Equilibrio Ácido-Base en Bioquímica

Equilibrio Ácido-Base

• El pH en fluidos intra y extracelulares es mantenido gracias a los sistemas tampón.
• En condiciones normales, el organismo produce ácidos y bases que afectan al pH, los sistemas tampón actúan como reguladores.
• Los sistemas tampón principales son:
  • Inorgánicos:
    • Fosfato: principal tampón intracelular, presente en la sangre en baja concentración
    • Bicarbonato: principal tampón de la sangre, formado por CO2 y H2O
  • Orgánicos:
    • Proteínas y aminoácidos: actúan como tampones en el cuerpo
    • Hemoglobina: importante tampón en la sangre, interacciona con los protones

Tampón Fosfato

• Es triprótico (cede hasta 3 protones).
• Presenta 3 constantes de disociación (Ka), cada una con una tendencia diferente a ceder protones.
• El pH fisiológico sanguíneo y celular se encuentra dentro del rango eficaz del tampón fosfato.

Tampón Bicarbonato

• Formado por la combinación de CO2 y H2O, catalizada por la anhidrasa carbónica.
• El CO2 se genera como producto de la oxidación de los nutrientes en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA).
• El pH de la sangre se mantiene estable gracias a la acción de la anhidrasa carbónica, que convierte el CO2 en ácido carbónico, el cual se disocia en bicarbonato y protones.

Acidemia y Alcalemia

• Acidemia Metabólica: disminución de la concentración de bicarbonato en el líquido extracelular.
• Alcalemia Metabólica: aumento de la concentración de bicarbonato en el líquido extracelular.
• Acidemia Respiratoria: aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la sangre.
• Alcalemia Respiratoria: disminución de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la sangre.

Compensación de las alteraciones del pH

• Compensación Pulmonar: rápida y refleja, regula la eliminación de CO2 por los pulmones.
• Hiperventilación: elimina exceso de CO2, compensando la acidemia metabólica.
• Hipoventilación: retiene CO2, compensando la alcalemia metabólica.
• Compensación Renal: más lenta (48-72 h hasta 7 días), regula la excreción de H+ y el reabsorbción de bicarbonato.

Regulaciones del pH

• El pH de la orina es ácido debido a la excreción de ácidos no volátiles.
• Regula la excreción de H+ en forma de H2PO4- o de NH4+.
• Regula la reabsorción de bicarbonato.

Mecanismos de Compensación

• El cuerpo tiene mecanismos para mantener el equilibrio ácido-base ante trastornos.
• La compensación respiratoria ocurre en minutos y ajusta la frecuencia respiratoria para eliminar CO₂ (en acidosis) o retenerlo (en alcalosis).
• La compensación renal tarda horas o días y ajusta la excreción de H⁺ y reabsorción de bicarbonato.
• El buffering es un sistema de tamponamiento inmediato que involucra:
  • Bicarbonato.
  • Fósfatos.
  • Proteínas (hemoglobina).
  • Sistema ácido carbónico/bicarbonato en el líquido extracelular.

Tipos de Trastornos Ácido-Base

• Acidosis se caracteriza por un pH sanguíneo bajo.
  • La acidosis respiratoria se debe a la retención de CO₂ por enfermedades pulmonares crónicas.
  • La acidosis metabólica se produce por pérdida de bicarbonato o acumulación de ácidos como en la cetoacidosis o insuficiencia renal.
• Alcalosis se caracteriza por un pH sanguíneo alto.
  • La alcalosis respiratoria se produce por la eliminación excesiva de CO₂ como en la hiperventilación.
  • La alcalosis metabólica es causada por un aumento de bicarbonato o pérdida de ácidos como en el síndrome de Cushing o vómitos prolongados.

Evaluación del Estado Ácido-Base

• La gasometría arterial es fundamental para diagnosticar trastornos ácido-base.
• Mide parámetros como pH, pCO₂, HCO₃⁻ y su relación para determinar el tipo de trastorno (acidosis/alcalosis) y evaluar la compensación (adecuada o inadecuada).