Vamos a ver otro de los grandes problemas que tiene el organismo. El organismo siempre tiene una lucha para tratar de mantener el equilibrio ácido-base






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Equilibrio acido-base
Vamos a ver otro de los grandes problemas que tiene el organismo. El organismo siempre tiene una lucha para tratar de mantener el equilibrio ácido-base.
Cuando se habla de equilibrio del medio interno, se refiere a que el organismo trata de mantener: la osmolaridad, el Volumen y además el pH. También la temperatura.
¿Cómo trata el organismo de mantener el equilibrio ácido- base?
En general cuando uno habla del equilibrio ácido-base, por un lado esta el elemento ácido y por otro el elemento base. El ácido va aportar hidrogeniones y la base va a recibir los hidrogenines.

También se habla del equilibrio de la concentración de hidrogeniones, por lo tanto cuando uno habla de ácido-base, nos referimos al concepto de pH. Pero el concepto de pH que esta relacionado con la concentración de hidrogeniones.
Una cosa es el pH y otra es la concentración de hirdrogeniones. La concertación de hidrogenines esta dada por nanoMoles por Litros. Se dice que el ph normal es cuando hay 40 nanomoles por litro, en cambio uno va a decir que el ph normal es 7.4.

La presión de ph es una expresión logarítmica (en la formula pH=-log (H)). Se esta haciendo mansión a la concentración de hidrogeniones. Por lo tanto cuando se habla de pH, se habla de la concentración de hidrogeniones y estos son Hidrogeno libre no asociado, por lo tanto cuando el ph se modifica en el organismo y se hizo acido, significa que aumento el hidrogeno libre y eso determina que el ph sea ácido. Cuando se habla de un medio alcalino es porque el hay menos H libre.

Cuando se mide ph con un peachimetro este mide solo el hidrogeno libre. Para medir hidrogeno asociado hay otras formas. Por eso habrá acidosis cuando la concentración de hidrogeniones sea superior a 40 nanomes por litros y habrá alquilosis cuando es inferior… esta imagen representa lo que dice el profe.


Cuando se calcula el ph, este no tiene que tener un valor tan rígido, sino que el organismo mueve los elementos en un cierto rango y ese rango esta entre 7.35 y 7.45, así cuando uno dice que el ph es igual 7.40, esta dando solo un promedio dentro del rango y podría disminuir hasta 7.25 o aumentar hasta 7.80

La línea verde esta marcando el nivel normal que seria 7.4. Las otras líneas verdes (mas cortas) indica los limites normales, que será 7.35 en el lado acido y 7.45 en el lado alcalino, pero todavía la literatura indica que podría ser mas estrecho el rango. O sea que pondría variar 0.02 en ambos lados. Si bajamos en una décima el valor de 7.35 ya estamos ante una acidosis severa y si aumentamos en una décima el valor 7.55 estamos ante una alcalosis severa. La línea roja marca el límite compatible con la vida y si varía mas allá se producirá la muerte

Si hablamos de equilibrio del medio interno debemos considerar todos los elementos que rodean a la célula y que le darán los aspectos bioquímicos. Si vemos el ph , esta será el ph extracelular y cuando se hace medición siempre se considera al ph sanguíneo, como se hace en la osmolaridad, pues mas difícil medirla dentro de la célula por tanto se asume que el intracelular será igual (por el concepto Kirl.. creo q así dijo).

Generalmente tiende a ser mas bajo el ph intracelular (más ácido) que el extracelular por lo tanto el organismo asume que si es 7.40 en el plasma, en el intracelular el ph es normal.

  • Si el pH es superior a 7.45 se produce ALCALOSIS

  • Si el pH es inferior a 7.35 se produce ACIDOSIS.


Así como hay un rango de pH en el que se puede mover o gravitar la concentración de hidrogeniones, esto no produciría un efecto nocivo en el organismo. También es posible que el ph varíe más allá de ese rango, o sea que haya acidosis o alcalosis produciendo condiciones que no son compatibles con la vida.

Es importante esta consideración porque si el ph normal es 7.4 y puede disminuir hasta 6.8 o puedo aumentar hasta 7.8. La diferencia acá es 0.4 y acá es 0.6... ¿Que se puede deducir?? Que el organismo es menos resistente, el rango en que puede variar el pH alcalino es mucho mas estrecho que lo que puede variar cuando se acidifica. El organismo tiene bastantes mecanismos lo adaptan a las variaciones de pH cuando se acidifica. En cambio cuando se genera alcalosis habrá más complicaciones para el organismo producto de que no tiene los mecanismos que sean suficientes para adaptarse a una variación de pH que lleve a una alcalosis. EL ORAGANISMO SIEMPRE TIENDE A HACERSE ACIDO, y el metabolismo siempre esta produciendo hidrogeniones, por lo tanto en condiciones normales el organismo esta impidiendo que se haga ácido.

El organismo tiene mecanismos que lo adapta mejor frente a una acidosis, en cambio como tiende a no generar alcalosis, frente a una alcalosis el organismo presenta muchas complicaciones.

El ph esta relacionado con las concentraciones de hidrogeniones. Cuando se dice que el pH normal es 7.4 eso corresponde a 40 nanomoles por litro. Si el pH se hace ácido, bajo 7.25, tenemos una concentración de más o menos 60 nanomoles por litro y a 6.8 de pH tenemos 160 nanomoles por litro, lo cual aumentó a 4 veces la concentración de hidrogeniones y las reducciones de pH se va haciendo en forma decimal. Por lo que se esta generando un aumento de los hidrogeniones.....
En caso de alcalosis y acidosis el pacientes presenta un estado de coma, la diferencia es que en la alcalosis se presentan convulsiones y tetania, e hiperexcitación antes de entrar en coma. Primero convulsiones luego tetania...
2.- IMPORTANCIA DE LA MANTENCION DEL pH
- SISTEMA ENZIMÁTICO

- FUNCIÓN CELULAR: METABOLISMO
El metabolismo depende de las enzimas y la actividad enzimática es influenciada fuertemente por la temperatura y el pH. Por lo tanto si se modifica el ph se tiene que modificar la cinética enzimática si se modifica mucho el ph las encimas se tornaran mas activas y ese es el elemento que nos interesa en particular. Las enzimas son proteínas y la proteína a pH 7.4 estas cargada negativamente por lo tanto si aumenta la concentración de hidrogeniones plasmático, en una acidosis, todas las proteínas pueden captar hidrogeniones . Ahora si aumenta la concentración de H+ plasmático también aumenta la concentración de H+ celular, por lo tanto dentro de la célula habrán proteínas que captaran estos H+ y comenzaran a cambiar su estado de ionización. De negativa se van haciendo cada vez menos negativa incluso pueden llegar a no tener carga, y al ir cambiando su estado de ionización, ira cambiando su estructura y si esta tiene un sitio activo en el cual reconoce el sustrato, entonces si se modifica la conformación espacial también se modificará el sitio activo, por lo tanto no será capas de reconocer el sustrato y finalmente podría llevar a que no se genere el metabolismo. Le metabolismo deficiente o que no se realiza llevara que los tejidos mueran.
- INTEGRIDAD MEMBRANA CELULAR
Es importante también el efecto que tiene el pH sobre la integridad de la membrana celular. Recordando, la célula tiene más k+ en su interior y más Na+ en el exterior. Si se altera la membrana celular y la bomba Na/K la permeabilidad se vera afectada y por lo tanto habrá una mala distribución de estos iones, el potasio tendería a salir y el Na+ a entrar. Por lo tanto se alteran el impulso nervioso, los potenciales de acción, se altera la actividad contráctil y el corazón no puede seguir funcionando. Todos lo mecanismos de integración se verán afectados por el daño en la membrana que esa altamente sensible a los cambios de pH. Por ej. Cuando se hablemos de shock, veremos que los problemas que se van a generar por hipoxia mantenida de los tejidos es que finalmente se generaran AC. Láctico y lo que hace este es acidificar el medio en el que se encuentran los tejidos, por lo tanto uno de los problemas que va generar será que alterara la permeabilidad de la membrana y va a salir K+ y enzimas desde la célula.
- ALTERACIÓN EQUILIBRIO DEL K+
Ahora, también en el equilibrio acido- base genera un efecto sobre el K+. Si aumenta el H+ fuera de la célula este puede ser amortiguado, es decir , de alguna manera reducir el impacto que puede generar en el plasma, también una parte importante de ese H+ va a entrar a la célula y dentro de ella se puede unir a proteínas y a fosfato. Y por cada hidrogeno que entre la tendencia va a ser de sacar K+. Por lo tanto cuando aumente la concentración de hidrogeniones también va a aumentar la concentración de K+ extracelular. También ocurre lo inverso, si hay poco h+ fuera de la celular, sale H+ desde la célula e ingresa K+.
3.- ORIGEN Y PRODUCCION DE H+: METABOLICO
¿Cómo se origina o produce los hidrogeniones? . Todo el H+ se produce a partir del metabolismo, a través de:

Acido volátil: se caracteriza porque se pude eliminar por el pulmón, el CO2, técnicamente, no es una acido porque no posee H+, pero al metabolizar con agua puede generar acido carbónico (en personar con problemas respiratorio, Ej. : asma. Tienden a retener el acido carbónico) , y ¿cómo puede el organismo eliminar ese acido?.. Por el pulmón pues elimina el CO2 y de esa forma evita que se forma el acido , es por eso que se dice que el CO2 es un acido volátil. Es mas cuando uno quiere determinar cuánto ácido carbónico se produce se calcula por medio de la cantidad de CO2 el cual se multiplica por una constante.

Acido fijo: el concepto de acido fijo... la diferencia es que no se puede eliminar por el pulmón, sino que principalmente por vía renal, excepto el acido láctico

Acido láctico: se regula por metabolismo hepático, el riñón igual pero casi nada

Acido fosforito: eliminado por riñón

Cetoacidos: en diabetes mellitus usan la grasa como energía y entregan ácidos grasos libres al hígado y este produce cetoacidos (por Ej.: ácido betahidroxibutilico. Acido cetoacetico).

El riñón es importante eliminando hidrogeniones en condiciones normales. La diferencia es que en acidosis va a tener que eliminar más h+. Normalmente el organismo esta eliminando hidrogeniones, pues tiene que deshacerse de ello y la mejor vía es el riñón.
Siempre digo: HIPOXIA de moderada a severa, siempre metabolismo anaerobio, y metabolismo anaerobio siempre significa acidosis Láctica, por lo tanto siempre que se genere hipoxia en los tejidos se va a producir ac.láctico. Por ejemplo cuando hay deshidratación, esto produce hipovolemia, lo que produce menor volumen circulando. La respuesta nerviosa ante una hipovolemia es generar vasoconstricción periférica, entonces los tejidos como la piel, la corteza renal, tejido digestivo quedan con poca irrigación, por tanto reciben poco oxigeno, desarrollan metabolismo anaerobio lo que genera acidosis láctica. SIEMPRE QUE HAYA DESHIDRATACION HABRA ACIDOSIS LACTICA, Y EL PASO PARA QUE HAYA ACIDOSIS. LACTICA ES LA HIPOXIA

Anemia, todas la alteraciones respiratoria, la insuficiencia cardiaca y renal llevan a una acidosis láctica.

Si el organismo tiende a la acides, significa que tiene mecanismo que evitan esto en condiciones normales, estas puede ser por un simple efecto físico, por ejemplo creando dilución cuando tiene la suficiente cantidad de agua (una persona de 60 Kg. tiene 45 lt. Una de 30 lt.) .

Pero lo que nos interese a es:

  • El mecanismo de amortiguación fuera y dentro de la célula.

  • El mecanismo de eliminación por el pulmón y el riñón


Estos mecanismos están ordenados de acuerdo a la velocidad en la que se van generando. El efecto de la dilución es instantáneo, la amortiguación toma un poco de tiempo pues se trata de reacciones químicas, pero es rápido. Luego del efecto de amortiguador debería producirse el la eliminación, ahora quien elimina mas rápido es el pulmón. El riñón es mas lento, puede tomarse 12 horas hasta días, 3 a 5 días en alcanzar su máxima efectividad. Por lo tanto los mecanismo están tan bien estructurados que hay algunos que demorando desde segundos, horas y días, para final mente se va generar una integración de todos los mecanismos que generan un efecto sobre el pH.

Cuando hay mecanismos de amortiguación, se habla del sistema buffer que pueden actuar tanto en LEC como en el LIC.

El pulmón lo que va hacer es retención y excreción del CO2. Retiene cuando existe alcalosis y excreta cuando existe acidosis

El riñón reabsorbe, sintetiza o excreta bicarbonato y excreta hidrogeniones, en condiciones normales filtra el bicarbonato en un 90 % a través del TCP . Sintetiza poco bicarbonato en condiciones normales y secreta el H+.
Cambios de concentración de hidrogeniones en el extracelular....
Si hay un aumento de H+ en el extracelular se va a utilizar el bicarbonato para amortiguarlo y las sustancias buffer, una vez que esto ocurre debería producirse la respuesta pulmonar que lo que hará es depurar la presión arterial de CO2, si hay acidosis eliminara mas CO2 si hay alcalosis elimina menos CO2. y la regulación renal tiende de alguna manera a recuperar el bicarbonato “gastado” y finalmente el H+ en el LEC deberá llegar a ser normal. Osea, mantener el pH y se deberá recuperar la capacidad buffer, osea la cantidad de bicarbonato que tenia antes de generar un efecto amortiguador.
Amortiguación.
- AMORTIGUACIÓN EXTRACELular

NaHCO3 / H2CO3, PROTEÍNAS, FOSFATOS

- AMORTIGUACIÓN INTRACELULAR

PROTEÍNAS (Hb), FOSFATOS, NaHCO3 / H2CO3
Se refiere a que hay sustancia dentro del organismo que son capases de reducir la variación de pH. Es importante considerar que el los amortiguadores reducen la variación de pH, pero no la impiden. Lo que se logra es reducir el efecto de la variación de pH y evitar que llegue a los limistes compatibles con la vida.

La amortiguación extracelular se produce fundamentadamente por el sistema bicarbonato de sodio acido carbónico (NaHCO3 / H2CO3),. Ester es la mas importante con respecto a los otros. Es mas cuando uno hace el calculo de pH extracelular y pH plamtico generalmente lo que hace es medir por un lado el bicarbonato y por otro el CO2 y con eso dos valores uno hace la estimación de pH plasmático. Las proteínas son menos importantes extracelularmente ...

La amortiguación intracelular esta generada por proteínas.(Hb)., después los fosfatos y el sistema NaHCO3 / H2CO3 tiene poca importancia, excepto en el glóbulo rojo, este es supergonico y también es importante..
Como ocurre la amortiguación??
Tenemos un amortiguador (proteína o un sistema NaHCO3 / H2CO3) , lo que hace es reducir la variación de pH y ¿como lo hace? Si aumenta la concentración de H+ los capta, si disminuye la contracción de H+ plasmático lo que hace es ceder hidrogeniones.

En acidosis—capta H+

En alcalosis—cede H+
Ahora si consideramos que el amortiguador extracelular, mas importante es el sistema NaHCO3 / H2CO3 y el amortiguador intracelular mas importantes son las proteínas... entonces ¿qué es mas importantes: la amortiguación intracelular o la extracelular? A pH 7.4 (normal) en el extracelular se amortigua el 50% y en el intracelular 50%.. Prácticamente tiene la misma importancia para ambos. Cuando hay acidosis, la amortiguación extracelular es aprox. 20% o menor y el intracelular es 80% o mayor. Por lo tanto a medida que se acidifica el organismo cada vez se hace más importante la amortiguación intracelular.

Si el ph es 7.35 significa que la concertación de H+ aumentó por lo tanto tiene que incorporarlo a la célula y la mayor posibilidad que tiene ese H+ en la célula es unirse a proteínas, y como estas son mas abundantes en intracelular la capacidad amortiguadora será mucho mas grande que en el extracelular. Y por eso entre mas H+ haya fuera de la célula mas entrara y mas importante es la amortiguación intracelular.
SUSTANCIAS AMORTIGUADORAS:
Las sustancias amortiguadoras que son aquellas capaces de ceder o captar H+ según sea el pH. Se pueden diferenciar en :

  • Sustancias buffer que es el sistema NaHCO3 / H2CO3

  • Sustancias anfóteras que son proteínas.


Porque es importante hacer esta diferenciación?? Habíamos dicho que la proteínas al captar H+ lo único que cambia es su ionizacion.. se hace menos negativa

En cambio en el sistemas buffer sucede que en un medio acido , el acido va a reaccionar con el bicarbonato y el bicarbonato se “gasta” , por lo tanto cada vez que el organismo amortigua una molécula de acido pierde un bicarbonato y ese bicarbonato desaparece. En cambio la proteína sigue allí, podrá ser menos negativa pero esta presente. Entonces cuando comienzan a disminuir los H+ extracelular la proteína va entregar de apoco los hidrigeniones hacia el extracelular. De esta forma se vuelve al estado normal y la proteína queda disponible para unir otros H+ en posteriores eventos de acidosis.

Por lo tanto se dice que por efecto de la amortiguación que el la proteína cambia su estado de ionizacion y el bicarbonato se gasta como estructura química, también es cierto que ambos pueden reducir su capacidad amortiguadora. Pero la proteína puede entregar fácilmente sus H+ y recuperar su capacidad amortiguadora, en cambio el bicarbonato se gasta y el organismo debe sintetizarlo, de esto se encarga el riñón.
El sistema buffer.




Esta formado por un acido débil y una sal conjugada y de acuerdo a la ley de acción de masas : cuando una sustancia reacciona en un medio liquido, por ejemplo un acido . va a ionizarse produciendo H+ y produciendo un anion, si H2CO3 (acido carbónico) va a producir un H+ y bicarbonato. eso va a ocurrir hasta que se alcance la condición de equilibrio y cuando se alcance el equilibrio ya no va a ver una velocidad de reaccion en el sentido de formar H+ y anion, que es alta, sino que se va a transar el equilibrio, por lo tanto por cada molécula que se ionice , se transforme en H+ y anion va haber un H+ y anion que va a formar la molécula de estado molecular , o sea ya se alcanzó una constante. No hay variación de los componentes de esta reacción. Va haber una cierta fracción que va a estar en estado molecular y un cierto porcentaje que va estar en estado ionizado y eso se va a mantener constante, y eso es lo que da origen a la constante de ionizacion. Ahora el calculo de la constante de ionizacion es lo que esta en ESTADO MOLECULAR va a dividir los componentes que estaban en estado ionizado:
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