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Dr. David Martínez Duncker R. Catedrático Titular
Equilibrio Ácido Base
http://kardia.cjb.net
Cátedra de Fisiología I Facultad de Medicina, U.A.E.M.
Líquidos y Electrólitos
CONSIDERACIONES GENERALES.GENERALES.El complejo mecanismo del equilibrio hidroelectrolítico, ácido-base y osmótico es tan autónomo que merece el calificativo de sistema, no constituye un todo en equilibrio inmutable, sino que por el contrario sus elementos estructurales tienen variaciones tan extensas que aún en el terreno de la normalidad, le imprimen al sistema un dinamismo único en el campo de la fisiología. La estructura de esta organización tiene como sustrato fundamental el agua, donde se encuentra disueltas en suspensión varias sustancias, de las cuales sólo intervienen activamente aquellas que al disolverse en el agua sufren la disociación electrolítica, es decir, aquellas que fragmentan todas o parte de sus moléculas en partículas dotadas de carga eléctrica llamadas iones.
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El volumen del agua en el organismo de un individuo se mantiene constante con la ingestión y equilibrada por la excreción, el agua constituye aproximadamente del 60-70% del peso corporal de un individuo adulto medio, 70kg. de peso y 1.70cm. de talla, esa variación se debe principalmente a la relación recíproca que existe entre el agua corporal y el agua que contiene el tejido graso, habiéndose comprobado que las células de grasa, contienen una poca cantidad de agua, en cambio los tejidos magros son ricos en ella. Por lo tanto un individuo obeso tiene menos agua en relación con su peso que un individuo delgado. Del mismo modo, se observa una significativa diferencia entre varones y mujeres, debido principalmente a la diferencia de contenido graso en uno y otro sexo.
Líquidos y Electrólitos A medida que el embrión humano se desarrolla en el útero para convertirse en feto y luego en neonato, atraviesa obviamente por todas las fases del desarrollo, desde el organismo unicelular hasta la formación de tejidos complejos, órganos y sistemas. Cada uno de estos cambios aumentan los compartimientos del organismo y es mayor el desarrollo de sus componentes sólidos. En el momento del nacimiento, la composición del cuerpo humano contiene un 80% de agua tanto en el hombre como en la mujer. Al alcanzar aproximadamente los 15 años la vida del cuerpo humano llega a su adultez, en lo que se refiere a la cantidad y proporciones de agua total corporal.
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Conforme el individuo envejece el porcentaje de agua disminuye, por encima de los 60 años, el agua representa el 50% del peso corporal en el varón y un 45% en la mujer. Como puede apreciarse el agua orgánica total como porcentaje del peso corporal decrece con la edad, ello es consecuencia de dos factores: 1.- un incremento progresivo de la cantidad de tejido graso, y 2.- una reducción de la masa muscular, factor que contribuye principalmente al mantenimiento de una masa corporal magra y por lo tanto al aumento del agua orgánica total.
Líquidos y Electrólitos En el organismo el agua se halla repartida en dos grandes compartimientos: Líquido extracelular y Líquido intracelular, intracelular desde luego la división de estos compartimientos no es tan rígida, no hay límites precisos, solamente gradientes de concentración que se conservan por procesos metabólicos. Por definición el líquido extracelular incluye toda el agua orgánica que se encuentra por fuera de la célula. incluye: Plasma Líquido intersticial y Linfa a) Rápido intercambio con el plasma b) Lento intercambio con el plasma (incluye tejido conectivo y cartílago) Agua ósea Líquido transcelular, incluye: líquido de las glándulas salivales, del páncreas, del hígado, del árbol biliar, de las gónadas, de la piel, de la glándula tiroidea, de los riñones, de la mucosa del árbol respiratorio y del tracto gastrointestinal, el fluido de los globos oculares y del líquido cefalorraquídeo.
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El volumen del líquido intracelular no puede ser medido directamente sino que se procede a sustraer el volumen del líquido extracelular del volumen de agua orgánica total. El líquido intracelular representa el 40 por ciento del volumen del agua total. El 20% corresponde al líquido extracelular, que se vez se subdivide en un 15% para el intersticial y 5% para el intravascular.
Líquidos y Electrólitos En el agua corporal se halla disueltos elementos químicos denominados electrólitos. Esta composición electrolítica del compartimiento intracelular, varía de un territorio orgánico a otro, lo que condiciona una cierta dificultad para su valoración, sin embargo en forma general podemos tener una idea aproximada de la composición del espacio intracelular, las sales de potasio forman la mayor parte de los solutos activamente osmóticos, cuya concentración fluctúa alrededor de 155mEq/l., le sigue en importancia el magnesio con 30mEq/l.; sodio 15mEq/l.; calcio 5mEq/l.. Los aniones más importantes son las proteínas con 55mEq/l. Fosfatos 95mEq/l.; Sulfatos 20mEq/l; en menor proporción los ácidos grasos, bicarbonato y cloro.
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Los valores de electrólitos en el espacio extracelular tienden a mantenerse en niveles constantes para que se produzca un desenvolvimiento normal de la vida celular, las sales de sodio constituyen la mayor parte de los solutos. Son evidentes las notables diferencias entre la composición química de ambos compartimientos, estas diferencias se mantienen debido a procesos de transporte activo y pasivo, responsables de 1) el movimiento de agua y solutos entre el medio ambiente y el individuo a través del tracto gastrointestinal y los riñones. 2) el movimiento del agua y solutos a través de todas las células corporales.
METABOLISMO DEL AGUA.AGUA.-
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De modo constante el organismo pierde agua por las siguientes vías
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PERDIDAS POR VÍ VÍA PULMONAR Y CUTÁ CUTÁNEA.NEA.Son obligadas y constantes. Tienen un mínimo del cual no desciende, cualquiera que sean las circunstancias del medio interno, por lo tanto hay que tenerlas siempre en cuenta como pérdidas inexorables y no visibles. En el adulto fluctúa entre 700 a 1.100 ml. en las 24 horas, puede aumentar en dos circunstancias: estado febril y disnea. La fiebre produce un aumento de la pérdida acuosa, por ocasionar una mayor rapidez de evaporación y una mayor frecuencia respiratorio. Se acepta como norma general que por grado centígrado de temperatura mantenido durante 24 horas, aumenta la pérdida acuosa en 150 ml. durante el mismo período de tiempo. La disnea sin fiebre incrementa la pérdida acuosa por evaporación en forma variable según el tipo de la misma, siendo mayor en la taquipnea superficial. Se admite que por cada 5 respiraciones por minuto, determinan una pérdida de agua de 100 ml.
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En algunos casos fisiológicos o patológicos, la pérdida cutánea se intensifica con la eliminación del sudor. El sudor condiciona una depleción no solo de agua, sino también de electrólitos, de los cuales los más importantes son el sodio y el cloro. El contenido en el sudor de cloro es de 50mEq/l; sodio 50mEq/l.; y potasio 14mEq/l. Con respecto a la cantidad de sudor eliminado en 24 horas, se puede calcular tomando en cuenta que una sudoración manifiesta y continua durante todo ese tiempo, la pérdida significará unos 500ml. Si esta sudoración es copiosa, hasta el punto de mojar el pijama y la ropa de cama, se puede calcular en 1.000ml. en 24 horas.
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Líquidos y Electrólitos PERDIDAS POR VIA RENAL. RENAL.Las pérdidas a través del riñón son variadas en cuento a la cantidad y contenido de electrólitos y son influenciadas por tres circunstancias diferentes: 1.1.- El riñón sano.sano.- El riñón sano cumple una función muy importante, es el encargado de mantener dentro de los límites normales el equilibrio hidroelectrolítico del organismo, fisiológicamente en el adulto el riñón es capaz de eliminar hasta 1.500ml. de agua. Cloro 130mEq/l; Sodio 140mEq/l; y Potasio 35mEq/l. El riñón es capaz de eliminar una orina abundante o escasa, concentrada o diluida, ácida o alcalina, con el objeto de conservar los niveles normales de sales del medio interno, a pesar de las variaciones en el ingreso, de acuerdo a los hábitos, uso y costumbres en la alimentación. Se observa una diuresis disminuida, después de una sudoración profusa, o aumentar el contenido de sodio y cloro en la orina después de una comida salada, o disminuir el pH urinario después de un ejercicio muscular violento. El riñón elimina diariamente unos 35grs. de elementos sólidos, si el riñón es capaz de concentrar la orina hasta una densidad de 1035, esos 35 gramos podrán ser eliminados en unos 500ml., pero si únicamente puede concentrar hasta 1010 de densidad, se requerirá unos 1.400ml. de agua para poder eliminar esos elementos sólidos.
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1.1.- El riñón sano.sano.-
A) El riñón sano sometido a influencias hormonales anormales.En diversas situaciones, la influencia de algunas hormonas sobre el riñón determinan alteraciones en la composición química de la orina, eliminando cantidades anormales de electrólitos. De todas las constelaciones hormonales patológicas que pueden presentarse, la que con mayor frecuencia se encuentra en la práctica, es la motivada por el estrés, bien sea quirúrgico, anestésico, traumático, infeccioso etc. La situación hormonal que el estrés produce, origina una intensa alteración en la composición química de la orina, independientemente de las entradas y de la situación bioquímica del medio interno.
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En las primeras 24 horas después de producido el estrés, se presenta una oliguria, con disminución de la eliminación de sodio y cloro, con cifras que varían entre 20 a 30mEq/L., lo que determina un incremento de la natremia y cloremia, en cambio existe una mayor eliminación de potasio, que puede alcanzar cifras de 80 a 100mEq/L. este cuadro tiende a normalizarse al cabo de 8 a 10 días. La disminución del cloro y sodio en la orina no se modifica con la administración de estos elementos. Un aporte normal de cloro y sodio en situaciones de estrés, lapidará materialmente nuestro organismo con sal, sin que el riñón pueda eliminar ese excedente. La oliguria generalmente dura unas 24 horas, debe desconfiarse de toda oliguria que sea mas prolongada, por que generalmente corresponde a estos de deshidratación. No debe admitirse el axioma que "el paciente orina poco porque es un postoperado..."en realidad hay que añadir "orina poco por que es un postoperado...mal regulado que empieza a deshidratarse".
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1.1.- El riñón sano.sano.-
B) El riñón sano sometido a la acción de los diuréticos.diuréticos.La administración de diuréticos puede alterar el funcionamiento renal, modificando la composición química del medio interno, eliminando mayor cantidad de agua y sales, esa diuresis forzada se mantendrá bajo el influjo de los diuréticos, a pesar de que el paciente se halle deshidratado o necesite conservar el agua de su organismo.
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PERDIDAS POR VIA RENAL. RENAL.-
2.2.- El riñón enfermo.enfermo.Puede presentarse la contingencia que el riñón sea portador de una insuficiencia renal, con la disminución de la posibilidad de adaptación del medio interno, dando lugar a que la eliminación de agua y electrólitos se mantenga constante a pesar de la sobrecarga o privaciones a que se halle sometido el organismo.
Líquidos y Electrólitos PERDIDAS POR VIA DIGESTIVA.DIGESTIVA.Normalmente a través de las deposiciones se pierde una cantidad pequeña de agua y electrólitos, que prácticamente carecen de importancia en el balance general. Así en las 24 horas, elimina 200 ml. de agua con contenido mínimo de electrólitos. Pero en determinadas circunstancias patológicas , esas pérdidas pueden hacerse muy considerable, como sucede en las diarreas copiosas (cólera), donde la pérdida de agua puede alcanzar varios litros al día. En los vómitos repetidos o la aspiración nasogástrica, se pierde agua y electrólitos, su composición es variable, dependiendo del grado de acidez de cada individuo y según el estado general del paciente. La cantidad de agua y electrólitos acumulados en la luz intestinal, han pasado del medio interno, sin que la misma pueda ser medida, sin embargo se podrá apreciar la magnitud de la misma, por la dilatación de las asas intestinales y los niveles que se observa en la placa radiográfica de abdomen. Esa pérdida interna condiciona un estado importante de deshidratación. La bilis se pierde principalmente por fístula cutáneo biliar, o también por un tubo Kerr, generalmente la cantidad no rebasa los 500ml. en las 24 horas
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Líquidos y Electrólitos INGRESOS.INGRESOS.La ingestión normal de alimentos proporciona a nuestro organismo cantidades adecuadas de agua y sales, principios activos y vitaminas. El agua ingresa a nuestro organismo en dos formas: como líquido y formando parte de los alimentos sólidos, con referencia al sodio y cloro, también ingresa en dos formas: como cloruro de sodio como parte integrante de la sal común y en los alimentos como parte de los mismos. De acuerdo a las necesidades, ingerimos agua para cubrir los requerimientos básicos hidroelectrolíticos, que en las 24 horas fluctúan de agua entre 2.000 a 2.800ml. y 12 gramos de cloruro de sodio (198mEq/L. Cl- y 214 de Na+). A esta cantidad ingerida se debe añadir el agua endógena, que es el resultado de la oxidación de los hidratos de carbono, grasas y proteínas, se estima que la cantidad fluctúa entre 300 a 500ml.
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Introducción Se entiende por equilibrio ácidoácido-base el mantenimiento a un nivel normal de la concentración de iones de hidrógeno en los fluidos del organismo. El ión hidrógeno (H+) es un protón, es decir, un átomo de hidrógeno desprovisto de su electrón periférico, siendo la concentración de iones de hidrógeno de una solución la que determina su grado de acidez. Por definición, los ácidos son las especies químicas capaces de liberar protones (donadores de protones) y las bases son las especies químicas capaces de captar protones (aceptadores de protones) CO3H2
CO3H-
ácido
base
+
H+ protón
Introducción
Una solución se define como neutra cuando tiene la misma cantidad de iones hidrógeno que iones oxidrilo, esa solución neutra es el agua pura. Una solución se define como ácida cuando tiene mayor cantidad de iones hidrógeno que iones oxidrilo, se denominará alcalina en el sentido inverso. El producto de las concentraciones de iones H+ y OH- es constante y siempre igual a 10-14 . Si se adiciona una base al agua pura y se aumenta la concentración de iones OH- a l0-5 , automáticamente la concentración de H+ disminuirá a 10-9.
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Introducción
En vista de la dificultad de interpretación de las notaciones de las potencias negativas, Sorensen, dió el término de "pH" (potencial hidrógeno) que por definición es el logaritmo de base 10 a la inversa de la concentración de ión hidrógeno, en otras palabras, el pH resulta ser el logaritmo negativo de la concentración de hidrógeno. El pH será por lo tanto más bajo, cuanto mayor sea la concentración de hidrogeniones, es decir, cuanto más ácida sea la solución. El pH se extiende desde cero (solución normal de un ácido fuerte) hasta 14 (solución normal de un álcali fuerte). El pH de 7 corresponde a la neutralidad, porque existe un balance equilibrado entre el número de H+ y OH-.
Introducción
El pH normal del líquido extracelular fluctúa entre 7,35 a 7,45, ello se debe a que todos los líquidos del organismo son ligeramente alcalinos, el pH de la sangre arterial es de 7,4 y la sangre venosa tiene un pH de 7,3. Se denomina "acidemia" cuando el pH sanguíneo es menor de 7,35 y "alcalemia" cuando el pH es superior a 7,45. La "acidosis" se caracteriza por un aumento de la cantidad global de iones hidrógeno en el organismo, la cual puede estar compensada para mantener el pH dentro de lo normal. A diferencia de la acidemia, la acidosis es compatible con un pH normal, lo mismo ocurre con los términos de alcoholemia y alcalosis.
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ECUACION DE HENDERSONHENDERSON- HASSELBALCH Se denomina "ácido fuerte" a un ácido totalmente disociado, por ejemplo el caso del ácido clorhídrico (H+Cl-). De igual manera se define a las bases fuertes, por ejemplo el hidróxido de sodio . Por el contrario un ácido débil es aquel poco disociado, por ejemplo el ácido carbónico. En igual forma una base débil es aquella que sufre poco la disociación, por ejemplo el bicarbonato de sodio. Por ser relativamente débil se disocia en pocos iones H y OH, la acción sobre ellos de ácidos más fuertes como el láctico, el clorhídrico, que se encuentran en el organismo, cambian en grado apreciable el pH sanguíneo porque se apoderan del bicarbonato para formar una sal neutra y ácido carbónico débil ClH + NaHCO3 = ClNa + CO3H2 El exceso de ácido carbónico que resulta se elimina por los pulmones como CO2, manteniéndose de esa forma el pH normal. Normalmente existe en el líquido extracelular 1.33 mEq/l de ácido carbónico y 27 mEq/l. de bicarbonato, ello da una concentración porcentual de una parte de ácido carbónico y veinte partes de bicarbonato, constituyendo ello la base de la Ecuación de Henderson-Hesselbach
En presencia de acidosis cambia la relación: disminuye el numerador (bicarbonato) o aumenta el denominador (ácido carbónico) disminuyendo el pH por debajo de 7,4. En la alcalosis puede aumentar el numerador o disminuye el denominador, aumentando el pH por encima de 7,4.
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Si aplicamos la fórmula de Henderson - Hasselbalch al sistema bicarbonato/ácido carbónico: HCO3pH = pK + log
-----------H2CO3
el pK a 37ºC tiene un valor de 3.5, luego: pH = 3.5 + log (24/0.003) = 3.5 + log 8000 = 3.5 + 3.9 = 7.4 que es el pH normal del plasma arterial. Como la concentración de H2CO3 es tan pequeña y es difícil de medir, habitualmente se recurrre a incluir en la fórmula el CO2, aprovechando que su concentración es proporcional a la de H2CO3. Por lo tanto la ecuación sería: HCO3- (mmol/l) pH = pK + log -----------------------------------CO2 disuelto(mmol/l) + H2CO3
La concentración real de ácido carbónico en el plasma es tan pequeña que la podemos ignorar. La concentración de CO2 disuelto en el plasma es proporcional a su presión parcial por la constante de solubilidad del CO2 en el agua, que a 37ºC tiene un valor de 0.03, expresándola en mmHg; por tanto:
HCO3pH = pK + log -----------------------pCO2 x 0.03
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Dado que el valor del pK del sistema bicarbonato/ CO2 a 37ºC es de 6.1, el bicarbonato normal del plasma arterial es de 24 mmol/l, y la pCO2 arterial normal es de 40 mmHg, el pH de la sangre arterial normal será: pH = 6.1 + log (24/1.2) = 6.1 + 1.3 = 7.4 En condiciones normales las concentraciones de bicarbonato y el CO2 disuelto están en proporción 20/1, y siempre que esta proporción se mantenga el pH será 7.4. Si se quiere expresar la acidez de los líquidos corporales en términos de [H+], en nmol/l ó nEq/l, a partir del bicarbonato y la pCO2, se emplea la siguiente fórmula:
pCO2 (mmHg)
24 x 40
[H+] ( nmol/l ó nEq/l ) = 24 ------------------ = ------------- = 40 HCO3- (mEq/l)
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La relación entre el pH y [H+] es la siguiente: pH
6.7
[H+] 200
6.8
6.9
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
160 125 100
80
63
50
40
32
26
20
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El medio interno ha de mantener un pH dentro de unos límites fisiológicos de 7.35 y 7.45. En el organismo existe una producción continua de ácidos: 1) 50 - 100 mEq/día de “ácidos fijos”, procedentes básicamente del metabolismo de los aminoácidos que contienen sulfuro (metionina, cisteina) y aminoácidos catiónicos (lisina y arginina). Aunque los hidratos de carbono y las grasas son normalmente metabolizadas a productos finales neutros, en circunstancias anormales (como puede ser la hipoxia, donde la glucosa se metaboliza a H+ y lactato o en el déficit de insulina donde los triglicéridos se metabolizan a H+ y beta - hidroxibutirato) pueden servir como carga de ácidos; 2) 10000 - 20000 mEq/día de “ácido volátil” en forma de CO2. Estos ácidos han de ser eliminados del organismo, pero los procesos de eliminación de los “ácidos fijos” son lentos; sin embargo el organismo dispone de medios para defenderse de forma rápida de la acidez que actúan coordinadamente. La primera línea de defensa: los buffers; la segunda línea: la regulación respiratoria; y la tercera línea: la regulación renal.
SISTEMAS TAMPON.TAMPON.La acción de los sistemas tampón, amortiguadores o "buffer" sobre protones o álcali desempeñan un papel importante y vital en el mantenimiento de la homeostasis ácido-base. En términos generales, los ácidos producidos por el metabolismo celular, salen de la célula hacia el espacio extracelular, donde puede alterar el equilibrio químico, sino fuera por la acción de los buffers. Los buffers absorben protones, impidiendo que desarrollen su actividad físico-química, son llevados a los riñones, donde la excreción renal diaria de ácidos libera al organismo de su producción metabólica diaria. En el organismo existen cuatro tampones principales. 1.- SISTEMA BICARBONATO - ACIDO CARBONICO. 2.- EXCRECION DE LA ACIDEZ TITULABLE. 3.- SISTEMA PROTEINAS. 4.- LA HEMOGLOBINA.
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1.1.- SISTEMA BICARBONATO - ACIDO CARBONICO.CARBONICO.Desempeña el papel más importante debido a dos hechos: En primer lugar su concentración en el organismo de cada uno de esos componentes es muy importante, en segundo lugar, cada uno de los componentes se halla regulado en forma independiente pero armoniosa por órganos separados. La excreción renal controlada de ácidos, agrega en forma simultánea nuevo bicarbonato a la sangre.
1.1.- SISTEMA BICARBONATO - ACIDO CARBONICO.CARBONICO.Por el contrario, la retención renal de ácidos, disminuye la concentración sanguínea de bicarbonato. La reabsorción del bicarbonato filtrado, constituye el mecanismo renal mas importante de regulación del equilibrio ácido base. Si se tiene en cuenta que en las 24 horas se filtra aproximadamente 5.000 mEq de bicarbonato y se eliminan solamente 1 a 2 mEq., el mecanismo de reabsorción propuesto por Pitts y Berliner, basado en la secreción de iones de hidrógeno, ha recibido últimamente una confirmación definitiva, en realidad no se trata de un proceso de reabsorción total ya que los iones de bicarbonato del fluido tubular no atraviesa la barrera celular, la anhidrasa carbónica desempeña un papel importante en el mecanismo de "seudo reabsorción" a nivel de las células tubulares acelera la formación de ácido carbónico a partir del anhídrido carbónico. El sodio que equilibra al anión bicarbonato difunde desde la luz tubular hacia el interior de la célula y de allí pasa al líquido intersticial. El ión hidrógeno intracelular pasa a la luz tubular donde es captado por el bicarbonato, formando ácido carbónico. Este a su vez se desdobla en anhídrido carbónico y agua, el primero ingresa a la célula, donde es hidratado en presencia de la anhidrasa carbónica, transformando nuevamente en ácido carbónico
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2.2.- EXCRECION DE LA ACIDEZ TITULABLE.TITULABLE.Si se recoge la orina durante un lapso determinado y se titula con un álcali, a partir de su pH inicial hasta alcanzar el pH sanguíneo, la cantidad de álcali añadido equivale a la acidez titulable urinaria, que se expresa como una cantidad determinada de miliequivalentes de hidrógeno excretado en el mismo tiempo. En condiciones fisiológicas la acidez titulable urinaria se debe en gran parte a los fosfatos. Los fosfatos en el plasma se encuentran en su mayor parte el estado dibásico (Na2HPO4), se transforman en el túbulo distal en fosfato ácido monosodico, dentro de la célula, por acción de la anhidrasa carbónica a expensas del CO2 y H2O. El ácido carbónico se disocia en ión bicarbonato (CO3-) e H+. El ión atraviesa la membrana celular y llega a la luz tubular donde reemplaza a un catión de fosfato dibásico, transformándolo en fosfato ácido monosódico. El catión sodio liberado pasa a la célula y se une al anión del ácido carbónico para formar bicarbonato que pasa a la sangre, mientras que el fosfato ácido monosódico es elimina por la orina.
3.3.- SISTEMA PROTEINAS.PROTEINAS.Estas sustancias actúan como buffer, debido a que poseen en su molécula una gran cantidad de grupos de ácidos y básicos. Para participar como buffers es necesario que se presente una variación en el pH. Ante un aumento de hidrogeniones, se ionizaran como álcalisis que adsorben algunos de los hidrogeniones excedentes, para normalizar el pH del medio. Las proteínas se constituyen en "estabilizadores" de los hidrogeniones, cuando existe abundancia de ello, los toman y los retienen, cuando se encuentran disminuidos, los sueltan.
4.4.- LA HEMOGLOBINA.HEMOGLOBINA.En el glóbulo rojo la hemoglobina y la oxihemoglobina constituyen dos importantes sistemas buffers.
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ELIMINACION DE IONES HIDROGENO.HIDROGENO.A) COMPONENTE RESPIRATORIO.RESPIRATORIO.Los diferentes procesos metabólicos que se producen en el interior de las células da origen al anhídrido carbónico el que difunde por fuera de la célula y llega al líquido intravascular, donde se encarga de llevarlo a los pulmones, donde difunde en el interior de los alvéolos y finalmente es exhalado con la respiración. Si aumenta la cantidad de anhídrido carbónico formado, también aumenta la concentración a nivel del líquido extracelular. Por otro lado si aumenta la ventilación pulmonar (respiraciones), también aumentará la cantidad de anhídrido carbónico eliminado por la respiración, determinando una disminución de su concentración en el líquido extracelular. El aparato respiratorio desempeña un papel importante e inmediato con los sistemas tampón, para conseguir estabilizar el equilibrio ácido-base. Es suficiente tener en cuenta la Ecuación de Henderson-Hsselbach, para constatar que el pH es el resultado dela relación directa entre el bicarbonatoácido carbónico, donde el valor del ácido carbónico es equivalente al del anhídrido carbónico, ya hemos mencionado que la relación porcentual es de 20/1
ELIMINACION DE IONES HIDROGENO.HIDROGENO.-
B) COMPONENTE RENAL.RENAL.Si bien el riñón no actúa en forma inmediata cuando se ha instaurado un desequilibrio ácido-base, su participación asegura la eliminación definitiva de la carga ácida o alcalina aportada. El riñón puede eliminar una orina con pH que oscila entre 4,3 y 8. Con el pH de 4,3 la orina tiene una concentración de hidrógeno unas 800 veces más que la sangre con un pH de 7.40; por otro lado un pH de 8 la concentración de bicarbonato es elevada, pudiendo llegar a 250 mEq/l. Estos parecen ser los máximos gradientes de hidrógeno que pueden ser establecidos ente la sangre y la orina a través de las células tubulares.
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ANION RESTANTE.RESTANTE.Denominando también Brecha aniónica o Anión Gap, es una herramienta simple que proporciona datos importantes para el diagnóstico y tratamiento de los diferentes trastornos ácido-base metabólicos. En líneas generales el anión restante, es la diferencia entre los cationes medidos y los aniones medidos en el suero. En vista de que los cationes medidos normalmente exceden a los aniones medibles de rutina, el laboratorio clínico crea una aparente brecha aniónica. Es evidente que el sodio y el potasio constituyen una mayoría de los cationes extracelulares, mientras que el cloro y bicarbonato constituyen una fracción menor de los aniones. El anión restante (AR) se calcula mediante la sustración de la suma del sodio y potasio de una suma del cloro y bicarbonato. AR = (Na +K ) - (Cl + HCO3) Ejemplo AR = (140 + 5) - (103 + 25) = 17
Esta diferencia entre cationes y aniones expresa los aniones presentes normalmente en la sangre y que no son determinantes rutinariamente (fosfatos, sulfatos, ácidos orgánicos) Los valores del anión restante normal oscila entre 12 y 20 mEq/l.. Dado que el cambio absoluto en mEq/l de la concentración en sangre del potasio, tanto en estado de saludo como de enfermedad, es mínimo, muchos laboratorios lo suprimen del cálculo de la brecha aniónica. La importancia del cálculo del anión restante reside en su utilidad en el diagnóstico y tratamiento de muchos trastornos ácido-base metabólicos. Las causas que pueden aumentar una brecha aniónica son: • Acidosis metabólica • Deshidratación • Administración de sales de ácidos fuertes • Ciertos antibióticos (Penicilina, Carbenicilina) • Alcalosis • Alopurinol
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El aumento del anión gap generalmente se debe a un incremento de los aniones no mensurados. Puede deberse a una acumulación de ácidos fijos, como ocurre con la acidosis láctica o en la cetoacidosis, o también puede deberse al aumento de los aniones de ácidos inorgánicos tales como el sulfato y el fosfato, como sucede en la uremia. Las causas de disminución del anión restante se atribuyen a un aumento en la concentración de cationes no mensurables: hiperkalemia, hipermagnesemia, hipercalcemia o disminución de los aniones no mensurables, la hipoalbuminemia constituye la causa más común
El equilibrio ácido básico En la práctica clínica se producen con cierta frecuencia alteraciones del equilibrio ácido-básico como consecuencia de un gran número de patologías. En la actualidad, el laboratorio dispone de analizadores de gases sanguíneos totalmente automatizados y disponibles de forma permanente para detectar y monitorizar estos trastornos. EL ION HIDRÓGENO El cuerpo humano produce ácido de forma continua. Cada día, un individuo adulto normal produce aproximadamente 20.000 nmol de ácido volátil (ácido carbónico) y unos 80 nmol de ácido no volátil. La mayor parte de ácido volátil se produce en forma de CO2 durante la respiración celular y reacciona con agua para formar ácido carbónico y bicarbonato. El ácido no volátil se origina principalmente a partir de la transformación metabólica de las proteinas contenidas en los alimentos, sobre todo a partir de los aminoácidos metionina y cisteína. Otros ácidos provienen del metabolismo de los hidratos de carbono y las grasas, de las nucleoproteínas (ácido úrico) y de los compuestos fosforados inorgánicos (tabla 1).
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A medida que se producen los iones hidrógeno (H+) son neutralizados por sistemas de tampón circulantes, que los preparan para su excreción final del organismo. la capacidad tamponadora total de los diferentes sistemas que son capaces de realizar esta función es aproximadamente de 15 nmol/kg. de peso corporal. La producción normal de ácido no volátil agotaría esa capacidad tamponadora en pocos rifas, pero ello no es así porque los riñones excretan iones H+ , restableciendo los depósitos de bicarbonato. De esta forma, el ion H+, como otros iones, está sometido a un estricto control que logra mantener su concentración en los líquidos extracelulares dentro de unos limites que oscilan entre 35 y 46 nmol/L. Esta concentración es muy baja en comparación con otros iones. Por ejemplo, en el plasma representa aproximadamente una concentración 300.000 veces menor que la del ion sodio (tabla 2). La importancia de mantener este valor dentro de unos límites tan estrechos es evidente si consideramos la influencia que tienen los iones H+. sobre muchos de los procesos metabólicos (por ejemplo, sobre la actividad de las enzimas).
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En el organismo se produce continuamente H+ pero no OH-; ésta es una de las razones más importantes del hecho de que la acidosis sea mucho más frecuente que la alcalosis.
ACIDOS Y BASES Se puedo definir como ácido toda sustancia capaz de transferir iones H+. - protones - a una base, mientras que base será toda aquella sustancia capaz de aceptar esos protones. Cuando un ácido libera un protón se convierte en una base conjugada, y a la inversa, cuando una base acepta un protón se convierte en un ácido conjugado. Hay que tener presente la existencia de sustancias capaces de comportarse como ácido o como baso, según el entorno químico en el que se encuentran.
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La acidez de una solución depende de la concentración de los iones hidrógeno y se caracteriza por el valor del pH, que se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H+ : pH= - log10 [H +] La utilidad de la cantidad expresada de esta forma tan compleja fue propuesta por Sorensen en 1909 cuando observó, al estudiar los efectos de la concentración de hidrogeniones en las reacciones bioquímicas, que estas concentraciones eran extremadamente bajas. En esta expresión puede deducirse que la escala de valores del pH de una solución es opuesta a sus valores de la acidez; cuanto más alta es la concentración de H+, más bajá es el valor del pH.
Como ya se mencionó, en la mayoría de los líquidos biológicos las concentraciones de H+ son muy bajas. Por ejemplo, en la sangre y en el líquido extracelular es de 0,00000004 mol./L. Una acidemia intensa (pH: 6,8) puede elevar este valor a 0,00000016 mol/L. y una acalemia intensa (pH: 7,8), reducirla hasta 0,000000016 mol/L. Como se puede apreciar, éstas son cifras muy pequeñas, difíciles de manejar como tales para comparar resultados. Por otra parte, si se usa el valor de pH y se aprecia que la cifra es de 0,00000004 mol/L, puede sustituirse por pH 7,4, al igual que las concentraciones citadas en el párrafo anterior. El empleo del valor de pH simplifica mucho la expresión de la concentración de iones H+ y hace que su manejo sea mucho mas simple.
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SISTEMAS DE TAMPÓN Un amortiguador ácido-básico es una solución de dos o más compuestos químicos que evita la producción de cambios intensos en la concentración de iones hidrógeno cuando a dicha solución se le añade un ácido o una base. Un buen ejemplo de estos sistemas es el formado por el ácido carbónico y el bicarbonato sódico cuando ambos se encuentran en una misma solución. En primer lugar, conviene recordar que el ácido carbónico es un ácido muy débil y que cuando se encuentra en una solución, aproximadamente 999 partes de cada 1.000 se disocian en dióxido de carbono y agua, con el resultado final de una elevada concentración de dióxido de carbono disuelto más una pequeña concentración de ácido.
Cuando a una solución que contiene bicarbonato sódico se le añade un ácido como el clorhídrico, ocurre la siguiente reacción: HCl + NaHCO3 a H2CO3 + NaCl Puede observarse cómo un ácido fuerte - el clorhídrico - es convertido en otro muy débil - el carbónico -, por lo que la adición de ese ácido fuerte sólo bajarla ligeramente el pH de la solución.
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De la misma forma, si añadimos una base fuerte, como el hidróxido sódico, a una solución que contiene ácido carbónico, tendrá lugar la siguiente reacción: NaOH + H2CO3 a NaHCO3 + H2O Donde observamos que el ion del hidróxido sódico se combina con el ion hidrógeno del ácido carbónico para producir agua, formando, además, bicarbonato sódico. El resultado neto del sistema tampón es la transformación de la base fuerte (NaOH) por la base débil (NaHCO3 ).
Aunque para ilustrar el funcionamiento del sistema tampón hemos utilizado el ácido carbónico y el bicarbonato sódico, cualquier sal de bicarbonato, aparte del sódico, puede efectuar exactamente la misma función. Por tanto, las pequeñas cantidades de bicarbonato potásico, bicarbonato cálcico y bicarbonato magnésico que existen en los líquidos extracelulares son igualmente eficaces para el sistema tampón del bicarbonato. En el liquido intracelular hay muy poco bicarbonato sódico, y el ion bicarbonato es proporcionado por el bicarbonato potásico y magnésico.
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Mediante la aplicación de la ecuación de HendersonHasselbalch podemos deducir que en un individuo normal, con un pH de 7,4, la relación existente entre el bicarbonato y el asido carbónico es de 20:1, y el organismo tratará de corregir cualquier alteración de esta relación para mantener la estabilidad de este equilibrio.
Para estudiar el equilibrio ácido-básico de un paciente debemos medir por lo menos dos de estos tres parámetros: pH, pCO2 y HCO-3, obteniéndose el restante mediante un cálculo matemático (actualmente los analizadores de gases miden pH y pCO2 y calculan HCO-3). El CO2 y, consiguientemente el ácido carbónico, cuya concentración es controlada por los pulmones, se denominan de forma genérica componente respiratorio, mientras que el bicarbonato, que es controlado por los riñones, recibe el nombre genérica de componente metabólico o renal. En condiciones normales, tanto los pulmones como los riñones son capaces de aumentar o disminuir el nivel de sus respectivos constituyentes tampón para alcanzar el objetivo primario; es decir, la relación 20:1, que es esencial para mantener el pH normal de la sangre.
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Veamos a continuación cómo se intenta mantener este equilibrio en algunas situaciones patológicas. En la acidosis metabólica el riñón no elimina el exceso de iones hidrógeno y no recupera una cantidad suficiente de bicarbonato. Un nivel disminuido de bicarbonato en presencia de una pCO2 normal produce unta disminución de la relación entro el bicarbonato y el ácido carbónico (menos de 20:1), por lo que ocasiona una reducción del pH. Algunas causas de esta alteración son la cetosis diabética, la intoxicación ácida (por ejemplo, el ácido acetilsalicilico) y la acidosis láctica por sobrecarga muscular. En todas estas situaciones el organismo tiende a reponer la relación normal de 20:1 entre el bicarbonato y el ácido carbónico. A este proceso lo conocemos como compensación. En la acidosis metabólica los pulmones tienden a compensar eliminando cantidades mayores de CO2, hiperventilando. Al reducir la pCO2, como el bicarbonato está bajo por la alteración primaria, se tiende a restablecer la relación 20:1 entre el bicarbonato y el ácido carbónico y, en consecuencia, el pH se desplaza hacia la normalidad. Fisiológicamente, la compensación nunca es completa.
La alcalosis metabólica se caracteriza por la presencia de bicarbonato en exceso y puede producirse como consecuencia del agotamiento del ácido en el organismo o de la ingestión de un exceso de base. En estas condiciones, un nivel aumentado de bicarbonato se asocia a una pCO2 normal y el resultado es un aumento en la relación bicarbonato / ácido carbónico, lógicamente con la elevación del pH sistémico. Algunas causas de este trastorno son los vómitos persistentes, el lavado gástrico, el exceso de medicación diurética y la ingestión desordenada de sustancias alcalinas. En todos estos casos el sistema reaccionará para restablecer el equilibrio entre bases y ácidos y normalizar el pH. El centro de control respiratorio inducirá una hipoventilación con retención de CO2 y, por tanto, de nuevo se compensa el aumento del bicarbonato con aumento de la pCO2.
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La acidosis respiratoria se caracteriza por la incapacidad de los pulmones para eliminar todo el CO2 producido por el organismo, por lo que la pCO2 aumenta y la existencia de un nivel normal de bicarbonato produce una disminución en la relación bicarbonato / ácido carbónico. Algunas causas de esta alteración son la enfermedad broncopulmonar, intoxicación por barbitúricos, respiración asistida mal estimada y asfixia. La compensación, en este caso, se producirá porque el riñón eliminará una mayor cantidad de H+ causando, de este modo, un incremento del bicarbonato.
Por último, la alcalosis respiratoria se caracteriza por una eliminación excesiva de CO2 a través de los pulmones. De nuevo, la reducción de la pCO2 con niveles normales de bicarbonato aumenta la relación entre bases y ácidos, por lo que se eleva el pH. Las causas más frecuentes de este trastorno son los estados de ansiedad, fiebre alta, anoxia e intoxicación por ciertos fármacos. En este caso, la compensación la establecen los riñones, reduciendo la producción de bicarbonato. Hemos de recordar que, en términos generales, cuando el trastorno primario es metabólico (renal), la compensación es respiratoria y se produce inmediatamente. Por el contrario, cuando la alteración primaria es de origen respiratorio, la compensación es metabólica y los mecanismos renales que se ponen en marcha requieren varios días para llevar a cabo dicha compensación.
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Terminología Acido-Base Introducción Muchas personas experimentan dificultades para comprender el Equilibrio Acido-Base. Mucho se debe a la poca familiaridad con las palabras y terminología empleadas. Si tenemos una mala comprensión de las palabras más comunes, tales como neutro, pH, acidosis metabólica, exceso de base, etc., no es de extrañar que tengamos dificultades en comprender los conceptos, patrones, y síndromes que se van a describir. La siguiente sección provee definiciones simples y explicación de los términos más comunes.
Terminología Acido-Base Neutro es el pH en el cual hay igual número de iones [H+] and iones [OH-]. El agua está más ionizada a la temperatura corporal que a temperatura ambiente; neutro es un pH 6.8 más que 7.0. Este es también el pH promedio dentro de la célula. El organismo mantiene la neutralidad (pH 6.8) dentro de la célula, donde ocurren la mayoría de los procesos bioquímicos, y mantiene la sangre a un pH de 7.4, el cual es 0.6 unidades de pH hacia el lado alcalino partiendo del pH neutro (Reeves and Rahn, 1979). pH es el logaritmo negativo de la concentración de ion hidrógeno. Una definición completa requiere que el logaritmo sea definido como de base 10 y la concentración sea medida como la actividad en moles por litro. La forma de notación del pH es fuente de confusiones por lo que es mejor evitar los términos "aumento" y "disminución" y usar en su lugar "cambio ácido" y "cambio alcalino".
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Terminología Acido-Base
Logaritmo. Es de ayuda pensar en "poder". Así 103 = 1000 y log (1000) = 3. Esta es otra fuente de confusión en el equilibrio ácido-base y es el responsable de la impresión errónea de que el organismo mantiene estrechamente el control de su concentración de ion hidrógeno. (La tensión arterial o el pulso medidos con la notación logarítmica parecerían considerablemente estables). Cuando el pH cambia 0.3 unidades, por ejemplo, desde 7.4 a 7.1 la concentración de ion hidrógeno se duplica (de 40 a 80 nmol/l). Acido respiratorio y Acidosis Respiratoria. El Dióxido de Carbono es el ácido respiratorio- es el único ácido que puede ser exhalado. Estrictamente hablando el dióxido de carbono es un gas, no un ácido. El ácido carbónico solo se forma cuando se combina con agua. Sin embargo, la costumbre clínica es de considerar al dióxido de carbono y al ácido respiratorio como sinónimos. La Acidosis Respiratoria es una PCO2. elevada.
Terminología Acido-Base
Acido Metabólico y Acidosis Metabólica. El término "ácidos metabólicos" incluye a todos los ácidos del cuerpo a excepción del dióxido de carbono. Los ácidos metabólicos no son eliminados por la respiración; ellos tienen que ser neutralizados, metabolizados, o excretados a través del riñón. Acidosis Metabólica es cuando el pH es más ácido que el apropiado para la PCO2. Esta definición enfatiza la importancia del componente respiratorio en el pH global. El pH es siempre un producto de dos componentes, respiratorio y metabólico, y el componente metabólico es juzgado, calculado, o computado de acuerdo a los efectos de la PCO2, por ejemplo, cualquier cambio inexplicable en el pH por la PCO2, indica una anormalidad metabólica.
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Terminología Acido-Base
Acidosis y Alcalosis. La Acidosis es una alteración que tiende a producir un pH ácido al menos que haya una alcalosis oponente dominante. La Alcalosis es lo opuesto y tiende a producir un pH alcalino al menos que exista una acidosis oponente dominante.
Terminología Acido-Base
Bicarbonato. En las determinaciones ácido-base la concentración de ion bicarbonato(HCO3) (en miliequivalentes por litro) se calcula a partir de la PCO2 y del pH. Dado que se altera tanto en las alteraciones respiratorias y metabólicas, no es medida ideal de ninguna de ellas. Exceso de Bases (BE). (BE). es una medida del nivel de ácido metabólico, y normalmente es cero. La base sanguínea (base total) es de unos 48 mmol/l dependiendo de la concentración de hemoglobina. Los cambios se expresan en términos de exceso o déficit. Es útil recordar que la frase " este paciente tiene un exceso de bases de menos diez" significa "este paciente tiene un exceso de ácido metabólico (acidosis) de 10 mEq/l." El exceso de base puede utilizarse para estimar la cantidad de tratamiento necesario para neutralizar la acidosis metabólica (o alcalosis).
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Fisiología Clínica
El ácido carbónico (H2CO3) es el centro de nuestra comprensión y evaluación de las alteraciones del equilibrio ácido-base. Los productos de disociación y de ionización normalmente están en equilibrio: [H+] x [HCO3-] = k1 x H2CO3 = k2 x [CO2] x [H2O] In vivo, [H2O] es constante y la PCO2 es más familiar que la [CO2]. La ecuación puede ser re-escrita: [H+] x [HCO3-] = k x PCO2 Esta es la ecuación de Henderson modificada. Es un ejemplo de la Ley de Acción de Masas: los productos de las concentraciones en un lado son proporcionales a los productos del otro lado.
Fisiología Clínica La acidosis respiratoria pura (PCO2 elevada) implica un estado metabólico normal y aumenta tanto el [HCO3-] como el [H+]. El [H+] cambia solo ligeramente debido al tamponaje del H+, principalmente por la hemoglobina. Si a esta PCO2, el riñón la compensa reduciendo la [H+], entonces el [HCO3-], aumenta a posteriori, por ejemplo, la acidosis respiratoria aumenta el nivel de bicarbonato y la compensación metabólica se realiza más tarde. De la misma manera, la acidosis metabólica pura implica una PCO2 normal; el [H+] elevado se asocia con una disminución recíproca del [HCO3-]. En la práctica la compensación respiratoria disminuye rápidamente la PCO2, la cual reduce tanto el nivel de [H+] como de [HCO3-], por ejemplo la acidosis metabólica disminuye el nivel de bicarbonato y la compensación respiratoria la disminuye ulteriormente. A la vista de este efecto conjunto sobre la concentración de ion bicarbonato, parece lógico evitar el uso del bicarbonato en el caso de alteraciones metabólicas o respiratorias.
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Fisiología Clínica
La pared celular provee un entorno protector a las reacciones vitales para mantener la vida. Limita la transferencia de varias sustancias, particularmente aquellas que tienen polaridad, o están ionizadas. La composición de las células depende especialmente del pH por dos razones: primero, el pH cambia de acuerdo al grado de ionización y, por lo tanto, la concentración de las sustancias ionizadas; segundo, si el grado de ionización cambia mucho, una sustancia puede dejar de estar ionizada y por lo tanto, saldrá de la célula. En la práctica ni medimos, ni tratamos directamente, el pH de dentro de la célula. Esta más cercano a la neutralidad (pH 6.8 a 37oC) que el líquido extracelular, pero varía de una parte a otra de la célula.
Fisiología Clínica
El Líquido extracelular es el entorno que provee la nutrición celular, la oxigenación, la retirada de desperdicios, temperatura y alcalinidad. El pH normal (7.4) representa [H+] = 40 nmol/1. Este es cerca de un cuarto del [H+] neutral dentro de la célula, 160 nmol/1. Este gradiente de concentración de 4 veces favorece la eliminación del ion hidrógeno de la célula pero es contrarrestado por el potencial intracelular de 60 mV el cual tiende a atraer el ion hidrógeno dentro de la célula.
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Fisiología Clínica
Volumen Tratable: El líquido extracelular es además la porción principal del cuerpo que es tratada cuando se daministran álcalis o ácidos. Si la pared celular fuera completamente impermeable, entonces el líquido extracelular solo sería la parte tratada del organismo. Como se produce algún grado de equilibrio entre la célula y el líquido extracelular, es usual tratar un volumen ligeramente mayor. El líquido extracelular es el 20% del peso corporal, por ejemplo 14 litros, pero el espacio a tratar se estima en un 30%, por ejemplo, 21 litros. Esta es una aproximación útil para los tratamientos de urgencia. En un período más largo, sin embargo, ocurre un aumento de la equilibración entre el líquido intra y extracelular; el volumen tratable, por lo tanto, será algo mayor. Resumiendo, existen otros tipos de de cambios durante el período de tratamiento, porque el organismo puede o corregir la anormalidad o hacer que esta empeore.
Fisiología Clínica Eliminación de ácidos y compensación: Los reguladores del equilibrio ácido-base propios del organismo son los pulmones y los riñones los cuales son responsables de excretar los ácidos respiratorios y metabólicos respectivamente. La cantidad de ácido producido por día es fácil de calcular. Doscientos cincuenta mililitros de dióxido de carbono por minuto son 360 litros por día. Dado que cada gramo de molécula de gas ocupa 22.4 litros a STP, se producen aproximadamente 16 moles de dióxido de carbono diariamente. Esta enorme cantidad es contrarrestada con las correspondientes medidas efectivas de eliminación. El poder de los pulmones para excretar grandes cantidades de dióxido de carbono permite que ellos hagan a compensación rápidamente. Al menos que el sistema respiratorio está deprimido o enfermo, las alteraciones metabólicas estimulan rápidamente la compensación respiratoria parcial. Por el contrario el riñón está acostumbrado a eliminar solo 0.1 moles (100mEq) de ácido por día. Esta pequeña cantidad se debe a la velocidad relativamente lenta de compensación; un paciente puede ser ventilado a una PCO2 anormal durante días antes que se alcance la compensación parcial típica.
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Acido-Base
Aritmética Simple Para aquellos que aprenden mejor sin diagramas ni cuadros, existe una simple relación aritmética entre PCO2, pH, y nivel de acido metabólico (BE). Aunque es menos seguro que los diagramas, permite comprender las interelaciones y hacer predicciones sobre el grado de acidosis metabólica conociendo la PCO2 y el pH. PCO2 . . . . pH . . Ac Met 12 mmHg = 0.1 = 6 mEq/L Esto significa que, el pH puede modificarse 0.1 ya sea cambiando 12 mmHg la PCO2 o modificando el nivel de exceso de bases a 6 mEq/1, o por una combinación de los dos.
Acido-Base
Respiratoria Aguda
Ejemplos: Unos pocos ejemplos empleando esta ecuación puede hacer más fácil la comprensión de estos conceptos.
PCO2 = 52, pH = 7.3. La PCO2 de 52 (+12) se espera que desvíe el pH 0.1 hacia la acidez : pH = 7.3 . El pH actual (7.3) es como se esperaba, por ejemplo, no existen evidencias de ninguna compensación metabólica. Ocurre una acidosis respiratoria pura (aguda) con depresión respiratoria aguda o por programar el respirador con un volumen minuto menor que el normal para ese paciente. El riñón del paciente tarda entre uno y dos días en responder y producir la corrección típica parcial. PCO2 = 28, pH = 7.5. Se espera que la PCO2 de 28 (-12) causará una desviación hacia la alcalinidad de 0.1 del ph a un pH de 7.5. El pH actual (7.5) es el esperado, por ejemplo, no existe evidencia de ninguna compensación metabólica. Existe una alcalosis respiratoria pura (aguda) que ocurre en la hiperventilación aguda o por programar el respirador a un volumen minuto mayor del que necesita el paciente normal. Le lleva uno o dos días al riñón responder y producir la típica corrección parcial.
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Acido-Base Respiratoria Crónica PCO2 = 64, pH = 7.3. La PCO2 de 64 (+24) se espera que cause una desviación del pH de 0.2 hacia la acidez a un pH de 7.2. El pH actual (7.3) está a mitad de camino entre la no compensación (pH=7.2) y la compensación completa (pH=7.4). Esto es característico de la hipoventilación crónica wcon compensación de alrededor de al mitad de camino a la normalidad y se puede ver en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica. La diferencia de 0.1 entre el pH esperado y el actual corresponde a los 6 mEq/l. de alcalosis metabólica compensatoria. PCO2 = 28, pH = 7.45. La PCO2 de 28 (-12) se espera que cause una desviación de 0.1 del pH hacia la alcalinidad hasta un pH de 7.5. El pH actual (7.45) está a mitad de camino entre la no compensación (pH=7.5) y la compensación completa (pH=7.4). Esto es característico de la hiperventilación crónica con compensación a mitad de camino de vuelta a la normalidad, que ocurre por ejemplo, a grandes alturas en respuesta a la hipoxia. La diferencia de 0.05 entre el pH esperado y el pH actual corresponde a los 3 mEq/L de acidosis metabólica compensatoria.
Acido-Base Metabólica PCO2 = 28, pH = 7.3. La PCO2 de 28 (-12) se espera que produzca una desviación de 0.1 del pH hacia la alcalinidad a un pH de 7.5. El pH actual es, sin embargo, 0.2 más ácido de lo esperado, que es equivalente a 12 mEq/L de acidosis metabólica. Dado que el cambio metabólico es hacia la acidez, como es todo el cambio, este es el problema subyacente. Por si solo se supone que produzca un pH de 7.2. De hecho el pH está a medio camino de vuelta hacia la normalidad, una compensación típica que puede encontrarse en la acidosis láctica que sigue a la isquemia tisular. PCO2 = 52, pH = 7.5. La PCO2 de 52 (+12) se espera que cause una desviación de 0.1 del pH hacia la acidez a un Ph de 7.3. El pH actual es, sin embargo, 0.2 más alcalino de lo esperado, equivalente a 12 mEq/L de alcalosis metabólica. Dado que el cambio metabólico es alcalino, como todo el cambio en general, este es el problema subyacente. Solo se esperaría que produjera un pH de 7.6. De hecho el pH está a medio camino de vuelta a la normalidad, una compensación típica que se encuentra en los casos de vómitos o aspiración gástrica.
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Acido-Base
Mixta PCO2 = 64, pH = 7.1. La PCO2 de 64 (+24) se esperaría que produjera una desviación del pH de 0.2 hacia la acidez a un pH de 7.2. El pH actual es, sin embargo, 0.1 más ácido de lo esperado, equivalente a 6 mEq/L de acidosis metabólica. Esto representa una combinación de acidosis metabólica y respiratoria. Puede ocurrir luego de traumatismo con isquemia tisular y depresión respiratoria. PCO2 = 28, pH = 7.6. La PCO2 de 28 (-12) se esperaría que produjera una desviación de 0.1 del Ph hacia la alcalinidad hasta un valor de pH de 7.5. El pH actual es, sin embargo, 0.1 más alcalino de los esperado, equivalente a 6 mEq/L de alcalosis metabólica. Esto representa una combinación de alcalosis metabólica y respiratoria. Puede ocurrir con la aspiración gástrica e hiperventilación mecánica.
Diagramas Acido-Base
Diagramas Ácido-Base • Diagramas In-Vivo Acido-Base Diagrama In-Vivo PCO2/Exceso de Exceso • Diagrama In-Vivo PCO2/Acidosis Metabólica • Diagrama In-Vivo mostrando Líneas de Compensación • Diagrama In-Vivo mostrando Zonas Típicas • Ejemplos Típicos de Alteraciones del Equilibrio Ácido-Base
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Diagramas InIn-Vivo del Equilibrio ÁcidoÁcido-Base Los siguientes diagramas representan la conducta de todo el organismo durante las alteraciones del equilibrio ácido-base y las respuestas del organismo a las intervenciones terapéuticas. Tarjeta Interactiva de Almacenamiento: Si está usted usando un Macintosh, puede usted bajar una Tarjeta Interactiva de Almacenamiento que permite que usted mueva el ratón alrededor de los diferentes Diagramas Acido-Base. En cada diagrama usted puede obtener un análisis numérico y una interpretación del texto de cualquier punto que usted elija. Estos resultados pueden ser además, "pegados" en cualquier otro documento. Hay dos versiones:
Figura 1. Diagrama: Exceso de Base / PCO2
Este diagrama deriva del Nomograma In-Vivo de Siggard-Andersen. Los componentes respiratorio y metabólico se utilizan como ejes. Esto tiene como objetivo el mostrar como estos dos componentes determinan el pH. La acidosis respiratoria ( PCO2) acompaña al eje de las x y el Exceso de Bases acompaña al eje de las y. Los diagramas que siguen usan el eje de las Y para la Acidosis Metabólica para remarcar la relación que existe entre la Acidosis Metabólica y el Exceso de Bases Negativo.
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Figura 2. Diagrama: In-Vivo Ácido-Base.
La escala de ácido metabólico es equivalente al exceso de bases negativo, por ejemplo, un nivel de ácido metabólico de 10 es equivalente a un EB de -10. Cada línea de pH muestra las diferentes combinaciones de anormalidades respiratorias y metabólicas capaces de producir tal pH. Para usar el diagrama introduzca la PCO2 en el eje de las x; la intersección con el pH medido permite leer el nivel de acidosis metabólica en la escala que está a mano izquierda horizontalmente opuesta a la intersección. Cuando la ventilación está alterada entonces la posición sobre el gráfico se mueve horizontalmente al mismo nivel de alteración metabólica. Cuando el paciente recibe bicarbonato, entonces la posición es más baja en proporción a la dosis. De esta manera cada uno de los cambios respiratorios y metabólicos mueven al paciente a lo largo de sus ejes respectivos sin afectar al otro eje.
Figura 2. Diagrama:
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Figura 3. Líneas de Compensación.
El Diagrama tiene tres líneas principales las cuales facilitan el reconocimiento de síndromes característicos: 1) no compensación metabólica (cero sobre la escala de acidosis metabólica). 2) no compensación respiratoria (PCO2 = 40 mmHg) . 3) compensación completa (pH = 7.4). Las primeras líneas representan una zona en la cual se encuentran aquellos pacientes con alteraciones respiratorias agudas y descompensadas. Sin embargo, estas tres líneas son importantes porque ellas pueden ayudar a anticipar la localización de condiciones crónicas.
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Figura 4. Zonas Principales. Las condiciones crónicas se encuentran a mitad de camino entre la no-compensación y la compensación completa. Alteraciones Metabólicas. Un paciente con una alteración metabólica no está en la línea de PCO2 = 40 ("No Compensación"), ni alcanza la línea de pH 7.4 ("Compensación Completa"), sino que está a medio camino entre la no-compensación y la compensación completa. Alteraciones Respiratorias. Un paciente con una PCO2 anormal crónicamente no permanecerá en la Línea Cero ("No Compensación"), ni alcanzará la línea de pH 7.4 ("Compensación Completa"), pero lentamente alcanzará la compensación parcial a medio camino entre la no-compensación y la compensación completa. Hay solamente una zona donde hay una ligera sobre-simplificación. En pacientes con hiperventilación crónica, la compensación a menudo produce un pH cercano a 7.4. Por lo tanto, la zona que representa la hiperventilación crónica se extiende por encima del pH 7.4.
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Ejemplos Unos pocos ejemplos empleando e diagrama puede hacer que estos conceptos se comprendan con mayor facilidad.
Respiratoria Aguda PCO2 = 53, pH = 7.3. La línea de pH = 7.3 cruza la PCO2 = 53 con una acidosis metabólica de alrededor de 0 mEq/1 (BE = 0), por ejemplo, nocompensación metabólica (línea cero), la cual es característica de la acidosis rspiratoria (aguda) pura. Esto ocurre por depresión respiratoria aguda o por administrar con el respirador un volumen minuto menor del que necesita un paciente normalmente. El riñón del paciente tarda uno a dos días para responder y producir la típica corrección parcial. PCO2 = 28, pH = 7.5. La línea de pH = 7.5 cruza la PCO2 = 28 a una acidosis metabólica de alrededor de 0 mEq/1 (BE = 0), por ejemplo, no-compensación metabólica (línea cero), la cual es característica de la alcalosis respiratoria pura (aguda). Esto ocurre en la hiperventilación aguda o por administrar al respirador un volumen minuto mayor del que necesita normalmente el paciente. Le lleva un día o dos al riñón del paciente responder y producir la corrección parcial típica.
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Respiratoria Crónica PCO2 = 64, pH = 7.3. La línea de pH = 7.3 cruza la PCO2 = 64 a una alcalosis metabólica de alrededor de 5 mEq/1 (BE = +5). Esta localización está, verticalmente, a mitad de camino entre la no-compensación (línea cero) y la compensación completa (pH 7.4), características de la hipoventilación crónica. La compensación ha corregido el pH casi a valores normales - una compensación típica que puede verse en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica. PCO2 = 28, pH = 7.45. La línea de pH = 7.45 cruza la PCO2 = 28 a una acidosis metabólica de alrededor de 4 mEq/1 (BE = -4). Esta localización está , verticalmente, a mitad de camino entre la no-compensación (línea cero) y la compensación completa (pH 7.4), característica de la hiperventilación crónica. La compensación ha corregido el pH hasta los valores normales - una compensación típica que ocurre en grandes altitudes como respuesta a la hipoxia.
Metabólica PCO2 = 31, pH = 7.3. La línea de pH = 7.3 cruza la PCO2 = 31 a una acidosis metabólica de 10 mEq/1 (BE = -10). Horizontalmente, la localización es equidistante de la PCO2 = 40 y del pH = 7.4, por ejemplo, mitad de camino entre la compensación completa y la no compensación. Esto es característico de la acidosis metabólica y puede encontrarse acidosis láctica por isquemia tisular. PCO2 = 49, pH = 7.45. La línea de pH = 7.45 cruza la PCO2 = 49 a una alcalosis metabólica de 10 mEq/1 (BE = +10). Horizontalmente, la localización es equidistante de una PCO2 = 40 y un pH = 7.4, por ejemplo, mitad de camino entre la no-compensación y la compensación completa. Esto es característico de la alcalosis metabólica y puede encontrarse luego de vómitos o succión gástrica, las cuales extraen ácidos del organismo.
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Mixta PCO2 = 60, pH = 7.1. La línea de pH = 7.1 cruza la PCO2 = 60 a una acidosis metabólica de 9 mEq/1 (BE = -9). Esto representa una combinación de acidosis respiratoria y metabólica. Puede ocurrir luego de traumatismos con isquemia tisular y depresión respiratoria. PCO2 = 31, pH = 7.6. La línea de pH = 7.6 cruza la PCO2 = 30 a una alcalosis metabólica de 10 mEq/1 (BE = 10). Esto representa una combinación de alcalosis metabólica y respiratoria. Puede aparecer con aspiración gástrica e hiperventilación mecánica.
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