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Desequilibrio Acido Base

Dra. Ana María Santos R.

Departamento de Ciencias Fisiológicas.

Fisiopatología

FISIOPATOLOGIA RENAL

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Consideraciones fisiológicas

El ser humano es un productor permanente de ácidos, como resultado de los procesos metabólicos que se producen en el organismo. Pero, a pesar de esto, la concentración de protones o su expresión como pH se mantiene constante.

La regulación depende fundamentalmente de dos órganos, el Pulmón y el Riñón.

Desequilibrio Acido Base

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Consideraciones fisiológicas

50 - 100 mEq/día de “ácidos fijos”: metabolismo de los aminoácidos. En circunstancias anormales: hidratos de carbono y grasas.

10000 - 20000 mEq/día de “ácido volátil” en forma de Acido Carbónico. La mayor parte de ácido volátil se produce en forma de CO₂ durante la respiración celular y reacciona con agua para formar ácido carbónico y bicarbonato

Desequilibrio Acido Base

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Consideraciones fisiológicas

Acido: sustancia capaz de transferir protones (H⁺).

Alcali (Base): sustancia capaz de aceptar protones.

AH (ácido) H⁺ + A^- (base)

Desequilibrio Acido Base

La constante de disociación del ácido (K) viene expresada como:

[H+][A-]

K= -----------------

[AH]

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Consideraciones fisiológicas

pH: se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H⁺

pH= - log₁₀ [H⁺]

Desequilibrio Acido Base

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Consideraciones fisiológicas

pH = 7,35 - 7,45 H+ = 45 - 35 nM/l.

La concentración de protones es muy baja, pequeñas variaciones, influyen significativamente en las reacciones enzimáticas y procesos fisiológicos.

pH 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 �[H+] 200 160 125 100 80 63 50 40 32 26 20 16

Desequilibrio Acido Base

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VALORES NORMALES pH y GASES SANGUINEOS

pH	7,35 – 7,45

pCO₂	35 – 45	mm Hg

pO₂	55 - 65	mm Hg (F₁: O,21)

EB	+ 2,3

HCO3	20 - 27

SATURACIÓN O₂	95%

Desequilibrio Acido Base

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Cambios desfavorables de pH en los líquidos corporales, activan los amortiguadores de defensa, con la consiguiente absorción y/o liberación de H+

Desequilibrio Acido Base

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Mecanismos de Regulación

Tamponamiento (Buffers) LEC (inmediato) y LIC (tardío)
Ajustes de la pCO², cambios en la frecuencia ventilatoria pulmonar
Ajustes en la excreción renal de ácido o bases

Desequilibrio Acido Base

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Buffers

Constituyen la primera defensa contra cualquier variación de pH.

Es un sistema formado por un ácido débil y una sal fuerte de dicho ácido, que funciona como base.

Su misión es amortiguar, es decir, disminuir los cambios de acidez de una solución cuando a ésta se le añade un ácido o un álcali (base) y conseguir, por lo tanto, que el pH de la solución cambie lo menos posible.

Desequilibrio Acido Base

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Buffers

Los buffers del compartimento extracelular son los siguientes: �

a) Bicarbonato/Acido Carbónico

b) Proteínas plasmáticas. �

Los buffers del compartimento intracelular son:

a) Hemoglobina.

b) Fosfato disódico/fosfato monosódico

c) Proteínas intracelulares

Desequilibrio Acido Base

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Consideraciones fisiológicas

Desequilibrio Acido Base

El valor de pH en el cual el ácido se encuentra disociado en un 50% se conoce como pK (pK=- log [K]). El pK representa el valor de pH en el que un sistema tampón puede alcanzar su máxima capacidad amortiguadora.

Por tanto, cada sistema buffer tendrá un valor de pK característico.

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Ecuación de Henderson-Hasselbalch

pH = 6.10 + log HCO3-

pCO2

Dado que el valor del pK del sistema bicarbonato/ CO2 a 37ºC es de 6.1, el bicarbonato normal del plasma arterial es de 24 mmol/l, y la pCO2 arterial normal es de 40 mmHg, el pH de la sangre arterial normal será:

pH = 6.1 + log (24/1.2) = 6.1 + 1.3 = 7.4

Desequilibrio Acido Base

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En un aumento de la producción de protones la ecuación se desviará a la izquierda aumentando la concentración de CO2, que en un sujeto normal se eliminará por el pulmón a través de una hiperventilación.

En una disminución de la concentración de protones, la ecuación se desviará a la derecha, para lo cual se requiere acumular CO2, esto se consigue hipoventilando.

CO2 + H2O H2CO3 H+ + -HCO3� A.C. K

Desequilibrio Acido Base

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Cuando se produce primariamente una retención de CO2, como ocurre en los cuadros pulmonares en que hay alteración de la difusión y cursan con acidosis respiratoria, en éstos el pulmón no es capaz de remover el dióxido de carbono, por lo que su acumulación desvía la ecuación hacia la derecha, y el exceso de protones formados es eliminado por el riñón.

CO2 + H2O H2CO3 H+ + -HCO3� A.C. K

Desequilibrio Acido Base

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Otros Tampones

Fosfatos y Proteínas plasmáticas también actúan como tampones extracelulares

H+ + HPO4= H2PO4

H+ + Proteínas H - Proteína

Estos tres sistemas actúan en el 50% de sobrecarga de ácidos no volátiles y 70% de sobrecarga por alcali, el resto del tamponamiento es intracelular.

Desequilibrio Acido Base

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Otra fuente de tampón extracelular

El hueso (NaHCO3, KHCO3, CaCO3, CaHPO4)

En casos de acidosis crónica se provoca desmineralización ósea por importantes pérdidas de Ca+ unido a H+

Desequilibrio Acido Base

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Compensación pulmonar

Desequilibrio Acido Base

La respuesta ventilatoria ante los cambios de pH es respuesta rápida y está mediada por los quimiorreceptores de los corpúsculos carotideos y aórticos y del centro respiratorio bulbar.

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Bifurcación de las carótidas

Aorta

H⁺↓

+

-

↑FR↓

↓PaCO₂

↑PaCO₂

-

+

Compensación pulmonar

Desequilibrio Acido Base

Diapositiva 4:

Titulo: II línea Sistema Respiratorio

Comentario:

En el caso del sistema respiratorio como II línea existe un control de retroalimentación que permite elevar o disminuir la frecuencia respiratoria dependiendo de lo que requiera el organismo. Recuerden que existen una serie de quimiorreceptores sensibles a la concentración de H+ ubicados en el bulbo raquídeo, en la aorta y en la bifurcación de las carótidas. La estimulación de estos receptores por acidemia determina un aumento de la actividad ventilatoria, lo que produce una mayor eliminación de CO2, causando una caída en la concentración de H2CO3 y, por lo tanto, un aumento del pH que tiende a corregir la acidemia. Por el contrario, la alcalemia induce una menor ventilación que tiene el efecto opuesto al ejemplo anterior.

El aparato respiratorio puede compensar eficientemente y en forma bastante rápida cambios en la concentración de hidrogeniones debidos a variaciones metabólicas en su producción, pero su capacidad máxima de compensar estas alteraciones es limitada, en condiciones ordinarias el mecanismo respiratorio para controlar la concentración del ion hidrogeno tiene la eficacia de entre 50 y 75% que corresponde a la ganancia por retroalimentación de 1 a 3 o sea si la concentración del ion hidrogeno aumenta en forma súbita por que se añade acido al LEC y el pH desciende de 7.4 a 7.0, el sistema respiratorio puede regresar el pH a un valor aproximado de 7.2 o 7.3, esta respuesta ocurre en 3 a 12 minutos.

Obviamente, cuando el trastorno del equilibrio ácido base es de causa respiratoria, este aparato no puede servir para compensar la alteración.

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Compensación pulmonar

Desequilibrio Acido Base

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Defensa Renal

Los riñones realizan ajustes en la excreción de HCO3- y ácido neto en respuesta a las variaciones de pH y de la pCO2 plasmáticos.

La excreción neta de ácido deriva de:

Secreción de iones H⁺ por los túbulos renales.
Reabsorción de iones HCO₃^- filtrados.
Producción de nuevos iones HCO₃^-.

Desequilibrio Acido Base

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Defensa Renal

Desequilibrio Acido Base

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Trastornos Equilibrio Acido base

T. por alteración primaria de la conc. de HCO3-

METABOLICOS

T. por alteración primaria de la conc. de PCO2

RESPIRATORIOS

Se activan mecanismos de defensa para mantener el equilibrio, minimizando los cambios de pH

pH= 7,35 - 7,45

Acidosis pH < 7,35 Alcalosis pH> 7,45

Desequilibrio Acido Base

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Alteraciones del Equilibrio Ac/base

Pulmones

Compensan los

trastornos

metabólicos

Riñones

Compensan los

trastornos

respiratorios

Desequilibrio Acido Base

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Trastornos del Equilibrio

Acidosis Metabólica
Alcalosis Metabólica
Acidosis Respiratoria
Alcalosis Respiratoria
Trastornos Mixtos

Desequilibrio Acido Base

Acidemia: disminución del pH sanguíneo
Alcalemia: aumento del pH sanguíneo
Acidosis o alcalosis: situaciones que disminuyen o aumentan el pH sanguíneo respectivamente.

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Acidosis Metabolica

Disturbio ácido-base caracterizado por una disminución primaria del HC03 plasmático

disminución del pH arterial
hiperventilación compensatoria
disminución del pCO2.

Desequilibrio Acido Base

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Acidosis Metabolica

CAUSAS

1.Producción de ácidos en exceso de la capacidad del riñón para su excreción y regenerar bicarbonato.

2. Pérdida de HCO3 del LEC a través del riñón o TGI.

3. Disminución de la capacidad de un riñón enfermo para excretar ácido y regenerar HCO3.

Desequilibrio Acido Base

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Anión GAP (Brecha aniónica)

Anión GAP = ([ Na+] + [K+])- ([Cl-] + [HCO₃-])

El anión gap es la diferencia entre los aniones plasmáticos y cationes plasmáticos que habitualmente no se miden: proteínas, sulfatos, fosfatos y ácidos orgánicos como lactato y piruvato; y K+, Ca²⁺, Mg²⁺

El valor normal es entre 8 - 16 mEq/l

Su determinación permita clasificar las acidosis metabólicas

Desequilibrio Acido Base

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Acidosis metabólica con Anion GAP elevado

Cetoacidosis: ácido beta-hidroxibutírico �Acidosis láctica: lactato �Insuficiencia renal: sulfato, fosfato

Rabdomiolisis�Ingestión de medicamentos: � Salicilatos: aniones orgánicos � Etilenglicol: oxalato � Metanol: ácido fórmico � Paraldehido: aniones orgánicos

Tolueno

Etanol

Citrato

Desequilibrio Acido Base

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Acidosis metabólica con Anion GAP normal

Administración de ácidos

Pérdida de bicarbonato:

Gastrointestinal:

Diarrea

Drenaje biliar

Ureterosignoidostomía.

Renal:

ATR proximal

Cetoacidosis

Posthipocapnia crónica

Alteración en la excreción renal de ácidos:

Con hipopotasemia:

ATR distal.

Con hiperpotasemia:

ATR distal hiperkalemica.

Hipoaldosteronismo

Perfusión renal reducida

Desequilibrio Acido Base

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¿Qué cambios ocasiona la acidemia?

Sistemas enzimáticos IC fallan ocasionando disfunción de órganos
Fallas en el ritmo cardiaco: arritmias: puede ir a PCR
DHE: Hiperkalemia por intercambio celular.
Estimulación respiratoria: respiración profunda (Kussmaul)
Compromiso de conciencia
Debilidad muscular
Falla cardiaca: Insuficiencia cardiaca- Hipotensión arterial

Desequilibrio Acido Base

Cardiovasculares: sobre todo si el pH se encuentra entre 7.1 y 7.15, ocurre

Empeoramiento de la contractilidad miocárdica,

Dilatación arteriolar con venocontricción

Aumento de la resistencia vascular pulmonar

Hipotensión

Disminución del umbral para arritmias ventriculares, potencialmente fatales

Disminución de la respuesta cardíaca a las Catecolaminas

Respiratorios: Hiperventilación, fatigabilidad muscular, disnea.

Metabólicos:

Resistencia a la insulina

Inhibición de la glucólisis anaerobia

Reducción de la síntesis de ATP

Hiperpotasemia (sube a 0,6 mEq/L por cada 0,10 unidades que disminuya el pH).

Fatigabilidad muscular: La troponina que bombea el Ca es inhibida por el descenso del pH, imposibilitando la formación del complejo actomiosina que es el responsable de generar tensión en los músculos

Cerebrales: obnubilación y coma

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Alcalosis Metabólica

Definición:

Ph aumentado

CO3H aumentado

PCO2 normal.

Causa inicial:

Proceso generador de la alcalosis que puede ser exógeno, gastrointestinal o renal

Desequilibrio Acido Base

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Alcalosis Metabólica

Causa: Vómitos

Acido perdido (vómitos/drenaje jugo gástrico)

Aumento excreción renal de CO3H Na y K

Pérdidas urinarias sobrepasan la ingesta

Disminución volumen extracelular

Aumento reabsorción CO3H perpetuando la alcalosis

Desequilibrio Acido Base

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Cambios que ocasiona la alcalemia

Cardiovascular:

- Constricción arteriolar

- Reducción del flujo coronario

- Predisposición a arritmias refractarias supraventricular y ventricular

- Reducción e el umbral de angina

Respiratorios:

- Hipo ventilación con persistente hipercapnea e hipoxemia

Metabólicos:

- Estimulación de la glicólisis anaeróbica y producción de acido orgánico

- Hipokalemia

- Disminución de la concentración de calcio iónico en plasma

- Hipomagnesemia e hipofosfatemia

Cerebral:

- Reducción en el flujo sanguíneo cerebral

- Tetania, convulsiones, letargia, delirio y estupor.

Desequilibrio Acido Base

La disminución de los niveles de H+ en sangre produce la difusión pasiva de los mismos hacia afuera de las células.

Para conservar el equilibrio hay un pasaje de iones K⁺ extracelulares hacia el interior de las células con la consiguiente hipokalemia (induciendo debilidad muscular, hiporeflexia, arritmias cardiacas, distensión abdominal).

Se reduce la ionización del Ca⁺², lo que permite que aumente la permeabilidad de las células nerviosas al ión sodio, las cuales al penetrar a las células estimulan la transmisión de impulsos nerviosos que se traduce por una hiperexcitabilidad del SNC y periférico (tetania, irritabilidad, confusión y convulsiones)

La hipocapnia estimula los cuerpos carotideos y aorticos.provoca un aumento de la frecuencia cardiaca, que puede agravarse aun más por efectos de la hipokalemia. No se altera la presión arterial

Se produce una vasoconstricción en la mayoría de los lechos vasculares incluyendo los vasos arteriales cerebrales, lo que reduce el riego sanguíneo encefálico. Se hiperexcita el tallo cerebral y el sistema nervioso vegetativo, observándose sudoración, ansiedad, mareos, alternancia de disnea, hiperventilación y apneas

La alcalosis inhibe la ionización del calcio, aumentando la excitabilidad nerviosa y las contracciones musculares, se presentan: vértigo, confusión, parestesis en los miembros, hiperrreflexia, tetania, arritmias, convulsiones y coma

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Acidosis Respiratoria

Causada por una disminución en la frecuencia respiratoria y retención de CO2.
↑pCO2 arterial es el trastorno primario causando un incremento en [H+] y [HCO3]
La compensación renal consiste en el aumento de excreción de H+ y NH4+ y aumento en la reabsorción de HCO3.

Desequilibrio Acido Base

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Acidosis Respiratoria Causas

INHIBICION DEL CENTRO RESPIRATORIO

AGUDA:

1.Fármacos opiáceos, anestésicos, sedantes.

2.Oxigenoterapia en hipercapnea crónica

3.Apnea central del sueño

4.Paro cardiaco.

CRONICA:

1.Obesidad extrema

2.Lesiones del SNC

Desequilibrio Acido Base

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Alcalosis respiratoria

Aumento del pH

pCO2 bajo (HIPOCAPNIA)

DISMINUCION VARIABLE DEL NIVEL PLASMATICO DEL HCO3-.

Desequilibrio Acido Base

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Alcalosis Respiratoria

HIPOXIA:

GRANDES ALTURAS.
DISMINUCION DEL FIO2.
DISBALANCE VENTILACION-PERFUSION.
HIPOTENSION.
ANEMIA SEVERA.

ENFERMEDADES PULMONARES:

ENFERMEDAD PULMONAR INTERSTICIAL.
NEUMONIA.
EMBOLIA PULMONAR.
EDEMA PULMONAR.

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CARACTERISTICAS DE LAS ALTERACIONES ACIDO-BASE

Y RESPUSTA COMPENSADORA

Trastorno

Cambio

primario

pH

Respuesta

compensadora

Rango de

compensación esperado

Acidosis �metabólica

↓ CO₃H^-

↓

↓ PCO₂

PCO₂ ↓1.2 mmHg por cada 1 mEq de ↓CO₃H^-

Alcalosis

metabólica

↑ CO₃H^-

↑

↑ PCO₂

PCO₂ ↑ 0.7 mmHg por cada 1 mEq/l de ↑ CO₃H^-. �Si hipoK severa puede no haber compensación

Acidosis

respiratoria

↑ PCO₂

↓

↑ CO₃H^-

Aguda: CO₃H^- ↑ 1 mEq/l por cada 10 mmHg de ↑ PCO₂. Crónica: CO₃H^- ↑ 4mEq/l por cada 10 mmHg de ↑ PCO₂.

Alcalosis

respiratoria

↓ PCO₂

↑

↓ CO₃H^-

Aguda: CO₃H^- ↓ 2 mEq/l por cada 10 mmHg de ↓ PCO₂. Crónica: CO₃H^- ↓ 5 mEq/l por cada 10 mmHg de ↓ PCO₂.

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CLASIFIQUE EL TRASTORNO ACIDO BASE. CALCULE OSMOLARIDAD.�CALCULE ANION GAP DONDE APLIQUE

pH: 7,20 pCO2: 55 mmHg, HCO3: 30 meq/lt. Na: 130meq/L. CL: 110meq/L. Glucosa: 60meq/L. K:4meq/L

pH: 7,20 pCO2: 25 mmHg, HCO3: 15 meq/lt. Na: 150meq/L. CL: 110meq/L. Glucosa: 100meq/L. K:6meq/l

pH: 7,35 pCO2: 30 mmHg, HCO3: 17 meq/lt. Na: 130meq/L. CL: 110meq/L. Glucosa: 100meq/L. K:4meq/L

pH: 7,55 pCO2: 25 mmHg, HCO3: 17 meq/lt. Na: 120meq/L. CL: 110meq/L. Glucosa: 200meq/L. K:5meq/L