fundamentos ácido base

INTRODUCCION AL EQUILIBRIO ACIDO - BASE

INTRODUCCION AL EQUILIBRIO ACIDO - BASE

UN

IDA

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E CU IDA DOS I N

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A

Enrique Portugal Galdos

Médico Intensivistahttps://sites.google.com/site/eportugalcursosmedicos/home

EQUILIBRIO ACIDO - BASEEQUILIBRIO ACIDO - BASE

Mantenimiento de un nivel normal de la concentración de los iones hidrógeno (H+) en los fluidos del organismo.

Mantenimiento de un nivel normal de la concentración de los iones hidrógeno (H+) en los fluidos del organismo.

DEFINICIONESDEFINICIONES

H+: Modifica comportamiento de enzimas y macromoléculas

H+: Modifica comportamiento de enzimas y macromoléculas

ACIDO: Libera protones

BASE: Capta protones

ANFOTERO: Se comporta como ácido y como base

ACIDO: Libera protones

BASE: Capta protones

ANFOTERO: Se comporta como ácido y como base

ION HIDROGENOION HIDROGENO

H+: Tiene una tremenda reactividad química que le permite romper enlaces de macromoléculas por su PM muy pequeño y su fuerte atracción por las porciones negativas de las proteínas.

H+: Tiene una tremenda reactividad química que le permite romper enlaces de macromoléculas por su PM muy pequeño y su fuerte atracción por las porciones negativas de las proteínas.

[H+] EN EL PLASMA[H+] EN EL PLASMA

0,0000000398 Molar = 39,8 X 10-9 M

0,0000000398 Moles H+ / litro0,0000000398 Moles H+ / litro

Huckabee: Micromol (µMol)

nanomol (nMol)

0,0000000398 Molar = 39,8 X 10-9 M

[H+]= 0,0398 µMol / litro

ó

= 39,8 nMol / litro

Huckabee Huckabee

[H+] EN EL PLASMA[H+] EN EL PLASMA

DEFINICIONESDEFINICIONES

Sorensen: Sorensen: Potencial de hidrogeniones

pH.- Logaritmo de base 10 de la inversa de la [H+]

pH = - log10 [ H+ ]

Ecuación de Henderson - HasselbachEcuación de Henderson - Hasselbach

pH= pK + log HCO3

H2CO3

H2CO3 = PCO2 x α

H2CO3 = 40 x 0,03 = 1,2 mEq

Acidez de los líquidos corporalesAcidez de los líquidos corporales

pH= pK + logpH= pK + logHCO3HCO3

H2CO3H2CO3

pH= 6,1 + log 24 / 1,2

pH= 6,1 + log 20

pH= 6,1 + 1,3

pH= 7,4

pH= -log [ H+ ]

pH= -log [ 40 X 10 –9 ]

pH= -log [ 1,6 + (-9) ]

pH= 7,4

pH 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8

[H+]nMol/L

158 126 100 79 63 50 40 32 25 20 16

Correspondencia entre pH y [H+]Correspondencia entre pH y [H+]

nMol = Mol X 10 –9 = mμMolnMol = Mol X 10 –9 = mμMol

La [H+] normal es de 40 nMol/L, lo que significa una concentración UN MILLON de veces MAS PEQUEÑA que la de otros solutos plasmáticos que usualmente se expresan en mMol/L (Na+, K+, Ca++).

La [H+] normal es de 40 nMol/L, lo que significa una concentración UN MILLON de veces MAS PEQUEÑA que la de otros solutos plasmáticos que usualmente se expresan en mMol/L (Na+, K+, Ca++).

Es muy importante comprender que el CO2 es un ácido

Es muy importante comprender que el CO2 es un ácido

250 cc / minuto de CO2 se forma en las células250 cc / minuto de CO2 se forma en las células

CO2 + H2OCO2 + H2O CO3H2 CO3H- + H+CO3H- + H+

CO2 + H2OCO2 + H2O CO3H2CO3H2CO3H

- + H+CO3H- + H+

pH= pK + logpH= pK + logHCO3HCO3

H2CO3H2CO3

HCO3 = 24 mEq / L

H2CO3= 1,2 mEq / L

24

1,2

HCO3HCO3

H2CO3H2CO3

20=

==2020

11

Producción de ácidoProducción de ácido

Exógenas: alimentos

Endógenas: degradación de elementos tisulares

Fuentes

Las dietas contienen sustancias potencialmente formadoras de ácidos.Las dietas contienen sustancias potencialmente formadoras de ácidos.

El ritmo de producción de ácidos también aumenta en situaciones patológicas: ayuno, fiebre, quemaduras, intervenciones quirúrgicas, sepsis, cetoacidosis diabética e ingesta de medicamentos.

El ritmo de producción de ácidos también aumenta en situaciones patológicas: ayuno, fiebre, quemaduras, intervenciones quirúrgicas, sepsis, cetoacidosis diabética e ingesta de medicamentos.

Producción de ácidoProducción de ácido

ACIDOS VOLATILES

LIQUIDO

aGAS

CO2 H2CO3

15.000 mMol / día

ACIDOS NO VOLATILES

Ácido fosfórico

Ácido láctico

Producción de ácidoProducción de ácidoEn 24 horas el LEC es inundado por una cantidad de protones libres muchos millones de veces mayor de lo normal.

Esto constituye un desafío para la homeostasis ácido – base, ya que las reacciones bioquímicas y la función orgánica requieren que la acidez ambiente apenas se desvíe de lo normal.

En 24 horas el LEC es inundado por una cantidad de protones libres muchos millones de veces mayor de lo normal.

Esto constituye un desafío para la homeostasis ácido – base, ya que las reacciones bioquímicas y la función orgánica requieren que la acidez ambiente apenas se desvíe de lo normal.

Sistemas BufferSistemas Buffer

En la profundidad de los tejidos, cada CO2 formado da lugar a un hidrogenión libre, el cual debe ser neutralizado para que no varíe el pH.

En la profundidad de los tejidos, cada CO2 formado da lugar a un hidrogenión libre, el cual debe ser neutralizado para que no varíe el pH.

Cuando el CO2 es exhalado por los pulmones, equivale a hacer desaparecer hidrogeniones ya que por cada molécula de CO2 eliminada por el pulmón se neutraliza un H+ en forma de agua.

Cuando el CO2 es exhalado por los pulmones, equivale a hacer desaparecer hidrogeniones ya que por cada molécula de CO2 eliminada por el pulmón se neutraliza un H+ en forma de agua.

Soluciones de ácidos débiles o sales de ácidos débiles que son capaces de limitar las variaciones del pH al agregarse a una solución de ácidos o bases.

Soluciones de ácidos débiles o sales de ácidos débiles que son capaces de limitar las variaciones del pH al agregarse a una solución de ácidos o bases.

Buffers, tampones o amortiguadoresBuffers, tampones o amortiguadores

Buffers, tampones o amortiguadoresBuffers, tampones o amortiguadores

Ácido débil Bases fuertesÁcido débil Bases fuertes

Sal de un ácido débil con su propia sal SISTEMA BUFFERSal de un ácido débil con su propia sal SISTEMA BUFFER

Sistemas bufferSistemas buffer

En el momento en que se encuentran disociados en un 50% (pK = pH de la solución) su efectividad es máxima.

En el momento en que se encuentran disociados en un 50% (pK = pH de la solución) su efectividad es máxima.

Sistemas bufferSistemas bufferEstas mezclas tienen capacidad amortiguadora frente a la adición tanto de un ácido como de una base fuerte.

Estas mezclas tienen capacidad amortiguadora frente a la adición tanto de un ácido como de una base fuerte.

Sistemas bufferSistemas buffer

1. Sistema bicarbonato – ácido carbónico

2. Sistema fosfato disódico – fosfato monosódico

1. Sistema bicarbonato – ácido carbónico

2. Sistema fosfato disódico – fosfato monosódico

3. Sistema proteinato – proteína

4. Sistema hemoglobina - oxihemoglobina

3. Sistema proteinato – proteína

4. Sistema hemoglobina - oxihemoglobina

Sistema bicarbonato – ácido carbónico

Sistema bicarbonato – ácido carbónico

• Químicamente es un mal buffer

• Compensado por la abundancia de HCO3 en el LEC.

• Químicamente es un mal buffer

• Compensado por la abundancia de HCO3 en el LEC.

pK 6,1pK 6,1

• La masa de HCO3- / H2CO3 es

considerable (12 lt LEC: 324 mMol de HCO3

-); y puede variar en intervalos breves.

• La masa de HCO3- / H2CO3 es

considerable (12 lt LEC: 324 mMol de HCO3

-); y puede variar en intervalos breves.

Sistema bicarbonato – ácido carbónicoSistema bicarbonato – ácido carbónico

• En condiciones fisiológicas es el tampón más importante, por la regulación ejercida por riñón (HCO3

-) y pulmón (H2CO3)

• En condiciones fisiológicas es el tampón más importante, por la regulación ejercida por riñón (HCO3

-) y pulmón (H2CO3)

• El riñón reabsorbe HCO3-, mientras

que el pulmón elimina CO2; en ambos dependiendo de las necesidades ácido – base del organismo.

• El riñón reabsorbe HCO3-, mientras

que el pulmón elimina CO2; en ambos dependiendo de las necesidades ácido – base del organismo.


• A partir del CO2 producido por el metabolismo celular constantemente se está fabricando bicarbonato.

• A partir del CO2 producido por el metabolismo celular constantemente se está fabricando bicarbonato.

• Permanentemente se suministra HCO3

- al sistema y se sustrae H2CO3

• Permanentemente se suministra HCO3

- al sistema y se sustrae H2CO3


CO2 + H2OCO2 + H2O

CO3H2CO3H2CO3H- + H+CO3H- + H+Constante de disociación muy baja, muy inestable y tiende a disociarse espontáneamente

Constante de disociación muy baja, muy inestable y tiende a disociarse espontáneamente

Por ser ácido débil casi todas sus moléculas están enterasPor ser ácido débil casi todas sus moléculas están enteras

CO3H-CO3H-

Tiene constante de disociación muy alta por lo que casi todo está ionizado en bicarbonato, quedando pocas moléculas enteras

H2CO3H2CO3

En ausencia de catalizador la hidratación de CO2 a H2CO3 es tan lenta que sólo una pequeña parte de CO2 pasa a H2CO3.

CO2 + H2OCO2 + H2O

ACAC


El sistema bicarbonato – ácido carbónico es el tampón más importante:El sistema bicarbonato – ácido carbónico es el tampón más importante:

El espacio aparente de distribución del bicarbonato representa 40 a 50% del peso corporal, lo que es de utilidad en la clínica.El espacio aparente de distribución del bicarbonato representa 40 a 50% del peso corporal, lo que es de utilidad en la clínica.

CO2 + H2OCO2 + H2O CO3H2CO3H2 CO3H- + H+CO3H- + H+

a. 324 mMol / LEC 600 mEq ácidos fijos

b. CO3H- Función renal

CO3H2 Función respiratoria

c. pK = 6,1

d. 85% de la capacidad buffer del LEC

PO4= + H+PO4= + H+

Sistema fosfato disódico – fosfato monosódico

Sistema fosfato disódico – fosfato monosódico pK 6,8pK 6,8

PO4H 2-PO4H 2-

Sistema básicamente intracelular (hematíe, célula tubular renal). Excelente buffer urinario. Juega papel importante el tamponamiento de H+ intratubular favoreciendo su arrastre e impidiendo el cese de secreción tubular de H+.

Sistema básicamente intracelular (hematíe, célula tubular renal). Excelente buffer urinario. Juega papel importante el tamponamiento de H+ intratubular favoreciendo su arrastre e impidiendo el cese de secreción tubular de H+.

Sistema proteinato – proteínaSistema proteinato – proteína

Grupos ácidos: carboxilos terminales (-COOH)

Grupos básicos: grupos amino (-NH2)

grupos guanídicos (-NH; -CHN; -NH2)

Acción tampón: ác. asp, ác. glu, cis, lis, tir, arg

Grupos ácidos: carboxilos terminales (-COOH)

Grupos básicos: grupos amino (-NH2)

grupos guanídicos (-NH; -CHN; -NH2)

Acción tampón: ác. asp, ác. glu, cis, lis, tir, arg

Sistema hemoglobina - oxihemoglobinaSistema hemoglobina - oxihemoglobina

Hb - HbO2Hb - HbO2pK 7,4pK 7,4

Es capaz de neutralizar 6 veces más ácido que las proteínas plasmáticas.

La HbO2 es más ácida que la HHb; por lo que la HHb tiene una capacidad amortiguadora superior a la HbO2. Cuando la HbO2 pierde O2 aumenta su capacidad neutralizadora.

La mayor parte de los 15.000 mMol / día es transportado en el plasma con escaso cambio de pH.

Transporte de CO2Transporte de CO2CO2CO2

CO2CO2PCO2PCO2

CO2

HbCO2 CO2 + H2O

O2

O2

HHb

HbO2

H+

EfectoBohr

H2CO3 HCO3-HCO3-

HCO3-HCO3-

Cl-Cl-Cl-Cl-

H2OH2O

H2OH2O

TEJIDOTEJIDO

O2

O2

Amortiguación intracelularAmortiguación intracelular

pH del citosol : 6,9 - 7,3

pH de lisosomas : 4,5 - 5,5

pH endosomas : 5,5 - 6,5

pH Ap. de Golgi : 5,5 - 6,5

pH del citosol : 6,9 - 7,3

pH de lisosomas : 4,5 - 5,5

pH endosomas : 5,5 - 6,5

pH Ap. de Golgi : 5,5 - 6,5

NaH+

NaCO3 Cl-

pHi

Na+

H+

ATP

ADP

2 x HCO3-

Na+

3 x HCO3-

HCO3-

Cl-

ATP

ADP

H+

pHi

Regula:

pHi

Iones intracelulares

Volumen celular

Transporte transcelularde electrolitos

fundamentos ácido base

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