tema 17. regulación ácido-base

7/30/2019 Tema 17. Regulacin cido-base

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H+ +HCO3- H2O + CO2

TAMPN CARBNICO-BICARBONATOEl sistema tampn HCO3

-se diferencia de otros sistemas tampn del organismo en que se halla

regulado tanto por los pulmones como por los riones.

El bicarbonato es una fuente de

tamponamiento de radicales cidos. Nuestro

organismo finalmente produce

hidrogeniones que deben ser anulados. A pH

corporal, la mayor parte del tampn

carbnico-bicarbonato est en forma de

bicarbonato, que tiene una gran

concentracin plasmtica (150 mEq).

En situacin de acidez generalizada (pH=6)

la mayor parte del bicarbonato pasa a la

forma cida (CO2), mientras que en situacin

normal la mitad est en forma de cido y la

otra mitad en forma de base.

El bicarbonato suele perderse por los riones.


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El pH y la [H+] varan cuando la [HCO3

-] o la Pco2 se alteran. Las alteraciones de equilibrio cido-

bsico derivadas de un cambio en la [HCO3-] se denominan alteraciones cido-base

metablicas. Los riones son los principales responsables de la regulacin de [HCO 3-] en el LEC,

mientras que los pulmones controlan la Pco2.

cido voltil es aquel que se puede transformar en CO2, mientras que los cidos no voltilesson aquellos que proceden de cualquier mecanismo que no sea la ecuacin de Henderson-

Hasselbalch.

MECANISMOS DE REABSORCIN DEBICARBONATO EN LA NEFRONAEl 80% de todo el bicarbonato que se reabsorbe en el rin lo

hace en el tbulo proximal, y el resto en el asa gruesa del asa de

Henle y en los tbulos distal y colectores. Se reabsorbe por

mecanismos asociados a la anhidrasa carbnica en las clulas

epiteliales. Estos mecanismos toman agua y CO2 y producen

bicarbonato y protones.

El bicarbonato se reabsorber en forma de CO2 o en forma de

bicarbonato a travs de intercambiadores sodio-bicarbonato o

bicarbonato-cloruro.

Reabsorcin de bicarbonato en el tbulo proximal

El tbulo proximal reabsorbe la mayor cantidad de la carga filtrada de HCO3-. La secrecin de

H+

a travs de la membrana apical de las clulas se produce tanto mediante un intercambiador

Na+-H

+como por la H

+-ATPasa.

El intercambiador Na+-H

+es la va predominante para la secrecin de H

+, y utiliza el gradiente

luz-clula de la [Na+] para llevar a cabo este proceso (por ejemplo, secrecin activa secundaria

de H+). En el interior de la clula, el H

+y el HCO3

-se producen en una reaccin catalizada por la

anhidrasa carbnica. El H

+

es segregado en el lquido tubular, mientras que el HCO 3-

sale de laclula a travs de la membrana basolateral y vuelve a la sangre peritubular.


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La salida de HCO3-

de la clula

pasando a travs de la membrana

basolateral est unida a otros iones,

la mayora del HCO3-sale mediante un

cotransportador, que acopla la salida

de 1 Na+

con 3 HCO3-(cotransportador

sodio-bicarbonato).Adems algo de

HCO3-

puede salir intercambindose

por Cl-. Como se expresa en la figura,

la anhidrasa carbnica tambin est

presente en el borde en cepillo de las

clulas del tbulo proximal. Esta

enzima cataliza la deshidratacin del

H2CO3 en el lquido luminal, y por

tanto facilita la reabsorcin de HCO3-

.

Reabsorcin de bicarbonato en las clulas intercaladas del conducto

colector

Un tipo de clulas intercaladas segrega H+

(reabsorbe HCO3-). Dentro de estas clulas el H

+y el

HCO3-

se producen mediante la hidratacin del CO2;

esta reaccin est catalizada mediante la anhidrasa

carbnica. El H+

es segregado en el lquido tubular a

travs de dos mecanismos.

1. H+-ATPasa de la membrana apical.2. Acopla la secrecin de H+ con la reabsorcin

de K+

mediante unaATPasa H+-K

+.

El HCO3-

sale de la clula a travs de la membrana basolateral, intercambindose por Cl-

(mediante un intercambiador Cl-- HCO3

-) y penetra en la sangre del capilar peritubular. Otros

transportadores de HCO3-

se han localizado en esta clula. Sin embargo, su papel en la

secrecin de H+

(reabsorcin de HCO3-) no se ha definido completamente.

Una segunda poblacin de clulas intercaladas segregaHCO3

-, ms bien que H

+en el lquido tubular. En estas

clulas, la H+-ATPasa est localizada en la membrana

basolateral y el intercambiador Cl-- HCO3

-en la

membrana apical. Sin embargo, el intercambiador Cl--

HCO3-

de la membrana apical es diferente del que se

encuentra en la membrana basolateral de las clulas

intercaladas secretoras de H+. La actividad de las clulas

intercaladas secretoras de HCO3-

est incrementada

durante la alcalosis metablica, cuando los riones

deben excretar el exceso de HCO3-.


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Sin embargo, en la mayora de condiciones, predomina la secrecin de H+. la membrana apical

de las clulas del tbulo colector no es muy permeable al H+, y por tanto, el pH del lquido

tubular puede ser bastante cido.

El intercambiador K+-H+ de las clulas intercaladas establece una relacin entre acidez

metablica y potasemia. El protn que se excreta se une al bicarbonato, por lo que est sereabsorber en forma de CO2. Por un transportador bicarbonato-cloruro se produce tambin

en los eritrocitos. Se introduce cloruro a la clula y para que no desequilibre el potencial de

membrana, pasa por canales hacia el exterior.

La orina en general es cida.

En el caso de alcalosis metablica se intercambia bicarbonato con cloruro. Los protones se

bombean a contracorriente con una ATPasa de protones. En definitiva, se capturan los

hidrogeniones y se libera bicarbonato.

La alcalosis metablica se produce en casos de vmitos, donde se pierde contenido gstrico

que es muy cido. Si son respiratorias se produce una alcalosis metablica que lleva al rin a

compensar la situacin.

ESQUEMA GENERAL DE LA SECRECIN DE H+ SIN HCO3- (CIDOTITULABLE)Como se expuso previamente, la reabsorcin de la carga de filtrada de HCO 3

-es importante

para maximizar la excrecin neta de cido. Sin embargo, la reabsorcin de HCO3-por ella

misma, no recupera la prdida de bicarbonato durante la neutralizacin de los cidos no

voltiles durante el metabolismo. Para mantener el equilibrio cido-bsico, los riones debenreemplazar este HCO3

-perdido con nuevo HCO3

-. La generacin de nuevo HCO3

-se alcanza

mediante la excrecin de cido titulable a travs de la sntesis y excrecin de NH4+.

cido titulable: es un trmino que describe los cidos como el cido fosfrico o el cido

sulfrico, los cuales estn involucrados en la fisiologa renal. Su uso excluye explcitamente

amonio (NH4+) como una fuente de cido, y es parte del clculo de la excrecin neta de cidos.

La produccin de nuevo HCO3-

como resultado

de la excrecin de cido titulable se

representa en la figura. Debido a la

reabsorcin de HCO3- por el tbulo proximal y

el asa de Henle, el lquido que alcanza los

tbulos distal y colector suele contener poco

HCO3-. As cuando se segrega H

+, se combina

con tampones- HCO3-

(principalmente con Pi)

y se excreta como cido titulable. Dado que el

H+

se produjo dentro de la clula a partir de la

hidratacin del CO2, tambin se produce

HCO3-. Este HCO3

-se devuelve al LEC como

HCO3-nuevo.
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_fosf%C3%B3ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BAricohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BAricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BAricohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulf%C3%BAricohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_fosf%C3%B3rico


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Como se apunt, la excrecin de Pi aumenta con la acidosis. Sin embargo, incluso con el

aumento del Pi disponible para la formacin de cido titulable, esta respuesta es insuficiente

para generar la cantidad requerida de HCO3-nuevo. El resto de la generacin de nuevo HCO3

-se

consigue como resultado de la produccin y excrecin de NH4+.

PRODUCCIN, TRANSPORTE Y EXCRECIN DE AMONIO POR LANEFRONAEn el tbulo proximal los hidrogeniones se excretan con un transportador con sodio. Como

resultado del metabolismo de la glutamina aparece amoniaco. El H+ se une al amoniaco

formando amonio. En la pase ascendente estrecha del asa de Henle el amonio se reabsorbe

con relativa facilidad, aunque tambin puede excretarse a la orina, en un mecanismo de

intercambio con hidrogeniones. La forma de quitar cidos no voltiles del metabolismo es en

su mayor parte mediante el concurso del amoniaco, que se transforma en amonio al unirse a

los hidrogeniones.

El NH4+

es producido desde la glutamina en las clulas del tbulo proximal, un proceso llamado

amoniognesis. Cada molcula de glutamina produce dos molculas de NH4+

y el anin

divalente 2-oxoglutarato

-2

. El metabolismo de este anin finalmente produce dos molculas deHCO3

-.

El HCO3- sale de la clula a travs de la membrana basolateral y penetra en la sangreperitubular como nuevo HCO3

-.

El NH4+ sale de la clula a travs de la membrana apical y entra al lquido tubular.o El mecanismo principal para la secrecin de NH4+ hacia la luz tubular implica al

intercambiador Na+-H

+, con el NH4

+sustituyendo al H

+.

o Adems, el NH3 puede difundir fuera de la clula a travs de la membranahacia el lquido tubular, donde gana un protn convirtindose en NH4

+.


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La rama gruesa ascendente del asa de Henle es el lugar principal de la reabsorcin de NH4+,

con el NH4+

sustituyndose por K+

en el transportador 1Na+-1K

+-2Cl

-. Adems el voltaje

transepitelial luminal positivo en este segmento dirige la reabsorcin paracelular de NH4+.

El NH4+

reabsorbido por la rama gruesa del asa de Henle se acumula en el intersticio medular.

Luego, desde all, es secretado hacia el lquido tubular por el tbulo colector. Se han

identificado dos mecanismos para la secrecin tubular de NH4+

por el tbulo colector:

1. Difusin no inica y difusin por atrapamiento: el NH3 difunde desde el intersticiomedular hacia la luz del tbulo colector (difusin no inica). All, gana un protn,

convirtindose en NH4+por el lquido tubular cido. Dado que el tbulo colector es

menos permeable al NH4+

que al NH3, el NH4+

es atrapado en laluz tubular (difusin por

atrapamiento) y es eliminado del organismo por la orina.

2. Intercambiadores NH4+-H+: localizados en la membrana basolateral y apical de lasclulas del tbulo colector.

ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO CIDO-BASE

Situacin acidtica Acidosis respiratoria: Pco2 mayor de 40. Se compensa por los riones. Acidosis metablica: Pco2 normal, baja concentracin de bicarbonato. Se

compensa por los pulmones.

Diagrama de Davenport

Explica las regulaciones y disregulaciones cido base. Se muestran las isobaras de presiones

parciales de CO2, que representan valores de CO2 estables. Disminuye de arriba abajo.

Hacia la izquierda hay situacin de acidosis y a la izquierda situacin de alcalosis. Los puntos

gordos representan la relacin entre el pH y la concentracin de bicarbonato en plasma.


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Si se desva hacia abajo nos encontramos con una acidosis, mientras que si lo hace hacia arriba

es situacin de alcalosis.

Alteraciones respiratorias

La acidosis respiratoria se puede compensar por elrin, con una reabsorcin de bicarbonato. La

concentracin de bicarbonato sube mucho, pero se

compensa el pH.

La alcalosis respiratoria se da por aumento del pHante una prdida de CO2. El rin la compensaquitando bicarbonato del plasma y liberndolo a la

orina.

Alteraciones metablicas

En alteraciones metablicas la compensacin ser

respiratoria.

En una acidosis metablica, el pH se va hacia laizquierda, la Pco2 es normal y ha disminuido laconcentracin de bicarbonato, con lo que predomina

la concentracin de hidrogeniones. La compensacin

es respiratoria, mediante una hiperventilacin en la

que se pierde CO2, por lo que se consume el

bicarbonato y se normaliza el pH.

En una alcalosis metablica, aumenta laconcentracin de bicarbonato. Se compensa por el

pulmn, aumentando la PCO2.


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Para que cambie el pH se tiene que aadir muy poca

cantidad de H+ (a pH 7,4 la concentracin de H+ en sangre

arterial es de 40 nmol/L). Un incremento de 20 nm/L

supone una desviacin importante del pH a 7,2.

En una situacin de alcalosis suele ser por un exceso debase. Siempre hay un equilibrio entre aniones y cationes

en el organismo, que se altera ante una prdida o

aumento de H+.

Anion gap: hueco que falta para equilibrar lascolumnas.

En una acidosis aumenta el hueco de los aniones.

PRINCIPALES CAUSAS DE ACIDOSIS METABLICA Dieta o infusiones

o NH4+ Aumento de la produccin endgena de cidos orgnicos

o cidos grasos, cetocidos Hambruna Diabetes Alcoholismo Dficit de enzimas

o Lactato Isquemia Hipoxia, anemia Ejercicio fsico Catecolaminas Tumores Defectos en las enzimas


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PRINCIPALES CAUSAS DE ALCALOSIS METABLICA Prdida de cido

o Prdida de fluido gstricoo Prdida de cidos intestinales (liberacin de Cl - por diarreas)o Prdida renal de cidos

Exceso de mineralocorticoides Diurticos Sndrome de Bartter Agotamiento de Mg2+ Hipercalcemia

o Exceso de HCO3- Dieta

Infusin Produccin metablica de citrato, lactato u otros aniones orgnicos Extracelular volumen contraction alkalosis (?)

o Ingesta celular de cidos Deficiencia de K+

PRINCIPALES CAUSAS DE ALCALOSIS RESPIRATORIA Estimulacin hipxica de la respiracin

o Gran altitudo Difusin alveolar comprometidao Desequilibrio ventilacin-perfusino Anemia severao Hipotensin

Estimulacin no hipxica de las neuronas respiratoriaso Hiperventilacin voluntariao Ansiedado Enfermedades pulmonareso Fallo hepticoo Recuperacin de una acidosis metablicao Exposicin al caloro Septicemiao Lesiones en el SNC

Infeccin del SNC (encefalitis, meningitis) Lesin en la cabeza Isquemia del SNC Tumores en el SNC

o Hormonas y mediadores Progesterona Catecolaminas

Angiotensina IIo Drogas


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Salicilatos Hiperventilacin mecnica

tema 17. regulación ácido-base

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