Fisiologia Del Equilibrio Acido-Base-Clase1
Fisiologia Del Equilibrio Acido-Base-Clase1
Fisiologia Del Equilibrio Acido-Base-Clase1
FISIOLOGIA
DEL EQUILIBRIO
ACIDO-BASE
Dr. Rafael Prez Garca
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Objetivos
La regulacin fina del pH es fundamental para
la operacin normal de la mayora de los sistemas
enzimticos de las clulas en el cuerpo. Los niveles
de pH del plasma por debajo de 7.0 o por encima
de 7.8 por cualquier perodo de tiempo usualmente
resulta en la muerte. Por esa razn, la regulacin
del pH se mantiene escrupulosamente por los
buffers (amortiguadores) celulares, el sistema
respiratorio y los riones.
PRODUCCION DE ACIDOS EN
EL ORGANISMO
El H+ es generado por el metabolismo normal de los alimentos:
El metabolismo de los carbohidratos y grasas produce grandes
cantidades de CO2:
CO2 + H2O AC
H2CO3
H+ + HCO3-
(cido voltil)
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Papel de los Sistemas Buffer
de los Fluidos Corporales
BUFFER:
Solucin que tiene la capacidad de minimizar los cambios de pH
cuando se agrega un cido o una base.
A. Metabolismo Celular y la Formacin de cidos Voltiles
Metabolismo Aerbico: 13.000-20.000 mM/da de CO2
CO2 + H2O H2CO3
A-C
Respiracin
H+ + HCO3-
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
B. Metabolismo Celular y la Formacin de cidos No Voltiles (Fijos)
Produccin Catablica: 40 60 mM /da
- Protenas: + aa con azufre cido Sulfrico
(H2SO4)
- Fosfolpidos:
cido Fosfrico (H3PO4)
+ Diabetes Mellitus: (Cetocidos): cido B- Hidroxibutrico- . Actico
+ Hipoxia/Ejercicio Extremo: cido Lctico
+ Ingestin:
cido Saliclico (sobredosis)
cido Frmico (metanol)
cido Gliclico y Oxlico (etilenglicol)
Estos cidos disociados dejan significativas cantidades de H+, que deben
ser amortiguadas
Introduccin
Es muy importante que la concentracin de H+ de los fluidos corporales se mantenga
relativamente constante debido a que la actividad de muchas enzimas es crticamente
dependiente de esta concentracin; ellas funcionan normalmente solo en un rango muy
estrecho de concentracin de H+
La concentracin normal de H+ del plasma (lquidos extracelulares) es de
40 nmol/litro = 0.00004 mmol/litro (convertir nmol/L a mmol/L: 1x10-5)
Lo cual es muy bajo en relacin con la concentracin de, por ejemplo, Na+
140 mmol/litro = 140.000.000 nmol/litro
Debido a que la concentracin de H+ es demasiado baja, a menudo se expresa con el
logaritmo negativo de la base 10 de la concentracin de H+,
es decir: - log10 [H+] log 1/[H+] , pH
Por lo tanto, 40 nmol/litro = 0,00000004 mol/litro = pH 7.4
(convertir nmol/L a mol/L: 1x10-9)
El rango de pH: 7.8-6.8 (16-160 nmol/litro) puede ser tolerado, pero en sujetos
sanos, el pH generalmente se mantiene entre 7.35 y 7.45 (36-44 nmol/litro)
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Desarrollo de la Ecuacin de Henderson - Hasselbach
Utilidad:
calcular el pH de una solucin
Origen: comportamiento en solucin de cidos y bases dbiles
k1
HA H+ AK: constante de velocidad
k2
Cintica de reacciones reversibles.
Equilibrio qumico: k1 = k2,
Ley de accin de masas establece que en equilibrio qumico:
k1 [HA] = k2[H+] [A-], despejando:
k1
k2
= [H+] [A-]
[HA]
; k1 y k2 = K: constante de equilibrio;
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
entonces:
K = [H+] [A-]
[HA]
[H+] = K [HA]
[A-]
despejando [H+]
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
donde:
pH = - log10 [ H+] (unidades de pH)
pK = - log10 K (unidades de pH)
[A-] = concentracin de la forma base del amortiguador (meq/L)
[HA+] = concentracin de la forma cida del amortiguador (meq/L)
pH = pK + log
[A-]
[HA]
El pH es el logaritmo
negativo de la
concentracin de iones
hidrgeno libres
(potencial de Hidrgenos)
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Curva de Titulacin
-Es una representacin grfica de la
ecuacin de Henderson -Hasselbach
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Relacin entre [H+] y pH:
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Acido: Sustancia que al disolverse puede donar iones hidrgeno (H+):
HCl- = H+ y ClBase: Sustancia que puede aceptar iones hidrgeno:
Amonaco (NH3 + H+ = Amonio NH4 )
Sustancias que liberan radicales hidroxilos (OH+)
cidos fuertes (ejem, HCL): mayor disociacin en H+ y Acidos dbiles (ejem, H2CO3): menor disociacin en H+ y A-
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Principios de Amortiguacin:
1.- Amortiguador:
Mezcla
A- , receptor de H+ HA
(+OH)
(+H+)
3.- Funcin:
permiten que una solucin amortiguada resista cambios de pH
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
A.- Amortiguadores del LEC
Principales amortiguadores:
Bicarbonato: A- = HCO3HA = CO2
Fosfato: A- = HPO4 =
HA = H2PO4 -
El buffer principal en
los lquidos extracelulares es el sistema
bicarbonato cido
carbnico
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
HCL
LEC
NaHCO3
0.03 X pCO2
pK = 6.1 ;
[HCO3-]= 24 Mm/L ;
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
A.- Amortiguadores del LEC
(6,8 en organismo)
pK3 = 12,7
Caractersticas:
a.- pK: 6.8
b.- concentracin de la forma base (HPO4=): 1-2 mM/L
c.- la forma cida (H2PO4-) no es voltil
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
B.- Amortiguadores del LIC
1.- Fosfatos Orgnicos:
Trifosfato de Adenosina (ATP)
Difosfato de Adenosima ADP)
Monofosfato de Adenosina (AMP)
Glucosa-1-fosfato
2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG)
La fraccin fosfato de estas molculas orgnicas amortigua H+
El pk de estos fosfatos orgnicos: 6.0-7.5
2.- Protenas
Son amortiguadoras intracelulares por su abundante contenido
de grupos cidos o bsicos como: -COOH/COO- NH3+/-NH2
Ms significativo: La Hemoglobina, con pK: 6.7
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Funcin del Sistema Respiratorio
Papel del Sist Resp para controlar
el pH del LEC:
El CO2 plasmtico elevado
estimula la respiracin, lo que
disminuye el denominador de
la ecuacin
H-H: [A-]
[HA]
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Aunque los pulmones pueden modificar el pH por cambios en la
pCO2 y alterar la relacin entre H2CO3 y HCO3- este proceso
no causa prdida ni ganancia de H+.
Los pulmones son incapaces de regenerar bicarbonato para
reemplazar esta prdida cuando se amortiguan los H+.
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Mecanismos Renales en el Equilibrio Acido-Base
Funcin Renal: objetivos
1.Prevenir la prdida de bicarbonato por la orina;
2. mantener el bicarbonato plasmtico por medio de la
excrecin de cidos en una cantidad igual a la produccin
diaria de cidos voltiles
y 3. la adicin de bicarbonato nuevo a la sangre.
Se logra por:
1.- Reabsorcin de casi todo el HCO3- filtrado:
80% en TCP y 15% en RA H de H
2.- Excrecin de H+ y adicin de HCO3- nuevo a la sangre.
catabolismo de protenas y fosfolpidos, amortiguado
por fosfato urinario y NH4+.
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Reabsorcin de bicarbonato en segmentos del tbulo renal
TCP:
Contratransporte
Na+/H+
TCD
24 mmol/L x 180 L/da
= 4320 mEq/da
TC:
bomba
H+ATPasa
pH:4,5
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Reabsorcin del HCO3- filtrado
Casi el 99,9% del HCO3- filtrado es reabsorbido,
para conservar el principal amortiguador
extracelular. Reabsorcin del TCP:85% de
HCO3-. Resto: Asa de Henle, TCP y CC.
Mecanismo de Reabsorcin en el TCP:
a.-Intercambio de H+ celular por Na+ tubular
(TAS). Membrana luminal
b.-Formacin de CO2 y H2O en la luz tubular
(Papel de la Anhidrasa C) (Acetazolamida)
c.- Formacin de H+ y CO3- en la clula y
co-transporte de Na+/HCO3- e intercambio
de Cl-/HCO3- en la membrana basolateral.
Caractersticas del mecanismo:
1.- Reabsorcin neta de Na+ y HCO32.- No hay secrecin neta de H+
3.- El cambio del pH del lquido tubular es mnimo.
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
TCP, RA A de H, TCD inicial (nefrona proximal):
Intercambio de H+ celular por Na+ tubular
1. Acidificacin del fluido tubular:
TCP, TCD y TC
2. Membrana basolateral:
Bomba Na+/K+:
Co-transporte Na+/HCO33. Origen del H+: H2CO3
4. Membrana luminal:
Transp Activo 2rio
(intercambiador Na+/H+)
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
TCP: Papel de la Anhidrasa Carbnica
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
TCD final y TC (nefrona distal):
Caractersticas:
intercaladas
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Adicin de nuevo bicarbonato a la sangre:
Lugar: TCD y TC
EQUILIBRIO ACIDOBASE
Adicin de nuevo bicarbonato a la sangre:
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Adicin de nuevo bicarbonato a la sangre: