Es conveniente mencionar que durante las oxidaciones celulares el organismo produce ácido carbónico (H2C03) en una cantidad considerable (10 a 20 moles por día); además produce otros ácidos en menor cantidad: pirúvico, láctico, beta-hidroxibutírico, fosfórico y sulfúrico. Y dado que las reacciones metabólicas producen muy pocas sustancias alcalinas para neutralizar estos ácidos, nuestro organismo se ve en la necesidad de llevar dichos ácidos hacia los pulmones y los riñones, donde se excreta este exceso: los pulmones liberan dióxido de carbono y regulan su producto de hidratación, que es el ácido carbónico; los riñones excretan iones hidrógeno en forma de amoniaco. El agua del organismo contribuye a neutralizar estos ácidos, diluyéndolos, por lo que en los estados de deshidratación existe una mayor concentración de ellos, lo que conduce a modificaciones graves del pH.
Las SOLUCIONES AMORTIGUADORAS O BUFFER están formadas por un ácido débil y una sal de este ácido débil, esta mezcla va a actuar evitando los cambios bruscos de pH y se encuentran el par bicarbonato-ácido carbónico, la proteína básica-proteína ácida, y los fosfatos monohidrogenados fosfatos-dihidrogenados. En los eritrocitos se encuentran los pares bicarbonato- ácido carbónico, hemoglobina básica-hemoglobina, ácida, y los fosfatos monohidrogenados-fosfatos dihidrogenados.
De todas estas soluciones buffer, la principal es la del par bicarbonato-ácido carbónico, que se representa [HCO3-] [H2CO3] y que al pH normal del organismo existen en proporciones de 20:1 (veinte partes de bicarbonato por una parte de ácido carbónico); estas proporciones pueden variar grandemente en algunas enfermedades y entonces resultan insuficientes los mecanismos del organismo para mantener su pH.
Para calcular la modificación del pH que puede producir el par amortiguador, se utiliza la ecuación de Henderson-Hasselbalch:
pH = pK + log
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[sal]
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[ácido débil]
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Para el par bicarbonato-ácido carbónico, quedaría
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pH = pK + log
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[bicarbonato]
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[ácido carbónico]
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En el equilibrio pK (potencial que representa el equilibrio entre moléculas sin disociar y los iones formados) para el par bicarbonato - ácido carbónico pK = 6,1
pH = pK + log
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[HCO3-] riñón
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[H2CO3] pulmones
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pH = 6,1
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+ log
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20
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1
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pH =
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7.4 Normal
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El H+ ingresa en los líquidos orgánicos y los bloquea al unirlos con bicarbonato HCO3- generando el ácido carbónico inestable que se descompone nuevamente.
CO2 + H2O
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La ecuación de Henderson-Hasselbalch queda:
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pH = pK + log
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[HCO3-]
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El denominador es CO2 disuelto en H2O y la ecuación se convierte en:
pH = pK + log [HCO3-]
CO2 disuelto
El CO2 disuelto puede calcularse multiplicando la pCO2 [presión de CO2 sanguínea] por el coeficiente de solubilidad del CO2
pH = pK + log
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[HCO3-]
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pCO2 x coeficiente de solubilidad
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El valor del coeficiente de solubilidad es 0,0301
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pH = pK + log
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[HCO3-]
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pCO2 x 0,0301
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[HCO3-] = CO2 total menos CO2 disuelto
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pH = pK + log
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[CO2 total] − [pCO2 x 0,0301]
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Cualquier modificación del numerador o del denominador de esta ecuación producirá un pH anormal
Diversas situaciones patológicas pueden producir alteraciones en la concentración de hidrogeniones lo que provocará un desequilibrio ácido base: acidosis o alcalosis.
Acidosis es la acumulación de hidrogeniones en el organismo.
Alcalosis es el déficit de hidrogeniones.
Cuando ocurre un trastorno ácido-base, diversos mecanismos fisiológicos intentan regresar a la normalidad el pH. Un primer mecanismo constituye los buffers extracelulares, incluidos el bicarbonato y las proteínas séricas. El poder amortiguador extracelular radica primariamente en el sistema bicarbonato- ácido carbónico, cuya relación 20/1 garantiza mantener el pH en niveles normales. Las proteínas intracelulares, los fosfatos y la hemoglobina también proveen amortiguamiento, pero a una tasa lenta, requiriendo varias horas para alcanzar su máxima capacidad. Un importante mecanismo amortiguador intracelular constituye el intercambio de hidrogeniones con los iones potasio intracelulares. Un aspecto importante de este proceso es la compensación secundaria dada por pulmones y riñones. La compensación secundaria pulmonar para un trastorno metabólico comienza a los pocos minutos y se completa en 12 a 21 horas. La compensación secundaria renal para un trastorno respiratorio comienza al cabo de algunas horas y necesita 2 a 5 días para completarse.
Los trastornos ácido base pueden ser respiratorios o metabólicos. Cuando el evento primario es la desviación del rango normal del bicarbonato sérico la alteración resultante es un trastorno metabólico (alcalosis o acidosis metabólica). Cuando el evento primario es la alteración en la concentración del H2C03 (expresado a través del CO2), el resultado es un trastorno respiratorio (alcalosis o acidosis respiratoria).
Si el exceso o el déficit de hidrogeniones causantes del desequilibrio ácido base conlleva una alteración del pH sanguíneo se dice que es un trastorno ácido-base descompensado (acidosis descompensada, alcalosis descompensada).
Si, frente a un exceso o un déficit de hidrogeniones, el organismo ha puesto en marcha los mecanismos de amortiguación necesarios para que la relación bicarbonato/ácido carbónico vuelva a su relación normal de 20/1, y el pH sanguíneo ha vuelto a valores normales, pero persiste el exceso o el déficit de hidrogeniones, se habla de un trastorno ácido base compensado (acidosis compensada, alcalosis compensada).
Si el pH es alterado sólo por un cambio primario se denomina trastorno ácido-base simple.
(Ej. Acidosis metabólica en un niño con diarrea o alcalosis metabólica en un niño con vómito). Cuando hay combinación de trastornos simples estamos frente a un trastorno ácido-base mixto (ej. alcalosis respiratoria y acidosis metabólica en un paciente con intoxicación por salicilatos).
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