B)
Carga filtrada HCO3
4.500mEq/día
22-26 mEq/L
15. Célula intercalar tipo A:
secretora H+
Douglas C, et al. Vander’s Renal Physiology. Chapter 9. Regulation of Acid-Base Balance. 8e. McGraw-Hill,
2013.
Aranalde G, et al. Fisiologia renal. 1ªed. Corpus. 2015.
16. Célula intercalar tipo B:
secretora HCO3
Douglas C, et al. Vander’s Renal Physiology. Chapter 9. Regulation of Acid-Base Balance. 8e. McGraw-
Hill, 2013.
Aranalde G, et al. Fisiologia renal. 1ªed. Corpus. 2015.
17. Excreción renal de ácidos
• Acidez titulable:
• Excreción de protones (H+)
• Buffer HPO4/H2PO4- (fosfato)
• 1/3 de ácidos excretados en condiciones normales
• En condiciones patológicas este mecanismo no puede aumentar la excreción de
ácidos
Hamm L. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10: 2232–2242.
18. Acidez titulable
Cada H+ secretado consume
un HPO4
= y genera un
H2PO4
-
Douglas C, et al. Vander’s Renal Physiology. Chapter 9. Regulation of Acid-Base Balance. 8e. McGraw-
Hill, 2013.
Aranalde G, et al. Fisiologia renal. 1ªed. Corpus. 2015.
19. Excreción renal de ácidos
• Acidez no titulable:
• Buffer NH3/ NH4+ (amonio)
• 2/3 de ácidos son excretados por este mecanismo
• 1 NH4+ excretado = 1 HCO3- generado
• En condiciones patológicas este mecanismo puede incrementar la
excreción de ácidos hasta 10 veces
• La hipokalemia lo estimula
• La hiperkalemia lo inhibe
Hamm L. Clin J Am Soc Nephrol 2015; 10: 2232–2242.
24. Aproximación Fisiológica
Trastornos del estado ácido base:
Acidosis Alcalosis
Respiratoria Metabólica Respiratoria Metabólica
Mixtos
Berend K,et al. N Engl J Med. 2014; 371(15):1434-45.
25. Definición: Alcalosis Metabólica
• Aumento del pH sérico por encima 7.42
• Aumento en las concentraciones de bicarbonato
• Disminución de los hidrogeniones
• Aumento compensatorio de la PaCO2
32. Paso 3: Determinar la
respuesta secundaria
• Si PaCO2 < esperada Alcalosis respiratoria sobreagregada
• Si PaCO2 > esperada Acidosis respiratoria sobreagregada
Respuesta esperada de la PaCO2
Alcalosis Metabólica PaCO2 = [HCO3 pte – HCO3 normal] x 0.7 + PaCO2
PaCO2 = [HCO3] + 15
33. Trastornos metabólicos mixtos
• Cuando hay anión Gap elevado se debe determinar si hay trastorno
metabólico asociado.
• Delta anión gap: anión gap del paciente – anión gap normal
• Delta de HCO3: bicarbonato normal – bicarbonato del paciente
****En caso de acidosis láctica: multiplicar x 0.6 el Δ [anión gap]
Δ [anión gap] – Δ [HCO3-]
> 5 mmol/L
Alcalosis metabólica
0 ± 5
< -5 mmol/L
Acidosis metabólica
anión gap normal
Berend K,et al. N Engl J Med. 2014; 371(15):1434-45.
39. Causas de alcalosis metabólica
ORIGEN ETIOLOGIA
GASTROINTESTINAL
Vómito
Causa médica
Causa Psiquiátrica: Anorexia
nerviosa, bulimia
Sonda nasogástrica a libre drenaje
Desnutrición
Hipoalbuminemia
Incremento de la ingesta o
intoxicación
Vitamina D
Carbonato de calcio
Bicarbonato de sodio
Citrato
Laxantes
Cocaina
40. Causas de alcalosis metabólica
RENAL
Alcalosis por contracción
(hipoperfusión renal)
Hipovolemia o choque de
cualquier causa
Falla Cardíaca
Cirrosis
Sindrome nefrótico
Diuréticos
De asa (furosemida)
Tiazídicos (hidroclorotiazida)
Tubulopatías
Síndrome de Bartter
Síndrome de Gitelman
Síndrome de Liddle
Estados de hiperaldosteronismo o
hipercortisolismo
Hiperaldosteronismo primario o
secundario
Sindrome de Cushing
41. Causas alcalosis metabólica
• Iatrogénicas:
• Suministro de soluciones bicarbonatadas vía oral o
intravenosa
• Infusiones excesivas de lactato de Ringer o Hartman
43. Relación de la alcalosis
metabólica y el potasio
• La alcalosis se asocia con hipokalemia
• Por cada 0.1 que aumenta el pH, el potasio sérico disminuye
0.5 ± 0.1
• La hipokalemia empeora la alcalosis
• La corrección de la alcalosis favorece la salida de potasio a la
célula.
45. Caso Clínico
• Hombre de 27 años
• Debut con poliuria y polidipsia de una semana de evolución.
• El último día dolor abdominal, epigastralgia y vómito en
incontables ocasiones sin mejoría con la toma de mylanta
múltiples cucharadas más metoclopramida.
55. El anión Gap de la paciente es:
1) 12
2) 15
3) 48
4) 28
5) 45
56. El anión Gap de la paciente es:
1) 12
2) 15
3) 48
4) 28
5) 45
57. Paso 4: Cálculo del anión Gap
Corrección con Albúmina:
Anión gap = (135 + 5 ) – (82 + 10)
48
Valor referencia: 12 ± 2
2.5 por cada 1gr/dl albúmina
Berend K,et al. Physiological Approach to Assessment of Acid–Base Disturbances. N Engl J Med. 2014 Oct 9;371(15):1434-45.
Anión gap = (Na + K) - (Cl + HCO3)
59. La causa del Anión Gap
elevado del paciente es:
1) Acidosis láctica
2) Rabdomiolisis
3) Cetoacidosis diabética
4) Falla renal aguda
5) La administración de solución salina 0.9 %
60. La causa del Anión Gap
elevado del paciente es:
1) Acidosis láctica
2) Rabdomiolisis
3) Cetoacidosis diabética
4) Falla renal aguda
5) La administración de solución salina 0.9 %
62. El trastorno metabólico
del paciente es:
1) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado pura
2) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado y alcalosis
metabólica
3) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado y anión gap
normal
4) Ninguna de las anteriores
5) Todas las anteriores
63. El trastorno metabólico
del paciente es:
1) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado pura
2) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado y alcalosis
metabólica
3) Acidosis metabólica con Anión Gap elevado y anión gap
normal
4) Ninguna de las anteriores
5) Todas las anteriores
64. Trastornos metabólicos mixtos
****En caso de acidosis láctica: multiplicar x 0.6 el Δ [anión gap]
Δ [48 - 12] – Δ [24 - 6]
> 5 mmol/L
Alcalosis metabólica 18
< -5 mmol/L
Acidosis metabólica
anión gap normal
Δ [anión gap] – Δ [HCO3-]
66. Por el enfoque de Stewart
• Diferencia de iones fuertes: (Na + K) – Cl
• Diferencia de iones fuertes: (135 + 5) – 82
• Diferencia de iones fuertes: 58 (VR: 40 +/- 2)
67. Continua el caso clínico
• Uroanálisis:
• pH urinario: 5.0
• Sin proteinuria
• Glucosuria 500 mg/dl
• Sangre negativa
• Sedimento limpio
• Anión Gap urinario:
• Na: 18 mmol/l
• Cl: 20 mmol/l
• K: 28 mmol/l
68. La causa más probable de la
alcalosis metabólica
asociada en este paciente es:
1) Administración de bicarbonato
2) Consumo de hidróxido de aluminio (milanta)
3) Intoxicación por sustancia alcalina
4) Vómito
5) Alcalosis de origen renal
69. La causa más probable de la
alcalosis metabólica
asociada en este paciente es:
1) Administración de bicarbonato
2) Consumo de hidróxido de aluminio (milanta)
3) Intoxicación por sustancia alcalina
4) Vómito
5) Alcalosis de origen renal
70. Teniendo en cuenta lo anterior,
la solución de líquidos
más indicada para este paciente es:
• Bicarbonato de sodio
• Lactato de ringer (hartmann)
• Solución salina al 0.9 %
• Solución salina al 0.45 %
• Una solución coloide
71. Teniendo en cuenta lo anterior,
la solución de líquidos
más indicada para este paciente es:
• Bicarbonato de sodio
• Lactato de ringer (hartmann)
• Solución salina al 0.9 %
• Solución salina al 0.45 %
• Una solución coloide
72. El potasio sérico estaba en 5 mmol/L
con pH de 7.1. Si se corrige el
pH hasta 7.4, el potasio va a quedar en:
1) 8 mmol/L
2) 6 mmol/L
3) 4 mmol/L
4) 3.5 mmol/L
5) 2 mmol/L
73. El potasio sérico estaba en 5 mmol/L
con pH de 7.1. Si se corrige el
pH hasta 7.4, el potasio va a quedar en:
1) 8 mmol/L
2) 6 mmol/L
3) 4 mmol/L
4) 3.5 mmol/L
5) 2 mmol/L
74. Relación del potasio y el
equilibrio ácido base
• La acidosis se asocia con hiperpotasemia y la alcalosis con
hipopotasemia
• Por cada 0.1 que cambie el pH, el potasio sérico aumenta o
disminuye 0.5 ± 0.1
• La corrección de la acidosis favorece la entrada de potasio a la
célula (0.5 por cada 0.1 que sube el pH).
75. Conclusión del caso
• Alcalosis metabólico con Anión Gap elevado por cetoacidosis
diabética
• Alcalosis respiratoria por hiperventilación
• Alcalosis metabólica asociada a vómito
Tarea clave regular el estado ácido base
Los riñones son los principales en la excreción de ácidos y bases
Trabajan a la par con el sistema respiratorio para mantener el estado ácido base plasmático dentro del límite normal
En condiciones normales excreción renal de ácidos = producción de ácidos no volátiles
Recupera HCO3 perdido en el proceso de amortiguación
Secreción de H+ 4.390 mEq/día
Excreción de H+ 50-100mEq
No excretan una orina más ácida que un pH 4-4.5
Los ácidos excretados con tampones urinarios (fosfato)
Ácidos titulables: tampones urinarios —> insuficiente para equilibrar la carga diaria de ácidos no volátiles
Acidez no titulable: NH4+ (la adición de una base no neutraliza este tipo de ácido)
Excreción neta de ácido (ENA) = [acidez no titulable + acidez titulable] - [bicarbonato urinario]
ENA = [(HN4 x V) + ( AT x V)] - (HCO3 x V)
Al excretarse tan poco HCO3, no se tiene en cuenta.
HN4 2/3
Neutralización parcial: hay más concentración de ácido, por lo que en el medio quedará la sal y también algo de ácido.
Figure 3. | Schematic representation of HCO3
2 reabsorption in the
proximal tubule. Most H1 secretion occurs through Na1/H1 exchange,
although a component of an H1 pump is also present. Carbonic
anhydrase (CA), both intracellular and luminal, is important for
HCO3
2 reabsorption. HCO3
2 exits the cell by NBCe1-A.
Célula intercalar tipo A del TCC
En todos los segmentos se secreta H por la membrana luminal por dos mecanismos:
Bomba H-ATPasa apical de tipo vacuolar (principal mecanismo)
Bomba H-K-ATPasa, es electroneutro. Existen dos isoformas: gástrica y colónica, son bombas ATPasa dependiente de K de clase E1, E2 (tipo P). La colónica a nivel renal puede sustituir el H por Na y el K por NH4.
A nivel de la membrana basolateral:
Intercambiador Cl-HCO3 (AE1 intercambiador aniónico 1) es ELECTRONEUTRO 1:1
Modelo general de la célula secretora de HCO3
Célula intercalar tipo B del TCC
H-ATPasa a nivel basolateral
Intercambiador Cl/HCO3 apical (Pendrina —> Síndrome de Pendred: sordera y bocio herencia autosómica recesiva)
Nuevo intercambiador aniónico luminal AE4.
En condiciones normales excreción renal de ácidos = producción de ácidos no volátiles
Recupera HCO3 perdido en el proceso de amortiguación
Secreción de H+ 4.390 mEq/día
Excreción de H+ 50-100mEq
No excretan una orina más ácida que un pH 4-4.5
Los ácidos excretados con tampones urinarios (fosfato)
Ácidos titulables: tampones urinarios —> insuficiente para equilibrar la carga diaria de ácidos no volátiles
Acidez no titulable: NH4+ (la adición de una base no neutraliza este tipo de ácido)
Excreción neta de ácido (ENA) = [acidez no titulable + acidez titulable] - [bicarbonato urinario]
ENA = [(HN4 x V) + ( AT x V)] - (HCO3 x V)
Al excretarse tan poco HCO3, no se tiene en cuenta.
HN4 2/3
Generación de acidez titulable
[HCO3] a nivel distal es baja, por tanto el H+ es tamponado por el fostato.
A pH normal el 80% del fosfato se encuentra en forma divalente HPO4 = (base conjugada) y 20% monovalente H2PO4- (ácido débil)
Al inicio del TCP se encuentra la mayor concentración de HPO4= y menor de H2PO4- (similar al plasma)
A medida que se avanza en el sistema tubular incrementa la [H+] por tanto la reacción se desplaza a la izquierda
H2PO4- <—>HPO4= + H
Cada H secretado consume un HPO4= y genera un H2PO4-
Cantidad de fosfato disponible es variable.
Carga filtrada total de fosfato 160mmol/día, con velocidad FG 180L/día, concentración plasmática de 1 mmol/día —> 90% forma libre
Fracción reabsorbida 75-90%
Fracción disponible para la amortiguación 40mmol/día = excreción de H+ 40mmol/día
En condiciones normales excreción renal de ácidos = producción de ácidos no volátiles
Recupera HCO3 perdido en el proceso de amortiguación
Secreción de H+ 4.390 mEq/día
Excreción de H+ 50-100mEq
No excretan una orina más ácida que un pH 4-4.5
Los ácidos excretados con tampones urinarios (fosfato)
Ácidos titulables: tampones urinarios —> insuficiente para equilibrar la carga diaria de ácidos no volátiles
Acidez no titulable: NH4+ (la adición de una base no neutraliza este tipo de ácido)
Excreción neta de ácido (ENA) = [acidez no titulable + acidez titulable] - [bicarbonato urinario]
ENA = [(HN4 x V) + ( AT x V)] - (HCO3 x V)
Al excretarse tan poco HCO3, no se tiene en cuenta.
HN4 2/3
Figure 8. | Model of proximal ammonia transport. Glutamine serves as the primary metabolic substrate for ammoniagenesis. Proximal tubule
glutamine uptake involves transport across the apicalmembrane, primarily via BoAT-1, and across the basolateral membrane by SNAT3. Complete
metabolism of each glutamine results in generation of two NH4
1 and two bicarbonate ions. Bicarbonate is transported across the basolateral
membrane via NBCe-1A. Ammonium secretion across the apical membrane occurs primarily via NHE3-mediated Na1/NH4
1 exchange, with
a lesser contribution by parallel H1 and NH3 transport. BoAT-1, apical Na1-dependent neutral amino acid transporter-1; NBCe-1A, electrogenic
sodium-bicarbonate cotransporter, isoform 1A; NHE3, sodium/hydrogen exchanger 3; SNAT3, sodium-coupled neutral amino acid transporter-3.
Figure 11. | Integrated overview of renal ammonia metabolism. Renal ammoniagenesis occurs primarily in the proximal tubule, involving glutamine
uptake by SNAT3 and BoAT-1, glutamine metabolism forming ammonium and bicarbonate, and apical NH4
1 secretion involving NHE3 and
parallel H1 and NH3 transport. Ammonia reabsorption in the thick ascending limb, involving apical NKCC2-mediated uptake results in medullary
ammonia accumulation. Medullary sulfatides (highlighted in green) reversibly bind NH4
1, contributing to medullary accumulation. Ammonia is secreted
in the collecting duct via parallelH1andNH3 secretion. The numbers in blue represent the proportion of total excreted ammonia. BoAT-1, apical
Na1-dependent neutral amino acid transporter-1; gsc, galactosylceramide backbone; PDG, phosphate-dependent glutaminase.
Figure 2. | Relative urinary titratable acid and ammonia in adults on
a control or acid loading diet (with NH4Cl). Reference 15.
Figure 7. | Responses of urinary ammonia and titratable acid excretion
to exogenous acid loads. Normal humans were acid loaded,
and changes in urinary ammonia and titratable acid excretion were
determined on days 1, 3, and 5 of acid loading. Changes in urinary
ammonia excretion are the quantitatively predominant response
mechanism on each day, and continued to increase over the 5 days of
the experiment. Titratable acid excretion is aminor component of the
increase in net acid excretion, and peaks on day 1 of acid loading.
Data calculated from reference 46.
En condiciones normales excreción renal de ácidos = producción de ácidos no volátiles
Recupera HCO3 perdido en el proceso de amortiguación
Secreción de H+ 4.390 mEq/día
Excreción de H+ 50-100mEq
No excretan una orina más ácida que un pH 4-4.5
Los ácidos excretados con tampones urinarios (fosfato)
Ácidos titulables: tampones urinarios —> insuficiente para equilibrar la carga diaria de ácidos no volátiles
Acidez no titulable: NH4+ (la adición de una base no neutraliza este tipo de ácido)
Excreción neta de ácido (ENA) = [acidez no titulable + acidez titulable] - [bicarbonato urinario]
ENA = [(HN4 x V) + ( AT x V)] - (HCO3 x V)
Al excretarse tan poco HCO3, no se tiene en cuenta.
HN4 2/3
Figure 1. Sites of Diuretic Action in the Nephron.
The percentage of sodium reabsorbed in a given region is indicated in parentheses.
“K+-sparing agents” collectively refers to the epithelial sodiumchannel
inhibitors (e.g., amiloride and triamterene) and mineralocorticoidreceptor
antagonists (e.g., spironolactone and eplerenone). Sodium is
reabsorbed in the distal tubule and collecting ducts through an aldosterone-
sensitive sodium channel and by activation of an ATP-dependent sodium–
potassium pump. Through both mechanisms, potassium is secreted
into the lumen to preserve electroneutrality. Sodium-channel inhibitors
preserve potassium by interfering with the sodium–potassium pump,
whereas mineralocorticoid-receptor antagonists spare potassium through
their inhibitory effect on aldosterone. NaHCO3 denotes sodium bicarbonate
Key Concept: The pH indicates the primary abnormality (acidosis or alkalosis). A compensatory response can restore the pH to near-normal.
Discussion Points: In an effort to maintain normal acid-base status, a compensatory change occurs. The pH indicates the primary abnormality (acidosis or alkalosis). Then you must determine the primary disorder and any compensatory change.
For example, if the pH is 7.2, the primary abnormality is acidosis. If the bicarbonate is 14 (metabolic acidosis), then a compensatory respiratory alkalosis should be present (PaCO2 <35).
The compensatory change never completely corrects the primary imbalance to normal. Compensatory changes limit rather than correct. If the pH is within the normal range, a mixed disorder(s) is probably present.
AG estimado de la relativa abundancia de aniones no medidos
Se usa para determinar si la acidosis metabólica es debida a acumulación de ácidos no volátiles (ej láctico) o pérdidas renales de HCO3
Para mantener la electronegatividad los aniones = cationes
A medida que el anión gap baja aumenta el HCO3
Cetoacidosis diabética 1:1
Acidosis láctica 0.6:1