Regulación Ácido-Básica.

 Mantener el Ph en los fluidos intra y
extracelulares es fundamental ya que ello
influye en la actividad biológica.
 La regulación depende fundamentalmente de 3
sistemas.


Conceptos de Ácidos y Bases
 Acido: son aquellos que libera iones de hidrogeno.
 HCl + H2O <-> H3O+ + Cl-
 H2CO3 + H2O <-> H3O+ + HCO3
-
 Base: son aquellos aceptan un H+ .
• H2O + H2O <-> H3O+ + OH-


ACIDOS Y BASES FUERTES Y DEBILES:

Concentraciones de iones H y pH
I. pH=log 1/[H+] = -log[H+]
• Ph: -log[H+]
pH:-log[0.00000004]
pH:7.4
 De la formula de pH puede verse que el pH y la
[H+] son inversamente proporcional.
↑Ph = ↓[H+]
↓Ph = ↑ [H+]
SANGRE
Iones de hidrogeno
en la sangre.
(40nEq/l)


ACIDO BASICO 1470 14
 Ph > 7.4  alcalosis
 Ph<7.4  acidosis
• Ph de la sangre arterial es de 7.4

pH y concentración de H+ en los líquidos corporales

2.El centro respiratorio:
Regula la eliminación de CO2(y por tanto de H2CO3) del
liquido extracelular.
3.Los riñones:
Papel fundamental para el equilibrio de [H+] , que
pueden excretar una orina ya sea acido o básica lo que
permite normalizar la [H+ ] en el liq. Extracelular.
Defensas frente a los cambios en la concentración de
H+:amortiguadores, pulmones y riñones.

1.
AMORTIGUADORES,BUFFER O
TAMPONES
 Los sistemas encargados de evitar grandes variaciones
del valor del pH son los denominado “amortiguadores”
 El limite inferior del pH con el que la vida es posible unas
cuantas horas es de alrededor de 6.8 y el limite superior de
alrededor de 8.
 Un ejemplo extremo de un liquido orgánico acido es el HCl
secretado por las células oxinticas de la mucosa del
estomago. La [H+] en estas células es unos 4 millones de
veces mayor que en la sangre, con un pH de 0.8


Sistema amortiguador del bicarbonato
Esta constituido por
H2CO3 y HCO3
-
Su valor de Pk= 6.1
algo alejado del pH
fisiológico de la sangre
La relación entre bicarbonato
y acido carbónico es muy
alta de 20/1
Es eficaz.
también
Es un sistema
abierto ; con lo que
el exceso de Co2
puede ser eliminada
atraves de la
ventilación pulmonar.
Además el bicarbonato
puede ser eliminado por los
riñones.


ECUACION DE
HENDERSON -
HASSELBALCH
A partir de la
ecuación se deduce
que:
También
proporciona
información
sobre el control
fisiológico.


 Interviene en la amortiguación del líquido de los túbulos
renales y del líquido intracelular.
 Elementos: H2PO4- y H2PO4=.
 Ejemplo:
Si se añade HCl:
HCl + Na2HPO4 NaH2PO4 + NaCl
Si se añade NaOH
NaOH + NaH2PO4 Na2HPO4 + H2O

 Tiene un pk de 6.8
 Su concentración en el líquido extracelular es de solo
8% de la concentración del amortiguador del
bicarbonato.
 Importante en los líquidos tubulares por dos motivos:
1. El fosfato se concentra en los túbulos, potencia
de amortiguación.
2. El pH del líquido tubular es menor que el
extracelular(7.35 – 7.4) , lo que aproxima más aún
los márgenes de operación del amortiguador.
Importante en los líquidos intracelulares:
1. La concentración de fosfato es superior en el L.I
que en L.E
2. El pH del L.I es de 6 – 7.4, lo que aproxima al pk
del amortiguador.


LAS PROTEÍNAS SON
AMORTIGUADORES
INTRACELULARES IMPORTANTES


Las proteínas son uno de los amortiguadores más importantes.
Gracias a su elevada concentración dentro de la célula.
Es eficaz ya que su pk se acerca al pH intracelular.
El pH intracelular sufre cambios en proporción a los cambios de
pH del líquido extracelular.
Los sistemas de amortiguadores de las células ayudan a evitar los
cambios de pH del líquido extracelular.
Ejemplo de amortiguador intracelular : Hb

H+ = K1 X HA1 =K1 X HA2 = K1 X HA3
A1 A2 A3
PRINCIPIO ISOHÍDRICO: TODOS LOS
AMORTIGUADORES DE UNA SOLUCIÓN
COMÚN SE ENCUENTRAN EN EQUILIBRIO
CON LA MISMA CONCENTRACIÓN DE H+
K : constante de
disociación.
HA: ácidos
A:
concentración
de iones
negativos de las
bases del
amortiguador.
Este principio implica que toda situación que determine
un cambio en el equilibrio de uno de los sistemas
amortiguadores cambiará también el equilibrio de todos
los demás.

REGULACIÓN
RESPIRATORIA DEL
EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO


 Es la 2da línea de defensa frente a los trastornos del
equilibrio ácido – básica.
Ventilación
elimina
CO2
[H+]
Ventilación
Aumenta
CO2
[H+]


La cantidad de CO2 disuelto normalmente en los líquidos
extracelulares es de 1,2 mol/l, lo que corresponde a una
Pco2 de 40 mmHg.
LA ESPIRACIÓN PULMONAR DE CO2 EQUILIBRA
SU PRODUCCIÓN METABÓLICA.
+ Producción
metabólica de CO2
+
PCO2
-Producción
metabólica de CO2 -
PCO2
+ ventilación pulmonar
-
Pco2
- ventilación pulmonar
+ Pco2

Si permanece constante la formación metabólica de CO2, el
único factor que influye sobre la PCO2 de los líquidos
extracelulares es la magnitud de la ventilación alveolar.
EL AUMENTO DEL LA VENTILACIÓN PULMONAR
REDUCE LA CONCENTRACIÓN DE H+ EN EL LÍQUIDO
EXTRACELULAR Y ELEVA EL pH
+ ventilación
alveolar
- PCO2
- ventilación
alveolar
+
PCO2

VA CO2 H2CO3 H
pH
VA CO2 H2CO3 H
pH

La concentración de H+ influye en la ventilación
alveolar .
EL AUMENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE H+
ESTIMULA LA VENTILACIÓN ALVEOLAR
pH H H2CO3 CO2
VA
pH H H2CO3 CO2
VA

El aumento de [H+] estimula la respiración y el aumento de la ventilación
alveolar reduce la concentración de H+ , que tendrá que volver a su valor
normal. Esto es siempre que se produzca un aumento superior al valor
normal de la concentración [H+]
Por el contrario , si [H+] se reduce por debajo de los límites normales, la
ventilación alveolar disminuirá , con lo que la concentración de H+
volverá a elevarse y alcanzar la normalidad.
CONTROL POR RETROALIMENTACIÓN DE LA
CONCENTRACIÓN DE H+ A TRAVÉS DEL
SISTEMA RESPIRATORIO


 La eficacia del mecanismo respiratorio del control de la
concentración de H+ es de 50-75%.
 Por ejemplo:
Si el pH aumenta rápidamente por la adición de un
ácido al líquido extracelular pH= 7.4 , este se reduce hasta
7; el aparato respiratorio puede aumentar hasta 7.2 – 7.3.
EFICACIA DEL CONTROL RESPIRATORIO DE LA
CONCENTRACIÓN DEL ION HIDRÓGENO


La regulación respiratoria es una sistema de
amortiguación de tipo fisiológico. La potencia de
amortiguación global del aparato respiratorio es una o
dos veces mayor que la de todos los demás
amortiguadores químicos del líquido extracelular
juntos.
POTENCIA AMORTIGUADORA DEL APARATO
RESPIRATORO


 Las alteraciones de la respiración pueden provocar
cambios en la concentración de H+ .
 Por ejemplo : alteración de la función pulmonar del
tipo enfisema grave, que consecuentemente produce
una acidosis respiratoria.
EL DETERIORO DE LA FUNCIÓN PULMONAR
PUEDE PROVOCAR UNA ACIDOSIS
RESPIRATORIA


 Los riñones controlan el
equilibrio acido básico
excretando una orina acida, o
una orina básica.
 El mecanismo global por el que
los riñones excretan orina acida
o básica es el siguiente:
a) Hacia los túbulos se filtran
continuamente grandes
cantidades de HCO3, y si
pasan a la orina de extraen
bases de la sangre.
b) Las células epiteliales de los
túbulos también secretan
hacia las luces tubulares
grandes cantidades de H, lo
que elimina acido de la sangre.
c) Si se secretan mas H que de
HCO3 (Habrá una pérdida
neta de acido en LEC). Por el
contrario, si se filtran más
HCO3 que H la perdida neta
será de base.


 El organismo produce unos
80 mEq diarios de ácidos no
volátiles que proceden
fundamentalmente del
metabolismo de las
proteínas.
 Cada día los riñones filtran
alrededor de 4320 mEq 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.


 De esta forma, los riñones regulan la
concentración de H en el líquido extracelular
mediante tres mecanismos básicos:
1. Secreción de H+.
2. Reabsorción de los HCO filtrados.
3. Producción de nuevos HCO3-.
-Cuando hay ALCALOSIS:
La extracción de HCO3- del
líquido extracelular eleva la
concentración de H+ en el
LEC, normalizándola.
-Cuando hay
ACIDOSIS:
Se reduce la
concentración de H+ en el
LEC, normalizándola.


Secreción de H+ y reabsorción de
HCO3- por los tubos 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.


Los iones H+ se secretan mediante transporte
activo secundario en los segmentos tubulares
proximales
 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.
 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.
 Más del 90 % del bicarbonato se
reabsorbe por este mecanismo. El
proceso de secreción de iones hidrógeno
logra la reabsorción de bicarbonato


Los iones HCO3- filtrados son reabsorbidos
gracias a la interacción con los iones hidrógeno
en los túbulos
-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.
-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.
-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.


Los iones HCO3- se «Titulan» frente a los
iones H+ en los túbulos
 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


Secreción activa primaria de H+ por las
células intercaladas de la porción final de
los túbulos distales
 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.
 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.


El Ph mínimo de la orina es de 4,5 lo que corresponde a
una concentración de 10-4,5mEq/l o 0,03mEq/l . Por lo
que por cada litro de orina sólo pueden excretarse
alrededor de 0,03mEq de H + libres.
Cuando se secretan más H+ al líquido tubular que
HCO3
-
se ha filtrado , sólo una parte del exceso de H+ puede
excretarse en la forma iónica (H+) por la orina.
Cuando los H
Cuando los H+ se titulan con bicarbonato en el liquido tubular , se
produce una reabsorción de un HCO3
- por cada H+ secretado .Por cuando
hay un exceso de H+ e el líquido extracelular , los riñones no sólo
reabsorben todo el HCO3
-filtrado ,sino también que genera nuevo HCO3
-;
ayudando así a responder el que se ah perdido a causa de la acidosis del
líquido extracelular.

 El sistema amortiguador de fosfato está compuesto de:
1) HPO4
2) H2PO4
 Los dos compuestos se concentran en el líquido tubular
gracias a que el agua normalmente se reabsorbe en
mayor medida que el fosfato en los túbulos renales.
 Otro factor que acrecienta la importancia del fosfato
como amortiguador tubular es que el;
 la orina es ligeramente ácida con
un pH cercano a la pk del sistema
amortiguador de fosfato.
El sistema amortiguador de fosfato
transporta el exceso de H+ en la orina y
genera nuevo HCO3
-
Pk=6,8

En circunstancias normales , la
mayor parte de fosfato filtrado
se reabsorbe y solo se dispone de
alrededor de 30 a 40mEq/día
para amortiguar los H+


Excreción del exceso de H+ y
generación de nuevo HCO3
-
mediante el sistema amortiguador del
amoniaco.
• Un segundo sistema amortiguador superior a la del sistema
amortiguador de fosfato está formado por el amoniaco (NH3) y
el ion amonio (NH4
+).
• El ion amonio se sintetiza a partir de glutamina , que procede
sobre todo del metabolismo de los aminoácidos en el hígado. La
glutamina se metaboliza para formar al final:
a)2 (NH4
+) b) 2 (HCO3
- )
• Por tanto , por cada molécula de glutamina metabolizada en
los túbulos proximales se secretan 2 iones (NH4
+) en la orina y
se reabsorben 2 (HCO3
- ) hacia la sangre.

 El sistema amortiguador de amoniaco-amonio está sujeto
a un control fisiológico.
 [H+ ] estimula Metabolismo renal de la glutamina
formación de NH4
+ y HCO3
-
[H+ ]
 La cantidad de H+ eliminados por el sistema
amortiguador de amoniaco representa alrededor del 50%
del ácido excretado y el 50% de HCO3
- nuevo generado
por los riñones.
 En la acidosis crónica , la excreción de NH4
+
 aumenta mucho , pudiendo alcanzar cifras de incluso
500mEq/día
La acidosis crónica aumenta
la excreción de NH4
+


Regulación de la secreció
tubular renal del H+


Corrección renal de la acidosis: aumento de
la excreción de H+ y adición de HCO3- al
líquido extracelular


Causas de la Acidosis
Respiratoria
 Se debe a una reducción de la ventilación y un
aumento de la Pco₂
 Puede deberse a trastornos patológicos que puede
dañar a los centros respiratorios o reducir la
capacidad de los pulmones de eliminar CO2
 La obstrucción de las vías respiratorias, neumonía,
enfisema, así como cualquier factor que impida el
intercambio de gases entre la sangre y el aire
alveolar.


Causas de la Alcalosis
Respiratoria
 Se debe a un aumento de ventilación y una
reducción de Pco₂
 Rara vez se debe a un trastorno patológico, cuando
una persona asciende a alturas elevadas por falta
de oxigeno se estimula a la respiración.
 Una psiconeurosis puede ocasionar una respiración
excesiva.


Causas de la Acidosis Metabólica
Se debe a una reducción de la concentración de
HCO₃¯ en el liquido extracelular
Los trastornos causantes son:
 Acidosis tubular renal.
 Diarrea.
 Vomito del contenido intestinal.
 Diabetes mellitus.
 Ingestión de ácidos.
 Insuficiencia renal cronica.


Metabólica
Acidosis Tubular Renal:
 Se debe a un defecto en la secreción renal de H, la
reabsorción de HCO o ambas.
 Incapacidad del mecanismo excretor tubular de H para
establecer una orina acida normal, lo que da lugar a una
orina alcalina.
 Insuficiencia renal crónica, secreción insuficiente de
aldosterona(enfermedad de Adisson), trastornos
hereditarios y adquiridos que deterioran la función
tubular, como el síndrome de Fanconi.


Metabólica
Diarrea:
 La diarrea grave es la causa mas frecuente de acidosis
metabólica.
 Debido a la perdida de grandes cantidades de
bicarbonato de sodio por las heces.
 Las secreciones digestivas contienen normalmente
grandes cantidades de bicarbonato y la diarrea da
lugar a una perdida de HCO
 Esta forma de acidosis metabólica puede ser
particularmente importante y puede provocar la
muerte, en especial a los niños pequeños


Metabólica
Vomito del contenido intestinal:
 Vomitar grandes cantidades de contenido mas
distales del aparato digestivo, hecho que ocurre a
veces, produce perdidas de bicarbonato.
Diabetes mellitus:
 Sin suficiente insulina, el metabolismo no puede
utilizar normalmente la glucosa. Las
concentraciones sanguíneas de acido acetoacetico
pueden elevarse mucho y provocar una acidosis
metabólica grave


Metabólica
Ingestión de ácidos:
 Raramente se ingieren grandes cantidades de ácidos en los
alimentos normales. Acido acetilsalicílico y alcohol metílico
(que forma acido fórmico cuando se metaboliza)
Insuficiencia renal crónica:
 Cuando la función renal crónica se reduce de forma
acentuada se acumulan aniones de ácidos débiles en los
líquidos corporales que los riñones no excretan.


Metabólica
Se debe a un aumento de la concentración de
HCO₃¯ en el liquido extracelular
Algunas causas son:
 Administración de diuréticos.
 Exceso de aldosterona.
 Vomito del contenido gástrico.
 Ingestión de fármacos alcalinos.


Metabólica
Administración de diuréticos(excepto los
inhibidores de la anhidrasa carbónica):
 Todos los diuréticos aumentan el flujo de liquido a lo largo de los
túbulos. Esto aumenta la reabsorción de Naᶧen estas partes de la
nefrona, acoplándose la secreción de Hᶧy aumentando la reabsorción
del bicarbonato. Produciendo alcalosis debido al aumento de la
concentración de bicarbonato.
Ingestión de fármacos alcalinos:
 Como el bicarbonato de sodio, para el tratamiento de la gastritis o
ulcera hepatica.


Metabólica
Exceso de aldosterona:
 Cuando las glándulas suprarrenales secretan grandes cantidades de
aldosterona aparece una alcalosis metabólica leve. La aldosterona
favorece a la absorción de Naᶧen los túbulos distales y colectores y al
mismo tiempo estimula la secreción de Hᶧen las células intercaladas de
los túbulos colectores. La mayor secreción de Hᶧaumenta su excreción
renal y, por tanto, produce una alcalosis metabólica.
Vomito del contenido gástrico:
 El vomito del contenido gástrico, desprovisto de contenido de la
porción distal del aparato digestivo provoca una perdida de HCl
secretado por la mucosa gástrica. El resultado de una perdida de acido
del liquido extracelular y la aparición de una alcalosis metabólica. Esto
aparece en recién nacidos con obstrucción pilórica


Tratamiento de la
acidosis o alcalosis
 Pueden usarse varias sustancias para neutralizar el exceso de
acido o base en el liquido extracelular
 Para neutralizar el exceso de acido pueden ingerirse grandes
cantidades de bicarbonato de sodio. El bicarbonato de sodio se
absorbe en el aparato digestivo y pasa a la sangre, lo que
aumenta la porción de HCO₃¯ y normaliza el ph.
 Para el tratamiento de la alcalosis puede administrase cloruro
de amoniaco por vía oral. Cuando este compuesto se absorbe
hacia la sangre, el hígado convierte la porción amoniaco en urea.
Esta reaccion libera HCl, que reacciona de inmediato con los
amortiguadores.

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