UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA SALUD

ESCUELA DE ENFERMERIA

1ERO ENFERMERIA “A”

1ER SEMESTRE

BIOQUIMICA

DOCENTE:

BIQ. CARLOS GARCIA

INTEGRANTES:

CECIBEL ALVAREZ

MARYURI CALDERON

JHURY PUA

MARGARITA SANCHEZ

ANDREA VELEZ

AÑO LECTIVO

2013-2014

REGULACION DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE

El equilibrio ácido-básico es un proceso complejo en el cual participan

múltiples órganos para mantener relativamente constantes una serie de

balances interrelacionados, tales como: pH, equilibrio eléctrico, equilibrio

osmótico y volemia. Si se producen cambios en alguno de estos

elementos, la respuesta del organismo será tratar de volverlos a sus

límites normales, afectando en un mínimo a otros equilibrios.

Dado que el equilibrio ácido-básico es un tema de fisiología general, en

este capítulo solamente revisaremos algunos aspectos generales, con

énfasis en la participación del aparato respiratorio.

CONCEPTO DE ACIDO

En una solución acuosa de HCl. Además del agua, existirán en ella tres

tipos de partículas: iones hidrógeno o protones, iones cloruro y moléculas

de HCl, que se encuentran en equilibrio según la siguiente ecuación:

BASE CONJUGADA

Analizando esta ecuación de izquierda a derecha, se puede constatar la

característica definitoria de ácido, cual es la de entregar hidrogeniones a

la solución en que se encuentra. En cambio, si se revierte ecuación de

derecha a izquierda, se puede apreciar si el cloro vuelve a unirse con los

hidrogeniones se forma nuevamente ácido clorhídrico. Por esta capacidad

de captar hidrogeniones el cloro cae bajo la definición de base, o sea, de

una sustancia que capta hidrogeniones de la solución para formar un

ácido. En esta ecuación también se puede observar que un ácido está

compuesto por hidrogeniones y una base conjugada. Según la afinidad por

el hidrógeno de la base conjugada, habrá más o menos H+ libres en la

solución: los ácidos fuertes tienen bases con poca afinidad por los H+ y,

por lo tanto, en solución los entregan fácilmente y el equilibrio de la

ecuación está desplazado hacia la derecha. Los ácidos débiles, en cambio,

tienen bases muy afines por H+, motivo por el cual la mayor parte de los

H+ se mantienen unidos a ellas, liberando a la solución pocos

hidrogeniones para reaccionar. Por ejemplo, el Cl es un ión con muy baja

afinidad por el H+ y, por lo tanto, en una solución de ácido clorhídrico la

mayor parte del H+ está libre y disponible para reaccionar (ácido fuerte).

En cambio, el ión HCO3- es una base de alta afinidad por el H+, motivo por

el cual en una solución de ácido carbónico de igual concentración que la

del ejemplo anterior sólo una pequeña cantidad del H+ se encuentra libre

(ácido débil). Debe tenerse presente que la cantidad total de

hidrogeniones (libres + combinados) es igual en ambas soluciones. Esta

cantidad total es la acidez titulable. La cifra que tiene importancia

biológica es la concentración de hidrogeniones libres, susceptibles de

reaccionar químicamente con otras moléculas.

CONCENTRACION DE HIDROGENIONES

La concentración de H+ libres en la sangre se puede expresar en diferentes

formas y varía habitualmente entre 44 y 36 millones de hidrogeniones por

litro. La forma más usada de expresar estas cantidades es el pH que es el

logaritmo negativo de la concentración de H+ , lo que significa que el valor

normal, expresado en unidades de pH oscila entre 7,36 y 7,44., como

veremos más adelante

En condiciones normales existe una continua producción y eliminación de

ácidos y bases, que está balanceada de tal manera que se mantiene un

equilibrio y el pH en sangre permanece casi constante. El ácido

cuantitativamente más importante en el organismo es el ácido carbónico,

formado por la hidratación del CO2 producido en el metabolismo de

hidratos de carbono y grasas (13.000 mEq diarios). Como el CO2 es

eliminado por el pulmón, el ácido carbónico se califica como "volátil".

También es importante el ácido láctico generado en condiciones normales

principalmente por los músculos y el hígado (1.000 mEq diarios), cantidad

que puede ser mayor en condiciones de aumento del metabolismo

anaerobio como ejercicio importante o shock. El metabolismo de

proteínas y aminoácidos genera ácidos fosfórico, clorhídrico y sulfúrico,

que no se pueden eliminar por la ventilación l pulmonar ("ácidos fijos"),

pero sí por los riñones. En condiciones patológicas, tales como diabetes y

ayuno, se pueden producir grandes cantidades de ketoácidos.

MANTENCION DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE

En condiciones normales, la producción y eliminación de hidrogeniones

están muy equilibradas, de manera que el pH se mantiene casi constante.

Aunque la producción de H+ aumente marcadamente, como sucede en el

ejercicio, el organismo logra mantener una concentración de

hidrogeniones relativamente estable gracias a la existencia de

mecanismos tampones y a la acción reguladora del aparato respiratorio y

del riñón.

SOLUCIONES TAMPON

Son soluciones que contienen una mezcla de sustancias químicas que

limitan las variaciones del pH , producidas al agregarse un ácido o una

base. Generalmente están formadas por la combinación de un ácido débil

y una sal del mismo.

Uno de los tampones más importantes del organismo es la mezcla de

ácido carbónico y bicarbonato de sodio. Supongamos que agregamos un

ácido fuerte, por ejemplo HCl, a esta solución tampón:

HCl + Na HCO3

Na+ + H++ Cl - + HCO3-

NaCl + H2CO3

En esta ecuación simplificada se puede observar que el ácido clorhídrico,

como ácido fuerte, libera muchos aniones H, que debieran hacer caer el

pH marcadamente, pero esto no sucede porque los hidrogeniones se

combinan con el anión bicarbonato formando ácido carbónico que es un

ácido débil. Esto se debe a que se produce una competencia por los

hidrogeniones entre la base débil Cl y la base fuerte HCO3- , . Este sistema

tampón es más eficaz en el organismo que in vitro, ya que el H2CO3

formado se desdobla, en parte, en H2O y CO2, y este último gas es

eliminado rápidamente a través de la ventilación que aumenta en la

medida que aumenta el CO2. Con ello la reacción sigue funcionando hacia

la derecha con mayor neutralización del HCl o de cualquier otro ácido fijo.

El tampón H2CO3 / Na HCO3-, no es el único del organismo, pero como se

equilibra casi instantáneamente con los demás

(proteínas,fosfatos,hemoglobina,etc,) el estado ácido-base global. es

reflejado por este tampón, cuya medición es relativamente fácil.

ROL DEL APARATO RESPIRATORIO

El aparato respiratorio dispone de sensores exquisitamente sensibles a las

variaciones de pH. Su estimulación por un aumento de la concentración de

hidrogeniones, como ocurre por la producción de ácido láctico en el

ejercicio, determina un incremento de la ventilación que elimina una

mayor cantidad de CO2, lo que tiende a mantener constante el pH. A la

inversa, una caída de la concentración de hidrogeniones deja de estimular

la ventilación. Lo valioso de este mecanismo en su rapidez , pero es

limitado porque la ventilación tiene también otras exigencias que

cumplir.

ROL DEL RIÑON

El riñón participa en la regulación del equilibrio ácido básico por dos

mecanismos principales. Por una parte, es capaz de regular la cantidad de

bicarbonato urinario, ya que puede excretar los excesos de este ion o

reabsorber el bicarbonato filtrado. Por otra parte, el riñón es capaz de

excretar hidrogeniones en la forma de H3PO4 o de NH4+. Durante este

proceso se genera nuevo bicarbonato, lo que hace posible el reemplazo de

aquel que se consumió al tamponar los ácidos fijos. La acidemia tiende a

aumentar la excreción urinaria de hidrogeniones y la retención de

bicarbonato, mientras que la alcalemia tiene los efectos contrarios. Estas

funciones compensatorias son lentas, ya que demoran entre 12 y 72 horas

en alcanzar su máxima eficiencia. Por lo tanto, el riñón participa en la

mantención del equilibrio ácido-básico a largo plazo.

EVALUACIÓN DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASICO

La evaluación del equilibrio ácido bases, tanto en fisiología como en

clínica, se basa en la reacción de Henderson-Hasselbach. pH es el

cologaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones y pK es el

cologaritmo negativo de la constante de disociación del ácido carbónico.

La relación entre bicarbonato y ácido carbónico refleja , como vimos

antes, el comportamiento del sistema tampón del organismo. Dado que la

concentración de H2CO3 es difícil de medir y es igual a la PaCO2

multiplicada por 0,03, que es el coeficiente de solubilidad de CO2, la

formula se puede rescribir. Además de su importancia fisiológica, el

tampón H2CO3 - NaHCO3 tiene la ventaja que se puede evaluar

fácilmente midiendo el pH y la PaCO2, para lo cual existen electrodos

eficientes. Introduciendo estos datos en la ecuación de Henderson-

Hasselbach. es posible calcular la concentración de HCO3- .

De esta ecuación se desprende que la regulación del pH se encuentra

íntimamente ligada a la respiración a través de la PaCO2 y al equilibrio

hidroeléctrico, regulado por el riñón,a través del anión HCO3. Conociendo

2 de los 3 miembros variables de esta ecuación es posible calcular el

tercero matemática o gráficamente. Usualmente se mide el pH y la PaCO2

y se calcula el HCO3, con lo que se tiene una imagen completa del estado

de este sistema tampón y, como todos los tampones funcionan

paralelamente, se puede evaluar el estado ácido-básico total del

organismo.

Dado que el pK, logaritmo negativo de la constante disociación del ácido

carbónico, tiene siempre el mismo valor de 6,1, se deduce que el pH será

de 7,4 siempre que la relación bicarbonato/ácido carbónico sea de 20, de

manera que su logaritmo sea 1,3. Cuando fisiológica o patológicamente se

altera la proporción por modificación de uno de sus componentes, la

compensación consistirá en la modificación del otro componente, con lo

que la relación se mantiene lo más cercana a 20 que es posible. Como ya

hemos visto, cuando se altera primariamente el HCO3 el aparato

respiratorio cambia la PaCO2 a través de la modificación de la ventilación.

Este mecanismo es de gran rapidez, pero tiene como limitaciones que no

se puede aumentar la ventilación indefinidamente para eliminar CO2, por

el riesgo de fatiga muscular respiratoria, y que no se la puede reducir

demasiado para retener CO2 sin caer en hipoxemia por hipoventilación e

hipercapnia. Las alteraciones primarias de la PaCO2 son compensadas por

cambios en el bicarbonato mediados por la redistribución de este ión y

por la regulación de su eliminación por el riñón., proceso que demora

horas a días. Más adelante, en fisiopatología, entraremos en más detalles

sobre estos aspectos.