Tiêu đề Clase 10-Estado ácido-base.pdf ✅

1 Los humanos son grandes productores de ácidos que se generan a partir de la oxidación de sustancias orgánicas, principalmente para obtener energía (ciclo de Krebs). Estos ácidos son tóxicos, principalmente porque son sustancias que liberan protones, los cuales reaccionan con macromoléculas cambiando la conformación de estas y alterando el funcionamiento celular. Por lo tanto, el cuerpo debe eliminar estos ácidos y debe amortiguar esos cambios de pH (es una relación inversa y logarítmica con la concentración de H+). Estos cambios en la concentración de protones son amortiguados por una sustancia. Para neutralizar esos ácidos se requieren mecanismos, llamados buffers. Luego de neutralizados, estos ácidos se eliminarán por vía renal o pulmonar. Antes de excretarse requieren ser neutralizados. Definiciones • pH: es una medida inversa de la concentración de protones. El opuesto del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo, de la actividad de los iones hidrógeno. • Acido: es toda sustancia que en solución libera protones. Un ácido va a tener 2 componentes: H+ y la base. • Base: es toda sustancia que en solución acepta protones. • Sistema Buffer, tampón o amortiguador: son aquellos que neutralizan los ácidos antes de ser excretados, y son la asociación entre una ácido débil y su base conjugada. Sistemas sanguíneos El principal sistema buffer existente en el líquido extracelular sanguíneo es el bicarbonato/ácido carbónico. Es indistinto hacer referencia a ácido carbónico o dióxido de carbono, ya que el CO3H2 se transforma en CO2 + H2O. Estado acido base
2 Ácidos • Acido fuerte: es aquel que puesto en solución se disocia casi por completo. Cada base o ácido tiene una constante disociación (Ka), que en este caso es elevada. Ejemplo: ácido clorhídrico. • Acido débil: es aquel que puesto en una solución se disocia poco, por lo tanto su constante de disociación (Ka) es de bajo valor. Ejemplo: ácido carbónico (aunque en sangre se comporta como un ácido fuerte). • Acido fijo: dependen de la ingesta, en general es 1 meq/Kg +/- 20 meq/día. Estos ácidos provienen de 3 fuentes: o Metabolismo incompleto o anaeróbico de sustancias con carbono (proteínas- grasas-láctico-OH butírico-Pirúvico-Alfa cetoglutárico). o Catabolismo de aminoácidos con azufre (sulfatos, metionina y cisteína). o Catabolismo de uniones fosfato. Las dietas hiperproteicas y la hipercatabolia (sepsis, hipertermia) producen aumento de ácidos fijos. Estos son neutralizados y eliminados por el riñón. • Acido volátil: en este caso hablamos del dióxido de carbono que por día se producen entre 12 a 15 mil meq, qué equivale a 12 a 15 L de ácido clorhídrico. Esta gran cantidad de dióxido de carbono es amortiguada por la hemoglobina. Este ácido es excretado por el pulmón y aumenta su producción con la actividad física, fiebre, drogas, trastornos respiratorios y dietas hiperhidrocarbonadas. Contra el exceso de ácidos el cuerpo va a tener varios mecanismos de defensa qué son escalonados: 1. Buffers extracelulares (bicarbonato-fosfatos-proteínas). 2. Respiratorio (trata de mantener una presión parcial de dióxido de carbono dentro de los rangos normales, cuando hay un aumento de la pCO2 se estimula al centro respiratorio para aumentar la frecuencia respiratoria y eliminar ese exceso de CO2). 3. Buffers intracelulares (proteínas-fosfatos-hemoglobina). 4. Mecanismo renal El pH de la sangre depende de los sistemas buffers existentes, siendo el principal el bicarbonato de sodio/ácido carbónico. Los valores normales del pH oscilan entre 7,35 y 7,45. Esta relación es muy estrecha gracias a la intervención de mecanismos buffers químicos y fisiológicos. Mecanismos fisiológicos de amortiguación
3 Los mecanismos fisiológicos por los cuales se eliminan los exceso de ácidos son por los pulmones, a través de la eliminación de dióxido de carbono por la respiración, y, los riñones, a través de la reabsorción de bicarbonato y excreción de protones. Sistemas buffers Buffers extracelulares: • Bicarbonato/CO2 • Proteínas • Fosfatos Buffers intracelulares: • Proteínas • Fosfatos • Hemoglobina Sistema Bicarbonato/CO2 Este sistema es el principal y representa el 53% de la base de buffer, versus un 47% de proteínas y fosfatos. Este sistema es muy valioso, por la facilidad con que el organismo puede alterar el denominador a través del sistema respiratorio. Sistema de las proteínas Las proteínas poseen un grupo amino (base) y un grupo carboxilo (ácidos). El grupo carboxilo tiene una carga negativa y como tal acepta protones, amortiguando cambios de pH. Sistema de los fosfatos Existe una forma básica del fosfato y una forma ácida. El fosfato básico es el que acepta un protón, mientras que el fosfato ácido libera un protón. Este sistema de los fosfatos tiene importancia a nivel intracelular y urinario para la excreción de ácidos mediante un mecanismo que se llama acidez titulable. Sistema OxiHb/Hb reducida • Hemoglobina oxidada: tiene oxígeno. • Hemoglobina reducida: no tiene oxígeno. La oxidación de la hemoglobina la hace más ácida, y capaz de ceder protones; la reducción en los tejidos la hacen menos ácida y más efectiva para captar. Pulmón
4 El pulmón tiene un rol muy importante en la motivación de los ácidos fuertes. Elimina el dióxido de carbono formado durante la reacción del hidrógeno con el bicarbonato. El papel del sistema respiratorio consiste en estabilizar la concentración plasmática de dióxido de carbono cercana a los 40 mmHg. El dióxido de carbono que ejerce presión parcial es aquel que se encuentra disuelto. Riñón A diferencia del pulmón que se encarga del dióxido de carbono, el riñón se encarga del bicarbonato. Este trata de reabsorber el bicarbonato para mantener la concentración plasmática entre 24-27 meq/l. Reabsorción de bicarbonato En el túbulo proximal se reabsorbe el 90% del bicarbonato y un 67% de sodio. Este sodio se reabsorbe por un cotransporte con el ion hidrógeno, por el intercambiador sodio- protón. Este protón liberado a la luz tubular se une con el bicarbonato, que viene de la filtración. Este bicarbonato que se encuentra en solución acuosa se une con el protón, formando ácido carbónico, el cual, rápidamente a través de la anhidrasa carbónica luminal (se encuentra en el ribete en cepillo de la célula del túbulo proximal) se convierte en dióxido de carbono y agua. Estos difunden libremente a través de la membrana luminal, y mediante la acción de una anhidrasa carbónica intracelular se convierte en ácido carbónico, y, como el citoplasma es una solución acuosa, se disuelve en ion carbonato y protón. Luego el protón vuelvo a salir en un intercambio con sodio y el bicarbonato, puede ir nuevamente al torrente sanguíneo a través de la membrana basolateral, en cotransporte con sodio o en contraparte con cloro para mantener la electroneutralidad. El resultado neto de todo esto es reabsorber bicarbonato para mantener una concentración estable entre los 24 y 27 meq/l. Estabilización renal de bicarbonato • Reabsorción prácticamente completa de las cantidades filtradas. • Excreción de cualquier exceso de ácido.