bioquimica trabajo
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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.