1) La regulación del equilibrio ácido-base implica tres sistemas: los amortiguadores químicos, el centro respiratorio y los riñones. 2) Los amortiguadores químicos, especialmente el sistema bicarbonato/dióxido de carbono, ayudan a mantener estables los niveles de iones de hidrógeno. 3) Los pulmones controlan los niveles de dióxido de carbono y los riñones pueden excretar orina ácida o alcalina para regular el equilibrio.

1. Regulacion del equilibrio
acidobasico
Dra. Milka Ramirez

3. La regulacion del equilibrio del ion hidrogeno es similar, a la
regulacion de los demas iones del organismo.
Los rinones desempenan un papel fundamental en la regulacion
de la eliminacion del hidrogeno.
El control preciso de la concentracion de iones hidrogeno en el
liquido extracelular implica mucho mas que la simple eliminacion
de estos iones por los rinones.

4. Existen tambien otros mecanismos de amortiguamiento
acidobasico en los que participan la sangre, las celulas y los
pulmones que son esenciales para el mantenimiento de las
concentraciones normales de ion hidrogeno tanto en el liquido
extracelular como en el intracelular.

5. La concentracion de ion Hidrogeno
esta regulada de una forma precisa.
La regulacion de los iones hidrogeno es esencial ya que la
concentracion de iones hidrogeno influyen sobre las
actividades de casi todos los sistemas enzimaticos de nuestro
organismo.
La concentracion de iones hidrogeno de los liquidos
corporales se mantiene en un nivel bajo.

6. Ej: La concentracion de sodio en el liquido extracelular
(142mEq/litro) es unos 3.5 millones de veces superior a la
concentracion normal de ion hidrogeno, cuya cifra media es de
solo 0.00004 mEq/L.
La precision con que esta regulado el ion hidrogeno es un signo
de su importancia para las distintas funciones celulares.

7. Acidos y bases: sus definiciones y
significados.
Un ion hidrogeno es un simple proton libre liberado de un
atomo de hidrogeno.
Las moleculas que contienen atomos de hidrogeno que pueden
liberar iones hidrogeno en una solucion reciben el nombre de
acidos.
Ej: el acido clorhidrico(HCL), que se ioniza en el agua para
formar iones hidrogeno(H+) e iones cloruro(Cl-). De la misma
forma, el acido carbonico(H2C03-).

8. Una base es un ion o una molecula que puede aceptar un
ion hidrogeno.
Ej: un ion bicarbonato, HC03- es una base, ya que puede
combinarse con un ion hidrogeno para formar H2C03.
Las proteinas del organismo tambien funcionan como bases,
ya que algunos aminoacidos que las forman tienen cargas
negativas netas que aceptan facilmente iones hidrogeno.
La proteina hemoglobina de los eritrocitos y las proteinas
de otras celulas se encuentran entre las bases mas
importantes del organismo.

9. El termino base suele usarse como sinonimo del termino
alcali.
Un alcali es una molecula formada por la combinacion de
uno o mas metales alcalinos (sodio, potasio, litio, etc.) con
un ion fuertemente basico como el hidroxilo(OH-).
El termino alcalosis se refiere a una extraccion excesiva de
iones hidrogeno de los liquidos organicos, en contraposicion a
la adicion excesiva de dichos iones, situacion que recibe el
nombre de acidosis.

10. Acidos y bases fuertes y debiles.
 Un acido fuerte es aquel que se disocia rapidamente y
libera grandes cantidades de H+ a la solucion. Ej: HCL.
 Los acidos debiles tienen menos tendencia a disociar sus
iones y, por tanto, liberan H+ con menos vigor. Ej: H2C03.
 Una base fuerte es la que reacciona de forma rapida y
potente con H+ y, por tanto, lo elimina con rapidez de una
solucion.Ej: OH-, que reacciona con H+ para formar agua
(H20).
 Una base debil tipica es el HCO3- ya que se une con el H+ de
una forma mucho mas debil de la que lo hace el OH-.

11.  La mayoria de los acidos y de las bases del liquido
extracelular que intervienen en la regulacion acidobasica
normal son debiles. Los mas importantes son el H2C03 y el
bicarbonato.

12.  La concentracion de iones hidrogeno en la sangre se
mantiene normalmente dentro de unos limites muy
estrechos, alrededor de 0.00004mEq/litro(40mEq/litro).
 Las variaciones normales solo son de unos 3 a 5nEq/litro,
pero en condiciones extremas, la concentracion de iones
hidrogeno puede variar desde tan solo 10nEq/litro a
160nEq/litro, sin que sea causa de muerte.

13. La expresion de PH.
El pH esta relacionado con la concentracion real de iones
hidrogeno mediante la sgte formula:
PH= log 1/{H+}= -log{H+}
La concentracion de iones hidrogeno {H+} se expresa en
equivalentes por litro.
Por ej., la {H+} normal es de 40nEq/L(0.00000004Eq/L). Por
lo tanto, el pH normal es:
PH= -log{0.00000004}
PH= 7.4

14.  En esta formula, se observa que el PH esta en relacion
inversa con la {H+}; por tanto, un ph bajo corresponde a una
concentracion alta de iones hidrogeno y un ph alto
corresponde a una concentracion baja de iones hidrogeno.
 El pH normal de la sangre arterial es 7.4, mientras que de la
sangre venosa y de los liquidos intersticiales es de alrededor
de 7.35, por la mayor cantidad de dioxido de carbono (C02).

15.  Se considera que una persona normal tiene acidosis,
cuando el ph cae por debajo de 7.4 y en alcalosis cuando
esta por encima de este.
 El limite inferior del ph con el que la vida es posible mas de
unas cuantas horas es de 6.8 y el limite superior es de 8.0.

16.  El pH intracelular suele ser algo inferior al plasmatico, ya
que el metabolismo de las celulas produce acido, sobretodo
H2CO3.
 El PH del liquido intracelular oscila etre 6.0 y 7.4.
 El pH de la orina puede oscilar entre 4.5 y 8.0 dependiendo
del estado acidobasico del liquido extracelular.
 El HCL , liquido excretado en la luz gastrica por celulas
oxinticas(parietales) de la mucosa del estomago, tiene un pH
de 0.8.

17. Concentracion
de H+ mEq/L
PH
Liquido
extracelular
Sangre arterial 4.0 x10-5 7.40
Sangre venosa 4.5 x10-5 7.35
Liquido
intersticial
4.5 x10-5 7.35
Liquido
Intracelular
1x10-3 a 4x10-5 6.0 a 7.4
Orina 3 x10-2 a 1x10-5 4.5 a 8.0
HCL gastrico 160 0.8

18. Existen 3 sistemas fundamentales que regulan la
concentracion de iones hidrogeno en los liquidos corporales
para evitar tanto la acidosis como la alcalosis:
 Los sistemas quimicos de amortiguamiento acidobasico de
los liquidos corporales. Se combinan de forma inmediata
con el acido o base para evitar variaciones excesivas de la
concentracion de iones hidrogeno.

19.  El centro respiratorio, que regula la eliminacion de C02( y
por tanto, de H2C03) del liquido extracelular.
 Los rinones, que pueden excretar una orina tanto acida
como alcalina, pero lo hace de manera lenta, ya que puede
durar horas o varios dias.

20.  Se llama amortiguador a cualquier sustancia capaz de unirse
de manera reversible a los iones hidrogeno. Se expresa asi:
Amortiguador + H+ ------ Amortiguador H
Ej: Un H+ libre se combina con el amortiguador para formar un
acido debil (Amortiguador H) que puede permanecer como una
molecula no disociada o volver a disociarse en Amortiguador y
H+.
Cada dia se ingieren o se producen a traves del metabolismo
unos 80 miliequivalentes de hirogeno, mientras que su
concentracion en los liquidos corporales es de tan solo unos
0.00004 mEq/litro.

21. Consiste en una solucion acuosa con dos componentes:
 Un acido debil, H2C03
 Una sal de bicarbonato, por ej; NaHCO3.
El H2 C03 se forma en el organismo mediante la reaccion de
C02 con el H20:
C02 + H20 --------H2C03
anhidrasa carbonica

22.  Esta reaccion es lenta, pero con la presencia de la enzima
anhidrasa carbonica, se forman mayores cantidades de
H2C03.
 Esta enzima es abundante en las paredes de los alveolos
pulmonares , donde se libera C02. Tambien se encuentran
en los tubulos renales, donde se forma H2C03, ionizandose
debilmente.
H2C03 -----H+ + HCO3
El segundo componente del sistema es la sal de bicarbonato,
se encuentra principalmente en el liquido extracelular. El
NaHC3 se ioniza casi por completo formando bicarbonato e
iones sodio:
NaHCO3 -------- Na+ + HCO3-

23.  Todos los acidos, incluso el H2C03, estan ionizados en
cierta cuantia. Desde el punto de vista del equilibrio e masa,
las concentraciones de iones hidrogeno y bicarbonato son
proporcionales a la concentracion de H2C03.
 H2C03--------H+ + HC03-
Para cualquier acido, la concentracion de acido en relacion
con sus iones disociados viene definida por la constante de
disociacion k’:
K’ = H+ x HC03-/ H2C03

24. Ecuacion de Henderson- Hasselbach.
 La concentracion de iones hidrogeno se expresa en
unidades de pH en lugar de concentraciones reales. Se
define:
PH=-log H+
En esta ecuacion se deduce que un aumento de la
concentracion de iones bicarbonato produce una
elevacion del pH, lo que desvia el equilibrio acidobasico
hacia la alcalosis. Un aumento de la Pco2 hace que el pH
disminuya, lo que desvia el equilibrio acido basico hacia la
acidosis.

25.  Cuando las alteraciones del equilibrio acidobasico se debe a
un cambio primario de la concentracion de bicarbonato en el
liquido extracelular, recibe el nombre de trastornos
metabolicos.
 La acidosis secundaria a una disminucion primaria de la
concentracion de bicarbonato es la acidosis metabolica.
 La alcalosis causada a aumento primario de la concentracion
de bicarbonato recibe el nombre de alcalosis metabolica.

26.  La acidosis producida por un aumento de PC02, se
denomina acidosis respiratoria.
 La alcalosis producida por una disminucion de la PC02 se
denomina alcalosis respiratoria.
Nota: cuando las concentraciones de los amortiguadores
son bajas, la adicion de pequenas cantidades de acido o
de base a la solucion dan lugar a cambios importantes de
pH.

27.  Este sistema se considera ser el mas importante del
organismo porque sus dos elementos HCO3- y C02, se
encuentran regulados, por los rinones y los pulmones.
 Entonces, el pH del LEC esta en estricto control que
depende de las porciones relativas de eliminacion y adicion.

28.  Este no es el mas importante, pero interviene en el
amortiguamiento de liquidos en los tubulos renales y
liquidos intracelulares.
 Sus elementos mas importantes son H2P04- y HP04=.
 Cuando se anade un acido fuerte como el HCL, la base de
HPO4= acepta el hidrogeno y se convierte en H2PO4-.
HCL + Na2HP04------- NaH2P04 + NaCL.

29.  Cuando se anade el sistema amortiguador una base fuerte
como el NaOH, el H2P04- amortigua los grupos OH-,
formandose cantidades adicionales de HP04= + H20.
Na0H + NaH2P04-------Na2HP04 + H20.
El sistema amortiguador fosfato tiene un pK de 6.8. Aun asi
su capacidad con respecto al de bicarbonato es mas inferior.

30.  Gracias a sus elevadas concentraciones, sobretodo en el
interior de la celulas, son uno de los amortiguadores mas
abundantes del organismo.
 En los hematies, la hemoglobina actua como un
amortiguador importante de la forma:
H+ + HB-------HHb
Su pk esta muy cercano a 7.4, y por esto tiene gran
capacidad de amortiguamiento.

31.  Este principio implica que toda situacion que determine un
cambio del equilibrio de uno de los sistemas
amortiguadores cambia tambien el equilibrio de todos, ya
que todos estos se amortiguan, desviando iones hidrogeno
de unos a otros.

32.  El principio hidrico se expresa de la sgte.
forma:
H+= k1 x HA1/A1= k2 x HA2/A2= K3 x
HA3/A3

33.  La segunda linea de defensa frente a los trastornos del
equilibrio acidobasico es el control que ejercen los
pulmones sobre el C02 del liquido extracelular, lo que
reduce la concentracion de iones hidrogeno.
 Por el contrario cuando hay una disminucion de la
ventilacion, aumenta el C02 , elevando asi la concentracion
de iones hidrogeno en el liquido extracelular.

34. Los procesos metabolicos
intracelulares dan lugar a una
produccion continua de C02 en el
organismo.
Luego se difunde de las celulas a los liquidos intersticiales y
sangre, lo cual lleva a los pulmones, pasa a los alveolos y
finalmente a la atmosfera por la ventilacion pulmonar.
La cantidad de C02 disuelto normalmente en los
liquidos extracelulares es de 1.2 mmol/litro, lo que
corresponde a una PC02 de 40mmHG.

35. Si la formacion
metabolica de C02
permanece constante,
el unico factor que
influye sobre la PC02
de los LEC es la tasa de
ventilacion alveolar.
Cuanto mayor
es la ventilacion
alveolar, menor
es la PC02, y a
la inversa,
cuanto menor
es la ventilacion
alveolar, mas
alta la PC02.
Cuando aumenta la
concentracion de
C02,tambien se elevan
las concentarciones de
H2C03 y de H+, en
donde se convierte en
una disminucion del pH
del LEC.

36. El aumento de la concentracion e iones
hidrogeno estimula la ventilacion alveolar.
La ventilacion alveolar
sube de 4 a 5 veces su
valor normal cuando
el pH disminuye desde
su valor normal de 7.4
a 7.
Cuando el pH
plasmatico
supera el
valor de 7.4 se
produce
disminucion
de la
ventilacion.
 La razon es que cuando la
ventilacion alveolar disminuye a
causa del aumento de pH,
descienden tambien la cantidad de
oxigeno que se anade a la sangre y
su presion parcial de esta(PC02), lo
que estimula la frecuencia
respiratoria.

37. Como el aumento de la concentracion de iones hidrogeno
estimula la respiracion y dado el aumento de la ventilacion
alveolar reduce, a su vez, la concentracion de iones
hidrogeno, el aparato respiratorio actua como tipico regulador
por retroaccion negativa de la concentracion de iones
hidrogeno.

38. La eficacia del mecanismo respiratorio de control de la
concentracion de iones hidrogeno es de un 50 a 75% lo que
corresponde a ganancia de retroaccion de 1-3.
Si el pH cae de 7.4 a 7, el aparato respiratorio puede hacer
que este ascienda de 7.2 a 7.3 en un tiempo de 3 a 12
minutos.

39. La regulacion respiratoria del
equilibrio acidobase es un sistema
de amortiguamiento fisiologico.
Su capacidad de amortiguar lo hace 1- 2 veces
mayor que otros amortiguadores.

40.  Las alteraciones de la respiracion pueden producir cambios
de la concentracion de iones hidrogeno.
 Ej: Una alteracion pulmonar tipo enfisema puede disminuir
la capacidad pulmonar para eliminar C02, lo que produce
acumulacion de este en el lEC y el pcte realiza acidosis
respiratoria.

41. Los rinones controlan el equilibrio acido
base excretando una orina acida o
alcalina.
Mecanismo: hacia los tubulos se filtran
grandes cantidades de iones
bicarbonato; su paso a la orina produce
la perdida de bases en la sangre.
Por otro lado, las celulas epiteliales de
los tubulos tambien secretan hacia las
luces tubulares, grandes cantidades de
iones hidrogeno, y es aqui donde
secreta acido.

42. El organismo produce 80 miliequivalentes diarios de acidos
no volatiles que proceden del metabolismo de las proteinas.
Estos acidos se denominan no volatiles, porque no son
H2C03 y no se eliminan por los pulmones. Su eliminacion es
renal.
Cada dia, los rinones filtran alrededor de 4320
miliequivalentes de bicarbonato(180 litros/dia x 24 mEq/L) y,
en condiciones normales, se reabsorbe por los tubulos para
conservar el principal sistema amortiguador.

43.  Los rinones regulan la concentracion de iones hidrogeno
del liquido extracelular mediante tres mecanismos basicos:
1. Secrecion de iones hidrogeno.
2. Reabsorcion de iones bicarbonato filtrados.
3. Produccion de nuevos iones hidrogeno.

44. La secrecion de iones
hidrogeno y la reabsorcion
de iones bicarbonato tienen
lugar en casi todas las
pociones de los tubulos ,
excepto asa descendente y
ascendente de Henle.
Del 80 a 90% de la
reabsorcion del bicarbonato
se produce en los tubulos
proximales. Solo un 10% se
reabsorbe en la porcion
gruesa del asa de Henle.
En los segmentos tubulares
proximales los iones
hidrogeno se secretan por
transporte activo
secundario, el cual es la
bomba ATPasa sodio-potasio
en un 90%.

45. Los iones
bicarbonato no
atraviesan facilmente
las membranas
luminales de las
celulas de los
tubulos renales.
El bicarbonato se
reabsorbe mediante
un proceso especial
en donde se combina
con iones hidrogeno
para formar H2C03.
El H2C03 se disocia en
C02 y H20. Entonces forma
bicarbonato y un ion
hidrogeno.

46. En condiciones normales, la
tasa de secrecion tubular de
iones hidrogeno es de unos
4400mEq/dia y la tasa de
filtracion de los iones
bicarbonato es de
4320mEq/dia.
Las cantidades de
estos dos iones
que penetran en
los tubulos son
casi iguales y se
combinan entre
ellos formando
C02 y H20. Por
esto se “titulan”
entre si.

47. La secrecion activa primaria de iones hidrogeno se
debe a las celulas intercalares, situada en la porcion
final de los tubulos distales y colectores.
Esta secrecion de hidrogenos se hace en 2 etapas:
1) el C02 disuelto en la celula se combina con H20
para formar H2C03.
2) El H2C03 se disocia a continuacion en iones
bicarbonato que se reabsorben en la sangre e iones
hidrogeno que se secretan al tubulo por medio de la
bomba ATPasa de hidrogeno.

48. Cuando se secretan mas iones hidrogeno al liquido
tubular que iones bicarbonato han sido filtrados, solo
una pequena parte de este exceso puede excretarse
de forma ionica(H+) por la orina.
La razon es que el pH minimo de la orina es de 4.5, lo que
hace una concentracion de iones hidrogeno de 10-4.5 mEq/L.
La excresion de grandes cantidades de iones
hidrogeno(500mEq/L) por la orina se logra, gracias a la
combinacion de hidrogeno con los amortiguadores en el
liquido tubular.

49. Los mas importantes
amortiguadores son los
de fosfato y amoniaco,
aunque existen otros
sistemas mas debiles,
como el urato y el
citrato.

50.  El sistema amortiguador fosfato esta formado por HP04= y
H2P04-.
 Ambas sustancias se concentran en el liquido tubular
gracias a su reabsorcion escasa y a la reabsorcion de
agua del liquido tubular.
 Su pk es de alrededor de 6.8; en condiciones normales, la
orina es ligeramente acida y el amortiguador fosfato
funciona cerca del margen de Ph mas efectivo.

51.  Este sistema amortiguador esta compuesto por el
amoniaco(NH3) y el ion amonio(NH4).
 Los iones amonio se sintetizan a partir de la glutamina
transportada al interior de las celulas epiteliales de los
tubulos proximales, porcion gruesa ascendente del asa de
Henle y los tubulos distales.
 Por tanto, por cada molecula de glutamina, metabolizada
en los tubulos proximales, se secretan dos iones de NH4
por la orina y se reabsorben hacia la sangre dos iones
HC03-. Este ultimo, corresponde al bicarbonato nuevo.

52.  Su importancia radica en su control fisiologico.
 En condiciones normales, la cantidad de iones hidrogeno
eliminados por el sistema amortiguador amoniaco
representa el 50% del acido excretado y el 50% del nuevo
bicarbonato generado por los rinones.
 En acidosis cronica, la tasa de excresion de NH4_ aumenta
mucho, pudiendo alcanzar cifras de hasta 500mEq/dia. Es
un mecanismo dominante por el que se elimina acido es la
excresion de NH4+.

53. PH H+ PC02 HC03
Normal 7.4 40nEq/L 40mmHg 24mEq/L
Acidosis
respiratoria
Alcalosis
respiratoria
Acidosis
metabolica
Alcalosis
metabolica