Acid-Base Physiology

Equilibrio Acido-Base

Alan W. Grogono, M.D.
Chairman and Merryl and Sam Israel Professor
Department of Anesthesiology
Tulane University School of Medicine, New Orleans

Fisiología Acido-Base

 


Fisiología

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.

Interactive Hypercard Stack: Si está usted usando un Macintosh puede bajar una Interactive Hypercard Stack la cual le permitirá experimentar y cambiar los valores de PCO2 y pH para obtener un análisis y un informe para cada grupo de valores. Existen dos versiones:

 

Acid Base Stack (AB.stk). Baja rápido(46 k); requiere Hypercard o Hypercard Player.

Acid Base Application (AB.applic). Baja lento(1300 k);corre independientemente.


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 lateraciones ya sea metabólicas o respiratorias.

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.

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.

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.

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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